Автономный биоферментатор камерного типа Российский патент 2023 года по МПК C05F3/06 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для приготовления компоста путем аэробной ферментации органических отходов сельскохозяйственных предприятий.

Известно устройство для приготовления компостов (RU №2367636, C05F 3/06, 2007), содержащее устройство для приготовления компостов, содержащее биоферментатор в виде закрытой емкости с полом, в нижней части которого установлены трубопроводы с отверстиями для подачи воздуха, соединенные с вентилятором. Система подачи воздуха включает дополнительный напорный вентилятор, сообщенный с воздуходувными трубами, площадь воздуходувных отверстий увеличивается по мере удаления от вентиляторов; подача воздуха в вентилятор осуществляется через конусообразную воронку, в которой установлен тэн; для обогащения кислорода подаваемого воздуха установлен озонатор.

К недостаткам данного устройства относятся высокие энергетические затраты, связанные с потреблением электричества основным и дополнительным вентиляторами, тэном и озонатором.

Известна установка для приготовления компоста (RU №170131, C05F 3/06, 2016) содержащая емкость для ферментируемой смеси с крышей, воротами и гнездами для установки термометра и кислородомера, напорный вентилятор, систему воздуховодов, размещенных в днище емкости и выполненных в виде объединенных общим воздуховодом перфорированных трубопроводов, и вытяжной вентилятор, установленный в верхней части емкости для ферментируемой смеси. Она дополнительно снабжена съемным модулем с системой напорных воздуховодов, выполненных в виде перфорированных трубопроводов с одинаковой площадью отверстий на каждой стороне каждого трубопровода относительно горизонтальной его плоскости симметрии и объединенных общим воздуховодом, подключенным к напорному вентилятору, при этом емкость для ферментируемой смеси снабжена опорными нишами для установки съемного модуля, расположенными в противоположных боковых стенах емкости на одинаковом расстоянии от днища и разделяющих ее на нижнюю и верхнюю части, а система воздуховодов, установленных в днище емкости для ферментируемой смеси, выполнена с перфорацией только в верхней части каждого трубопровода с площадью отверстий, равной площади отверстий одной из сторон каждого трубопровода съемного модуля относительно горизонтальной плоскости симметрии и подсоединена к вытяжному вентилятору, причем над перфорированной стороной трубопроводов в днище емкости установлена предохранительная сетка с возможностью ее съема, а гнезда для установки термометра и кислородомера выполнены в нижней и верхней частях емкости для ферментируемой смеси.

К недостаткам данной установки относятся высокие энергетические затраты, связанные с потреблением электричества напорным и двумя вытяжными вентиляторами, а также сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности изобретением является модульный биоферментатор (RU №2714960, C05F 3/06, 2020), содержащий емкость для ферментируемого материала с крышей, воротами, систему воздуховодов, размещенных в днище емкости для ферментируемого материала и выполненных в виде объединенных общим воздуховодом перфорированных трубопроводов с перфорацией только в верхней части каждого трубопровода, над перфорированной стороной трубопроводов в днище емкости для ферментируемого материала установлена предохранительная сетка с возможностью ее съема, вытяжной вентилятор, установленный в верхней части емкости для ферментируемого материала, гнездо для установки термометра, датчики температуры. Биоферментатор разделен на две камеры: емкость для ферментации перерабатываемого материала и камеру управления процессом переработки, в которой установлены два напорных вентилятора, соединенных с перфорированными трубопроводами, гидроцилиндр, блок управления гидроцилиндром, вытяжной вентилятор канального типа, вторым концом соединенный с окружающей средой, и обогреватель, установленный внутри камеры управления процессом переработки перед воздухозаборным отверстием, при этом перфорированные трубопроводы установлены вдоль боковых стенок емкости для ферментируемого материала и в центральной части соединяются в один перфорированный до камеры управления процессом переработки трубопровод, проходящий через камеру управления процессом переработки в торцевую стенку биоферментатора и имеющий съемную заглушку, на внутренних поверхностях боковых стенок емкости для ферментируемого материала друг напротив друга установлены на одинаковом расстоянии датчики-приемники уровня загрузки ферментируемого материала, при этом на полу емкости для ферментируемого материала жестко закреплены направляющие хода подвижной торцевой платформы, в нижней части которой жестко закреплены очистители формой, ответной форме направляющих, в центральной части подвижной торцевой платформы жестко закреплен шток гидроцилиндра, при этом угол наклона между подвижной торцевой платформой и полом емкости для ферментируемого материала со стороны крепления штока гидроцилиндра не превышает 90°, а дверь камеры управления процессом переработки и ворота с герметичным уплотнением емкости для ферментируемого материала выполнены в торцевых стенках биоферментатора.

