СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТВАЛОВ ОТ САМОВОЗГОРАНИЯ Российский патент 2006 года по МПК E21F5/00 C05F11/02 

Изобретение относится к области обработки органических отходов и может быть использовано при формировании отвалов из компоста, а также заскладированных запасов добавок, применяемых при компостировании (торфа, соломы, древесных опилок, стружек, коры, угольной мелочи).

Известен способ защиты отвалов от самовозгорания, включающий подготовку основания отвала, укладку антифильтрационного слоя, складирование пород и руд, склонных к самовозгоранию, размещение внутри отвала и на его поверхности перфорированного трубопровода и подачи раствора внутрь отвала, содержащего культуру аэробных микроорганизмов и веществ, обеспечивающих жизнедеятельность этих микроорганизмов, связывающих кислород и кольматирующих поры и трещины пород и руд (см. описание к авторскому свидетельству на изобретение СССР №1712628, кл. Е 21 F 5/00, 15.02.92).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе при подаче растворов в отвалы в них попадает дополнительная влага, которая способствует окислительным процессам, а также затруднен процесс контроля за поддержанием оптимальной температуры и жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, что снижает эффективность защиты отвалов от самовозгорания.

Известен также способ предотвращения пожаров на складах ископаемых углей, уложенных в штабеля (отвалы), включающий подготовку основания отвала, устройство вокруг него стоков для отвода осадков, складирование на этом основании угля, склонного к самовозгоранию, расположение отвала своей длинной осью по направлению господствующих ветров, размещение внутри отвала по его периметру контрольных труб для измерения с их помощью температуры внутри отвала жидкостными термометрами (см. Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. - М.: Углетехиздат, 1954, с.103-104), принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе охлаждение отвалов при их самонагревании происходит только за счет обдувания их поверхности потоком воздуха, т.е. естественным путем, и целиком зависит от наличия, направления и скорости ветра, чего недостаточно для своевременного отвода тепла и гарантированной защиты отвалов от самовозгорания, а также повышенная трудоемкость и отсутствие непрерывного контроля за изменением температуры внутри отвала.

Сущность изобретения заключается в использовании разности температур внутри и за пределами отвала, возникающей при его самовозгорании, для преобразования ее в энергию электрического тока с помощью термобатареи, размещенной в основании отвала, и использовании этой термоэлектродвижущей силы для обнаружения начальной стадии развития пожара - фазы самонагревания отвала на основе данных о величине термоэлектродвижущей силы, которая прямо пропорциональна разности температур «нагреваемых» и «охлаждаемых» спаев, расположенных внутри и за пределами отвала, а также использовании этой термобатареи для оперативного отвода тепла из отвала в фазе его самонагревания путем пропускания через термобатарею постоянного электрического тока от источника тока в том направлении, которое обеспечивает охлаждение спаев термобатареи, расположенных внутри отвала и перевода, в связи с этим, начальной стадии развития пожара - фазы самонагревания, минуя фазу возгорания, сразу в фазу его охлаждения, при этом охлаждение отвала происходит не только за счет естественного отвода от него тепла путем обдувания поверхности отвала потоком воздуха снаружи, но и за счет его искусственного охлаждения изнутри с помощью термобатареи.

Технический результат - снижение трудоемкости при осуществлении контроля за процессом самонагревания отвала за счет использования непрерывной информации о появлении и систематическом увеличении разности температур внутри и за его пределами, полученной с помощью термобатареи, используемой в качестве высокоточного и малоинерционного термоэлектрического термометра, повышение эффективности защиты отвала от самовозгорания путем охлаждения внутренней части отвала с помощью этой же термобатареи, используемой уже как термоэлектрический холодильник.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе защиты отвалов от самовозгорания, включающем подготовку основания отвала, устройство вокруг него стоков для отвода осадков, складирование на этом основании материала, склонного к самовозгоранию, расположение отвала своей длинной осью по направлению господствующих ветров, по периметру основания отвала размещают предварительно проградуированную кольцеобразную термобатарею, составленную из большого числа полупроводниковых термопар, причем внутренние спаи термобатареи размещают в середине отвала, а внешние за его пределами, при этом к термобатарее для измерения термоэлектродвижущей силы подключают милливольтметр, а после регистрации с его помощью устойчивого роста термоэлектродвижущей силы через эту термобатарею пропускают постоянный электрический ток от источника тока в направлении, обеспечивающем охлаждение внутренних спаев термобатареи.

