Стационарный растворный узел с функцией дозирования и бесконтактной работы с сельхозядохимикатами Российский патент 2024 года по МПК B01F21/00 B01F35/11 B01F35/71 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению.

Стационарный растворный узел с функцией дозирования и бесконтактной работы с сельхозядохимикатами предназначен для приготовления рабочих растворов средств защиты растений и минеральных удобрений (карбамида и т.п.).

Уровень техники:

Существуют следующие аналоги по уровню техники заявленного изобретения: Патент РФ на изобретение №2686149.

Заявка: 2018131030, 28.08.2018; Дата начала отсчета срока действия патента: 28.08.2018; Дата регистрации: 24.04.2019; Дата подачи заявки: 28.08.2018; публиковано: 24.04.2019 Бюл. №12; Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное объединение «БиоПлант».

Аналог представляет собой растворный узел карбамидно-аммиачных смесей содержит устройство управления и накопительную емкость воды, связанную через насос подачи воды с реакторной емкостью с насосом ВДН, соединенной со станцией фильтрации, включающую, по меньшей мере, одну колбу-фильтр и связанной с, по меньшей мере, одной накопительной емкостью готового продукта, при этом реакторная емкость соединена с загрузочным бункером, насосом выдачи и дизельным теплообменником.

Указанный аналог, по мнению заявителя имеет следующие недостатки, по сравнению с заявляемым изобретением:

1. Шнек подачи сухих компонентов имеет свойство заедать ввиду того, что слежавшихся, вследствие воздействия внешних условий сырье, при его шнековой подаче в измельчительно-смесительный агрегат устройства, имеет крупную комковую структуру.

3. Отсутствует возможность одновременного раздельного смешивания растворов с жидким и с твердым компонентом.

Патент РФ на изобретение №2765953.

Заявка: 2020143512; Дата начала отсчета срока действия патента: 28.12.2020; Дата регистрации: 07.02.2022; Приоритет: Дата подачи заявки: 28.12.2020; Опубликовано: 07.02.2022 Бюл. №4; Автор: Еременко Дмитрий Николаевич; Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «АГРО ЛЭНД».

Указанный аналог, по мнению заявителя имеет следующие недостатки, по сравнению с заявляемым изобретением:

1. Тройной бункер более дорогой и материалоемкий; его производство выше по стоимости и продолжительнее по времени производства.

2. Подающий конвейер, конструктивно расположенный после бункера, не способствует скоростной подачи сухой смеси в узел смешивания, а кроме того, дороже в производстве и обслуживании.

3. В устройстве имеется одна накопительная емкость, что приводит к растяжение производства смесей во времени.

В качестве прототипа, считаем необходимым задействовать Патент РФ на изобретение №2686149.

Сущность изобретения.

Техническая проблема, решаемая с помощью заявленного изобретения, заключается в расширении арсенала средств, путем улучшения технических и эксплуатационных характеристик, без снижения качества и увеличения времени производства.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в расширении арсенала технических средств такого устройства как растворный узел, за счет создания растворного узла, совмещающего в себе точное дозирование сухих и жидких компонентов (тензометрия, объемное дозирование с помощью насосов-дозаторов), упрощение загрузки сырья, повышение надежности устройства, повышение универсальности устройства.

Заявленный технический результат достигается с помощью: Двух химостойких емкостей (бункеров-смесителей) (2) объемом 11500 л. из полиэтилена (LLDPE), со сливным устройством на нижнем дне емкостей, предназначенных хранения и приготовления путем гидроперемешивания различных смесей. Обе емкости снащены промывочными головками (форсунками) для смыва остатков продукта, установленных на обрешетке (1) из стали, обеспечивающей их надежного закрепления, в т.ч. посредством элементов обвязки, которые могут представлять из обручи, плотно охватывающие каждую емкость (2).

Для удобства слива, емкости выполнены с дном в виде конуса, а для удобства операционного обслуживания точки слива, а также для улучшения тока сливаемой жидкости, при сливе «самотеком», емкости установлены на обрешетке (1) достаточно высоко, по сравнению с аналогами.

Емкости оснащены транспортировочными петлями для подъема с помощью крана. Каждая емкость (2) оборудована крышкой с дыхательным клапаном (8) для выпуска паров и воздуха из емкости, герметизации содержимого.

Стальной бункер (3) для загрузки сухих компонентов в миксер из биг-бегов. Данный бункер имеет металлический шибер (задвижка/заслонка) (4), позволяющий регулировать количество поступающего сухого компонента в миксер (12). Тем самым повышается точность дозировки сухого компонента и точность производства конечного продукта нужной концентрации.

