УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОЗОНОМ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2014 года по МПК A01C1/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно устройствам для обработки сыпучих материалов - семян зерновых культур, сухих комбикормовых смесей, меланжа и т.д.

Известно, что для предпосевной обработки семян, интенсификации сушки зерна, а также дезинсекции и дезинфекции применяют обработку их озоновоздушными смесями в разных устройствах. Например, применяют обработку влажного зерна озоном для интенсификации сушки. При этом используют типовое оборудование - шахтные сушилки, бункера активного вентилирования и т.д. (Троцкая Т.П. Энергосберегающая технология сушки сельскохозяйственных материалов в озоно-воздушной среде. Минск, БелНИИМСХ, 1997 г.).

Однако обработка сыпучего материала озоном в стационарном слое не обеспечивает равномерности ее по высоте слоя из-за высокой химической активности и саморазложения озона. Причем с увеличением времени обработки концентрация озона по высоте слоя не выравнивается.

Иногда обработку производят во вращающемся барабане (патент РФ №2248111, МПК A01C 1/00, 20.03.2005, бюл. №8). Однако и это устройство имеет недостатки. Так затраты энергии на вращение барабана соизмеримы с затратами на пересыпание сыпучего материала внутри самого барабана. А при обработке сухого комбикорма, представляющего смесь измельченного зерна и добавок разных фракций, равномерность обработки за относительно короткое время - несколько минут - является недостаточной.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для предпосевной обработки семян (патент РФ №2019075, МПК A01C 1/00, 1994 г.). Известное устройство содержит вертикальную емкость, внутри которой расположен потенциальный электрод, на который подают высокое напряжение, и горизонтальные трубы, смещенные относительно друг друга, и имеющие отверстия для подачи озона внутрь емкости.

Недостатком данного устройства является сложность изготовления, большая материалоемкость и недостаточная безопасность при эксплуатации - большое количество отверстий в емкости для труб приводит к возможности утечки озона. Озон является очень токсичным газом, класс опасности - 1, ПДК - 0,1 мг/м³.

Целью изобретения является упрощение устройства для обработки озоном сыпучих материалов при увеличении эффективности обработки и одновременном повышении безопасности эксплуатации и снижении затрат на обработку.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для обработки озоном сыпучих материалов, содержащем озонатор с побудителем расхода, бункер, дозатор и вертикальную цилиндрическую емкость, внутри вертикальной оси цилиндрической емкости расположена труба, на внешней поверхности которой установлены по винтовой линии короткие наклонные лопатки, причем лопатки установлены в виде многозаходного винта, а емкости установлены в ряд - 2, 3 и более штук.

Устройство работает следующим образом. Сыпучий материал (зерно, сухая комбикормовая смесь и т.д.) из бункера подают в дозатор. Из дозатора материал поступает в цилиндрическую емкость, установленную вертикально. Внутри емкости расположена труба, закрытая сверху конусом или полусферой, на внешней поверхности которой расположены через определенные промежутки короткие наклонные лопатки с углом наклона к вертикальной оси емкости более угла естественного откоса сыпучего материала. Рекомендуемое значение угла - 40-45°. Причем каждая последующая лопатка расположена таким образом, чтобы сыпучий материал ссыпался с нее и попадал на верхний край нижней лопатки, пересыпался на ней и вновь падал вниз. Сами же лопатки расположены по винтовой линии и имеют одинаковую ширину для создания равномерного зазора между внутренней трубой и внешней цилиндрической емкостью. Лопатки установлены для того, чтобы сыпучий материал не сбивался в струю, что снизило бы равномерность обработки. Озон подают по внутренней трубе, которая имеет ряд отверстий для выхода озона в верхней части ее, а подачу озона осуществляют по патрубку, проходящему через стенку в нижней части емкости. В нижней части емкости установлен затвор, в котором накапливается сыпучий материал после обработки и, тем самым, препятствует выходу озона. По мере накопления сыпучего материала затвор открывают и сыпучий материал выводят из емкости.