К недостаткам данного изобретения относятся сложность конструкции и высокое энергопотребление процесса ферментации.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции и экономия электроэнергии.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что автономный биоферментатор камерного типа, содержащий емкость для ферментируемого материала с крышей, воротами, систему воздуховодов, размещенных в днище емкости для ферментируемого материала и выполненных в виде объединенных общим воздуховодом перфорированных трубопроводов с перфорацией только в верхней части каждого трубопровода, вытяжной вентилятор, установленный в верхней части емкости для ферментируемого материала, биоферментатор разделен на две камеры: емкость для ферментации перерабатываемого материала и камеру управления процессом переработки, в которой установлен напорный вентилятор, соединенный с перфорированным трубопроводом, вытяжной вентилятор канального типа, вторым концом соединенный с окружающей средой, при этом перфорированные трубопроводы установлены вдоль боковых стенок емкости для ферментируемого материала и в центральной части соединяются в один перфорированный до камеры управления процессом переработки трубопровод, проходящий через камеру управления процессом переработки в торцевую стенку биоферментатора и имеющий съемную заглушку, дверь камеры управления процессом переработки и ворота выполнены с герметичным уплотнением и расположены в торцевых стенках автономного биоферментатора камерного типа. На 1/4, 2/4, 3/4 высоты от пола стенки емкости для ферментируемого материала выполнены гнезда для установки термометров и кислородомеров, на крыше в центральной ее части жестко закреплен поворотный механизм, на верхней части которого жестко закреплена платформа, ответная солнечной батареи, один край которой шарнирно соединен с платформой, а на противоположном краю которой жестко закреплен электрический линейный привод, шток которого жестко закреплен с днищем солнечной батареи, при этом в камере управления процессом переработки установлены: инвертор, аккумуляторная батарея и контроллер ее заряда, блок управления, на вход которого подаются сигналы с датчиков температуры и кислородомеров, а с его выхода подается сигнал на поворотный механизм, электрический линейный привод, напорный и вытяжной вентиляторы.

Данная конструкция автономного биоферментатора камерного типа позволяет снизить энергопотребление напорного и вытяжного вентиляторов, а также возможность автоматического дистанционного управления процессом аэробной ферментации органических отходов сельскохозяйственных предприятий, при простоте конструкции.

На Фиг. 1 схематично изображен автономный биоферментатор камерного типа, на Фиг.2 – горизонтальный разрез А-А автономного биоферментатора камерного типа.

Автономный биоферментатор камерного типа, содержащий емкость 1 для ферментируемого материала с крышей 2, ворота 3, систему воздуховодов, размещенных в днище емкости 1 для ферментируемого материала и выполненных в виде объединенных общим воздуховодом перфорированных трубопроводов 4 с перфорацией только в верхней части каждого трубопровода, вытяжной вентилятор 5, установленный в верхней части емкости 1 для ферментируемого материала, биоферментатор разделен на две камеры: емкость 1 для ферментации перерабатываемого материала и камеру управления процессом переработки 6, в которой установлен напорный вентилятор 7, соединенный с перфорированным трубопроводом 4, вытяжной вентилятор 5 канального типа, вторым концом соединенный с окружающей средой, при этом перфорированные трубопроводы 4 установлены вдоль боковых стенок емкости 1 для ферментируемого материала и в центральной части соединяются в один перфорированный до камеры управления процессом переработки 6 трубопровод, проходящий через камеру управления процессом переработки 6 в торцевую стенку биоферментатора и имеющий съемную заглушку 8, дверь 9 камеры управления процессом переработки 6 и ворота 3 с герметичным уплотнением емкости 1 для ферментируемого материала выполнены в торцевых стенках автономного биоферментатора камерного типа. Для измерения температуры и кислорода внутри биомассы на 1/4, 2/4, 3/4 высоты от пола стенки емкости 1 для ферментируемого материала выполнены гнезда 10 для установки термометров (на Фиг. не показаны) и кислородомеров (на Фиг. не показаны). На крыше 2 в центральной ее части жестко закреплен поворотный механизм 11, на верхней части которого жестко закреплена платформа 12, ответная солнечной батареи 13, один край которой шарнирно соединен с платформой 12, а на противоположном краю которой жестко закреплен электрический линейный привод 14, шток которого жестко закреплен с днищем солнечной батареи 13, при этом в камере управления процессом переработки 6 установлены необходимые для функционирования солнечной батареи инвертор (на Фиг. не показан), аккумуляторная батарея (на Фиг. не показана) и контроллер ее заряда (На Фиг. не показан), блок управления 15, на вход которого подаются сигналы с датчиков температуры (на Фиг. не показаны) и кислородомеров (на Фиг. не показаны), а с его выхода подается сигнал на поворотный механизм 11, электрический линейный привод 14, напорный 7 и вытяжной 5 вентиляторы.

