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

Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства, в частности к обеззараживанию 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 приспособление для обеззараживания навоза, отличается тем, что приспособление для обеззараживания навоза выполнено в виде ряда горизонтально расположенных параллельных пластин, центры которых закреплены перпендикулярно оси цилиндра на 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 13497 "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 91245272 "Разделитель материалов на фракции" М. кл. А 01 С 3/00, в котором с целью повышения эффективности разделения и обеззараживания жидкого навоза в потоке внутри корпуса размещены электроды для осуществления электрогидравлического эффекта 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, расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции.

Задача достигается тем, что устройство для обеззараживания навозных стоков в трубопроводах, содержащее генератор импульсов и излучатель колебаний, отличается тем, что в качестве излучателя колебаний использованы две трубы из диамагнитного материала, расположенные соосно друг другу и перпендикулярно трубопроводу подачи навозных стоков и снабженные обмотками, подключенными к генератору (источнику) импульсного тока.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что позволяет значительно повысить эффективность обеззараживания за счет максимальной концентрации энергии электромагнитного поля, вследствие чего трубопровод, по которому проходят инвазионные стоки, подвергается максимальному вибрационному воздействию - создаваемая частота и амплитуда колебаний может изменяться в широких пределах, что создает возможность установить оптимальные режимы обработки.

В основе предложенного технического решения лежит принцип, заложенный в магнитоимпульсных установках (см. , например, П.П. Ястребов, И.П. Смирнов. Электрооборудование. Электротехнология. //М.: Высшая школа, 1987, с.71-74. Более подробно - Л.Я. Попиков. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. //Л. : Машиностроение, 1971, с. 462, раздел "Магнитоимпульсная обработка").

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 в трубопроводе 1 (или емкости) содержит генератор импульсов 2 и излучатель колебаний, выполненный из двух соосно расположенных труб 3 из диамагнитного материала (нержавеющая сталь, медь, алюминий и т. д.), размещенных перпендикулярно трубопроводу подачи навозных стоков 1 и снабженных обмотками 4, подключенными к источнику импульсного тока 2.

Устройство работает следующим образом. При подаче навозных стоков по трубопроводу 1 включается генератор импульсов тока 2, вследствие чего в обмотках 4, размещенных на трубках 3 из диамагнитного материала, возникают мощные электромагнитные импульсы, энергия импульса напряженности магнитного поля пропорциональна индуктивности катушки 4 и квадрату тока в ней:

Это магнитное поле индуцирует в трубах 4 соответствующий импульс вихревого тока, магнитное поле которого действует навстречу возникающему магнитному полю обмотки 3. Результатом такого взаимодействия магнитных полей является возникновение мощных электромагнитных сил, действующих по знаку "левой руки" и перпендикулярных векторам магнитной индукции В и тока I, т.е. в рабочей части создается давление на поверхности труб 4, а следовательно, и трубопровода 1 (поскольку они соединены на молекулярном уровне, посредством электросварки). Это давление может достигать десятков тонн на квадратный сантиметр поверхности труб 4 и, далее, вплоть до механического разрушения. Величина давления легко регулируется режимом работы генератора импульсного тока, вследствие чего установить оптимальные параметры обработки навозных стоков по частоте и амплитуде колебаний не представляет технической сложности.

Кроме того, часть стоков, которые заходят из трубопровода 1 в трубки 4, подвергаются воздействию мощных импульсных магнитных полей (для чего трубы 4 и выполняются из диамагнитного материала), что в свою очередь способствует уничтожению вредной микрофлоры навозных стоков (см., например, В.И. Классен. Омагничивание водных систем. М.: Наука, 1982).

Предложенное техническое решение позволяет более эффективно обрабатывать стоки, расширяет возможность использования предложенного решения в других областях и существенно уменьшает энергозатраты вследствие импульсного режима работы.

Устройство содержит генератор импульсов и излучатель колебаний. В качестве излучателя колебаний использованы две трубы из диамагнитного материала. Трубы расположены соосно друг другу и перпендикулярно трубопроводу подачи навозных стоков и снабжены обмотками, подключенными к источнику импульсного тока. Повышается эффективность обеззараживания при существенном снижении энергоресурсов вследствие работы в импульсном режиме. 1 ил.

Устройство для обеззараживания навозных стоков в трубопроводе, содержащее генератор импульсов и излучатель колебаний, отличающееся тем, что в качестве излучателя колебаний использованы две трубы из диамагнитного материала, расположенные соосно друг другу и перпендикулярно трубопроводу подачи навозных стоков и снабженные обмотками, подключенными к источнику импульсного тока.