УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА ЛИЧИНКАМИ МУХ Российский патент 2004 года по МПК A01K67/33 C05F3/06 

ООбласть техники

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а конкретно к технологии переработки помета и навоза, а также иных отходов животноводства беспозвоночными животными, например личинками синантропных мух.

Уровень техники

Известна установка для переработки навоза беспозвоночными животными сапрофагами (авторское свидетельство СССР №1371677), содержащая ярусно расположенные на несущих элементах лотки для навоза, снабженные загрузочными приспособлениями в виде шнека. Загрузочное приспособление установлено с возможностью перемещения вдоль лотков. По мере частичной переработки личинками навоза в верхних лотках он последовательно перегружается в нижние лотки. На освободившиеся верхние лотки загружается партия свежего навоза. Переработанный навоз через 6 дней вместе с личинками мух из нижнего лотка выгружается в приемный бункер и из него поступает на последующие технологические операции.

Недостатками установки являются:

- ненадежная работа механических узлов устройства в условиях агрессивной рабочей среды;

- низкая производительность установки вследствие сложности загрузки и перегрузки сырья из лотка в лоток, значительные затраты труда на обслуживание установки;

- невозможность точного поддержания параметров среды обитания личинок на различных стадиях технологического процесса биологической переработки;

- условия труда обслуживающего персонала не отвечают санитарным требованиям из-за возможности попадания продуктов жизнедеятельности личинок (аммиак, углекислый газ) из-под пленки, которой укрыта установка, в окружающее рабочее пространство при работе приточной вентиляции.

Указанные недостатки в значительной степени устранены в установке по переработке помета и навоза личинками мух (патент России №2098396 С1), содержащей лотки, заполняемые водой в процессе эксплуатации до уровня слива, в которых плавают поддоны с пометом и навозом, при этом лотки расположены ярусно, причем каждая пара лотков, расположенных один под другим, соединена гидролифтом для вертикального перемещения поддонов с нижнего яруса на верхний.

Пустые поддоны загружаются пометом или навозом, засеваются яйцами мух и перемещаются течением воды вдоль лотка до гидролифта, где поднимаются на следующий ярус, по которому плывут до следующего гидролифта, таким образом, поднимаясь до верхнего яруса, где разгружаются с помощью устройства, аналогичного пылесосу. В процессе движения поддонов с пометом или навозом от загрузки до выгрузки происходит переработка личинками мух помета или навоза в биогумус. Для создания оптимальных условий для жизнедеятельности личинок в зазор между смежными по высоте лотками продувается воздух, а температура воды, заполняющей лоток, поддерживается в пределах, оптимальных для жизнедеятельности личинок.

Недостатками установки являются усложнение и удорожание конструкции за счет наличия гидролифтов с поплавковыми камерами и механического устройства опускания поддонов на исходную позицию с позиции разгрузки, повышенный расход горячей воды, обеспечивающей работу гидролифтов, а также поплавковых камер и устройств торможения поддонов, трудность полного удаления продуктов переработки из поддонов.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для переработки отходов животноводства личинками мух (международная заявка WO 0069791, опубликована 23.11.2001).

Данная установка содержит:

- по крайней мере, один или несколько ярусно расположенных корытообразных лотков, выполненных в виде замкнутого контура, заполняемого водой; лотки подвешены к фермам, расположенным над установкой;

- множество поддонов для перерабатываемых отходов, размещенных в лотках, обладающих плавучестью в загруженном состоянии;

- средства перемещения поддонов по замкнутому контуру лотка;

- устройства остановки поддонов, выполненные в виде качающихся штанг, снабженных поперечным упором, поднимающимся при повороте штанг в зазор между поддонами и останавливающим движение поддонов;

- устройства загрузки отходов и выгрузки продуктов переработки из поддонов для каждого яруса, причем устройства загрузки и выгрузки расположены в поперечных лотках на противоположных сторонах установки, устройство выгрузки представляет собой пневмосборник, соединенный с циклоном для разделения личинок и переработанных отходов;

- устройства загрузки яиц мух или личинок в поддоны с отходами;

- систему регулирования параметров среды обитания личинок, для чего лотки закрыты сверху с образованием воздушного канала, в котором направление движения воздуха совпадает с направлением перемещения поддонов.

