Растворный узел для приготовления жидких комплексных удобрений Российский патент 2024 года по МПК B01F21/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к установкам для приготовления жидких комплексных удобрений (ЖКУ) в виде растворов и суспензий с различным соотношением действующих питательных веществ, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве.

Известен растворный узел для приготовления жидких комплексных удобрений, содержащий реакторную емкость, связанную трубопроводной системой с накопительными емкостями воды и готового продукта, дизельный теплообменник, насосное оборудование и пульт управления (см. патент РФ 2686149 по МПК B01F 1/00, опубл. 24.04.2019).

Недостатками известного растворного узла являются сложность конструкции, недостаточная надежность работы, низкая производительность и высокие энергозатраты.

Наиболее близким по технической сущности является растворный узел, содержащий реакторную емкость, связанную трубопроводной системой с накопительными емкостями воды и готового продукта, теплогенератор и насосное оборудование, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным нагревательным устройством в виде пластинчатого теплообменника, расположенного между дизельным теплогенератором и реакторной емкостью реакторная емкость снабжена фильтровальным устройством в виде расположенного в верхней части фильтровального бункера, выполненного в виде перфорированной емкости с матерчатым фильтром в виде тканевого мешка и фильтровальной муфты в виде рукава из нетканого материала, расположенного между корпусом фильтровального бункера и тканевым мешком, а насосное оборудование содержит насос циркуляционного контура, расположенного между реакторной емкостью и дополнительным нагревательным устройством (см. патент РФ 2710195 по МПК B01F 1/00, опубл. 24.12.2019).

Известный растворный узел снабжен фильтровальным устройством с использованием матерчатого фильтра, выполненного из тканевого мешка и фильтровальной муфты из нетканого материала, который быстро заиливается намокшими гранулами, при использовании теплообменного подогревателя в виде пластинчатого теплообменника высока вероятность кристаллизации раствора между пластинами.

Техническим результатом является создание более надежного и удобного в эксплуатации растворного узла с повышенной производительностью и повышенным качеством приготовляемых жидких удобрений.

Технический результат достигается тем, что в растворном узле, содержащем реакторную емкость, фильтровальное устройство, трубопроводную систему, теплогенератор, взаимодействующий по контуру подогрева раствора с теплообменником для нагрева раствора, трубопроводы подачи воды и выпуска раствора, подсоединенные к накопительной емкости воды и ёмкости готового раствора, запорную арматуру, насосное оборудование и устройство управления, согласно изобретению реакторная емкость выполнена с верхней предохранительной решеткой, фильтровальное устройство выполнено в виде расположенной в средней части реакторной емкости решетчатой опоры с опорной решеткой, покрытой фильтрующей накладкой, дополнительно снабжен теплообменником для нагрева воды, взаимодействующим с теплогенератором по контуру подогрева воды с циркуляцией через емкость подогрева воды, встроенную в трубопровод подачи воды, и снабжен контуром циркуляции раствора с расположенным над опорной решеткой нагнетательным концевым участком с нагнетательными форсунками, над которым закреплен вдоль оси реакторной емкости патрубок загрузки воды. Трубопровод подачи воды снабжён импульсным счётчиком. Фильтрующая накладка выполнена в виде перфорированного листа. В качестве теплообменников используют кожухотрубные теплообменники, в качестве запорной арматуры используют электрозадвижки, а в качестве нагнетательных форсунок используют плоскофакельные язычковые или дефлекторные форсунки. Патрубок загрузки воды выполнен с щелевыми отверстиями и заглушенными торцами, прикрепленными к нагнетательному концевому участку и верхней предохранительной решетке.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого узла; на фиг. 2 изображен фрагмент опорной решетки решетчатой опоры, покрытой перфорированным листом, вид сверху; на фиг. 3 - фрагмент верхней предохранительной решетки; на фиг. 4 - фрагмент патрубка загрузки воды с щелевыми отверстиями.

