УНИВЕРСАЛЬНЫЙ УТИЛИЗАТОР "ЭКОКОМПЛЕКС-У"

Полезная модель относится к устройствам дезинфекции и стерилизации, специально предназначенным для утилизации отбросов (мусора), конкретно к универсальным утилизаторам медицинских, биологических и бытовых отходов.
Известны утилизаторы твердых медицинских отходов RU №№2082436, 2089786, 2089787, 2128522, 2157951, 2204447, 2265774, 2290268, 2294802, 2331020, US №№5089228, 5193468, 6551563, 7296688, 7373903, 7454358, FR №№2089445, 2520091, DE №№2425007, 3513731, EP №№0173628, 0350406.
Недостатками известных утилизаторов являются узость функциональных возможностей, сложность схемы, построенной с помощью большого количества логических элементов, и, обусловленные этим, недостаточное быстродействие и надежность.
Известен утилизатор бытовых отходов (RU 2235947, МПК: F23G 5/027, 2004) путем термической переработки бытовых и промышленных отходов, содержащий последовательно установленные и технологически связанные бункер загрузки утилизируемых отходов, загрузочный винтовой контейнер, камеру нагрева утилизируемых отходов и разгрузочный винтовой контейнер, электроприводы шнеков которых соединены по электропитанию с электрическим выходом дизельгенератора электрического тока, причем камера нагрева снабжена электронагревателем, транспортирующим шнеком, установленным внутри камеры, и теплоизолирующим кожухом, снабженным патрубками для подачи горячих выхлопных газов от дизель - генератора в полость между внешними стенками камеры нагрева и ее кожухом, а также снабжена патрубками для подачи элегаза и вредных газовых выделений утилизируемых отходов в камеру сгорания дизельгенератора.
При этом камера нагрева утилизируемых отходов выполнена в виде газогенератора, снабженного двумя шнеками со встречным вращением для циклической прогонки утилизируемых отходов через его камеру.
Недостатком известного утилизатора является повышенный расход электроэнергии, связанный с недостаточной универсальностью его применения для переработки медицинских, биологических и бытовых отходов.
Задачей полезной модели является снижение расхода энергии на утилизацию медицинских, биологических и бытовых отходов.
Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является повышение универсальности утилизатора путем оптимального управления энергией нагрева утилизируемых отходов в зависимости от их видов и структуры.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что универсальный утилизатор, содержащий последовательно установленные и технологически связанные бункер загрузки утилизируемых отходов, загрузочный винтовой контейнер, камеру нагрева утилизируемых отходов и разгрузочный винтовой контейнер, электроприводы шнеков которых соединены по электропитанию с электрическим выходом дизельгенератора электрического тока, причем камера нагрева снабжена электронагревателем, транспортирующим шнеком, установленным внутри камеры, и теплоизолирующим кожухом, снабженным патрубками для подачи горячих выхлопных газов от дизель - генератора в полость между внешними стенками камеры нагрева и ее кожухом, а также снабжена патрубками для подачи элегаза и вредных газовых выделений утилизируемых отходов в камеру сгорания дизель - генератора, согласно полезной модели он дополнительно содержит датчик температуры утилизируемых отходов в камере нагрева, блок управления, электронный коммутатор, электромагнит для улавливания металлических предметов в обеззараженных отходах, измельчитель обеззараженных отходов, трех ходовой электромагнитный вентиль для подачи выхлопных газов дизель - генератора в полость камеры для прямого нагрева утилизируемых газов и/или в полость между внешней поверхностью камеры и внутренней стенкой ее кожуха, двухходовой управляемый вентиль для подачи газовых выделений из камеры нагрева в атмосферу и/или в камеру сгорания дизельгенератора, причем электронный коммутатор установлен на выходе дизельгенератора в цепи электропитания электроприводов шнеков, электромагнита для улавливания металлических предметов, измельчителя обеззараженных отходов, трех и двух ходового электромагнитных вентилей, а управляющий вход электронного коммутатора через блок управления соединен с выходом датчика температуры утилизируемых отходов в камере нагрева.
При этом трехходовой и двухходовой электромагнитные вентили дополнительно снабжены ручным приводом переключения направлений подачи газов.
