Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НАВОЗА

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к оборудованию для разделения отходов кормооткормочных комплексов на жидкие и твердые фазы, пригодные для транспортировки на поля в качестве удобрений в жидком или твердом состоянии, к пищевой промышленности, например для обезвоживания сырья при производстве пектина, отделения жидкой фазы из сыпучих материалов, при сушке материалов.

Известен инерционный сгуститель (а.с. №1389815, кл. B01D 33/02, 1988 г.), включающий корпус с установленным в нем цилиндрическим фильтром, входной патрубок, винтовую вставку и патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.

Недостатком известной конструкции является малая производительность и ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является инерционный сгуститель (патент №1794295), включающий входной патрубок-загрузочное устройство, винтовую вставку, патрубки-устройства для отвода фильтрата и сгущенной фракции, корпус, внутри которого закреплена винтовая вставка, с установленным внутри фильтром, состоящим из секций, каждая из которых выполнена в виде соединенных гранями равнобедренных треугольников, при этом секции соединены друг с другом по свободным граням треугольников.

Недостатком известной конструкции является недостаточная производительность и ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является повышение производительности и расширение технологических возможностей устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для обезвоживания навоза, включающем корпус, внутри которого закреплены винтовые направляющие, фильтр, загрузочное устройство, устройства для отвода фильтрата и сгущенной фракции, фильтр изготовлен с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу трех и более ломаных правых и левых винтовых линий, а также внутренних трех и более винтовых канавок с одинаковым шагом из секций, смонтированных из двух подсекций, выполненных из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонами перфорированных равнобедренных трапеций и перфорированных равнобедренных треугольников, основания которых в подсекции расположены в разные стороны, при этом секции соединены между собой большими основаниями перфорированных трапеций, а подсекции соединены в секцию так, что основания перфорированных равнобедренных треугольников одной подсекции присоединены к верхнему основанию перфорированных равнобедренных трапеций второй подсекции, а основания перфорированных равнобедренных треугольников второй подсекции присоединены к верхнему основанию перфорированных равнобедренных трапеций первой подсекции.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции устройства для обезвоживания навоза.

Новизна обусловлена тем, что фильтр изготовлен с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу трех и более ломаных правых и левых винтовых линий, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков навоза с максимальной энергоемкостью соударений их друг к другу и со перфорированными стенками фильтра под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками перфорированного фильтра, увеличивает производительность обезвоживания навоза и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения потоков навоза в предлагаемой конструкции устройства для обезвоживания навоза определяется не только частотой вращения перфорированного фильтра, но и количеством перфорированных плоских элементов по его периметру, то такое конструктивное оформление поверхности перфорированного фильтра за счет увеличения количества перфорированных плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает частоту соударений потоков навоза между собой и со стенками перфорированного фильтра, повышает производительность обезвоживания навоза, увеличивает технологические возможности.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что плоские перфорированные элементы, из которых собран перфорированный фильтр, смонтированы под некоторыми разными углами друг к другу, поэтому интенсивность обезвоживания навоза возрастает, так как эти перфорированные элементы, работая, как полки захватывают порции потоков навоза и направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения, обеспечивая повышение производительности обезвоживания навоза и расширение технологических возможностей.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения перфорированного фильтра изменяется в каждом поперечном сечении по всей его длине от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс обезвоживания навоза, увеличивает энергоемкость взаимодействия потоков навоза, повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма элементов, из которых собран фильтр, в том числе трапеции и треугольники, изменяются в по всей его длине от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс обезвоживания навоза, увеличивает энергоемкость взаимодействия потоков навоза, повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что не только перфорированные равнобедренные треугольники и перфорированные равнобедренный трапеции, из которых собраны подсекции секций перфорированного барабана, но и сами секции смонтированы под некоторыми углами друг к другу с образованием ломаных винтовых линий, что увеличивает смешиваемость, энергоемкость и изменяет частоту взаимодействия потоков навоза друг с другом и со стенками перфорированного фильтра, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение перфорированного фильтра имеет форму многоугольника, площадь которого по длине многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс потоков навоза, что увеличивает интенсивность обезвоживания навоза и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений перфорированного фильтра изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения потоков навоза, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по периметру перфорированного фильтра образованы винтовые перфорированные поверхности из плоских перфорированных элементов различной формы и размеров, что обеспечивает нарушение стационарности движения потоков навоза перфорированного фильтра и интенсифицирует процесс обезвоживания, расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 схематично изображено устройство для обезвоживания навоза, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - изображена часть перфорированного фильтра, общий вид; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - перфорированный фильтр, наглядное изображение.

