устройство для разделения навоза на фракции при транспортировании

Формула изобретения

1. Устройство для разделения навоза на фракции при транспортировании, содержащее насос с напорным трубопроводом, участок стенки которого выполнен в виде перфорированного цилиндра, кожух с патрубком для отвода жидкой фракции, установленный с охватом перфорированного цилиндра, регулятор давления навоза, размещенный за выходным концом перфорированного цилиндра, и турбину, установленную в напорном трубопроводе перед входом в перфорированный цилиндр, отличающееся тем, что оно снабжено лентой и шнеком, при этом шнек размещен внутри перфорированного цилиндра по всей его длине, кинематически связан с турбиной и выполнен с шагом, уменьшающимся к выходному концу перфорированного цилиндра, а лента закреплена на витках шнека с возможностью изменения диаметра по его длине.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шнек выполнен в виде усеченного конуса с большим диаметром у выходного конца перфорированного цилиндра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено на животноводческих фермах и комплексах.

Известно устройство для разделения навоза на фракции при транспортировании, содержащее насос с нагнетательным трубопроводом, участок стенки которого выполнен в виде набора установленных на штангах с зазором относительно друг друга колец, имеющих в поперечном сечении форму равнобочной трапеции с меньшим основанием, обращенным наружу.

Недостатком этого устройства является забивание фильтрующего элемента крупными включениями, содержащимися в густой фракции навоза, что снижает эффективность разделения навоза на фракции.

Более совершенным устройством, принятым за прототип, является устройство для разделения навоза на фракции при транспортировании, содержащее насос с нагнетательным трубопроводом, участок стенки которого выполнен в виде перфорированного цилиндра, установленного с возможностью вращения вокруг своей продольной оси относительно примыкающих к нему участков трубопровода, при этом перфорированный цилиндр снабжен приспособлением для его вращения, выполненным в виде трубки, расположенной в примыкающем к выходной зоне цилиндра участке трубопровода и кинетически связанной с упомянутым цилиндром, а также в виде винтообразных направляющих, расположенных на внутренней поверхности цилиндра, средство для очистки цилиндра, выполненное в виде щетки и установленное по образующей цилиндра с возможностью взаимодействия с его внешней поверхностью, и установленный коаксиально цилиндру с возможностью его охвата кожух с патрубком отвода жидкой фракции [2]

Недостатком этого устройства является отложение на внутренней поверхности перфорированного цилиндра слоя осадка неконтролируемой толщины, поскольку скольжение навоза за счет винтовых направляющих на внутренней поверхности перфорированного цилиндра не обеспечивает полную ее очистку. Вследствие этого происходит снижение, а в ряде случаев потеря проницаемости слоя осадка, что резко снижает эффективность разделения навоза. Установленная же с наружней стороны перфорированного цилиндра щетка очищает только его наружную поверхность и частично поры цилиндра, не касаясь слоя осадка на внутренней поверхности. Винтовые же направляющие, установленные на внутренней поверхности перфорированного цилиндра, являясь пассивным рабочим органом, не обеспечивают надежного продвижения густой фракции к выходу и дополнительного его обезвоживания в процессе перемещения.

Изобретением решается задача создания экономичного устройства, обеспечивающего оптимальный режим разделения навоза на фракции путем поддержания на внутренней поверхности перфорированного цилиндра слоя осадка контролируемой толщины, обеспечивающего одновременно его высокую фильтрующую способность и достаточную проницаемость. Кроме того, решается задача надежного транспортирования густой фракции навоза к выходу с ее обезвоживанием в процессе перемещения без дополнительного подвода энергии извне, только за счет напора самого навоза.

Поставленная задача решается устройством для разделения навоза на фракции при транспортировании, содержащим насос с нагнетательным трубопроводом, участок стенки которого выполнен в виде перфорированного цилиндра, охваченного кожуха с патрубком для отвода жидкой фракции, регулятор давления навоза, размещенный за выходным концом перфорированного цилиндра. Внутри перфорированного цилиндра по всей его длине размещен шнек с лентой, кинематически связанный с турбиной, установленной в напорном турбопроводе перед выходом в перфорированный цилиндр. Шнек выполнен с шагом, уменьшающимся к выходному концу перфорированного цилиндра, а лента закреплена на витках шнека с возможностью изменения его диаметра по длине. При этом шнек выполнен в виде усеченного конуса с большим диаметром у выходного конца перфорированного цилиндра.

От прототипа устройство отличается тем, что оно снабжено лентой и шнеком, при этом шнек размещен внутри перфорированного цилиндра по всей его длине, кинематически связан с турбиной и выполнен с шагом, уменьшающимся к выходному концу перфорированного цилиндра, а лента закреплена на витках шнека с возможностью изменения диаметра шнека по его длине. При этом на витках шнека закреплена лента с возможностью изменения его диаметра по длине, а сам шнек выполнен в виде усеченного конуса с большим диаметром у выходного конца перфорированного цилиндра.

