УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НАВОЗА НА ФРАКЦИИ

Полезная модель относится к установкам для разделения навоза на фракции, преимущественно его твердой дисперсной составляющей, и может быть использована в животноводстве и птицеводстве.
Известно устройство для обезвоживания материалов, преимущественно навоза, включающее вертикальный перфорированный корпус с размещенным в нем шнеком. Корпус сообщен своими нижней и верхней частями соответственно с входным и выходным патрубками и установлен внутри емкости, выполненной с узлом для отвода жидкой фракции. Узел для отвода жидкой фракции расположен на уровне верхних перфораций корпуса. Устройство снабжено измельчающим приспособлением - ножом, установленным на верхнем конце корпуса. В нижней части емкость выполнена с патрубком для удаления осадка [1].
Известное устройство не обеспечивает качественной фильтрации жидкой фазы и четкого разделения массы навоза на фракции. Шнек, подавая крупную составляющую массы навоза к ножу, не обеспечивает в полной мере обезвоживание ее, а перфорированные стенки забиваются массой, которая близка или больше по размеру к размерам ячеек перфорации. Благодаря пристеночному эффекту крупные частицы навоза способны перекрыть выход жидкой фракции за пределы корпуса в накопительную емкость. За счет повышенной влажности крупной фракции измельчение затруднено, что создает трудности в ее продвижении за пределы корпуса вверх и приводит к естественному снижению производительности устройства.
Известно также устройство для разделения навоза на фракции, включающее загружаемое навозом перфорированное основание с шарнирно
установленными на нем отжимными валиками. К отжимным валикам через наклонно расположенные тяги шарнирно прикреплена ось, торцы которой посредством подшипников размещены в направляющих, последние установлены над перфорированным основанием. К средней части оси жестко прикреплен кронштейн, связанный через штангу с механизмом возвратно-поступательного перемещения. К оси посредством наклонно расположенных и обращенных в сторону, противоположную направлению тяги рычагов, жестко прикреплены скребки, которые установлены на перфорированном основании. Между каждой тягой и рычагом закреплены соединенная с ними пружина и ограничитель перемещения тяги. Перфорированное основание выполнено неподвижным [2].
Однако это устройство сложно, металлоемко и не рассчитано на фракционирование дисперсной составляющей жидкой части навоза. Для отделения крупной составляющей от жидкой и дисперсной частей навоза требуется работа нескольких прорезиненных валиков и скребков. Вся жидкая фракция удаляется в жижесборник, что не упрощает технологию переработки навоза в целом.
В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбрано устройство для хранения навоза, включающее размещенные в навозосборнике перфорированные дренирующие элементы, соединенные с каналами для отвода жидкой фракции. Перфорированные дренирующие элементы выполнены в виде набора скрепленных между собой замкнутых перфорированных кольцевых камер, установленных соосно друг над другом в вертикальной плоскости, причем их внутренняя поверхность снабжена кольцевыми лотками для осветления жидкой фракции. Каждый перфорированный дренирующий элемент имеет днище и сообщен посредством вертикального патрубка с каналом для отвода осветленной жидкой фракции.
Замкнутые перфорированные кольцевые камеры выполнены из эластичного материала [3].
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемой полезной модели, - перфорированные дренирующие элементы, установленные соосно друг над другом в вертикальной плоскости и выполненные из эластичного материала.
Недостатком устройства по прототипу является длительный процесс разделения навоза на фракции. Конструкция устройства предусматривает пассивное хранение в дренирующих элементах жидкой фракции навоза, которая, попадая через дренажные отверстия внутрь дренирующих элементов, отстаивается в них в течение 6-8 месяцев. За это время частицы навоза должны осесть на дне лотков, а жидкость вылиться из лотков в каналы для отвода жидкости. Та часть навозной массы, которая проходит через дренажные отверстия, имеет малые размеры и в основном должна находиться во взвешенном состоянии, особенно высокодисперсная составляющая. Поэтому при заполнении лотков жидкой фракцией не происходит осветления жидкости и в каналы поступает взмученная жидкость. Устройство обеспечивает разделение навоза лишь на крупную и дисперсную составляющую, то есть не обеспечивает качественного разделения навоза на фракции.
Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, - ускорение процесса разделения и повышение качества разделения навозной массы на фракции, преимущественно его твердой дисперсной составляющей.