Основным недостатком установки является наличие в контуре лотка каждого яруса достаточно длинного канала для возврата порожних поддонов, поскольку загрузка отходов и выгрузка продуктов переработки производится на противоположных сторонах установки в соответствующих парах поперечных лотков. Таким образом, длина канала возврата порожних поддонов составляет от 20% (при нескольких параллельных рабочих каналах) до 50% (при одном рабочем канале) от общей длины контура транспортной системы одного уровня, так что значительный объем, занимаемый каналом возврата порожних поддонов на всех ярусах, не используется для активной переработки отходов. С учетом того, что наличие работающих параллельно рабочих каналов ведет к появлению целого ряда дополнительных “перекрестков” (мест стыковки продольных каналов с поперечными) и соответственно увеличению числа устройств остановки поддонов и существенному усложнению системы управления движением поддонов, резко снижающему надежность работы установки.

Наконец, в случае расположения загрузки и разгрузки в противоположных концах установки с многоярусным расположением лотков для обеспечения доступа к месту разгрузки поддонов в лотке нижнего яруса необходимо укорачивать каждый верхний ярус по отношению к нижнему как в зоне загрузки, так и в зоне разгрузки.

Все это ведет к увеличению веса и стоимости установки, а также существенному росту занимаемой ею площади.

Недостатком транспортной системы установки является также наличие в окне для выхода поддонов из канала потока воздуха, встречного по отношению к движению поддонов и поэтому тормозящего их перемещение. Это обусловлено тем, что система вентиляции засасывает воздух с обоих открытых окон в канале как в начале, так и в конце канала.

Из-за того, что устройство остановки поддонов выполнено в виде П-образного рычага в угловых зонах при изменении направления движения поддон неминуемо проходит над одной из штанг рычага, что значительно увеличивает требуемый зазор между днищем лотка и днищем поддона и увеличивает высоту лотка и объем воды в лотке. Кроме того, установка не может надежно функционировать из-за того, что если плоский поперечный упор при поднятии не попадет в зазор между поддонами, то он остановит один из поддонов в непредусмотренном положении, что нарушит взаимодействие поддона с устройствами загрузки или разгрузки поддонов.

Сущность изобретения

Основной задачей, решаемой настоящим изобретением, является усовершенствование установки по опубликованной международной заявке WO 0069791, в которой реализован принцип транспортировки отходов животноводства с использованием плавучих поддонов, при этом используемая для этих целей вода является также средством поддержания оптимальных температурных параметров среды, обеспечивающей жизнедеятельность личинок. Эти усовершенствования направлены на достижение следующих целей:

- снижение объема и площади помещения, занимаемого установкой;

- снижение материалоемкости и стоимости установки;

- снижение эксплуатационных расходов;

- повышение надежности функционирования установки.

Указанные цели достигаются за счет того, что установка переработки отходов животноводства личинками мух, включающая транспортную систему в виде заполненных водой корытообразных лотков, где размещаются плавающие в лотках поддоны с пометом или навозом, устройства дозируемой загрузки помета или навоза, устройства разгрузки поддонов от продуктов переработки, устройства для дозируемого внесения в поддоны, загруженные отходами, яиц мух или их личинок первой стадии развития, средства перемещения поддонов по замкнутому контуру лотка, причем перемещение поддонов от загрузки до разгрузки происходит на одном уровне, а над группой лотков, образующих транспортную систему одного уровня, могут располагаться ярусами аналогичные транспортные системы следующих уровней, имеет особенность, заключающуюся в том, что корытообразный лоток одного уровня выполнен в виде прямоугольного контура, образованного двумя расположенными рядом продольными прямолинейными лотками, замкнутыми по торцам короткими поперечными лотками, при этом устройство загрузки поддонов отходами животноводства расположено по направлению их движения непосредственно после устройства разгрузки на расстоянии, не превышающем суммарной длины двух поддонов. При такой конструкции практически отсутствует канал, где движутся порожние поддоны, продольные лотки компактно прилегают друг к другу без потерь рабочей зоны лотка. Лотки сверху прикрыты кожухами, образующими канал для вентиляции.

Другая особенность состоит в том, что для повышения надежности функционирования установки устройства остановки поддонов расположены на участках пересечения продольных и поперечных лотков, причем устройство остановки выполнено в виде поворотного Г-образного рычага, управляемого пневмоклапаном, при этом останавливающая часть рычага имеет цилиндрическую форму и на ней, как на оси, размещен ролик, при торможении поддонов входящий в зазор между поддонами, а именно между поддоном, вплывающим в поперечный лоток и следующим за ним, причем в стенке лотка имеется ниша, так что штанга рычага, утопленная в нише, обеспечивает свободное вплывание поддона в поперечный лоток. При ином расположении устройств остановки поддон, стоящий у стенки, сильно бы поджимался к ней двигающимися сзади поддонами и не смог бы двинуться в перпендикулярном направлении из-за большого трения.

