Ферментатор-разгольдер Советский патент 1992 года по МПК C02F3/28 C02F11/04 

ложенный горизонтально и выполненный с прикрепленными к его торцам эластичными упругими мембранами 26, 27 и выпуклыми крышками 30, 31, а также с горловиной 3 и крышкой 6. Интенсификатор установлен горизонтально на оси 22, выполнен из двух соединенных между собой частей, свободные концы которых прикреплены к мембранам 26, 27 посредством шайб 28 и 29, Интенсифмкаторы могут быть выполнены трех видов: из двух шнеков 23, 24 с эластичным патрубком 25 между ними, из двух плоских спиралей с фланцем, прикрепленным к оси 22, и в виде двух наборов тарельчатых дисков с отверстиями, размещенных на

втулках с эластичным гофрированным патрубком 25 между наборами. Горловина 3 корпуса 1 снабжена газоотборным устройством, выполненным в виде разъемного корпуса, разделенного на верхнюю 8 и нижнюю 9 полости мембраной с вмонтированными в нее клапаном и стойкой. Прикрепленные к стойке магнитные пластины сопряжены с магнитной шайбой, закрепленной в центре иглой. Электрический нагреватель размещен в вакуумированном прозрачном корпусе, внутренняя поверхность которого выполнена с селективным покрытием. Изобретение позволяет увеличить производительность аппарата вдвое. 4 з.п, ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к анаэробной обработке осадков сточных вод. Цель изобретения - повышение КПД ферментатора- газгольдера путем создания пульсирующих встречных турбулентных потоков в емкости биомассы и применения вакуумного электрического нагревателя с селективным покрытием. Ферментатор-газгольдер содержит цилиндрический корпус 1. распоXI ел ел -N / //г./

Изобретение относится к переработке и утилизации органических разжиженных отходов и может быть использовано в сельском хозяйстве.

.Известен ферментатор-газгольдер, содержащий цилиндрический корпус с двойными стенками и крышкой, заправочный и сливной патрубки с вентилями, штуцер для выпуска газа, снабженный плоской спиралью с эластичной мембраной и клапаном в ней, нижняя часть спирали прикреплена к днищу корпуса, верхняя часть спирали - к клапану мембраны, которая установлена между корпусом и крышкой с образованием герметичной полости, ферментатор-газгольдер снабжен размещенными между двойными стенками теплоносителем с фазовым переходом, например парафином, и теплообменником в виде трубчатого замкнутого змеевика с горизонтальным участком, заполненного теплоносителем, например металлическим натрием, при этом, верхний участок теплообменника снабжен расположенным коаксиально вокруг него прозрачным вакуумным патрубком с установленной над ним линзой с линейным фокусом и подвижными кронштейнами.

Недостатком известного устройства является ограниченная возможность одной плоской спирали при ее использовании в качестве интенсификатора газообразования.

Цель изобретения - повышение КПД ферментатора-газгольдера путем создания пульсирующих встречных турбулентных потоков.

Предлагаемый ферментатор-газгольдер содержат горизонтально расположенный цилиндрический корпус с коаксиально пррходящей осью, на которой свободно размещены направленные навстречу друг к другу шнеки, изготовленные, например, из полипропилена, одними концами соединенные гофрированным эластичным патрубком, другими - с эластичными упругими мембранами, прикрепленными посредством выпуклых крышек к корпусу, снабженному удлиненной горловиной с крышкой, сообщенной посредством патрубка с газоотборным устройством, состоящим из разъемного корпуса, разделенного на верхнюю и нижнюю полости мембраной с вмонтированным в нее клапаном со стойкой, на которой прикреплены размещенные над

клапаном магнитные пластины, сопряженные с магнитной шайбой, прикрепленной к стойке, зафиксированной на крыше верхней полости, в центре которой закреплена игла, острием упирающаяся в головку клапана,

шток которого расположен в нижней полости газоотборного устройства, снабженной штуцером для отвода газа к потребителю. С целью сокращения затрат на электроэнергию, при ее использовании, теплообменник

дополнительно содержит электрический нагреватель, выполненный в виде разветвленного участка металлической трубки, в центре которого на оси закреплена керамическая втулка с размещенной на ней металлической спиралью, например, из вольфрама, где разветвленный участок расположен в теплоизолированном вакуумном корпусе, на внутреннюю поверхность которого нанесено селективное покрытие, а контакты спирали вынесены за пределы корпуса. С целью упрощения конструкции ферментатора-газгольдера интенсификатора создания пульсирующих встречных турбулентных потоков может быть выполнен в

виде расположенных навстречу друг к другу и размещенных на оси корпуса ферментатоpa-газгольдера плоских спиралей, одни концы которых прикреплены к оси, а другие - к эластичным мембранам, или в виде рйспо- ложенных на оси корпуса втулок, на которых размещены изготовленные, например, из полипропилена тарельчатые диски с отверстиями, где одни концы втулок соединены эластичным гофрированным патрубком, а другие с эластичными упругими мембранами.

