УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОГО НЕРАЗДЕЛЕННОГО НАВОЗА

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к накопителям жидкого навоза, используемым в сельскохозяйственном производстве.
Известно устройство для перемешивания жидкого навоза (патент РФ 2085065, кл. A01C 3/02, 27. 07. 1997 г.), содержащее резервуар, в верхней части которого с наклоном к днищу установлены сопла в корпусе, снабженные аэродинамическими профилями, размещенными симметрично и направленными вдоль потока, и установленном с возможностью поворота в вертикальной плоскости вокруг неподвижных осей, смонтированных на поплавках, прикрепленных посредством поводков к замкнутому гибкому тяговому элементу с упорами, взаимодействующими с конечными выключателями привода лебедки при прямом и обратном его ходе, причем в соплах установлены лопатки по право- и левовинтовой линии вращения.
Недостатками данного устройства являются:
1. Сложность конструкции;
2. Образование застойных зон вследствие невозможности забора соплами устройства жидкого навоза у стенки навозохранилища в конце хода;
3. Засорение сопел устройства вследствие малых скоростей течения жидкости и налипания компонентов жидкого навоза на лопатки сопел;
4. Сложность очистки сопел;
5. Сложность регулирования глубины погружения устройства, и как следствие, снижение эффективности перемешивания.
Наиболее близким аналогом к заявленному устройству относятся погружные мешалки - гомогенизаторы серии ТВМ (рекламный проспект - "Биокомплекс. Переработка и утилизация отходов", ), содержащие стойку, нижний конец которой установлен на дне навозохранилища, с возможностью ее поворота, на которой установлена с возможностью вертикального перемещения по ней пропеллерная мешалка с приводом от электродвигателя.
Недостатками данного устройства являются:
1. Возможность образования застойных зон;
2. Повышенная энергоемкость за счет рассеивания кинетической энергии потока в радиальном направлении;
3. Низкая жесткость стойки при работе мешалки, что приводит к значительной вибрации всего устройства;
4. Установка перемешивающего устройства только по периметру навозохранилища, значительно увеличивающая линию перемешивания, что приводит к необходимости увеличения мощности электродвигателя;
5. Низкая надежность за счет налипания навоза на стойку, что будет препятствовать вертикальному перемещению пропеллерной мешалки.
Задача полезной модели - повышение эффективности перемешивания жидкого навоза в навозохранилище, повышение производительности за счет снижения времени, необходимого для перемешивания, и надежности работы устройства при минимальных энергозатратах.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для перемешивания жидкого неразделенного навоза, содержащее пропеллерную мешалку, установленную внутри навозохранилища, жестко закрепленую в верхней части внутреннего раструба, над которым расположены с возможностью вращения лопасти пропеллерной мешалки, при этом к внутреннему раструбу через перемычки, установленные в верхней и нижней частях внутреннего раструба, жестко крепится внешний раструб, боковая поверхность которого повторяет боковую поверхность внутреннего раструба, а в верхней части внешнего раструба жестко закреплена кольцевая насадка с крестовиной, во втулке последней установлен вал с возможностью вращения, на верхнем конце которого жестко закреплены наклонные лопасти, при этом боковая поверхность внешнего и внутреннего раструбов состоит из n-го числа частей трапециевидной формы, боковые стороны которой описываются формулой:
,
где y и z - координаты точек, лежащих в плоскости;
φ - угол между двумя линиями, проведенными из центра окружности, в которую вписан равносторонний многогранник, образованный нижними основаниями боковых поверхностей внутреннего или внешнего раструба, к соседним вершинам многогранника;
B
d - диаметр окружности, в которую вписан равносторонний многогранник, образованный верхними основаниями боковых поверхностей внутреннего или внешнего раструба;
h - высота внутреннего или внешнего раструба.
Новые существенные признаки:
1. Пропеллерная мешалка закреплена вертикально в верхней части внутреннего раструба, над которым расположены с возможностью вращения лопасти пропеллерной мешалки;
2. К внутреннему раструбу через перемычки, установленные в верхней и нижней частях внутреннего раструба, жестко крепится внешний раструб;
3. Боковая поверхность внешнего раструба повторяет боковую поверхность внутреннего раструба;
4. В верхней части внешнего раструба жестко закреплена кольцевая насадка с крестовиной, во втулке последней установлен вал с возможностью вращения, на верхнем конце которого жестко закреплены наклонные лопасти с возможностью изменения их угла наклона;
5. Боковая поверхность внешнего и внутреннего раструбов состоит из n-го числа частей трапециевидной формы, боковые стороны которой описываются формулой:
,
где y и z- координаты точек, лежащих в плоскости;
φ - угол между двумя линиями, проведенными из центра окружности, в которую вписан равносторонний многогранник, образованный нижними основаниями боковых поверхностей внутреннего или внешнего раструба, к соседним вершинам многогранника;
B
d - диаметр окружности, в которую вписан равносторонний многогранник, образованный верхними основаниями боковых поверхностей внутреннего или внешнего раструба;
h - высота внутреннего или внешнего раструба.
Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Технический результат:
1. Пропеллерная мешалка закреплена вертикально в верхней части внутреннего раструба, над которым расположены с возможностью вращения лопасти пропеллерной мешалки - это дает возможность воздействия струи жидкости для перемешивания донного осадка или разрушения плавающей корки при реверсе электродвигателя;
2. К внутреннему раструбу через перемычки, установленные в верхней и нижней частях внутреннего раструба, жестко крепится внешний раструб - обеспечивается жесткость конструкции;
3. Боковая поверхность внешнего раструба повторяет боковую поверхность внутреннего раструба - это позволяет обеспечить минимальные потери энергии потоком жидкости при прохождении диффузора, образованного поверхностями внешнего и внутреннего раструбов;
4. В верхней части внешнего раструба жестко закреплена кольцевая насадка с крестовиной, во втулке последней установлен вал с возможностью вращения, на верхнем конце которого жестко закреплены наклонные лопасти с возможностью изменения их угла наклона - обеспечивается воздействие потока жидкости на плавающую корку по всему верхнему периметру навозохранилища под углом, определяемым углом наклона наклонных лопастей с возможностью его изменения для регулирования радиуса, измеряемого от центра верхнего периметра навозохранилища до линии воздействия струи жидкости на плавающую корку;
5. Боковая поверхность внешнего и внутреннего раструбов состоит из n-го числа частей трапециевидной формы - обеспечивается технологичность изготовления конструкции перемешивающего устройства.
На фиг.1 изображено устройство для перемешивания жидкого навоза в аксонометрии.
На фиг.2 схематично изображено устройство для перемешивания жидкого навоза, расположенное внутри навозохранилища.
На фиг.3 изображено установочное устройство для закрепления перемешивающего устройства на дне навозохранилища.
На фиг.4 схематично изображена поверхность раструба.
Устройство для перемешивания жидкого неразделенного навоза (фиг.1), установленное внутри навозохранилища, например, с дном круглой формы, содержит пропеллерную мешалку, состоящую из электродвигателя 1 и установленного на его валу пропеллера 2, жестко закрепленную в верхней части внутреннего раструба 3, при этом к внутреннему раструбу 3 через перемычки 4 жестко крепится внешний раструб 5, боковая поверхность которого повторяет боковую поверхность внутреннего раструба 3. В верхней части внешнего раструба 5 жестко закреплена кольцевая насадка 6 с крестовиной 7, во втулке которой установлен вал 8 с возможностью вращения, на верхнем конце которого жестко закреплены наклонные лопасти 9 с возможностью изменения их угла наклона. Для предотвращения осевого смещения вала 8 на его нижнем конце жестко закреплено стопорное кольцо 10. Внутренний 3 и внешний 5 раструбы имеют съемные панели 11, которые устанавливаются с помощью болтового соединения (на схеме не показано).
Для установки электродвигателя 1 и доступа к нему при проведении техобслуживания и ремонтных работ внешний 5 и внутренний 3 раструбы имеют съемные панели 11. Для скрепления внешнего и внутреннего раструбов между собой служат перемычки 4, имеющие сварное соединение. Вал 8 с закрепленными в нем наклонными лопастями 9 вращается во втулке крестовины 7, которая жестко закреплена в кольцевой насадке 6.
Для закрепления перемешивающего устройства на дне навозохранилища служит установочное устройство (фиг.2 и фиг.3), имеющее жесткую конструкцию, которое с помощью болтов жестко крепится к бетонному основанию. Для надежной фиксации перемешивающего устройства пластины 12 установочного устройства повторяют боковую поверхность внутреннего раструба 3.
1
2
Устройство работает следующим образом. При вращении, например, против часовой стрелки, пропеллера 2, закрепленного на валу электродвигателя 7, создается скоростной напор жидкости, частицы которой при прохождении через диффузор, образованный поверхностями внешнего 5 и внутреннего 3 раструбов, с некоторой скоростью υ воздействуют на донный осадок (фиг.1, фиг.2). Забор жидкости в этом случае происходит через отверстие кольцевой насадки 6. После перемешивания донного осадка вследствие реверса электродвигателя 7, создаваемого переключателем (на схеме не показано), пропеллер 2 будет вращаться в противоположную сторону, например, по часовой стрелке. В этом случае забор жидкости происходит через плоское отверстие, образованное нижними основаниями внутреннего 3 и внешнего 5 раструбов. Создаваемый пропеллером 2 скоростной напор жидкости с некоторой скоростью υ воздействует на верхнюю плавающую корку. Вследствие наклона лопастей 9 возникает сила гидродинамического воздействия, под действием горизонтальной составляющей которой наклонные лопасти начинают вращаться. При этом поток жидкости оказывает воздействие на плавающую корку по всему верхнему периметру навозохранилища, разбивая ее. Кольцевая насадка 6 служит для создания минимального зазора между вершинами лопастей пропеллера 2 и верхней частью внешнего раструба 5, а также для установки наклонных лопастей 9.