Поставленная задача было решена за счет того, что в известном устройстве для разделения навоза на фракции, включающем перфорированные дренирующие элементы, установленные соосно друг над другом в вертикальной плоскости и выполненные из эластичного материала, дренирующие элементы выполнены в виде блоков или пластин из сплошной
газонаполненной пластмассы. Дренирующие элементы различаются структурой и размером пор. 1-ый нижний дренирующий элемент имеют открытоячеистую структуру, последующие - замкнутоячеистую. Элементы расположены в кожухе в порядке уменьшения в них размера пор снизу вверх. Кожух выполнен из эластичного материала в виде сильфона нормального типа с переменной, увеличивающейся к нижней части, жесткостью гофр. Нижний торец кожуха выполнен в виде полого кольцевого упора, на верхнем торце кожуха размещен Т-образный груз, горизонтальная часть которого размещена непосредственно на кожухе под вертикальной частью. Вертикальная часть Т-образного груза соединена с горизонтальной его частью посредством резьбового соединения. Горизонтальная часть груза имеет вес равный суммарной упругой силе набора дренирующих элементов и кожуха.
Признаки заявляемой полезной модели, отличительные от признаков по прототипу, - дренирующие элементы выполнены в виде блоков или пластин из сплошной газонаполненной пластмассы, имеют различную структуру и размер пор и размещены в кожухе из эластичного материала, выполненном в виде сильфона нормального типа с переменной, увеличивающейся к нижней части, жесткостью гофр, нижний торец кожуха выполнен в виде полого кольцевого упора, на верхнем торце кожуха размещен Т-образный груз, горизонтальная часть которого размещена непосредственно на кожухе под вертикальной частью, дренирующие элементы в кожухе расположены в порядке уменьшения в них размера пор снизу вверх. Вертикальная часть Т-образного груза соединена с горизонтальной частью посредством резьбового соединения. Горизонтальная часть груза имеет вес равный суммарной упругой силе набора дренирующих элементов и кожуха.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого устройства в разрезе; на фиг.2 - открытоячеистый дренирующий элемент в разрезе; на фиг.3 -
замкнутоячеистый дренирующий элемент в разрезе; на фиг.4 показан набор дренирующих элементов в кожухе в разрезе в момент удаления из ячеек воздуха, находящегося в дренирующих элементах; на фиг.5 - устройство в разрезе в момент насыщения элементов жидкой фракцией и твердой дисперсной составляющей из навозной массы.
Устройство содержит набор перфорированных дренирующих элементов 1, 2, 3, 4. Дренирующих элементов может быть и меньше, их количество зависит от количества типоразмеров фракций, на которые необходимо разделить навоз. Дренирующие элементы 1, 2, 3, 4 выполнены в виде блоков или пластин (в зависимости от поставленных задач), различающихся в наборе структурой (открытоячеистой или замкнутоячеистой) и размером пор и размещены кожухе 5 в порядке уменьшения размера пор снизу вверх. Кожух 5 выполнен в виде сильфона нормального цилиндрического типа. Гофры кожуха 5 имеют переменную жесткость: в нижней части гофры более жесткие. В нижнем торце кожуха 5 имеется полый кольцевой упор 6, служащий одновременно основанием для набора дренирующих элементов 1, 2, 3, 4. Над набором дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 размещен Т-образный груз, горизонтальная часть 7 которого размещена непосредственно на верхнем торце кожуха 5 под вертикальной частью 8 груза. Вертикальная часть 8 груза соединена с горизонтальной частью 8 посредством резьбового соединения. Т-образный груз используется как по своему прямому назначению - удалению воздуха и газов, содержащихся в дренирующих элементав, так и как заслонка для предотвращения попадания навозной массы на поверхность дренирующих элементов и в зазор между кожухом и набором дренирующих элементов.
Полезная модель работает следующим образом.
Вблизи навозохранилища или навозосборника 9 компонуют устройство: в кожух 5 на кольцевой упор 6 помещают дренирующие элементы 1, 2, 3, 4. Элемент 1-е открытоячеистой структурой (фиг.2) и размером пор 5-7 мм, элементы 2, 3, 4 - с замкнутоячейстой структурой (фиг.3) и размером пор в них:
элемент 2 - 3-4 мм, элемент 3-1-2 мм и элемент 4 - менее 1 мм. Дренирующие элементы 2, 3, 4 размещены над элементом 1 в порядке уменьшения размера пор в них. На кожухе 5 сверху над набором дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 размещают разъемный Т-образный груз.