Такое выполнение устройства позволяет эффективно управлять режимом разделения навоза на фракции. При этом при поступлении подлежащего разделению навоза в перфорированный цилиндр в первоначальный момент через его поры проходит часть твердых частиц навоза, и они уходят с фильтратом, придавая ему мутность. Но через короткий промежуток времени фильтрат становится прозрачным, так как поверхность перфорированного цилиндра приобретает достаточную задерживающую способность из-за образования твердыми частицами навоза сводов над входами в поры перфорированного цилиндра, а в последующем слоя осадка по всей длине перфорированного цилиндра, выполняющего совместно с перфорированной поверхностью цилиндра роль фильтрующего элемента. Но слой осадка на поверхности перфорированного цилиндра должен иметь толщину, обладающую одновременно высокой фильтрующей способности и достаточной проницаемостью. Поскольку влажность твердой фракции снижается за счет выделения фильтрата по мере продвижения ее по длине перфорированного цилиндра, то и толщина слоя осадка должна уменьшаться к выходному концу перфорированного цилиндра в связи с соответственным уменьшением объема выделяемого фильтрата. Нужная толщина слоя осадка по длине перфорированного цилиндра поддерживается шнеком с закрепленной на кромках его витков лентой, копирующей форму витков шнека, при этом с помощью этой ленты между витками шнека и перфорированным цилиндром устанавливается зазор, уменьшающийся к выходному концу перфорированного цилиндра.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.2 (показана схема крепления на кромках витков шнека копирующей его форму ленты).

Устройство состоит из приемного бункера 1, насоса 2 для подачи навоза под давлением по напорному трубопроводу 3, участок стенки которого выполнен в виде перфорированного цилиндра 4. Перфорированный цилиндр 4 охвачен кожухом 5 с патрубком 6 для отвода жидкой фракции. Внутри перфорированного цилиндра 4 по всей его длине установлен шнек 7 с переменным по его длине шагом, уменьшающимся к выходному концу перфорированного цилиндра 4. На внешних кромках витков шнека 7 установлена копирующая его форму лента 8. Крепление ленты 8 на витках шнека 7 осуществляется, например, посредством винтов 9, а копирующая лента 8 снабжена пазами 10 под винты 9. За счет перемещения ленты 8 по виткам шнека 7 он может быть выполнен конусным с большим диаметром у выходного конца перфорированного цилиндра 4. За счет изменения диаметра шнека 7 устанавливается переменный, уменьшающийся к выходному концу перфорированного цилиндра 4, зазор между витками шнека 7 и внутренней поверхностью перфорированного цилиндра. Изменяется диаметр шнека 7 так: отпускаются винты 9 и лента 8 перемещается по пазам 10 до получения нужного диаметра, после чего винты 9 снова ввинчиваются в резьбу в винтах шнека 7. Для создания крутящего момента на валу 7 внутри нагнетательного трубопровода 3 перед перфорированным цилиндром 4 установлена турбина 11, кинетически связанная со шнеком 7. На выходном конце навозопровода 3 установлен регулятор давления 12, выполненный, например, в виде конуса.

Работает устройство следующим образом.

Жидкий навоз из приемного бункера 1 насосом 2 подается в напорный трубопровод 3, где создается напор, за счет чего через отверстия перфорированного цилиндра 4 происходит выделение жидкой фракции навоза (фильтрата), которая поступает в кожух 5 и патрубок 6. Одновременно с выделением фильтрата на внутренней поверхности перфорированного цилиндра 4 образуется осадок.

Под напором движущегося по трубопроводу 3 навоза происходит вращение осевой турбины 11. Поскольку турбина 11 кинематически связана со шнеком 7, то крутящий момент передается на вал самого шнека 7. Вращаясь, шнек 7 снимает слой осадка с внутренней поверхности перфорированного цилиндра 4 и перемещает его к выходному концу трубопровода 3 для выдачи на последующую обработку. Поскольку шнек 7 выполнен с переменным, уменьшающимся к его выходному концу шагом, то он, работая как прессующее устройство, обеспечивает дополнительное обезвоживание густой фракции навоза. Создание слоя осадка с толщиной, обеспечивающей одновременно его высокую фильтрующую способность и проницаемость, осуществляется за счет регулирования зазора между витками шнека 7 и внутренней поверхностью перфорированного цилиндра 4. Это обеспечивается за счет выполнения диаметра шнека 7 конусным с большим диаметром у выходного конца перфорированного цилиндра 4, меньшим у входного. При этом, поскольку зазор между витками шнека 7 и внутренней поверхностью перфорированного цилиндра 4 становится переменным по длине цилиндра 4, то происходит эффективное выделение фильтрата по всей поверхности перфорированного цилиндра 4. Изменение зазора между витками шнека 7 и внутренней поверхностью перфорированного цилиндра 4 необходимо потому, что влажность навоза снижается за счет выделения фильтрата по длине перфорированного цилиндра 4 и соответственно с уменьшением влажности навоза уменьшается объем выделяемого фильтрата. Давление внутри перфорированного цилиндра 4 регулируется посредством регулятора 12. Размер отверстий фильтрующего элемента 4 выбирается таким, чтобы обеспечить эффективное разделение навоза на жидкую и твердую фракции. Длина фильтрующего элемента 4 и давление в нем выбираются исходя из расчета получения необходимой влажности густой фракции и качества разделения. Величина зазора между витками шнека 7 и внутренней поверхностью фильтрующего элемента 4, а следовательно, толщина слоя осадка на внутренней поверхности фильтрующего элемента 4 устанавливается в зависимости от влажности и вида навоза. Величина зазора устанавливается в пределах 2-20 мм. Например, слой осадка навоза крупного рогатого скота, удовлетворяющий условиям достаточной фильтрующей способности и проницаемости, не должен быть более 10 мм (Омаров А.К. Теоретические предпосылки центробежного фильтрования навоза КРС и результаты экспериментальных исследований /Механизация удаления, обработки и использования навоза/ Сб. научных трудов ВНИИМЖ. Подольск, 1986. с.29-39.