Для увеличения пропускной способности устройства, заходов винтовой линии, на которой как бы расположены лопатки, может быть 2, 3 и более. Это определяется требуемой производительностью устройства. В нижней части емкости имеется патрубок для вывода остаточного озона. Другой конец патрубка соединен с деструктором озона. Таким образом, осуществляют обработку сыпучего материала в прямотоке - сыпучий материал подают сверху вниз и озон подают сверху вниз. При обработке сыпучего материала в противотоке озон подают в верхнюю часть емкости, а патрубок, соединенный с деструктором, устанавливают в верхней части емкости. При проведении обработки в противотоке сыпучий материал подвергается сначала воздействию низких концентраций озона, а по мере ссыпания его - все более высоких.

Для увеличения производительности устройства устанавливают в ряд несколько емкостей, соединенных с бункером одним, например, шнековым дозатором.

Вышесказанное поясняется чертежом. На фиг.1 представлен общий вид устройства: 1 - бункер; 2 - дозатор; 3 - цилиндрическая емкость; 4 - озонатор; 5 - побудитель расхода; 6 - деструктор. На фиг.2 представлен разрез цилиндрической емкости 3: 7 - внутренняя труба; 8 - наклонные лопатки; 9 - затвор; 10 - патрубок для подачи озоновоздушной смеси; 11 - патрубок для вывода остаточного озона. На фиг.3 представлен вариант выполнения устройства с параллельно установленными в ряд емкостями и снабженными единым дозатором.

Устройство работает следующим образом. Перед началом работы сыпучим материалом заполняется бункер 1 и дозатор 2. Заполнение дозатора препятствует выходу озона во внешнюю среду. Включают дозатор 2 и подают сыпучий материал в емкость 3, в которой он ссыпается по лопаткам 8, не дающим сбиваться в единую струю. Одновременно включают озонатор 4 и побудителем расхода 5 подают озон в емкость 3 по патрубку 10. Озон взаимодействует с сыпучим материалом. Время обработки определяется высотой емкости и количеством лопаток, находящихся на пути падения струи сыпучего материала. После обработки в емкости некоторая часть озона адсорбируется сыпучим материалом, и воздействие его (озона) продолжается значительное время - до нескольких десятков часов. Адсорбированный озон из сыпучего материала не выделяется и поэтому не представляет опасности для персонала. Остаточный озон выводят из емкости 3 по патрубку 11 и направляют в деструктор 6. Обработанный сыпучий материал выводят из емкости 3 через затвор 9.

Для повышения производительности устройства емкости могут быть установлены параллельно вряд и снабжены одним дозатором, как показано на фиг.3.

На фиг.4 представлена зависимость изменения концентрации озона по высоте устройства при обработке сухой комбикормовой смеси при прямотоке, на фиг.5 - при противотоке. Высота устройства - 1,8 м. Снижение бактериальной обсемененности достигает 10-12 раз.

Таким образом, достигается основная цель изобретения - упрощается устройство, снижаются энергетические затраты на обработку - перемещается только сыпучий материал и повышается безопасность эксплуатации.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для обработки озоном сыпучих материалов содержит бункер, дозатор, вертикальную цилиндрическую емкость, озонатор с побудителем расхода. Внутри емкости по вертикальной оси расположена труба, на внешней поверхности которой установлены по винтовой линии короткие наклонные лопатки многозаходного винта. Использование изобретения позволит повысить эффективность обработки сыпучих материалов при одновременном упрощении конструкции.5 ил.

Устройство для обработки озоном сыпучих материалов, содержащее бункер, дозатор, вертикальную цилиндрическую емкость, озонатор с побудителем расхода, отличающееся тем, что внутри емкости по вертикальной оси расположена труба, на внешней поверхности которой установлены по винтовой линии короткие наклонные лопатки многозаходного винта.