Устройство для обезвоживания навоза содержит станину 1, выполненную в виде сварной рамы. На станине закреплен привод, состоящий из электродвигателя 2, цепной передачи 3 и четырех роликовых опор 4, на которые установлены две круговые обечайки 5 и 6, в которых закреплен корпус, с коаксиально смонтированном в нем фильтром 8. Корпус изготовлен в виде цилиндра, внутри которого закреплены винтовые направляющие 9 и снабжен по периметру отверстиями 10 для отвода жидкой фазы из фильтра.

Участок наружного барабана 7 с отверстиями 10 смонтирован в кожухе 11, который в своей нижней части снабжен окном 12 - выходной патрубок. На станине 1 смонтировано загрузочное устройство в виде воронки 13 - (входной патрубок). Устройство снабжено транспортером 14 для приема твердой фазы навоза - (патрубок для отвода сгущенной фракции) и емкость 15 для приема жидкой фазы навоза.

Фильтр 8 (фиг.3, фиг.4, фиг.5) изготовлен из секций 16, смонтированных из двух подсекций, например 17 и 18, выполненных из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонам перфорированных равнобедренных трапеций 19 и перфорированных равнобедренных треугольников 20 (на фиг.3 одна из перфорированных равнобедренных трапеций 19 и один из перфорированных равнобедренных треугольников 20 выделены двойными линиями), основания которых в подсекции, например подсекции 17, расположены в разные стороны, например, в подсекции 17 основание 21 перфорированной трапеции 19 и основание 22 перфорированного треугольника 20 расположены в разные стороны подсекции, при этом секции соединены между собой большими основаниями перфорированных трапеций 23, 24, например, как на фиг.3, а подсекции соединены в секцию так, что основания перфорированных равнобедренных треугольников, например второй подсекции 18 основания 25, присоединены к верхнему основанию, например 28 перфорированных равнобедренных трапеций первой подсекции 17, а основания 22 перфорированных равнобедренных треугольников 20 первой подсекции, например подсекции 17, присоединены к верхнему основанию 25 перфорированной равнобедренных трапеций, например 27 второй подсекции 16.

В результате такой последовательной сборки перфорированных плоских элементов стенок перфорированного фильтра 8 по периметру образуются, например, на фиг.3, пять правых и пять левых ломаных винтовых линий с одинаковым шагом S₁ и S₂. Одна из пяти левых ломаных винтовых линий с шагом S₁ показана на фиг.3 утолщенной линией 28-29-30-31-32, а одна из пяти правых ломаных винтовых линий с противоположного направления шагом S₂ показана на фиг.3 утолщенной линией 33-34-30-35-36.

Устройство для обезвоживания навоза работает следующим образом. Навоз (фиг.1, фиг.2) подается через загрузочное устройство 13 внутрь вращающегося перфорированного фильтра 8, где порции навоза захватываются, как лопатами, перфорированными стенками фильтра 8 и в направлении вращения поднимаются вверх. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса порции навоза в зависимости от собственной массы отделяются от стенок перфорированного фильтра 8 и с разных высот и под разными углами движутся навстречу другим порциям навоза, движущимся внутри перфорированного фильтра 8 с последующим одновременным перемещением винтовыми канавками перфорированного фильтра 8 в сторону выгрузки. Процесс движения последующих порций навоза, которые поднимаются вверх и движутся навстречу другим порциям, непрерывен. Поскольку внутренние перфорированные стенки фильтра 8 расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения фильтра 8, то каждая порция перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс обезвоживания порций навоза и взаимодействия их друг с другом и со стенками перфорированного фильтра 8, повышает производительность обезвоживания и расширяет технологические возможности. В фильтре 8, за счет движения потоков навоза по сложным траекториям и под разными углами к оси отверстий перфораций фильтра 8, нестационарного характера движения потоков навоза внутри фильтра 8, их интенсивного перемешивания и каскадного перемещения, относительно разнонаправленных друг к другу и к оси вращения перфорированных стенок, увеличения мощности и частоты взаимодействия потоков навоза друг с другом и со стенками фильтра 8 обеспечивается благоприятная гидродинамическая обстановка для эффективного проведения процессов обезвоживания навоза и отделения жидкой фазы.

Таким образом, при перемещении навоза внутри фильтра 8, жидкая фаза его через перфорированные отверстия выводится в полость наружного барабана 7, где винтовыми направляющими 9 транспортируется к отверстиям 10. Через отверстия 10 жидкая фаза выводится из полости наружного барабана 7 в полость кожуха 11 и через окно 12 поступает в емкость 15. Твердая фаза материалов выводится через выходное отверстие фильтра 8 на транспортер 14.

Технико-экономические преимущества возникают за счет разнообразия геометрии перфорированных стенок фильтра и их разнонаклонености друг к другу и к оси вращения фильтра, что увеличивает частоту и мощность взаимодействия порций навоза, увеличивает площадь рабочих перфорированных элементов, участвующих в обезвоживании навоза при тех же габаритах фильтра, что обеспечивает не только интенсификацию процесса отделения жидкой фазы от твердой фазы навоза, но и расширяет технологические возможности устройства.