Одновременно наличие свободно вращающегося на рычаге ролика обеспечивает дальнейшее повышение надежности функционирования установки, поскольку ролик устройства торможения беспрепятственно входит в зазор между скошенными стенками соседних поддонов, а если он первоначально попадет под край днища поддона, то приподнимет край поддона, дно поддона примет наклонное положение, в результате поддон скатится с ролика и ролик разместится между поддонами. Кроме того, поскольку рычаг располагается с одной стороны поддона в нише, то он не мешает последнему вплывать в поперечный лоток и выплывать перпендикулярно в сторону, где нет рычага. Следовательно, глубина лотка может быть меньше, т.е. будут меньшими расход теплой воды и металлоемкость конструкции лотка.

Указанные и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут далее раскрыты на примере выполнения изобретения, проиллюстрированного чертежами.

Перечень фигур графических изображений

Фиг.1. Общий вид установки, вид сбоку (а) и сверху (б).

Фиг.2. Схема расположения лотков, поддонов, устройств загрузки и разгрузки одного яруса.

Фиг.3. Устройство остановки поддонов.

Фиг.4. Устройство перекрытия воздушного канала.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Установка, изображенная на фиг.1, содержит расположенные друг над другом в несколько ярусов корытообразные лотки 1, образующие каналы, заполняемые водой в процессе эксплуатации и служащие для размещения и транспортировки по ним поддонов 2 с пометом или навозом на протяжении всего технологического цикла биологической переработки и возвращения опорожненных поддонов на загрузку. Корытообразный лоток выполнен в виде замкнутого прямоугольного контура, образованного двумя расположенными рядом продольными прямолинейными лотками, замкнутыми по торцам короткими поперечными лотками. Лотки снабжены соплами (на чертеже условно не показаны), через которые подается вода, в результате чего создается направленное течение, обеспечивающее перемещение поддонов 2. Лотки сверху прикрыты кожухами 3. В результате над поддонами образуется канал, в котором обеспечивается направленная циркуляция воздуха, служащая для удаления продуктов жизнедеятельности личинок, влаги из помета и подачи необходимого для жизнедеятельности личинок кислорода. Одновременно поток воздуха в каналах над лотками обеспечивает перемещение поддонов за счет их парусности. На каждом ярусе размещены устройство загрузки отходов 4 и устройство разгрузки 5. Устройство загрузки представляет собой трубчатый питатель, соединенный каналом с насосом 6, осуществляющим подачу помета или навоза. Устройство разгрузки представляет собой конфузор 7.

В нижней части конфузора обеспечивается вход засасываемого воздуха, подхватывающего и уносящего продукты переработки через воздуховоды 8 в циклон 9. Каждый воздуховод может перекрываться заслонкой, так что все воздуховоды могут перекрываться, кроме производящего разгрузку.

Устройства загрузки и разгрузки располагаются на расстоянии, не превышающем суммарную длину двух поддонов. В лотке каждого яруса общее число плавающих поддонов должно быть, по крайней мере, на единицу меньше, чем максимально вмещаемое в канал. В противном случае перемещение поддонов становится невозможным. Кожух над лотками, где расположены устройства загрузки и разгрузки, отсутствует. В зоне лотка, где располагается порожний поддон, производится его осмотр, мытье, дезинфекция и т.п. Последовательность перемещения поддонов представлена на фиг.2.

Лотки всех уровней как продольные, так и поперечные, подвешены к фермам 10, установленным на опорных колоннах здания. Для предотвращения раскачивания лотки закрепляются растяжками.

Устройства остановки поддонов расположены на участках пересечения продольных и поперечных лотков (фиг.3). Каждое из них выполнено в виде качающегося Г-образного рычага 11, управляемого пневмоклапаном 12. Поперечная часть рычага представляет собой ось, на которой размещен ролик 13, который останавливает поддоны, поднимаясь в зазор между скошенными стенками поддонов, а именно между поддоном, вплывающим в поперечный лоток и следующим за ним.

Канал, образованный кожухами, установленными над лотками, подсоединен к вытяжной вентиляции 15 непосредственно перед поперечным каналом между разгрузкой и погрузкой по ходу поддонов, при этом на выходе из канала на конце кожуха (фиг.4) закреплена качающаяся заслонка 13, отсекающая место подвода к каналу вытяжной вентиляции от зоны загрузки. Нижняя часть заслонки погружена в воду, заполняющую лоток. Заслонка закреплена так, что может отклоняться только вперед по ходу поддонов, не препятствуя их перемещению, при этом отклонению заслонки в обратном направлении препятствует упор. Таким образом, движение воздуха в канале осуществляется только в направлении движения поддонов.