Предварительно подготовленную исходную смесь для аэробной ферментации загружают в емкость для ферментируемого материала 1 фронтальным погрузчиком через двухсекционные ворота 3. Напорный вентилятор 7 через систему воздуховодов, размещенных в днище емкости для ферментируемого материала 1 и выполненных в виде объединенных общим воздуховодом перфорированных трубопроводов 4 с перфорацией только в верхней части каждого трубопровода, подает воздух в емкость для ферментируемого материала 1 с периодичностью 5-10 минут в час на протяжении 7-9 дней, при этом перфорированные трубопроводы 4 установлены вдоль боковых стенок емкости для ферментируемого материала 1 и в центральной части соединяются в один перфорированный до камеры управления процессом переработки 6 перфорированный трубопровод 4, проходящий через камеру управления процессом переработки 6 в торцевую стенку биоферментатора и имеющий съемную заглушку 8, дверь 9 камеры управления процессом переработки 6 и ворота 3 выполнены с герметичным уплотнением, и расположены в торцевых стенках автономного биоферментатора камерного типа.

Вытяжной вентилятор 5, установленный в верхней части емкости для ферментируемого материала 1, отводит воздух из нее в окружающую среду. Питание вытяжного 5 и напорного 7 вентиляторов, установленных в камере управления процессом переработки 6, осуществляется от солнечной батареи 13. Для функционирования солнечной батареи 13 в камеру управления процессом переработки 6 устанавливают и подключают инвертор (на Фиг. не показан), аккумуляторную батарею (на Фиг. не показана) и контроллер ее заряда (на Фиг. не показан). В процессе аэробной ферментации измеряются температура и содержание кислорода в смеси с помощью термометров (на Фиг. не показаны) и кислородомеров (на Фиг. не показаны), установленных в гнездах 10, выполненных на 1/4, 2/4, 3/4 высоты от пола стенки емкости для ферментируемого материала 1. В блок управления 15 задаются нормативные показатели температуры ферментируемой смеси, содержание кислорода в ферментируемой смеси, заряд аккумуляторной батареи, задается угол подъема солнечной батареи 13 и ее поворот в зависимости от широты и долготы места размещения автономного биоферментатора камерного типа и метеоданных расположения солнца в конкретное время. В процессе переработки сигналы с датчиков термометра (на Фиг. не показаны) и кислородомера (на Фиг. не показаны) поступают в блок управления 15, установленный в камере управления процессом переработки 6. По мере отклонения температуры и уровня кислорода в смеси от заданных параметров, блок управления 15 подает выходной управляющий сигнал на напорный 7 и вытяжной 5 вентиляторы, регулируя время и скорость подачи воздуха, поддерживая установленные параметры температуры и уровня кислорода в смеси на заданном уровне. В зависимости от направления максимального потока света по отношению к солнечной батарее 13 поворотный механизм 11 позволяет регулировать угол поворота солнечной батареи 13, а электрический линейный привод 14 позволяет регулировать угол наклона солнечной батареи 13, тем самым позволяя максимально эффективно использовать потенциал солнечной батареи 13. Имеется возможность снимать показания приборов и менять режимы работы установки дистанционно, через сеть интернет, используя мобильное устройство или компьютер. Через 7-9 дней готовый компост выгружают фронтальным погрузчиком через ворота 3 емкости для ферментируемого материала 1.