Устройство для производства удобрения

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована для приготовления экологически чистого высококачественного органического удобрения.
Как бы ни было велико производство минеральных удобрений в стране, навоз никогда не потеряет своего значения как одно из главнейших удобрений в сельском хозяйстве. Навоз, получаемый на животноводческих фермах, является исходным сырьем для приготовления органических удобрений. Имея повышенную влажность, зараженность патогенной микрофлорой и гельминтами, засоренность всхожими семенами сорных растений, резкий неприятный запах, он нуждается в предварительной обработке. Термическая обработка навоза уничтожает патогенные микроорганизмы и доводит его практически до стерильной чистоты. Термическая обработка - надежное средство обеззараживания и дегельминтизации навоза.
Из уровня техники известны следующие технические решения.
Устройство для обработки навоза методом его компостирования по заявке на изобретение JP №2005162497, МПК B01F 7/04; В09В 3/00; C02F 11/02; C03F 17/00; C05F 3/06; C05F 7/00; C05F 9/02; F23G 7/00; F23G 7/06, опубликована 23.06.2005, содержащее два вращающихся в противоположных направлениях вала, с закрепленными на них лопатками. На торцевой стенке, с внутренней стороны корпуса, установлена горелка. В устройстве предусмотрены загрузочный вход для навоза, выход для выгрузки компоста, а также шкаф для размещения системы управления.
Недостатком данного технического решения является размещение горелки с внутренней стороны корпуса, что подвергает горелку воздействию высоких температур и быстрому выходу из строя.
Известно техническое решение по заявке на изобретение GB №489710, МПК C05F 3/00, опубликована 02.08.1938, представляющее собой установку для высушивания навоза с последующей фасовкой готового удобрения. Установка содержит отсек для измельчения навоза, содержащий корпус с двумя, вращающимися навстречу друг другу, валами с лопастями. Измельченный навоз поступает на эскалаторе в сушильный барабан, выполненный в виде вращающегося полого цилиндра, на одной торцевой стороне которого установлена масляная горелка, огневой поток которой направлен на нагреваемый огнеупорный элемент, установленный с противоположной стороны. Высушенный навоз затем измельчается в порошок и, захваченный потоком воздуха, нагнетаемым вентилятором, подается в отсек для фасовки в пакеты.
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, так как имеются два независимых друг от друга отсека: корпус с перемешивающими и измельчающими валами с лопастями и сушильный барабан, при этом навоз поступает в сушильный барабан по эскалатору, что усложняет процесс, неизбежны большие временные затраты и не исключает потери. При таком исполнении не вся масса навоза равномерно перемешивается, и, следовательно, недостаточно просушивается.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для производства удобрения по полезной модели RU 192608, C05F 3/00, опубликована 23.09.2019, содержащее корпус, в котором установлены с возможностью вращения навстречу друг к другу валы, образующие между собой пространство для перемешивания удобрения, на которых закреплены лопатки, включающий вход для загрузки навоза, выход для выгрузки удобрения, нагревательное устройство в виде горелки, причем патрубок горелки расположен сверху корпуса и обращен своим выходом вовнутрь корпуса к пространству для перемешивания удобрений.
Недостатками данного технического решения является неэффективность прогрева навоза, поскольку поток горячего воздуха распределяется только в верхней части корпуса, а вся масса навоза перемещается в нижней части корпуса и в результате не получает должного прогрева. Кроме того, перемешивающие лопатки, которые помимо перемешивания удобрения, выполняют функцию его измельчения, имеют простую прямоугольную форму, но такая форма лопаток не позволяет достаточно хорошо измельчать большое количество комкообразной массы навоза, что также не позволяет в достаточной степени прогревать навоз и, следовательно, уничтожать патогенные микроорганизмы.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности процесса и повышение качества удобрения за счет качественного измельчения и глубокой термической обработки, благодаря вращению валов как навстречу друг другу, так и в противоположном направлении, также интенсивному перемешиванию дугообразными лопатками и мощному тепловому потоку от дизельной горелки с форсункой, размещенной снаружи по центру торцевой стороны корпуса.
Технический результат достигается тем, что устройство для производства удобрения содержит корпус, включающий вход для загрузки навоза, выход для выгрузки удобрения, нагревательное устройство в виде горелки, с установленными внутри двумя вращающимися валами, на которых жестко закреплены лопатки, при этом каждый вал приводится в действие отдельным электродвигателем с возможностью вращения как навстречу друг другу, так и в противоположном направлении, нагревательное устройство выполнено в виде дизельной горелки с распылительной форсункой и размещено снаружи на торцевой стороне корпуса посередине между валами, лопатки закреплены на валу с помощью двух опор и имеют дугообразную лопаточную часть, а в верхней части корпуса установлены воздуховоды, соединенные с вытяжным вентилятором и циклоном. Дополнительно корпус снабжен люками для технического обслуживания и дверцей для осмотра, расположенной с торца. Вход для загрузки и выход для выгрузки выполнены в виде окон и на выходе для выгрузки может быть установлен шнек для дальнейшего перемещения готового продукта. Корпус устройства установлен на опорной станине.
Корпус устройства имеет сварную конструкцию из листовой стали в виде двух спаренных барабанов, над которыми закреплена полусфера для сохранения температурного режима в барабанах. На полусфере расположены люки для обслуживания. Корпус установлен на опорной станине, которая обеспечивает пространственную устойчивость конструкции и служит для крепления к корпусу конструктивных элементов.
