МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ Российский патент 1995 года по МПК A01C3/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к установкам для сбраживания органических отходов, и может использоваться для получения удобрений и горючих газов,
Известны микробиологические реакторы для переработки органических отходов, включающие бродильную камеру, крышку с технологическими патрубками, вал с мешалками и привод [1]
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является микробиологический реактор для переработки органических отходов, содержащий цилиндрическую камеру сбраживания с расположенным в ней и связанным со средством вращения в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси камеры перемешивающим приспособлением, выполненным в виде цилиндрического элемента с набором лопастей, расположенных рядами, приспособление для подачи в реактор исходных органических отходов и выгрузки сброженной массы и плавающий газовый колпак с патрубками отвода биогаза и средством регулирования давления газа под колпаком [2]
Недостатком известного реактора является необходимость использования электроэнергии и электродвигателей в приводе для вращения перемешивающего устройства. Кроме того, в известном реакторе для получения давления получаемого газа плавающий колпак делают массивным из коррозионно-стойкого металла.

В предлагаемом реакторе эти недостатки исключены.

Это достигается тем, что в известном микробиологическом реакторе для переработки органических отходов, содержащие цилиндрическую камеру сбраживания с расположенным в ней и связанным со средством вращения в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси камеры перемешивающим приспособлением, выполненным в виде цилиндрического элемента с набором лопастей, расположенных на нем рядами, приспособление для подачи в реактор исходных органических отходов и выгрузки сброженной массы и плавающий газовый колпак с патрубком отвода биогаза и средством регулирования давления газа под колпаком, средство регулирования давления газа выполнено в виде установленных на стенках камеры вертикальных направляющих с подпружиненными втулками для взаимодействия с боковой поверхностью газового колпака при его перемещении в вертикальной плоскости, а также в виде размещенного на крышке газового колпака средства вращения перемешивающего приспособления, лопасти которого выполнены в виде стержней, закрепленных на цилиндрическом элементе под прямым углом к его оси, при этом стержни каждого ряда выполнены длиной, уменьшающейся в направлении днища камеры и составляющей 0,8-0,5 величины радиуса упомянутой камеры, а цилиндрический элемент выполнен в виде телескопически соединенных между собой труб.

Кроме того, средство вращения перемешивающего приспособления выполнено в виде ветросиловой установки, а также в виде генератора электродвигателя, вал которого посредством муфт соединен с валом ветросиловой установки и цилиндрическим элементом.

Кроме того, цилиндрический элемент установлен в крышке колпака посредством уплотнения, которое выполнено магнитожидкостным.

Кроме того, приспособление для подачи в реактор органических отходов выполнено в виде герметичного загрузочного шлюза, расположенного на крышке газового колпака.

На чертеже изображена схема микробиологического реактора для переработки органических отходов.

Реактор содержит цилиндрическую камеру сбраживания 1 с днищем 2 и плавающим газовым колпаком 3, установленное по вертикальной оси цилиндрической камеры 1 перемешивающее приспособление, выполненной в виде цилиндрического элемента 4 с закрепленным на нем набором лопастей в виде стержней 5. Стержни 5 закреплены на цилиндрическом элементе 4 рядами под прямым углом к его оси и имеют длину, уменьшающуюся по направлению к днищу 2 в отношении 0,8-0,5 к радиусу камеры.

Цилиндрический элемент 4 загерметизирован в месте прохода его через плавающий колпак 3 магнитожидкостным уплотнением 6. На плавающем колпаке 3 установлена ветросиловая установка 7 с лопастями, установленными вертикально на валу 8, служащая в качестве привода для вращения цилиндрического элемента 4 со стержнями 5. Крепление ветросиловой установки 7 на плавающем колпаке 3 осуществляется металлической фермой (не показана).

На валу 8 ветросиловой установки 7 установлен генератор-электродвигатель 9, который является обратимым, т.е. может работать генератором электроэнергии при вращении его ветросиловой установкой 7 либо электродвигателем при подаче на него электроэнергии от постороннего источника тока (не показан).

Генератор-электродвигатель 9 имеет валы, выходящие на две его стороны: вал 10, выходящий в сторону вала 8 ветросиловой установки 7, и вал 11, выходящий в сторону цилиндрического элемента 4 со стержнями 5 цилиндрической камеры сбраживания 1.

Вал 8 ветросиловой установки 7 и вал 10 генератора-двигателя 9 соединены муфтой 12. Цилиндрический элемент 4 со стержнями 5 цилиндрической камеры сбраживания 1 и вал 11 генератора-двигателя 9 соединены муфтой 13.

В верхней части плавающего колпака 3 установлен герметический загрузочный шлюз 14, имеющий внешний 15 и внутренний 16 люки и корпус 17. Внешний люк 15 герметизируется быстросъемными зажимами 18. Внутренний люк 16, находящийся внутри цилиндрической камеры сбраживания 1, открывается и герметизируется штоком 19, проходящим через плавающий колпак 3 в магнитожидкостном уплотнении 20 с возможностью осевого и вращательного движения.

На плавающем колпаке 3 установлен технологический патрубок 21 с гибкой трубкой 22 для отвода биогаза. Днище 2 снабжено патрубком 23 выгрузки сброженной массы, соединенной с трубой 24. Над патрубком 23 на днище 2 установлена крупноячеистая сетка 25 для задержания крупных несброженных отходов, на которой установлена опора 26 цилиндрического элемента 4.

Масса, сбраживаемая в цилиндрической камере сбраживания 1, образует на своей поверхности плотную корку 27.