Последовательность перемещения поддонов представлена на фиг. 2 (а, б, в, г, д).

Работа установки происходит следующим образом. При поступлении пустого поддона на загрузку (фиг.2а) включается устройство загрузки, выполненное, например, в виде насоса-дозатора, которое через питатель заполняет поддон заданной дозой отходов, а на поверхность отходов вносятся яйца мух (фиг.2б). Затем во втором продольном лотке опускается ролик останова и находившийся перед ним поддон с переработанными отходами течением воды или вручную перемещается на освободившееся место. В процессе прохождения под окном конфузора поддон потоком воздуха освобождается от продуктов переработки, всасываемых и транспортируемых потоком воздуха в циклон, а сам поддон перемещается в поперечный лоток (фиг.2в). На следующем этапе поднимается утопленный перед этим ролик рычага в конце второго продольного лотка и течением воды и потоком воздуха поддоны в продольном и поперечном лотках перемещаются до упора в ролик останова (фиг.2г). В завершение цикла утапливается ролик останова в конце первого лотка и течением воды и потоком воздуха поддоны, включая прошедший разгрузку, перемещаются на освободившиеся места (фиг.2д). После чего цикл повторяется.

Движение поддонов в лотке длится около 4 суток, в течение которых развивающиеся личинки пропускают весь помет или навоз через свой пищеварительный тракт, превращая его в биогумус, являющийся высокоэффективным удобрением.

Аналогичным образом происходит переработка помета или навоза во всех лотках всех ярусов установки.

Промышленная применимость.

Описанная установка может быть использована для переработки не только помета или навоза.

С ее помощью можно осуществлять переработку и таких отходов животноводства, как трупы животных и птиц или не утилизируемые остатки от убоя животных и птиц.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при переработке помета, навоза и других отходов животноводства беспозвоночными животными, например личинками синантропных мух. Установка содержит транспортную систему в виде ярусно расположенных один над другим заполняемых в процессе эксплуатации водой и закрытых сверху кожухами корытообразных лотков, в которых размещены плавающие поддоны для отходов животноводства. Установка содержит также устройства загрузки отходов в поддоны и устройства разгрузки поддонов от продуктов переработки, устройства дозируемого внесения в загруженные поддоны яиц мух или их личинок, сопла для подачи в лотки воды и создания в них направленного течения и устройства остановки поддонов. Лоток по меньшей мере одного яруса выполнен в виде прямоугольного контура, образованного двумя расположенными рядом прямолинейными продольными лотками, замкнутыми по торцам поперечными лотками. Устройство загрузки отходов в поддоны расположено по направлению их движения непосредственно после устройства разгрузки поддонов на расстоянии, не превышающем двойной длины поддона. Изобретение позволяет снизить объем и площадь, занимаемые установкой, снизить материалоемкость и эксплуатационные расходы, повысить надежность работы. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка для переработки отходов животноводства личинками мух, содержащая транспортную систему в виде ярусно расположенных один над другим заполняемых в процессе эксплуатации водой и закрытых сверху кожухами корытообразных лотков, в которых размещены плавающие поддоны для отходов животноводства, устройства загрузки отходов в поддоны и устройства разгрузки поддонов от продуктов переработки, устройства дозируемого внесения в загруженные поддоны яиц мух или их личинок, сопла для подачи в лотки воды и создания в них направленного течения и устройства остановки поддонов, отличающаяся тем, что лоток, по меньшей мере одного яруса выполнен в виде прямоугольного контура, образованного двумя расположенными рядом прямолинейными продольными лотками, замкнутыми по торцам поперечными лотками, при этом устройство загрузки отходов в поддоны расположено по направлению их движения непосредственно после устройства разгрузки поддонов на расстоянии, не превышающем двойной длины поддона.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройства остановки поддонов по меньшей мере одного яруса лотков расположены на участках пересечения продольных и поперечных лотков, причем каждое устройство выполнено в виде управляемого пневмоклапаном поворотного Г-образного рычага с поперечной осью и размещенным на ней роликом, входящим при торможении в зазор между стенками соседних поддонов.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что канал, образованный корытообразными лотками и их кожухами, подсоединен к вытяжной вентиляции непосредственно перед поперечным каналом между устройством разгрузки поддонов и устройством загрузки отходов в поддоны по ходу движения поддонов, при этом выход из канала на конце кожуха снабжен качающейся заслонкой, отсекающей место подвода к каналу вытяжной вентиляции от зоны загрузки и отклоняющейся при выходе поддона из канала.