МАШИНА ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НАВОЗА
MACHINE FOR DEHYDRATION OF MANURE

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. В01D 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, кл. B01D 29/17, для служебного пользования №0070), 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 агрегата.
Поставленная задача достигается тем, что в машине для обезвоживания навоза, содержащей корпус, средство для загрузки, фильтр, привод, разгрузочное приспособление для отвода сгущенной фракции, разгрузочное приспособление для отвода фильтрата, фильтр с перфорированными стенками по периметру выполнен коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки фильтра выполнены перфорированными эллиптической формы, причем большие диаметры эллипсов торцевых щек повернуты по оси конической поверхности относительно друг друга на угол 0°-360° и смонтированы под острым углом 10°-90° не только одна к другой, но под разными углами и к оси вращения фильтра, при этом по всей длине фильтра смонтирована пружина конической формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения фильтра, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции машины для обезвоживания навоза.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что фильтр по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс обезвоживания навоза.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление фильтра и выполнение его коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки фильтра выполнены перфорированными эллиптической формы, причем большие диаметры эллипсов торцевых щек повернуты по оси конической поверхности относительно друг друга на угол 0°-360° и смонтированы под острым углом не только одна к другой, но под разными углами и к оси вращения фильтра, обеспечивает нарушение стационарности движения потоков навоза, повышает производительность и эффективность обезвоживания, расширяет технологические возможности, упрощает изготовление.
Новизна заключается в том, что в результате выполнения фильтра коническим, ось которого составляет с осью его вращения острый угол, а торцевые щеки фильтра выполнены перфорированными эллиптической формы, причем большие диаметры эллипсов торцевых щек повернуты по оси конической поверхности относительно друг друга на угол 0°-360° и смонтированы под острым углом не только одна к другой, но под разными углами и к оси вращения фильтра, потоки навоза совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как фильтр выполнен коническим, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность и эффективность обезвоживания, расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине фильтра смонтирована пружина конической формы с прямоугольным сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения фильтра, которая обеспечивает не только перемещение частиц потоков навоза в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса обезвоживания за счет того, что частицы навоза, совершающие циркуляционное движение внутри фильтра в плоскостях, перпендикулярных ее оси симметрии, встречаясь с витками прямоугольной формы пружины изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии фильтра, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и с перфорированными стенками фильтра, расширяют технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине фильтра пружина конической формы с прямоугольным сечением витков, снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц навоза и изменять скорости перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что направление витков, цилиндрической пружины с прямоугольным сечением витков совпадает с направлением вращения фильтра, что обеспечивает транспортировку частиц навоза от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление конического фильтра и выполнение торцевых щек перфорированными эллиптической формы и расположение их под острым углом одна к другой нарушает стационарность движения потоков навоза, повышает производительность и эффективность обезвоживания, что расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что в результате выполнения торцевых щек перфорированными эллиптической формы потоки навоза совершает движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине фильтра, что нарушает стационарность движения потоков навоза и обеспечивает не только самоочистку сит, но и повышает производительность, расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что поверхность по периметру фильтра выполнена конической, ось которой составляет с осью ее вращения острый угол, и поэтому положение центров симметрии фильтра в виде эллипсов в процессе его вращения подвижно, что увеличивает энергоемкость взаимодействия потоков навоза, повышает эффективность и качество обезвоживания.
Новизна заключается также в том, что большие диаметры эллипсов торцевых щек эллиптической формы повернуты относительно друг друга на некоторый угол, что нарушает стационарность движения потоков навоза, поэтому размеры и расположения активного их взаимодействия заметно меняются за время одного оборота фильтра, что обеспечивает не только самоочистку отверстий конической поверхности фильтра и торцевых щек, но и расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что расположение торцевых щек под острым углом к оси вращения конической поверхности фильтра обеспечивает не только разность давления на частиц потоков навоза внутри фильтра, но и перемещение их от загрузки к выгрузке.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена машина для обезвоживания навоза, общий вид; на фиг. 2-разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - пространственное изображение фильтра.
Машина для обезвоживания навоза содержит (фиг. 1, фиг. 2) корпус 1, средство для загрузки 2, фильтр 3, привод (не показан), разгрузочное приспособление для отвода сгущенной фракции 4, разгрузочное приспособление для отвода фильтрата 5. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц потоков навоза внутри фильтра 3 смонтирована пружина конической формы 6 с плоским сечением витков, с направлением витков, совпадающим с направлением вращения фильтра 3. Пружина 6 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 6 путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков пружины 6 может производиться в процессе обезвоживания навоза. Корпус 1 в виде крышки жестко присоединен сверху фильтра 3 и скреплен с разгрузочном приспособлением 5 для отвода фильтрата (фиг. 2).