Плавающий колпак 3 в местах соприкосновения с внутренней поверхностью цилиндрической камеры сбраживания 1 снабжен уплотнениями 28. По торцу цилиндрической камеры сбраживания 1 установлены вертикальные направляющие 29, соединенные втулками 30 с плавающим колпаком 3. Для снижения и регулирования давления биогаза в реакторе на вертикальных направляющих 29 установлены пружины 31, на которые плавающий колпак 3 опирается своими втулками 30. Пружины 31 снабжены устройством для регулировки их длины (не показано).

Цилиндрический элемент 4 выполнен в виде телескопически соединенных между собой труб: внешней 32 и внутренней 33, соединенных между собой шлицом (не показан).

Микробиологический реактор работает следующим образом.

Для первоначального заполнения реактора открывают внешний 15 и внутренний 16 люки герметичного загрузочного шлюза 14. При этом внутренний люк открывают, опуская и поворачивая шток 19 вместе с люком 16. Через открытый загрузочный шлюз 14 по его корпусу 17 загружают цилиндрическую камеру сбраживания 1 органическими отходами до уровня, не превышающего его краев.

Во время загрузки реактора плавающий колпак 3 с втулками 30 на вертикальных направляющих 29 и уплотнением 6 на цилиндрическом элементе 4 находятся в нижнем положении, так как отсутствует давление газа. Цилиндрический элемент 4 при этом находится в сложенном положении и внутренняя труба 33 вдвинута во внешнюю трубу 32. Пружины 31 также находятся в сжатом положении.

После окончании загрузки в реактор загрузочный люк 14 закрывают и герметизируют, внешний люк 15 герметизируют быстросъемными зажимами 18, а внутренний люк 16 герметизируют поворотом и подъемом штока 19.

Вал 8 ветросиловой установки 7 и вал 10 генератора-двигателя 9 соединяют муфтой 12, а цилиндрический элемент 4 со стержнями 5 и вал 11 генератора 9 соединяют муфтой 13.

Под действием потока воздуха лопасти ветросиловой установки 7 начинают вращать цилиндрический элемент 4 cо стержнями 5. Сбраживаемая масса перемешивается и процесс идет непрерывно. Биогаз, образующийся при этом создает давление под плавающим колпаком 3. Давление газа регулируют, изменяя длину пружин 31. Под действием давления газа плавающий колпак поднимается вверх, скользя своими втулками 30 по вертикальным направляющим 29. Одновременно цилиндрический элемент 4 раздвигается и внутренняя труба 33 выходит из внешней трубы 32, оставаясь с ней в зацеплении с помощью шлица.

Полученный биогаз под давлением через патрубок 21 в плавающем колпаке 3 по гибкой трубе 22 поступает потребителям.

Сброженная масса по мере накопления через патрубок 23 в днище 2 также под давлением удаляется из реактора по трубе 24 и используется в качестве удобрения. Крупноячеистая сетка на днище 2 задерживает крупные непереработанные частицы до их полного разложения.

По мере удаления из реактора сброженной массы он загружается без остановки новыми порциями без разгерметизации и потери наработанного биогаза. Для этого внешний люк 15 загрузочного шлюза 14 открывают и загружают его корпус 17 новой порцией органических отходов. Затем внешний люк 15 закрывают и герметизируют быстросъемными зажимами 18. После этого опусканием и поворотом штока 19 открывают внутренний люк 16 и загружают новую порцию отходов в реактор. Затем внутренний люк 16 закрывают и герметизируют.

Процесс в реакторе может идти непрерывно.

Использовние: в сельском хозяйстве. Сущность изобретения: реактор содержит цилиндрическую камеру сбраживания с плавающим колпаком, имеющим герметичный шлюз, по оси камеры установлено перемешивающее приспособление со стержнями, которое выполнено в виде телескопически соединенных труб. Стержни расположены рядами и имеют длину, уменьшающуюся по направлению к днищу в отношении 0,8 0,5 к радиусу камеры. Плавающий колпак расположен на вертикальных направляющих на подпружиненных втулках. Приводом для вращения перемешивающего приспособления служит ветросиловая установка, установленная на плавающем колпаке вместе с генератором электродвигателем. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ, содержащий цилиндрическую камеру сбраживания с расположенным в ней и связанным со средством вращения в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси камеры перемешивающим приспособлением, выполненным в виде цилиндрического элемента с набором лопастей, расположенных на нем рядами, приспособление для подачи в реактор исходных органических отходов и выгрузки сброженной массы, плавающий газовый колпак с патрубком отвода биогаза и средством регулирования давления газа под колпаком, отличающийся тем, что средство регулирования давления газа выполнено в виде установленных на стенках камеры вертикальных направляющих с подпружиненными втулками для взаимодействия с боковой поверхностью газового колпака при его перемещении в вертикальной плоскости, а также в виде размещенного на крышке газового колпака средства вращения перемешивающего приспособления, лопасти которого выполнены в виде стержней, закрепленных на цилиндрическом элементе под прямым углом к его оси, при этом стержни каждого ряда выполнены длиной, уменьшающейся в направлении днища камеры и составляющей 0,8 0,5 величины радиуса камеры, а цилиндрический элемент выполнен в виде телескопически соединенных между собой набора труб. 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что средство вращения перемешивающего приспособления выполнено в виде ветросиловой установки и генератора-электродвигателя, вал которого посредством муфт соединен с валом ветросиловой установки и цилиндрическим элементом. 3. Реактор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что цилиндрический элемент установлен в крышке колпака посредством уплотнения, которое выполнено магнитожидкостным. 4. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что приспособление для подачи в реактор органических отходов выполнено в виде герметичного загрузочного шлюза, расположенного в крышке газового колпака.