На фиг. 1 представлен ферментатор- газгольдер, общий вид в продольном разрезе; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - газоотборное устройство в момент открытия клапана; на фиг. 4 - расположение магнитных пластин на стойке, вид сверху; на фиг. 5 - узел II на фиг. 1; на фиг. 6 - интен- сификатор газообразования, выполненный из двух плоских спиралей; на фиг. 7 - интен- сификатор, выполненный из втулок с размещенными на них тарельчатыми дисками; на фиг. 8 - тарельчатый-диск, план.

Ферментатор-газгольдер состоит из двойного цилиндрического корпуса 1, заполненного теплоносителем с фазовым переходом, например парафином 2, с удлиненной горловиной 3, снабженной заправочным патрубком 4 с вентилем 5 и закрытой крышкой 6, сообщенной посредством патрубка 7 с верхней полостью 8 газоотборного устройства, нгжняя полость 9 которого сообщена с крышкой 6 посредством патрубка 10 с перепускным вентилем 11 и штуцером 12 для отвода газа к потребителю. Газообразное устройство состоит из крышки 13. днища 14,- разделенных на полости 8 и.9 мембраной 15, к которой прикреплена стойка 16 с клапаном 17 с прикрепленными к ней магнитными пластинами 18, сопряженными с магнитной шайбой 19, прикрепленной к стойке 20, которая закреплена на крышке 13 с иглой 21, острием соприкасающейся с головкой клапана 17, шток которого расположен в нижней полости 9 газоотборного устройства. В корпусе 1 вдоль его цилиндрической части коаксиально проходит ось 22, на которой свободно размещены направленные навстречу друг к другу шнеки 23 и 24, которые могут быть изготовлены из полипропилена и одними концами соединены гофрированным эластичным патрубком 25, а другими - с эластичными упругими мембранами 26 и 27 посредством шайб 28 и 29, свободно размещенных на оси 22. Мембраны 26 и 27 прикреплены краями к корпусу 1 выпуклыми крышками 30 и 31, где на выступающих за их пределы резьбовых частях оси 22 расположены гайки 32 и 33, посредством которых осуществляется

натяжение оси 22. Корпус 1 снабжен сливным патрубком 34 с вентилем 35. Таким образом, в ферментаторе-газгольдере создается герметичная рабочая полость 36. Теплообменник изготовлен в виде замкнутой металлической трубки 37, заполненной теплоносителем, например металлическим натрием (не показан), со змеевидным участком, размещенным в полости двойного кор0 пуса 1, На выступающих за габариты I ферментатора-газгольдера частях металли- U ческой трубки 37 расположен электрический нагреватель, выполненный в виде разветвленного участка 38, в центре которо5 го на осях 39 и 40 закреплена керамическая втулка 41 с размещенной на ней металлической, например из вольфрама, спиралью 42. Разветвленный участок 38 расположен в ва0 куумном корпусе 43 с теплоизоляцией 44, на внутреннюю поверхность которого нанесено селективное покрытие 45. На выступаю- . щих за пределы вакуумного корпуса 43 патрубках 46 и 47 размещены присоедини5 тельные муфты 48 и 49. За пределы корпуса 43 вынесены также контакты 50 и 51 спирали 42.

Выступающая за габариты ферментатора-газгольдера трубка 37 снабжена распо0 ложенным коаксиально вокруг нее . прозрачным вакуумным патрубком 52 и установленной над ним линзой 53 с линейным фокусом и подвижными кронштейнами 54. Интенсификатор создания пульсирую5 щих встречных турбулентных потоков может быть выполнен в виде расположенных навстречу друг к другу и размещенных на оси 22 плоских спиралей 55 и 56, одни концы которых прикреплены к оси 22 посредст0 вом фланца 57. з другие - к эластичным мембранам 26 и 27 посредством фланцев 58 и 59 и шайб 28 и 29, или выполнен в виде расположенных на оси 22 втулок 60 и 61, на которых размещены изготовленные, напри5 мер, из полипропилена и направленные навстречу друг к другу тарельчатые диски 62 и 63 с отверстиями 64, где одни концы втулок 60 и 61 соединены эластичным гофрированным патрубком 25, а другие-с эластичными

0 упругими мембранами 26 и 27 посредством шайб 28 и 29.

Ферментатор-газгольдер работает следующим образом.

