УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к переработке отходов и может быть использована для утилизации бытовых, сельскохозяйственных и промышленных углерод-водородсодержащих отходов с получением в процессе переработки синтез-газа.
Известно устройство для переработки бытовою мусора и/или отходов органических материалов, содержащее реактор, снабженный приемной емкостью, выполненной в виде герметичных внешнего цилиндра и внутреннего цилиндра, в котором содержится шнек с переменным шагом, имеющий стальной полый вал, соединенный с приводом, причем полый вал выполнен с входным и выходным патрубками ввода/вывода горячих газов (теплоносителя), между внешним и внутренним цилиндрами расположена спиралевидная направляющая, на внешнем цилиндре установлена группа патрубков ввода горячих газов (теплоносителя) и патрубок отвода горячих газов (теплоносителя), узел выгрузки твердого продукта, выполненным в виде газоплотных шиберов, а приемная емкость снабжена шнеком с приводом (Инновационный патент Республики Казахстан №28008 А4, опубл. 25.12.2013).
К недостаткам известного устройства следует отнести его невысокие технологические возможности, обусловленные тем, что при высокотемпературной - свыше 600°С - обработке отходов жесткость металлического шнека (особенно - с полым валом) существенно снизится, следствием чего явится изменение геометрических и иных эксплуатационных параметров вплоть до полной потери работоспособности.
Наиболее близким к заявленному - прототипом - является устройство для переработки отходов, содержащее объединенные в технологическую цепочку загрузочный бункер, пиролизную и выходную камеры, причем пиролизная камера выполнена в виде металлического шнека с корпусом и регулируемым приводом и камерой подвода горячих газов к части корпуса шнека со стороны выходной камеры (Патент РФ №2569667 С1, опубл. 27.11.2015).
К недостаткам прототипа следует отнести низкую надежность устройства для переработки отходов, обусловленную тем, что при высокотемпературной - порядка 800°С - переработке отходов в сочетании с высокими оборотами шнека (чем выше обороты, тем выше производительность) жесткость металлического шнека существенно снизится, следствием чего может явиться изменение геометрических и иных эксплуатационных параметров вплоть до полной потери работоспособности.
Задача полезной модели - исключение негативных изменений геометрических и иных эксплуатационных параметров устройства путем повышение жесткости шнека.
Технический результат - повышение надежности устройства для переработки отходов.
п
в
п
в
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что устройство для переработки отходов, содержащее объединенные в технологическую цепочку загрузочный бункер, пиролизную и выходную камеры, причем пиролизная камера выполнена в виде корпуса с размещенным в нем шнеком с регулируемым приводом и с камерой подвода горячих газов к корпусу, снабжено источником охлаждающего агента, а шнек выполнен с цилиндрической осевой полостью с входным и выходным патрубками, соединенными в цепь с источником охлаждающего агента с возможностью прокачки охлаждающего агента через полость, оптимально, если D≤0,1D, где D - диаметр цилиндрической полости шнека; D - диаметр вала шнека.
Полезная модель поясняется изображениями, где
- на Фиг. 1 представлена схема заявленного устройства для переработки отходов;
- на Фиг. 2 представлено сечение А-А на Фиг. 1.
Соответствующими позициями на изображениях обозначены:
1 - загрузочный бункер;
2 - выходная камера;
3 - шнек;
4 - корпус;
5 - привод вращения шнека;
6 - камера подвода горячих газов;
7 - источник охлаждающего агента;
8 - цилиндрическая осевая полость;
9 - входной патрубок;
10 - выходной патрубок.
Полезная модель основана на следующем.
Как и в прототипе, технологическая цепочка сформирована последовательно установленными загрузочным бункером 1, корпусом 4, выполняющим функцию пиролизной камеры, и выходной камерой 2. В корпусе 4 размещен металлический шнек 3, вал 11 (составная часть шнека) которого размещен в опорах вращения 12 и соединен с регулируемым приводом вращения 5 шнека 3. Корпус 4 частично (как показано на Фиг. 1) установлен в камере 6 подвода горячих газов, позволяющей обеспечить температуру порядка 800°С на выходе перерабатываемых отходов из корпуса 4 в выходную камеру 2. Дополнительно в устройство введен источник охлаждающего агента 7, а шнек 3 снабжен цилиндрической осевой полостью 8, имеющей входной 9 и выходной 10 патрубки (выполненные, например, в виде вращающихся гидравлических соединений: см. http://russian.alibaba.com/product-gs/air-hydraulic-rotary-joints-rotary-unions-60024092727.html) соединенные в цепь с источником охлаждающего агента 7 с возможностью прокачки охлаждающего агента через полость 8. Простейшим и в ряде случаев вполне удовлетворительным охлаждающим агентом может быть сетевая вода, а ее источником - водопровод.
п
в
п
в
Физическая суть предложенной конструкции сводится к тому, что внутренняя охлаждаемая часть вала 11 шнека 3 сжимается по отношению к внешней части, нагреваемой горячими газами камеры 6, то есть создается осевой натяг, повышающий жесткость шнека 3. При этом, как показывает эксперимент, при D≤0,1D, где D - диаметр цилиндрической полости шнека; D - диаметр вала шнека, охлаждающий агент практически не оказывает влияния на температурный режим внутри корпуса 4, выполняющего функцию пиролизной камеры.
Устройство для переработки отходов работает аналогично прототипу, режимы переработки могут варьироваться, один из возможных вариантов приведен ниже. Измельченные отходы на первом этапе из бункера 1 поступают в корпус 4, при включенном приводе вращения 5 шнека 3 корпус 4 полностью заполняется отходами. По заполнении корпуса 4 отходами привод вращения 5 отключают и включают подачу горячих газов камеры 6, нагревая отходы в корпусе 4. Как видно на Фиг. 1, горячие газы на корпус 4 подаются в направлении от выходной камеры 2 к бункеру 1, что обеспечивает постепенный нагрев в обратном направлении с достижением рабочей температуры порядка 800°С (контролируется датчиком температуры, на Фиг. 1,2 не показан) на выходе из корпуса 4 в выходную камеру 2. По достижении рабочей температуры включается привод вращения 5 шнека 3, осуществляющего далее подачу отходов внутри корпуса 4 в непрерывном режиме. Скорость вращения шнека 3 при этом согласуется с обеспечением стабильной рабочей температуры на выходе из корпуса 4 в выходную камеру 2. Под действием температуры в корпусе 4 происходит разложение отходов на газ и шлак, которые поступают в выходную камеру 2 для дальнейшей переработки (дальнейшая переработка не является предметом заявленной полезной модели и, соответственно, не описывается). Во время включения и работы камеры 6 включается прокачка охлаждающего агента от источника 7 через полость 8, чем обеспечивается жесткость шнека 3, что в свою очередь обеспечивает исключение негативных изменений геометрических и иных эксплуатационных параметров устройства, способствуя надежной работе последнего.
Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача полезной модели - исключение негативных изменений геометрических и иных эксплуатационных параметров устройства путем повышение жесткости шнека - решена, а заявленный технический результат - повышение надежности устройства для переработки отходов - достигнут.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к переработке отходов и может быть использована для утилизации бытовых, сельскохозяйственных и промышленных углерод-водородсодержащих отходов с получением в процессе переработки синтез-газа;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и/или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.