Бункер (3) выполнен в виде перевернутой четырехгранной пирамиды, со усеченной вершиной. Усеченность обусловлена наличием в бункере (3) высыпного отверстия для выгрузки сухих компонентов в миксер (12), а также наличием шибера, как конструктивного элемента (4).

Бункер (3) призван обеспечивать удобную механическую (при помощи погрузчика) или ручную загрузку сухих компонентов, т.е. в отсутствии шнековой передачи (непрерывного транспорта для перемещения грузов (материалов) с помощью архимедова винта, вращающегося в желобе (или трубе), выходящей из строй под действием слежавшихся компонентов.

Слеживание удобрений происходит главным образом вследствие поглощения ими влаги из воздуха и образования насыщенного раствора соли. Этот раствор заполняет промежутки между отдельными твердыми частицами. При изменении внешних условий из раствора выпадают кристаллики соли, цементирующие отдельные частицы. (Источник: https://www.chem21.info/info/814176/)

Бункер (3) снабжен комплектом для тензометрии (17), состоящим из системы тензодатчиков (измерительных устройств), позволяющих производить измерение массы загруженного в бункер сухого компонента с высокой точностью. Датчики передают сигнал о массе загруженного компонента на цифровой индикатор измерения массы.

Система магистралей (6), выполненная из пластика (ПВХ, ПП), предназначенная для транспортировки жидкостей и смесей в системе контуров подачи и слива.

Комплект ручной запорной арматуры (шаровые краны, дисковые затворы) (7), предназначены для регулирования направления движения жидкости и смесей по контурам, а также перекрывания такого движения.

Комплект Центробежные электрических насосов (9) с металлическим корпус, предназначены для перекачивания жидкостей и смесей по контурам для перекачивания жидкостей.

Насос центробежный емкости отвечает за: забор воды из накопителя/водопровода/реки и т.д. и наполнение резервуаров 10м3, гидроперемешивание в этих емкостях, промывку, выдача готового продукта, перекачка из одной емкости в другую (резерв на случай выхода из строя одного из насосов)

Насос центробежный узла миксера отвечает за: забор воды и наполнение премиксера, нерж. миксера, осуществляет в них гидроперемешивание, промывку, выгрузку готового раствора

Премиксер (10) из полиэтилена (LLDPE) объемом 100 литров предназначен для заправки жидких концентратов (компонентов). На дне имеет сетчатый фильтр из нержавеющей стали для грубой очистки компонента.

Растариватель (Вспарыватель канистр металлический) (11) из нержавеющей стали для полной разгрузки свободно текущих материалов из канистры в миксер с осуществлением их дальнейшего растворения. В процессе установки канистры ее дно вспарывается режущим узлом (по принципу бутыли в офисном кулере) и начинается выгрузка материала «самотеком». Операция промывки канистры происходит путем подачи воды через шланг в режущий узел, где направленная струя воды удаляет остатки химикатов с внутренней поверхности канистры. Устройство для разрезания канистр заданного объема с целью исключить прямой контакт рабочего с агрессивной химией, а также исключить факт хищения за счет не срывания пломб на крышках канистр.

Миксер (12) из нержавеющей стали объемом 3000 л. для механического и гидравлического перемешивания внесенных сухих компонентов. На дне имеет сетчатый фильтр из нержавеющей стали, для грубой очистки, имеющий в своем составе мотор-редуктор (13), с металлическим корпусом, с перемешивающими лопастями из нержавеющей стали для механического перемешивания.

Дробление сухих компонентов. Дробление сухих компонентов осуществляется при помощи механической мешалки, установленной на вал мотор-редуктора узла нержавеющего миксера. Таким образом крупные куски сухого вещества размалываются и одновременного размешиваются в подготовленной в миксере воде.

Шкаф управления (14) с металлическим корпусом представляет собой устройство, позволяющее в автоматизированном режиме осуществлять работу с каждым из насосов и лопастной мешалкой миксера, а также вести подсчет показателей от измерительных устройств. Шкаф управления электрически соединен стремя электродвигателями, измерительными и иными устройствами.

Расходомер (15) (металлический корпус) - измерительное устройство, передающее информацию об измеренном объеме поступающей воды, электрически соединенное со шкафом управления

Комплект дисковых фильтров (16) - дисковые фильтры - фильтры механической грубой очистки воды (жидкости, раствора) от песка, взвесей, глины, окалины, твердого мелкого мусора размером более 20 мкм. Фильтр очистки воды дискового типа основан на использовании высокопрочных пластиковых (полимерных) дисков. С двух сторон на поверхностях дисков нарезаны тонкие канавки определенной ширины и глубины.

Узел дозации СЗР (18) включает в себя емкость 125 л из полиэтилена (LLDPE) для внесения исходных компонентов, а также насос-дозатор (металлический корпус), обеспечивающий их дозирование и перекачивание.