Растворный узел содержит реакторную емкость 1, фильтровальное устройство, трубопроводную систему, теплогенератор 2, взаимодействующий по контуру подогрева раствора 3 с теплообменником для нагрева раствора 4 и по контуру подогрева воды 5 с теплообменником для нагрева воды 6 с циркуляцией по контуру нагрева воды 7 через емкость подогрева воды 8, трубопровод подачи воды 9 и трубопровод выпуска готового раствора 10, подсоединенные к накопительной емкости воды 11 и ёмкости готового раствора 12, запорную арматуру, насосное оборудование и устройство управления. Фильтровальное устройство выполнено в виде расположенной в средней части реакторной емкости 1 решетчатой опоры с опорной решеткой 13 покрытой перфорированным листом 14.

Растворный узел снабжен контуром циркуляции раствора 15 с расположенным над опорной решеткой 13 нагнетательным концевым участком 16, имеющим нагнетательные форсунки 17. Реакторная емкость 1 выполнена с верхней предохранительной решеткой 18. Трубопровод подачи воды 9 снабжен закрепленным над нагнетательном концевом участке 16 вдоль оси реакторной емкости 1 патрубком загрузки воды 19 с выпускными щелевыми отверстиями 20 и заглушенными торцами, прикрепленными к нагнетательному концевому участку 16 и верхней предохранительной решетке 18. Трубопровод подачи воды 9 снабжён импульсным счётчиком 21.

В качестве теплообменников используют кожухотрубные теплообменники, в качестве запорной арматуры используют электрозадвижки 22 и 23, а в качестве нагнетательных форсунок используют плоскофакельные язычковые форсунки. Трубопроводная система снабжена насосами 24, 25, 26, 27, 28 и обратными клапанами 29, 30, 31, 32.

Работа растворного узла поясняется на примере приготовления карбамидно-аммиачной смеси с использованием дизельного теплогенератора.

При первом запуске (на холодном оборудовании) в автоматическом режиме производится прогрев теплогенератора 2 и подогрев воды в емкости нагреваемой воды 8. На панели оператора вводятся требуемые параметры загружаемой воды и время перемешивания раствора.

После достижения заданной температуры подогрева по команде оператора посредством насоса 28 через импульсный счётчик 21 в ёмкость нагреваемой воды 8 подается холодная вода, а подогретая вода из верхней части ёмкости нагреваемой воды 8 подается в реакторную емкость 1 через трубопровод подачи воды 9 и патрубок загрузки воды 19.

Устройство реакторной ёмкости 1 позволяет сразу загружать сухие компоненты в любой последовательности и количестве в соответствии с рецептурой. Предохранительная решётка 18 предохраняет от попадания крупных посторонних предметов или слежавшегося сырья.

После загрузки подогретой воды посредством насоса 25 начнет осуществляться циркуляция приготовляемого раствора по контуру циркуляции раствора 15 через теплообменник для нагрева раствора 4 и электрозадвижку 23, а посредством насоса 24 по контуру нагрева воды 7 происходитциркуляция подогреваемой воды в ёмкости нагреваемой воды 8.

Через нагнетательные форсунки 17, имеющие из-за своей конструкции большую пропускную способность и не склонные к засорению, циркулирующая жидкость создаёт над опорной решёткой 13, покрытой перфорированным листом 14, сильное бурление.

По окончанию времени перемешивания производится выгрузка готового раствора удобрения. В процессе выгрузки электрозадвижка 23 автоматически закроется, после чего автоматически откроется электрозадвижка 22 и посредством насоса 25 через трубопровод выпуска готового раствора 10 происходит выгрузка готового раствора в ёмкость готового раствора 12.

Остановка насоса 25 и закрытие электрозадвижки 22 по окончанию выгрузки произойдёт автоматически. Цикл полностью завершён.

Для повторного цикла на панели оператора подаётся команда на загрузку. При необходимости смены рецепта нужно выбрать его в памяти устройства управления, либо ввести новые данные. При переходе в ручной режим все операции включаются и отключаются соответствующими кнопками на устройстве управления. При работе по двум и более культурам одновременно, используя разные рецепты растворов, растворный узел можно быстро и качественно промыть в ручном режиме с помощью насосов, а также электрозадвижек. Температура всех жидкостей, работа насосного оборудования, теплообменников и теплогенератора контролируется устройством управления без вмешательства оператора.