1
1
2
2
1
2
Фильтр 3 с перфорированными стенками по периметру выполнен коническим (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3). Ось 0-0 фильтра 3 (фиг. 3) составляет с осью его вращения 0-0 острый угол α. Торцевые щеки 20 и 21 барабана 5 выполнены перфорированными эллиптической формы (фиг.3), причем большие диаметры D и D эллипсов торцевых щек 7 и 8 повернуты по оси конической поверхности относительно друг друга на угол ω=0°-360°. Торцевые щеки 7 и 8 фильтра 3 смонтированы под разными углами φ, β к оси вращения фильтра 3, т.е. под острым углом 10°-90° одна к другой. Фильтр 3 снабжен втулками с опорными кольцами 9 и 10, смонтированными с возможностью вращения на опорах 11 и 12.
Машина для мойки сыпучих материалов работает следующим образом.
Потоки навоза (фиг.1, фиг. 2) подаются через загрузочный лоток 2 внутрь фильтра 3, где они совершает движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине фильтра 3 в каждом поперечном сечении, при этом частицы навоза совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как фильтр 3 выполнен коническим и наклонным, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное. В результате, поток движущихся частиц навоза нестационарен, а размеры и расположение активного движения потоков навоза заметно меняются за время одного оборота фильтра 3. Поэтому в результате нарушения упорядоченности процесса движения частиц потоков навоза движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений частиц навоза между собой и со стенками фильтра 3, а также с торцевыми стенками 7 и 8, что обеспечивает очистку их перфорированных поверхностей и повышает эффективность обезвоживания. Процесс нестационарности движения частиц навоза усугубляется расположением торцевых стенок 7 и 8 эллиптической формы, что существенно меняет направление движения частиц навоза вдоль оси вращения фильтра 3 и создает зоны различного давления торцевых стенок 7 и 8 на частицы навоза и интенсифицируется процесс отделения жидкой фазы навоза. Поэтому частицы навоза имеют возможность под воздействием геометрического уклона фильтра 3 и разности давления торцевых стенок эллиптической формы 7 и 8, расположенных друг к другу и к оси вращения фильтра 3, не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке, создавая при этом турбулентные потоки частиц навоза. В результате такой интенсификации движения потоков навоза жидкая фаза навоза выводится за пределы перфорированной поверхности фильтра 3, стекает по стенкам корпуса 1, затем разгрузочного приспособления 5 для отвода фильтрата и выводится за пределы машины для обезвоживания навоза.
Процесс движения частиц навоза, которые поднимаются вверх и падают вниз, непрерывен. Поскольку внутренние перфорированные стенки фильтра 3 расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения фильтра 3, то в каждой порции каждая частица навоза перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс обезвоживания и расширяет технологические возможности. Процесс обезвоживания также интенсифицируется смонтированной внутри фильтра 3 пружиной 6 конической формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения фильтра 3, которая обеспечивает дополнительное продольное перемещение частиц навоза внутри фильтра 3. Пружина 6 оборудована устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков пружины 6 может производиться также в процессе обезвоживания, т.е. в процессе работы машины для обезвоживания навоза. В зависимости от характеристик навоза, требуемого времени обезвоживания, устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям процесса обезвоживания навоза. Например, если требуется высокая скорость продольного перемещения потоков навоза, то увеличивается шаг пружины 6 и, таким образом, изменяется поток движения частиц навоза, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. При обезвоживании навоза, требующем длительное время пребывания потоков навоза в фильтре 3, шаг витков пружины 6 уменьшается и, таким образом, изменяется скорость движения потов навоза, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузке к выгрузке. Направление витков пружины 6 может совпадать или быть против направления вращения фильтра 3. В нужном положении пружину 6 фиксируют известными приспособлениями (не показаны). Регулировка величины шага пружины 6 может быть осуществлена также и в процессе обезвоживания. На выходе фильтра 3 частицы сгущенной фракции навоза поднимаются вверх и через выгрузной лоток 4 выводятся за пределы машины для обезвоживания навоза.
Технико-экономические преимущества обеспечиваются за счет интенсификации процесса обезвоживания навоза, благодаря нарушению стационарности движения потоков частиц навоза внутри фильтра.