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для приготовления компоста путем аэробной ферментации органических отходов сельскохозяйственных предприятий. Биоферментатор включает емкость для ферментируемого материала с крышей, воротами, систему воздуховодов, размещенных в днище емкости для ферментируемого материала и выполненных в виде объединенных общим воздуховодом перфорированных трубопроводов с перфорацией только в верхней части каждого трубопровода. В верхней части емкости для ферментируемого материала установлен вытяжной вентилятор. Биоферментатор разделен на две камеры: емкость для ферментации перерабатываемого материала и камеру управления процессом переработки, в которой установлены напорный вентилятор, соединенный с перфорированным трубопроводом, вытяжной вентилятор канального типа, вторым концом соединенный с окружающей средой. Перфорированные трубопроводы установлены вдоль боковых стенок емкости для ферментируемого материала и в центральной части соединяются в один перфорированный до камеры управления процессом переработки трубопровод, проходящий через камеру управления процессом переработки в торцевую стенку биоферментатора и имеющий съемную заглушку. Дверь камеры управления процессом переработки и ворота выполнены с герметичным уплотнением и расположены в торцевых стенках автономного биоферментатора камерного типа. Для измерения температуры и кислорода внутри биомассы на 1/4, 2/4, 3/4 высоты от пола стенки емкости для ферментируемого материала выполнены гнезда. На крыше в центральной ее части жестко закреплен поворотный механизм, на верхней части которого жестко закреплена платформа, ответная солнечной батарее, один край которой шарнирно соединен с платформой, а на противоположном краю закреплен электрический линейный привод, шток которого прикреплен к днищу солнечной батареи. В камере управления процессом переработки установлены инвертор, аккумуляторная батарея и контроллер ее заряда, блок управления, на вход которого подаются сигналы с датчиков температуры и кислородомеров, а с его выхода подается сигнал на поворотный механизм, электрический линейный привод, напорный и вытяжной вентиляторы. Изобретение позволяет упростить конструкцию устройства. 2 ил.

Автономный биоферментатор камерного типа, содержащий емкость для ферментируемого материала с крышей, воротами, систему воздуховодов, размещенных в днище емкости для ферментируемого материала и выполненных в виде объединенных общим воздуховодом перфорированных трубопроводов с перфорацией только в верхней части каждого трубопровода, вытяжной вентилятор, установленный в верхней части емкости для ферментируемого материала, биоферментатор разделен на две камеры: емкость для ферментации перерабатываемого материала и камеру управления процессом переработки, в которой установлены напорный вентилятор, соединенный с перфорированным трубопроводом, вытяжной вентилятор канального типа, вторым концом соединенный с окружающей средой, при этом перфорированные трубопроводы установлены вдоль боковых стенок емкости для ферментируемого материала и в центральной части соединяются в один перфорированный до камеры управления процессом переработки трубопровод, проходящий через камеру управления процессом переработки в торцевую стенку биоферментатора и имеющий съемную заглушку, дверь камеры управления процессом переработки и ворота выполнены с герметичным уплотнением и расположены в торцевых стенках автономного биоферментатора камерного типа, отличающийся тем, что на 1/4, 2/4, 3/4 высоты от пола стенки емкости для ферментируемого материала выполнены гнезда для установки термометров и кислородомеров, на крыше в центральной ее части жестко закреплен поворотный механизм, на верхней части которого жестко закреплена платформа, ответная солнечной батарее, один край которой шарнирно соединен с платформой, а на противоположном краю которой жестко закреплен электрический линейный привод, шток которого жестко закреплен с днищем солнечной батареи, при этом в камере управления процессом переработки установлены: инвертор, аккумуляторная батарея и контроллер ее заряда, блок управления, на вход которого подаются сигналы с датчиков температуры и кислородомеров, а с его выхода подается сигнал на поворотный механизм, электрический линейный привод, напорный и вытяжной вентиляторы.