Нагнетательные форсунки 17, в качестве которых использованы плоскофакельные язычковые форсунки, не склонны к засорам, а расположение опорной решётки 13 с перфорированным листом 14 не позволяет сырью слипнуться на дне реакторной ёмкости 1.

Устройство нижней решетчатой опоры с опорной решёткой 13 позволяет задействовать в процессе активного перемешивания только верхнюю часть жидкости в реакторной емкости 1 между покрытой перфорированным листом 14 опорной решеткой 13 и верхней предохранительной решёткой 18.

Предлагаемый растворный узел имеет надёжную конструкцию с повышенной производительностью, прост в эксплуатации и обслуживании.

Испытания подтвердили достижение технического результата.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к установкам для приготовления жидких комплексных удобрений в виде растворов и суспензий с различным соотношением питательных веществ, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве. Растворный узел содержит реакторную емкость 1, фильтровальное устройство, трубопроводную систему, теплогенератор 2, взаимодействующий по контуру подогрева раствора 3 с теплообменником для нагрева раствора 4 и по контуру подогрева воды 5 с теплообменником для нагрева воды 6 с циркуляцией по контуру нагрева воды 7 через емкость подогрева воды 8, трубопровод подачи воды 9 и трубопровод выпуска готового раствора 10, подсоединенные к накопительной емкости воды 11 и ёмкости готового раствора 12, запорную арматуру, насосное оборудование и устройство управления. Фильтровальное устройство выполнено в виде расположенной в средней части реакторной емкости 1 решетчатой опоры с опорной решеткой 13, покрытой перфорированным листом 14. Растворный узел снабжен контуром циркуляции раствора 15 с расположенным над опорной решеткой 13 нагнетательным концевым участком 16, имеющим нагнетательные форсунки 17. Реакторная емкость 1 выполнена с верхней предохранительной решеткой 18. Трубопровод подачи воды 9 снабжен закрепленным над нагнетательным концевом участком 16 вдоль оси реакторной емкости 1 патрубком загрузки воды 19 с выпускными щелевыми отверстиями 20 и заглушенными торцами, прикрепленными к нагнетательному концевому участку 16 и верхней предохранительной решетке 18. Трубопровод подачи воды 9 снабжён импульсным счётчиком 21. Техническим результатом является создание более надежного и удобного в эксплуатации оборудования с повышенной производительностью и повышенным качеством приготовляемых жидких удобрений. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Растворный узел для приготовления жидких комплексных удобрений, содержащий реакторную емкость, фильтровальное устройство, трубопроводную систему, теплогенератор, взаимодействующий по контуру подогрева раствора с теплообменником для нагрева раствора, трубопроводы подачи воды и выпуска раствора, подсоединенные к накопительной емкости воды и ёмкости готового раствора, запорную арматуру, насосное оборудование и устройство управления, отличающийся тем, что реакторная емкость выполнена с верхней предохранительной решеткой, фильтровальное устройство выполнено в виде расположенной в средней части реакторной емкости решетчатой опоры с опорной решеткой, покрытой фильтрующей накладкой, дополнительно снабжен теплообменником для нагрева воды, взаимодействующим с теплогенератором по контуру подогрева воды с циркуляцией через емкость подогрева воды, встроенную в трубопровод подачи воды, и снабжен контуром циркуляции раствора с расположенным над опорной решеткой нагнетательным концевым участком с нагнетательными форсунками, над которым закреплен вдоль оси реакторной емкости патрубок загрузки воды.

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что трубопровод подачи воды снабжён импульсным счётчиком.

3. Узел по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующая накладка выполнена в виде перфорированного листа.

4. Узел по п. 1, отличающийся тем, что в качестве теплообменников используют кожухотрубные теплообменники.

5. Узел по п. 1, отличающийся тем, что в качестве запорной арматуры используют электрозадвижки.

6. Узел по п. 1, отличающийся тем, что в качестве нагнетательных форсунок используют плоскофакельные язычковые или дефлекторные форсунки.

7. Узел по п. 1, отличающийся тем, что патрубок загрузки воды выполнен с щелевыми отверстиями и заглушенными торцами, прикрепленными к нагнетательному концевому участку и верхней предохранительной решетке.