При закрытии вентиля 35 и открытых

5 вентилях 11 и 5 разжиженная биомасса заливается до необходимого уровня в горловине 3. Закрытием вентилей 5 и 11 рабочая полость 36 герметизируется. В солнечную погоду, при отключенном электрическом нагревателе, лучи солнца фокусируются на участке металлической трубки 37 под прозрачным патрубком 52 посредством подвижных кронштейнов 54. Металлическая трубка 37 выполнена по всему объему теплоносителем, например металлическим натрием (не показан), температура плавления которого 92РС. В вакуумном прозрачном патрубке 52 с селективным покрытием (не показано) участок теплообменника может нагреваться до 530°С. Раскаленный тепло- носитель,циркулируя в теплообменнике, нагревает в корпусе 1 теплоноситель с фазовым переходом, например парафин 2, От которого нагревается разжиженная,биомасса. Процесс брожения с выделением газа создает давление на столб биомассы в горловине 3 и на мембрану 15 меньшей площади газоотборного устройства. С повышением давления уровень биомассы в горловине 3 понижается, при этом мембраны 26 и 27, отгибаясь в сторону крышек 30 и 31, перемещают биомассу по всему объему в противоположные стороны шнеками 23 и 24 . При достижении в газоотборном устройстве давления, достаточного для разобщения магнитных пластин 18 и магнитной шайбы 19, мембрана 15 резко выгибается вниз, шток клапана 17, ударяясь в днище 14, притягивается магнитными пластинами 18, после чего клапан 17 остается открытым, перепуская газ через штуцер 12 к потребителю (не показан). С падением давления в полости 36 за счет сил упругости мембран 26 и 27 и гофрированного патрубка 25 шнеки 23 и 24 устремляются навстречу друг к другу, создавая энергичный толчок по всему объему биомассы. Причем шнек 23, перемещая биомассу вперед, вращает ее по часовой стрелке, а шнек 24, перемещая биомассу навстречу ему, вращает ее против часовой стрелки. В горловине 3 создается турбулентное перемешивание биомассы, способствующее интенсивному газообразованию. В газоотборном устройстве с понижением давления в полости 8 под действием сил упругости мембрана 15 возвращается, игла 21 упираясь в головку клапана 17, разобщает его с магнитными пластинками 18, которые притягиваются магнитной шайбой 19. Мембрана 15 возвращается в исходное положение, при котором игла 21 прижимает клапан 17 к стойке 16. Затем рабочий цикл повторяется.

При необходимости в теплообменнике может быть включен электрический нагреватель, работающий следующим образом. При подключении к источнику тока спираль 42 нагревает разветвленный участок 38 металлической трубки 37 в вакуумном корпусе 43, где селективное покрытие 45 возвращает тепловые лучи, направляя их обратно на

участок 38, при этом теплоизоляция 44 дополняет вакуумную теплоизоляцию нагревателя.

При применении в качестве интенсификатора плоских спиралей 55 и 56 или интен- сификатора с тарельчатыми дисками 62 и 63 с отверстиями 64 работа ферментатора-газгольдера осуществляется, как описано. В ферментаторе-газгольдере возможно

0 вдвое увеличить объем обрабатываемой биомассы при более высокой рабочей эффективности. Применение вакуумного электрического нагревателя сокращает время нагревания биомассы до рабочей темпе5 ратуры, что в совокупности с использованием теплоносителя с фазовым переходом, например парафина, выполняющего роль аккумулятора тепла, позволит пе- . риодически отключать нагреватель от

0 источника тока и сократить затраты на электроэнергию.

Формула изобретения

5 стенками и крышкой, заправочный и сливной патрубки с вентилями, штуцер для выпуска газа, интенсификатор процесса, помещенный между двойными стенками корпуса, теплоноситель с фазовым перехо0 дом, например парафин, и теплообменник в виде змеевика с горизонтальным участком, заполненным теплоносителем, например металлическим натрием, и расположенным коаксиально вокруг него прозрачным ваку5 умным патрубком с линзой и подвижными кронштейнами, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем создания пульсирующих встречных турбулентных потоков, цилиндрический корпус располо0 жен горизонтально и выполнен с прикрепленными к его торцам эластичными упругими мембранами и выпуклыми крышками, а также установленной на корпусе в его средней части горловиной с крышкой,

5 интенсификатор установлен горизонтально по оси корпуса, выполнен из соединенных между собой частей, свободные концы которых прикреплены к мембранам, горловина корпуса снабжена газоотборным устройст0 вом, выполненным в виде разъемного корпуса, разделенного на верхнюю и нижнюю полости мембраной с вмонтированным в нее клапаном со стойкой, прикрепленными к ней магнитными пластинами и сопряжен5 ной с ними магнитной шайбой, закрепленной в центре иглой и штуцером отвода газа потребителю.

в виде разветвленного участка металличе- ской трубки с керамической втулкой по оси и размещенной на ней металлической спиралью, например, из вольфрама, разветвленный участок трубки снабжен теплоизолированным вэкуумированным корпусом с селективным покрытием на внутренней его поверхности и контактами для спирали за его пределами.

9 17

Фиг.З

другими - к эластичным упругим мембранам.

патрубка между наборами втулок.

/

21 191816 8

/ . / // SS

21 19

фигА

W

W 46

22 2Ъ 26 60 62

64

V 49

64 636i27 29

64