На вход воды установлен счетчик воды турбинный с импульсным выходом (количество литров выводится на табло в шкафу управления). На выгрузку готового раствора установлен электромагнитный расходомер (15) химостойкий (количество выгруженного объема выводится на шкафу управления).

Таким образом, заявленное изобретение позволяет производить растворов средств защиты растений как из сухих (твердых) компонентов, загружаемых через бункер (3), так и из жидких, загружаемых через промиксер (10). Кром того, при необходимости приготовления раствора из комбинации жидких и твердых компонентов, такая возможность также осуществима при условии комбинированной загрузки жидких и твердых компонентов через промиксер (10) и бункер (3) соответственно. Кроме того, в заявленном изобретении имеется возможность одновременного раздельного приготовления растворов с жидким и твердым компонентами. Данная операция осуществляется с помощь жидких и твердых компонентов через промиксер (10) и бункер (3) соответственно, с последующим смешиванием каждого из растворов в двух разных емкостях (2).

В общей сложности в заявленном устройстве имеется 4 эл. двигателя:

1- й - приводит в движение импеллер электронасоса (рассчитанная мощность 5,5 кВт, устанавливается к емкости-накопителю 10 кубич. метров)

2- й - приводит в движение импеллер электронасоса (рассчитанная мощность 5,5 кВт, устанавливается к емкости-накопителю 10 кубич. метров)

3- й - приводит в движение импеллер электронасоса (рассчитанная мощность 4 кВт, устанавливается к миксеру и премиксеру (10))

4- й - приводит в движение редуктор, на валу которого установлена механическая рамная мешалка (рассчитанная мощность 2,2 кВт)

В Таблице 1 указаны основные узлы и агрегаты заявляемого изобретения, дублировано их назначение и указана нумерация, имеющая место в описании.

Основные технические характеристики

Реализация изобретения:

Подготовка к работе:

Подключить растворный узел к системам водоснабжения, электроснабжения, заборных магистралей. Перед началом эксплуатации убедиться в исправности оборудования: провести осмотр, при необходимости затянуть разъемные соединения. Перед началом эксплуатации необходимо проверить прочность фиксации всех элементов и соединений внутри шкафа управления, при необходимости затянуть крепежные соединения. Включить шкаф управления () и проверить готовность к работе: индикаторы рабочих фаз должны гореть, остальные индикаторы и, следовательно, кнопки работы должны быть в выключенном положении. Запрещается эксплуатировать электронасосы без подачи жидкостей: это приводит к серьезным повреждениям внутренних элементов.

Приготовление раствора с перемешиванием:

Рабочие бункеры-смесители заполнить необходимым количеством воды. Для заполнения Емкости 1 водой открыть соответствующие краны, произвести запуск нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции выключить отвечающий за операцию насос нажатием на кнопку СТОП, краны перекрыть.

Для заполнения Емкости 2 водой открыть ответственные за выполнение, данное процедуры краны, запустить насос, нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции отвечающий за операцию насос выключить нажатием на кнопку СТОП, краны перекрыть (если необходимо включить промывку Премиксера (10)

Внести точное количество Средства защиты растений (или просто СЗР) в рабочие бункеры-смесители. Залить исходный компонент в пластиковую емкость. Для подачи в Емкость 1 (2) открыть соответствующий кран. На панели шкафа управления задать требуемый объем для дозирования, запустить насос-дозатор нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть.

Для заполнения Емкости 2 открыть соответствующий кран, а на панели шкафа управления задать требуемый объем для дозирования, запустить насос-дозатор нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции выключить соответствующий насос нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть. При необходимости Премиксер (10) можно заполнить водой. Для заполнения Премиксера (10) водой открыть соответствующий кран, запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть.

Для слива залитой смеси из Премиксера (10) в Емкость 1 (2) открыть соответствующий кран, запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, краны перекрыть. По аналогии для Емкости 2, открыть кран, запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, краны перекрыть. Металлический Миксер (12) заполнить необходимым количеством воды. Для заполнения Миксера (12) водой открыть краны запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть.

Загрузить требуемое количество сухого компонента в бункер (3) согласно показаниям цифрового индикатора измерения массы. С помощью смещения шибера (4) засыпать компонент из бункера в Миксер (12). Провести перемешивание в Миксере (12). Для осуществления механического перемешивания включить мешалку: нажать на кнопку ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции выключить мешалку нажатием на кнопку СТОП.

Для осуществления гидроперемешивания открыть соответствующий кран, запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть. Произвести выдачу раствора из Миксера (12) в рабочие бункеры-смесители.