Дополнительное введение датчика температуры утилизируемых отходов в камере нагрева, блока управления, электронного коммутатора, электромагнита для улавливания металлических предметов в обеззараженных отходах, измельчителя обеззараженных отходов, а также дополнительное введение трех ходового электромагнитного вентиля для подачи выхлопных газов дизель - генератора в полость камеры для прямого нагрева утилизируемых газов и/или в полость между внешней поверхностью камеры и внутренней стенкой ее кожуха, двухходовой управляемый вентиль для подачи газовых выделений из камеры нагрева в атмосферу и/или в камеру сгорания дизель - генератора, с установкой электронного коммутатора на выходе дизель - генератора в цепи электропитания электроприводов шнеков, электромагнита для улавливания металлических предметов, измельчителя обеззараженных отходов, трех и двух ходового электромагнитных вентилей, а также соединение управляющего входа электронного коммутатора через блок управления с выходом датчика температуры утилизируемых отходов в камере нагрева позволяет регулировать температуру нагрева отходов и их оптимальную переработку в зависимости от видов утилизируемых медицинских, биологических и бытовых отходов и степени их опасности для экологии окружающей среды. Следствием этого является снижение расхода энергии на утилизацию медицинских, биологических и бытовых отходов за счет повышения универсальности применения утилизатора, оптимального подбора режимов его работы по каждому виду утилизируемых отходов.
Дополнительное снабжение трехходового и двухходового электромагнитных вентилей ручным приводом переключения направлений подачи газов позволяет дополнительно повысить надежность работы утилизатора и возможность аварийного разъединения по газовым входам/выходам камеры нагрева и дизельгенератора.
На фиг.1 представлена функциональная схема универсального утилизатора «Экокомплекс-У»; на фиг.2 - его внешний вид, а на фиг.3 - пример конструкции его нагревательной камеры.
Универсальный утилизатор содержит последовательно установленные и технологически связанные между собой бункер 1 загрузки утилизируемых отходов, загрузочный винтовой контейнер 2, камеру 3 нагрева утилизируемых отходов и разгрузочный винтовой контейнер 4. Загрузочный 2 и разгрузочный 4 винтовые контейнеры, а также камера 3 нагрева снабжены транспортирующими шнеками 5. Электроприводы 6 шнеков 5 соединены по электропитанию с электрическим выходом дизель - генератора 7 электрического тока через электронный коммутатор 8. Камера 3 нагрева снабжена теплоизолирующим кожухом 9 и патрубками для подачи через трехходовой электромагнитный вентиль 10 горячих выхлопных газов от дизель - генератора 7 в полость между внешними стенками камеры 3 нагрева и ее кожухом 9, внутрь камеры 3 и/или через выхлопную трубу 11 в атмосферу в зависимости от требуемой температуры нагрева утилизируемых отходов и режимов их обработки. В верхней части камеры 3 нагрева установлен коллектор 12 для сбора и подачи горючего элегаза, образующегося при термохимической реакции нагретых отходов, а также вредных газовых выделений утилизируемых отходов через двухходовой электромагнитный вентиль 13 в камеру сгорания дизель - генератора 7 или через выхлопную трубу 11 в атмосферу. В камере 3 установлен датчик 14 температуры, соединенный с сигнальным входом блока 15 управления. Выход блока 15 управления соединен по сигналам управления с управляющим входом электронного коммутатора 8, электропитающий вход которого соединен с трехфазным выходом дизель - генератора 7. Выходы коммутатора 8 соединены с электрическими обмотками электромагнитных вентилей 10 и 13, с электроприводами 6 шнеков 5, электроприводом 16 измельчителя 17 обеззараженных отходов, с электрической обмоткой электромагнита 18 для улавливания металлических предметов в обеззараженных отходах, а также соединены с электронагревателем 19. Для аварийного переключения газов камеры 3 и дизель - генератора 7 электромагнитные вентили 10 и 13 дополнительно снабжены ручным приводом (на фиг. не показано) переключения направлений подачи газов.