Перед началом работы устройства грузом 7 и 8 сжимают кожух 5 и дренирующие элементы 1, 2, 3, 4, перемещая их в направлении кольцевого упора 6. При этом происходит удаление из дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 воздуха и газов, содержащихся в материале элементов (фиг.4). Переменная жесткость гофр кожуха 5 позволяет использовать более жесткую нижнюю его часть как направляющую при перемещении дренирующих элементов 1, 2, 3, 4, что позволяет сохранить их форму, а менее жесткую - для перемещения дренирующих элементов с малыми усилиями и увеличения подъемной силы дренирующих элементов после снятия вертикальной части 8 груза. После удаления воздуха и газов из дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 устройство погружают в жидкий навоз, опуская его на основание навозохранилища или навозосборника 9 (при небольшом содержании объема жидкой составляющей навоза) или на глубину, обеспечивающую полный забор жидкой составляющей навоза в объеме погружения (в случае значительного содержания жидкой составляющей). После этого вертикальную часть 8 груза отвинчивают от его горизонтальной части 7. Горизонтальная часть 7 груза, имеет вес равный суммарной упругой силе дренирующих элементов и кожуха. За счет упругой силы дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 и кожуха 5, восстанавливающей их в первоначальное положение, груз 7 начнет подниматься вверх. При этом
одновременно будет происходить процесс насыщения навозом пор дренирующих элементов 1, 2, 3, 4. Дренирующие элементы начнут интенсивно заполняться жидкой и твердой фракцией соответственно размеру пор в них. Так, дренирующий элемент 1 заполнится жидкой составляющей и частицами твердой фракции размером до 5-7 мм, элемент 2 - до 3-4 мм, элемент 3 - до 1-2 мм и элемент 4 - частицами до 1 мм. Частицы навоза крупнее 5-7 мм останутся на дне основания навозохранилища или навозосборника 9. При насыщении дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 жидкой фракцией навоза (фильтратом) и дисперсной твердой частью навоза груз 7 поднимется вверх вместе с кожухом 5, который придет в исходное положение.
Крупную составляющую навоза, оставшуюся на дне навозохранилища или навозосборника 9 после подъема устройства с жидкой составляющей навоза и твердыми дисперсными частицами в ней, выбирают путем засасывания частиц любым устройством, предназначенным для этого. За счет такого разделения навоза на фракции не требуется использования измельчителей.
После заполнения дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 жидкой и твердой фракцией устройство поднимают на поверхность любыми средствами подъема и перегружают на транспортирующее средство, имеющее одну или несколько емкостей, в которые сливают жидкую фракцию (в общую емкость из всех дренирующих элементов или в отдельные емкости по фракциям). Для этого создают сжимающие усилия вертикальной частью 8 груза, приложенные к набору дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 в целом, или к каждому из элементов в отдельности, разделив их по одному. Твердые дисперсные составляющие при необходимости их раздельного размещения вычищают из дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 путем воздействия на боковые поверхности элементов 1, 2, 3, 4 струей сжатого воздуха, используя при этом, например, нагнетательное сопло
для подачи этого воздуха. Возможна также чистка или освобождение пор дренирующих элементов 1, 2, 3, 4 от дисперсных твердых частиц воздействием на элементы резкими сжимающими усилиями.
Дренирующие элементы можно не высвобождать от навоза, а использовать устройство для временного хранения навоза. Предлагаемое устройство достаточно надежно для хранения навоза, т.к. кожух позволяет герметизировать содержимое дренирующих элементов. Устройство устанавливают на любое литое основание и закрывают верхнюю торцевую часть кожуха.
Предлагаемая полезная модель промышленно применима. Изготовлены опытные образцы, которые были проверены в лабораторных и эксплуатационных условиях на объекте - свинокомплекс «Майский» Пермской области. Результаты испытаний удовлетворили требованиям, поставленным к полезной модели, - повышение качества разделения на фракции навозной массы, преимущественно твердой дисперсной составляющей, и ускорение процесса разделения на фракции. В качестве дренирующих элементов использовали следующие материалы: 1-ый дренирующий элемент (открытоячеистый) был выполнен из эластичного поропласта полиуретанового (ТУ 35); 2-й, 3-й, 4-й элементы (замкнутоячеистые) - из эластичного пенополиуретана (поролона) МРТУ-6-05-1156-68, обладающего высокой моющей способностью и высокими амортизационными свойствами. Кожух 5 был выполнен из сплошной эластичной резины. Вертикальная часть 8 груза была выполнена из металла - Ст3, горизонтальная часть 7 - из материала на основе полиэтилена (ТУ 6-05-268-81).
Предлагаемое устройство имеет по сравнению с прототипом следующие преимущества:
- оно позволяет просто и оперативно разделить навоз на фракции;
- позволяет производить разделение навоза на фракции непосредственно в местах его первичного накопления, что экономит средства на его хранение, время обработки, улучшает экологию окружающей среды;
- устройство проще в конструктивном плане и в эксплуатации;
- исходная газонаполненность дренирующих элементов азотом, аммиаком или углекислым газом позволяет насытить фильтрат полезными веществами и помогает обеззаразить его;
- предлагаемое устройство многоразового действия, повышает производительность поточной линии переработки любого типа экскрементов.
Источники информации:
1. А.С. №1308228 от 26.03.85 г., МКИ А 01 С 3/02
2. А.С. №651740 от 14.04.75 г., МКИ А 01 С 3/00
3. А.С. №1126224 от 14.07.82 г., МКИ А 01 С 3/02