Для выдачи в Емкость 1 (2) открыть соответствующие, краны запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть.

Для выдачи в Емкость 2 (2) открыть соответствующий кран, запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть.

Провести гидроперемешивание в рабочих бункерах-смесителях. Для перемешивания в Емкости 1 (2) открыть соответствующий кран запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть.

Для перемешивания в Емкости 2 (2) открыть соответствующий кран запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, краны перекрыть (если необходимо включить промывку Премиксера)

Выдача готового раствора:

Осуществить выдачу из рабочих бункеров-смесителей. Для выдачи из Емкости 1 (2) открыть соответствующий кран, запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть.

Для выдачи из Емкости 2 (2) открыть соответствующий кран запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, краны перекрыть.

Промывка:

При необходимости остатки жидкости из Премиксера (10) или емкости промыть потоком воды, слить в рабочие бункеры-смесители. Остатки жидкости из Миксера (12) промыть потоком воды, слить в рабочие бункеры-смесители по аналогии с выдачей раствора. Промыть рабочие бункеры-смесители.

Для промывки внутренней поверхности Емкости 1 (2) водой, открыть соответствующий кран, запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, кран перекрыть.

Для промывки внутренней поверхности Емкости 2 (2) водой, открыть соответствующий кран, запустить насос нажатием кнопки ПУСК, при этом загорается индикатор РАБОТА. После выполнения операции насос выключить нажатием на кнопку СТОП, краны перекрыть. Остатки жидкости слить из рабочих бункеров-смесителей по аналогии с выдачей готового раствора.

Требования по технике безопасности:

Все подготовительные мероприятия производить только с чистой водой для исключения загрязнения окружающей среды при возможных утечках. В процессе работы не допускается переполнение емкостей. При работе с агрессивными жидкостями необходимо применять средства индивидуальной защиты. Запрещается эксплуатация узла при поломке его элементов и наличии брака.

В различных вариациях устройства, номенклатура и количество кранов, отвечающих за выполнение операций, может варьироваться.

Описание изображений:

Фиг. Общее устройство заявленного изобретения с обозначением ключевых узлов и агрегатов.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Стационарный растворный узел с функцией дозирования и бесконтактной работы с сельхозядохимикатами предназначен для приготовления рабочих растворов средств защиты растений и минеральных удобрений (карбамида и т.п.). Стационарный растворный узел состоит из двух емкостей - бункеров-смесителей, стального бункера для загрузки сухих компонентов, имеет премиксер для загрузки жидких компонентов смеси, бункер, для загрузки твердых компонентов смеси. Стационарный растворный узел содержит комплект металлических площадок для обслуживания. Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в расширении арсенала технических средств такого устройства, как растворный узел, за счет создания растворного узла, совмещающего в себе точное дозирование сухих и жидких компонентов (тензометрия, объемное дозирование с помощью насосов-дозаторов), упрощение загрузки сырья, повышение надежности устройства, повышение универсальности устройства. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Стационарный растворный узел с функцией дозирования и бесконтактной работы с сельхозядохимикатами, состоящий из двух химостойких емкостей - бункеров-смесителей, стального бункера для загрузки сухих компонентов, отличающийся тем, что обе емкости оснащены промывочными головками - форсунками для смыва остатков продукта, установленными на обрешетке, имеет премиксер для загрузки жидких компонентов смеси, бункер для загрузки твердых компонентов смеси, стальной шибер, позволяющий регулировать количество поступающего компонента, миксер нержавеющий, четыре электродвигателя: первый, с рассчитанной мощностью 5,5 киловатт, приводит в движение импеллер электронасоса, устанавливается к емкости-накопителю, второй, с рассчитанной мощностью 5,5 киловатт, приводит в движение импеллер электронасоса, устанавливается к емкости-накопителю, третий, с рассчитанной мощностью 4 киловатта, приводит в движение импеллер электронасоса, устанавливается к миксеру и премиксеру, четвертый, с рассчитанной мощностью 2,2 киловатт, приводит в движение редуктор, на валу которого установлена механическая рамная мешалка.

2. Стационарный растворный узел по п. 1, отличающийся тем, что в двух химостойких емкостях имеются сливные устройства на нижнем дне емкостей.

3. Стационарный растворный узел по п. 1, отличающийся тем, что имеет комплект металлических площадок для обслуживания.

4. Стационарный растворный узел по п. 1, отличающийся тем, что имеет комплект ручной запорной арматуры.

5. Стационарный растворный узел по п. 1, отличающийся тем, что имеет комплект электрических насосов и комплект ручной запорной арматуры.

6. Стационарный растворный узел по п. 1, отличающийся тем, что имеет комплект для тензометрии и узел дозации.