Утилизатор работает следующим образом. Оператор устанавливает на блоке 15 управления конкретный вид утилизируемых отходов: медицинских, биологических или бытовых отходов. При этом контроллер блока 15 управления задает требуемую температуру и время выдержки отходов в камере 3 нагрева, например, для медицинских отходов 200°С и время 30 мин. Затем оператор с блока 15 управления включает вентиль 10 на подачу выхлопных газов от дизельного генератора 7 внутрь камеры 3 и в пространство между внешней стороной камеры 3 и ее кожухом 9, включает также вентиль 13 для вывода отработанных выхлопных газов из коллектора 12 в выхлопную трубу 11 и запускает дизельный генератор 7. При выходе на рабочий режим генератор 7 вырабатывает трехфазное переменное напряжение мощностью 30 кВт, которое через электронный коммутатор 8 подается на шины электронагревателя 19 камеры 3 нагрева. В течение 0,5 часа утилизационная камера 3 прогревается отработанными выхлопными газами и электронагревателем 19. Датчик 14 измеряет текущие значения температуры металлических стенок утилизационной камеры 3 и выдает их в цифровой форме на блок 15 управления. Контроллер блока 15 управления сравнивает текущие значения температуры в камере 3 нагрева с установленными в памяти блока 15 контрольными значениями температуры для утилизируемого вида отходов. При достижении температуры корпуса камеры 3 контрольных значений блок 15 управления через электронный коммутатор 8 снимает электропитание с электронагревателя 19, переключает вентилями 10 и 13 газовые выходы камеры 3 и дизель - генератора 7 на выхлопную трубу 11. Далее отдельным транспортером или вручную производится загрузка утилизируемых отходов в бункер 1 и далее загрузочным винтовым контейнером 2 - в разогретую камеру 3. После загрузки камеры 3 ее герметично закрывают. Далее в блоке 15 управления включается программа обеззараживания и дезинфекции утилизируемых отходов. При этом повторно включается электронагреватель 19 и одновременно выхлопные газы дизель - генератора 7 через вентиль 10 и футеровку 20 подаются в камеру 3 нагрева. Загруженные отходы нагреваются и выдерживаются в камере 3 при температуре, достаточной для дезинфекции отходов, например, при температуре 300°С и в течение 40 минут. При данных параметрах происходит разложение и распад отходов. Полученные в результате распада отходов горячие газы направляются в теплообменники, где происходит их частичная конденсация в безопасную жидкую фракцию - конденсат, которая сливается в канализацию (стационарный вариант) или собирается в специальную емкость (мобильный вариант). Не конденсируемая газообразная часть горючего газа в котором присутствуют вредные вещества, поднимается вверх в коллектор 12 и из него направляется вентилем 13 в камеру сгорания двигателя дизель - генератора 7, где при температуре более 2000°С и более 100 атмосфер давления полностью нейтрализуется. Далее по истечению заданного времени дезинфекции производится охлаждение и увлажнения остатков отходов (на фигурах не показано). Открывается задняя крышка камеры 3, включаются шнеки 5 камеры 3 и разгрузочного винтового контейнера 4 для выгрузки отходов от утилизации. При прохождении отходов утилизации по контейнеру 4 металлические отходы захватываются электромагнитом 18, остальные обеззараженные отходы измельчаются электромеханическим измельчителем 17 и расфасовываются в соответствующую тару, например, в мешки. После окончания утилизации и прибытии других видов отходов оператор вводит данные привезенного мусора и степени их опасности в блок 15 управления, и процесс утилизации повторяется с уточненными температурными и временными режимами.
Данная полезная модель не ограничивается приведенным примером его осуществления. В рамках данной полезной модели возможны и другие варианты исполнения утилизатора, не выходящие за пределы ее описания. Так в качестве нагревателя может быть использован СВЧ - нагреватель, плазмотрон. Для ускорения дезинфекции медицинских отходов возможна предварительная обработка последних дезинфицирующим химическим или биохимическим раствором.
Полезная модель «Универсальный утилизатор «Экокомплекс-У» разработана на уровне опытного образца. Ее испытания в ООО НПО «Союз» показали следующее. Удельный расход дизельного топлива (в летнее и зимнее время) при номинальной мощности дизель - генератора составляет в среднем 210 грамм на 1 кВт/час, при 100% нагрузке 10 литров в час. Во всем производственном цикле задействовано 2 человека, специального образования и подготовки не требуется, достаточно наглядной демонстрации и изучения инструкции по эксплуатации. Один человек обслуживает работу утилизатора, другой человек визуально осматривает подаваемые транспортером отходы с целью недопущении попадания в бункер 1 крупногабаритных отходов металла, строительных отходов, стеклотары. Мелкие отходы (алюминиевые банки, изделия из стекла и т.д.) отбираются отдельно. В процессе работы комплекса производилось принудительное водяное охлаждение камеры 3 путем подачи холодной воды в полость между камерой 3 и ее кожухом 9. В результате в холодное время года нагретая вода использовалась для обогрева производственного помещения ООО НПО «Союз» площадью 420 кв.м. По заявкам ООО НПО «Союз» аккредитованными учреждениями проведены независимые оценки утилизатора и анализ его газовых выбросов в атмосферу, уровень шума и другие его параметры, всего по 21-му показателю. Все учреждения дали положительные заключения и рекомендовали для промышленного производства предложенный утилизатор.