УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОЗОНОМ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR OZONISATION OF BULK MATERIALS

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно устройствам для обработки сыпучих материалов - семян зерновых культур, сухих комбикормовых смесей, меланжа и т.д.
Известно, что для предпосевной обработки семян, интенсификации сушки зерна, а также дезинсекции и дезинфекции применяют обработку их озоновоздушными смесями в разных устройствах. Например, применяют обработку влажного зерна озоном для интенсификации сушки. При этом используют типовое оборудование - шахтные сушилки, бункера активного вентилирования и т.д. (Троцкая Т.П. Энергосберегающая технология сушки сельскохозяйственных материалов в озоно-воздушной среде. Минск, БелНИИМСХ, 1997 г.).
Однако обработка сыпучего материала озоном в стационарном слое не обеспечивает равномерности ее по высоте слоя из-за высокой химической активности и саморазложения озона. Причем с увеличением времени обработки концентрация озона по высоте слоя не выравнивается.
Иногда обработку производят во вращающемся барабане (патент РФ №2248111, МПК A01C 1/00, 20.03.2005, бюл. №8). Однако и это устройство имеет недостатки. Так затраты энергии на вращение барабана соизмеримы с затратами на пересыпание сыпучего материала внутри самого барабана. А при обработке сухого комбикорма, представляющего смесь измельченного зерна и добавок разных фракций, равномерность обработки за относительно короткое время - несколько минут - является недостаточной.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для предпосевной обработки семян (патент РФ №2019075, МПК A01C 1/00, 1994 г.). Известное устройство содержит вертикальную емкость, внутри которой расположен потенциальный электрод, на который подают высокое напряжение, и горизонтальные трубы, смещенные относительно друг друга, и имеющие отверстия для подачи озона внутрь емкости.
3
Недостатком данного устройства является сложность изготовления, большая материалоемкость и недостаточная безопасность при эксплуатации - большое количество отверстий в емкости для труб приводит к возможности утечки озона. Озон является очень токсичным газом, класс опасности - 1, ПДК - 0,1 мг/м.
Целью изобретения является упрощение устройства для обработки озоном сыпучих материалов при увеличении эффективности обработки и одновременном повышении безопасности эксплуатации и снижении затрат на обработку.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для обработки озоном сыпучих материалов, содержащем озонатор с побудителем расхода, бункер, дозатор и вертикальную цилиндрическую емкость, внутри вертикальной оси цилиндрической емкости расположена труба, на внешней поверхности которой установлены по винтовой линии короткие наклонные лопатки, причем лопатки установлены в виде многозаходного винта, а емкости установлены в ряд - 2, 3 и более штук.
Устройство работает следующим образом. Сыпучий материал (зерно, сухая комбикормовая смесь и т.д.) из бункера подают в дозатор. Из дозатора материал поступает в цилиндрическую емкость, установленную вертикально. Внутри емкости расположена труба, закрытая сверху конусом или полусферой, на внешней поверхности которой расположены через определенные промежутки короткие наклонные лопатки с углом наклона к вертикальной оси емкости более угла естественного откоса сыпучего материала. Рекомендуемое значение угла - 40-45°. Причем каждая последующая лопатка расположена таким образом, чтобы сыпучий материал ссыпался с нее и попадал на верхний край нижней лопатки, пересыпался на ней и вновь падал вниз. Сами же лопатки расположены по винтовой линии и имеют одинаковую ширину для создания равномерного зазора между внутренней трубой и внешней цилиндрической емкостью. Лопатки установлены для того, чтобы сыпучий материал не сбивался в струю, что снизило бы равномерность обработки. Озон подают по внутренней трубе, которая имеет ряд отверстий для выхода озона в верхней части ее, а подачу озона осуществляют по патрубку, проходящему через стенку в нижней части емкости. В нижней части емкости установлен затвор, в котором накапливается сыпучий материал после обработки и, тем самым, препятствует выходу озона. По мере накопления сыпучего материала затвор открывают и сыпучий материал выводят из емкости.
Для увеличения пропускной способности устройства, заходов винтовой линии, на которой как бы расположены лопатки, может быть 2, 3 и более. Это определяется требуемой производительностью устройства. В нижней части емкости имеется патрубок для вывода остаточного озона. Другой конец патрубка соединен с деструктором озона. Таким образом, осуществляют обработку сыпучего материала в прямотоке - сыпучий материал подают сверху вниз и озон подают сверху вниз. При обработке сыпучего материала в противотоке озон подают в верхнюю часть емкости, а патрубок, соединенный с деструктором, устанавливают в верхней части емкости. При проведении обработки в противотоке сыпучий материал подвергается сначала воздействию низких концентраций озона, а по мере ссыпания его - все более высоких.
Для увеличения производительности устройства устанавливают в ряд несколько емкостей, соединенных с бункером одним, например, шнековым дозатором.
Вышесказанное поясняется чертежом. На фиг.1 представлен общий вид устройства: 1 - бункер; 2 - дозатор; 3 - цилиндрическая емкость; 4 - озонатор; 5 - побудитель расхода; 6 - деструктор. На фиг.2 представлен разрез цилиндрической емкости 3: 7 - внутренняя труба; 8 - наклонные лопатки; 9 - затвор; 10 - патрубок для подачи озоновоздушной смеси; 11 - патрубок для вывода остаточного озона. На фиг.3 представлен вариант выполнения устройства с параллельно установленными в ряд емкостями и снабженными единым дозатором.
Устройство работает следующим образом. Перед началом работы сыпучим материалом заполняется бункер 1 и дозатор 2. Заполнение дозатора препятствует выходу озона во внешнюю среду. Включают дозатор 2 и подают сыпучий материал в емкость 3, в которой он ссыпается по лопаткам 8, не дающим сбиваться в единую струю. Одновременно включают озонатор 4 и побудителем расхода 5 подают озон в емкость 3 по патрубку 10. Озон взаимодействует с сыпучим материалом. Время обработки определяется высотой емкости и количеством лопаток, находящихся на пути падения струи сыпучего материала. После обработки в емкости некоторая часть озона адсорбируется сыпучим материалом, и воздействие его (озона) продолжается значительное время - до нескольких десятков часов. Адсорбированный озон из сыпучего материала не выделяется и поэтому не представляет опасности для персонала. Остаточный озон выводят из емкости 3 по патрубку 11 и направляют в деструктор 6. Обработанный сыпучий материал выводят из емкости 3 через затвор 9.
Для повышения производительности устройства емкости могут быть установлены параллельно вряд и снабжены одним дозатором, как показано на фиг.3.
На фиг.4 представлена зависимость изменения концентрации озона по высоте устройства при обработке сухой комбикормовой смеси при прямотоке, на фиг.5 - при противотоке. Высота устройства - 1,8 м. Снижение бактериальной обсемененности достигает 10-12 раз.
Таким образом, достигается основная цель изобретения - упрощается устройство, снижаются энергетические затраты на обработку - перемещается только сыпучий материал и повышается безопасность эксплуатации.