На чертеже представлена схема размещения термобатареи в основании отвала.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

Первоначально производят планировку участка с учетом расположения отвалов своей длинной осью по направлению господствующих в данной местности ветров, покрытие основания отвала антифильтрационным слоем, например глиной, на котором размещают фильтрационный слой, например золу ТЭЦ, осуществляют устройство вокруг основания отвала стоков для отвода осадков. На этом основании размещают предварительно проградуированную кольцеобразную термобатарею 1, составленную из большого числа полупроводниковых термопар, при этом внутренние спаи термобатареи 2 размещают в середине основания отвала, а наружные спаи 3 за его пределами. Затем на этой термобатарее 1 формируют отвал 4 из материалов, склонных к самовозгоранию, например готового компоста из органических отходов.

Для контроля за изменением разницы температур внутри и за пределами отвала, систематический рост которой является главным признаком его самонагревания, термобатарею 1 подключают посредством клемм 5 и 6 к милливольтметру, по показаниям которого с использованием градуировочного графика определяют величину и скорость нарастания температуры внутри отвала.

При устойчивом росте температуры внутри отвала 4, не дожидаясь достижения ее критических величин (˜70°С), милливольтметр отключают от клемм 5 и 6 и подключают к ним источник постоянного электрического тока, причем ток пропускают через термобатарею 1 в том направлении, которое обеспечивает охлаждение внутренних спаев 2, которые расположены внутри отвала 4. В связи с этим охлаждение отвала 4 происходит не только за счет обдувания его поверхности потоком воздуха снаружи, но и за счет его охлаждения внутренними спаями 2 термобатареи 1 изнутри, в результате обеспечивается защита отвалов от самовозгорания.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения (способа) следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в обработке органических отходов и, в частности, защите от самовозгорания компонентов и готовых удобрений из органических отходов;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию, «промышленная применимость».

Источники информации

1. Описание к авторскому свидетельству на изобретение СССР №1712628, кл. Е 21 F 5/00, 15.02.92.

2. Скочинский А.А., Огиевский В.М. Рудничные пожары. - М.: Углетехиздат, 1954, с.103-104 (прототип).

Изобретение относится к области защиты отвалов горных пород и органических отходов от самовозгорания и может быть использовано при получении компостов из различных органических отходов. Способ включает подготовку основания отвала, устройство вокруг него стоков для отвода осадков, складирование на этом основании материалов, склонных к самовозгоранию, расположение отвала своей длинной осью по направлению господствующих ветров. По периметру основания отвала размещают предварительно проградуированную кольцеобразную термобатарею, составленную из большого числа полупроводниковых термопар. Внутренние спаи термобатареи размещают в середине отвала, а внешние - за его пределами, при этом к термобатарее для измерения термоэлектродвижущей силы подключают милливольтметр, а после регистрации с его помощью устойчивого роста термоэлектродвижущей силы через эту термобатарею пропускают постоянный электрический ток от источника тока в направлении, обеспечивающем охлаждение внутренних спаев термобатареи. Способ позволяет снизить трудоемкость контроля за самонагреванием отвала и повысить эффективность защиты отвала от самовозгорания. 1 ил.

Способ защиты отвалов от самовозгорания, включающий подготовку основания отвала, устройство вокруг него стоков для отвода осадков, складирование на этом основании материалов, склонных к самовозгоранию, расположение отвала своей длинной осью по направлению господствующих ветров, отличающийся тем, что по периметру основания отвала размещают предварительно проградуированную кольцеобразную термобатарею, составленную из большого числа полупроводниковых термопар, причем внутренние спаи термобатареи размещают в середине отвала, а внешние за его пределами, при этом к термобатарее для измерения термоэлектродвижущей силы подключают милливольтметр, а после регистрации с его помощью устойчивого роста термоэлектродвижущей силы через эту термобатарею пропускают постоянный электрический ток от источника тока в направлении, обеспечивающем охлаждение внутренних спаев термобатареи.