УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ НАВОЗНЫХ СТОКОВ Российский патент 2003 года по МПК A01C3/00 

Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства и может быть использовано, в частности, для обеззараживания навозных стоков с целью дальнейшего их использования для удобрительных поливов.

Известно авторское свидетельство СССР 1683527 "Устройство для обеззараживания жидкого навоза с одновременным разделением его на фракции" - М.кл. А 01 С 3/00. Устройство содержит горизонтально размещенный цилиндрический корпус, внутри которого выполнены винтовые пазы, загрузочный патрубок, размещенный на входе торца цилиндра, сливной патрубок с конической приемной воронкой на выходном торце и расположенное внутри корпуса за загрузочным патрубком, имеющее привод приспособление для обеззараживания навоза, отличающееся тем, что приспособление для обеззараживания навоза выполнено в виде ряда горизонтально расположенных параллельных пластин, центры которых закреплены на перпендикулярном оси цилиндра вертикальном стержне, связанном с приводом, выполненным в виде генератора механических колебаний.

Известное изобретение имеет серьезный недостаток, заключающийся в следующем. Амплитуда и частота колебаний, создаваемая генератором механических колебаний, не позволяет эффективно обеззараживать жидкий навоз (или сточные воды), как показывает анализ отечественных и зарубежных патентов в рассматриваемой области. В частности, более эффективным является использование ультразвука, озона и электрогидравлического эффекта (эффекта Л.А. Юткина).

Так, см. пример авторского свидетельства СССР 134971 "Способы приготовления удобрения из навоза" - М.кл. А 01 С 3/00, где на жидкий навоз воздействуют ультразвуком в режиме кавитации, однако для практической реализации требуется сложное дорогостоящее оборудование.

В качестве прототипа нами взято авторское свидетельство СССР 1245272 "Разделитель материалов на фракции" - М.кл. А 01 С 3/00, в котором с целью повышения эффективности разделения и обеззараживания жидкого навоза в потоке электроды для осуществления электрогидравлического эффекта размещены внутри корпуса и соединены с генератором импульсного тока. Известное изобретение имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что воздействие электрогидравлического эффекта (удара) на жидкую фракцию навоза осуществляется неравномерно внутри цилиндрического корпуса вследствие наличия винтовых пазов, сливной воронки и т.д., вследствие чего эффективность воздействия в части обеззараживания невысокая.

Техническим решением задачи является повышение эффективности обеззараживания жидкого навоза и навозных стоков.

Задача достигается тем, что устройство для обеззараживания навозных стоков в трубопроводах, содержащее генератор импульсов и излучатель с электродами, отличается тем, что в качестве излучателя использована стенка трубопровода, выполненная из металлического диамагнитного материала, в котором размещен параболоид вращения с электродами, а с внешней стороны трубопровода размещена обмотка, подключенная последовательно с электродами к выходу генератора импульсов.

Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что позволяет значительно повысить эффективность обеззараживания за счет концентрации электромагнитной энергии. Первое - параболоид вращения с электродами позволяет получить максимальные ударные волны, которые, воздействуя на навозные стоки, обеззараживают их (см. Л.Л. Попиков. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л.: Машиностроение, 1971, с. 358). Второе - при прохождении тока (интенсивность которого достигает сотен и даже тысяч ампер) по обмотке, размещенной с внешней стороны трубопровода, возникает мощный импульс напряженности магнитного поля, энергия которого пропорциональна индуктивности катушки обмотки (индуктора):

Это магнитное поле индуцирует в трубопроводе соответствующий импульс вихревого тока, магнитное поле которого действует навстречу внешнему магнитному полю обмотки (кондуктору). Результатом такого взаимодействия магнитных полей является возникновение электромагнитных сил, направления которых определяются по правилу "левой руки" - перпендикулярны векторам магнитной индукции В и тока I, т.е. создается давление на поверхность трубопровода. Это давление достигает десятков тонн на см² поверхности трубопровода, что также способствует уничтожению болезнетворных бактерий и обеззараживанию среды (см. П.П. Ястребов, И.П. Смирнов. Электрооборудование и электротехнология. М. : Высшая школа, 1987, с. 71, раздел "Магнитоимпульсные установки"). Третье - изготовление трубопровода устройства из металлического диамагнитного материала (наилучший вариант из нержавеющего железа) приводит к тому, что мощные магнитные поля (о которых уже упоминалось) проходят в потоке навозных стоков, что также способствует повышению эффективности обеззараживания, т. к. мощные магнитные поля губительно действуют на микроорганизмы (см. В. И. Классен. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1982, с. 222, раздел "Очистка воды").

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного предложения, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемой совокупности признаков.

На чертеже представлена схема конструкции устройства. Устройство для обеззараживания навозных стоков состоит из участка трубопровода 1, выполненного из металлического диамагнитного материала (нержавеющая сталь - наилучший вариант), в котором размещен параболоид вращения 2, в фокусе которого размещены электроды 3, последовательно соединенные с обмоткой (индуктором) 4, подключенной к выходу генератора импульсов 5.

Устройство работает следующим образом. При подаче навозных стоков (вход-выход) включается генератор импульсов 5, вследствие чего по обмотке 4 и через электроды 3 проходит мощный импульс тока, в результате в фокусе параболоида вращения 2 происходит электрогидравлический эффект (эффект Л.А. Юткина), образуются зоны сжатия и растяжения, губительно воздействующие практически на все виды бактерий и микроорганизмов. Кроме того, за счет взаимодействия магнитных полей, создаваемых обмоткой и возникающих в трубопроводе, создается значительное давление, которое передается на проходящие стоки и способствует также обеззараживанию. При этом следует отметить, что мощные магнито-импульсные поля воздействуют непосредственно на навозные стоки (именно поэтому трубопровод выполняется из металлического диамагнитного материала) и способствуют более эффективному обеззараживанию.

Отметим, что комплексное воздействие, а именно электрогидравлическим эффектом, магнитоимпульсным воздействием и непосредственно мощным магнитным полем, позволяет получить более эффективную обработку, при этом практическая реализация не вызывает никаких затруднений ввиду конструктивной простоты и доступности изготовления силами инженерных служб предприятий или фермерских хозяйств.

Устройство содержит генератор импульсов и излучатель с электродами. В качестве излучателя использована система трубопровода, выполненная из металлического диамагнитного материала, в которой размещен параболоид вращения с электродами. С внешней стороны трубопровода размещена обмотка, подключенная последовательно с электродами к выходу генератора импульсов. Повышается эффективность обеззараживания жидкого навоза и навозных отходов. 1 ил.

Устройство для обеззараживания навозных стоков в трубопроводах, содержащее генератор импульсов и излучатель с электродами, отличающееся тем, что в качестве излучателя использована стенка трубопровода, выполненная из металлического диамагнитного материала, в котором размещен параболоид вращения с электродами, а с внешней стороны трубопровода размещена обмотка, подключенная последовательно с электродами к выходу генератора импульсов.