К торцевым стенкам корпуса посредством, например, распорных втулок и поджимных колец установлены горизонтально два независимых друг от друга вала. Каждый вал подсоединен электромеханическим приводом к отдельным редукторам с электродвигателями, что позволяет вращать каждый вал раздельно с изменением направления движения как навстречу друг другу, так и в обратном направлении посредством изменения полярности электрического напряжения, что, в свою очередь, позволяет перемещать обрабатываемый навоз как в направлении выгрузки, так и в обратном направлении. Валы образуют между собой пространство для перемешивания удобрения. Перемена вращения валов позволяет лучше измельчать навоз, также обеспечивает более качественное перемешивание всей массы навоза и, как следствие, его лучший прогрев.
На валах жестко закреплены, например, приварены лопатки. Лопатка может представлять собой сварную стальную конструкцию из двух невысоких опор, на которых приварена дугообразная лопаточная часть из листовой стали. Лопатки расположены по спирали и имеют вид полушнеков. Выгнутые дугой лопатки-полушнеки позволяют эффективно перемешивать и перемещать навоз в обоих направлениях при изменении вращения посредством изменения полярности на электродвигателях. При этом лопатки при перемешивании навоза одновременно его измельчают, так как форма и размер лопаток позволяют разбивать большие комки навоза на более мелкие фракции.
Снаружи корпуса по центру торцевой стороны на уровне между валами на кронштейне, закрепленном на опорной станине, размещена дизельная горелка, форсунка которой рабочей частью врезана внутрь корпуса, чтобы пламя горелки было направлено на пространство между валами. Наружное расположение дизельной горелки способствует доступности технического обслуживания и устраняет нагрев корпуса горелки, что привело бы к преждевременному износу. Дизельная горелка с форсункой обеспечивает равномерный нагрев всего объема навоза примерно до температуры 180°С. Дизельная горелка, в частности производства Германии, может быть оснащена фотоэлементом и прибором «менеджер» с хорошим распылителем, что полностью исключает попадание частиц топлива на навоз.
В верхней части корпуса установлены воздуховоды, соединенные с центробежным вытяжным вентилятором, расположенным на одном конце воздуховодной магистрали. На другом конце воздуховодной магистрали закреплен частично заполненный водой циклон для улавливания мелких частиц. В атмосферу выбрасываются отработанные газы, очищенные от мельчайших частиц навоза. Таким образом, вытяжная вентиляция предохраняет процесс термообработки от перегрева и выбрасывает в атмосферу относительно очищенные газы.
Устройство содержит вход для загрузки навоза и выход для выгрузки готового удобрения, выполненные в виде окон, оснащенных, например, механическими задвижками. К выходному окну может быть присоединен шнек для дальнейшего транспортирования готового удобрения, например, в измельчитель и/или бункер-накопитель.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется ссылками на чертежи.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется ссылками на чертежи. Фиг. 1 - общий вид устройства с частичным разрезом корпуса. Фиг. 2 - вид устройства с торцов.
Устройство для производства удобрения содержит корпус 1, в верхней части которого имеется загрузочное окно 2, а в нижней части - окно для выгрузки 3. Для удаления побочных газообразных продуктов переработки в верхней части корпуса 1 установлены воздуховоды 4, центробежный вентилятор 3 и циклон 6.
В корпусе 1 установлены параллельно друг другу два вала 7, которые приводятся во вращение от двух электродвигателей 8 с редукторами 9.
На валах 7 жестко закреплены лопатки, которые представляют собой сварную стальную конструкцию из опор П, с приваренной к ним дугообразной лопаточной частью 10.
Снаружи корпуса t на кронштейне 15, который крепится к опорной станине 12, установлена дизельная горелка 14, форсунка которой направлена внутрь корпуса 1 на пространство между валами, где происходит перемешивание удобрения.
Корпус 1 также может быть снабжен люками 13, например, в количестве 5 штук, для осмотра и технического обслуживания валов. Также в торце корпуса 1 может быть предусмотрено смотровое окно 16, предназначенное для наблюдения за процессом.
Устройство работает следующим образом.
В начале запуска при закрытых задвижках загрузочного окна 2 и окна для выгрузки удобрения 3 корпуса 1, включают центробежный вентилятор 5, включают электродвигатели 8, которые через редукторы 9 и через зубчатые колеса известным образом приводят в движение валы 7, затем включают дизельную горелку 14 и корпус 1 разогревается в течение [0 минут. Предварительно задают необходимую температуру разогрева примерно до 180°С. Затем открывают задвижку загрузочного окна 2 и подают внутрь корпуса 1 подготовленный, отсортированный от мусора навоз. Задвижку загрузочного окна 2 закрывают и начинается процесс термообработки. Длительность термообработки зависит от исходных параметров навоза и может определяться путем осмотра процесса через смотровое окно 16. Для улучшения термообработки неоднократно переключают полярность электродвигателей, что позволяет вращать валы 7 как навстречу друг другу, так и в противоположном направлении, при этом лопатки-полушнеки (10, 11) разбивают и перемещают навоз в направлении от загрузочного окна 2 к окну для выгрузки 3 и обратно. Избыточные газы удаляются с помощью вытяжного вентилятора 5 через воздуховоды 4. причем частицы, увлекаемые потоком, оседают в циклоне 6, заполненном частично водой. По окончанию цикла термообработки выключают вытяжной вентилятор 5, электродвигатели 8, готовая продукция через окно для выгрузки 3 фасуется в мешки, или поступает на шнековый транспортер (не показан) для дальнейшего перемещения, например, в измельчитель (не показан) и/или в бункер-накопитель (не показан).
Готовое удобрение имеет вид сухого, безвредного порошка не имеющего запаха и не содержащего бактерии или иные вредные микроорганизмы.
Представленные фигуры, описание конструкции и использования устройства для производства удобрения не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения и использования в объеме заявляемой формулы. В зависимости от назначения, устройство для производства удобрения может быть изготовлено разных размеров, цветов и конфигураций.