способ производства биогумуса и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ производства биогумуса, включающий в себя подготовку основания лотка, укладку субстрата органического состава в гряды, высадку в субстрат популяции червей, отличающийся тем, что формирование гряд осуществляют продольным распределением свежей подкормки из неспрессованного субстрата органического состава с правой стороны основной гряды, обеспечивающего лучшую аэрацию и увлажнение среды обитания червей, затем готовый биогумус убирают, а на его месте распределяют свежую подкормку, обеспечивая непрерывность процесса.

2. Устройство для производства биогумуса, содержащее размещенные на самоходной тележке бункер с мешалкой и рабочий орган для распределения субстрата, отличающееся тем, что рабочий орган для распределения субстрата выполнен в виде транспортера-распределителя на передвижной платформе, которая установлена на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения для продольного распределения субстрата, на обоих концах транспортера установлены формообразующие элементы, выполненные в виде двух металлических щитов, края нижних частей которых имеют загиб с углом от 35 до 40, обеспечивающий скольжение по гряде, при этом на направляющих транспортера с обеих сторон закреплены катки с зубьями для разравнивания и разрыхления верхних слоев гряд.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству органических удобрений и может быть использовано для производства биогумуса.

Известны различные способы производства биогумуса: в ящиках, различных емкостях, лотках, грядах. При крупнотоннажном производстве биогумуса в грядах и лотках формируется гряда шириной 1,5-2 м, толщиной 150-300 мм и заселяется червями. По мере переработки субстрата червями на поверхность гряды добавляется слой свежей порции подкормки и так несколько раз. При достижении слоя биогумуса свыше 0,5 м червей с частью подкормки переселяют в гряду со свежим субстратом [Морев Ю.Б. Вермикультивирование, производство и применение биогумуса /Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. - Екатеринбург, 1992, стр.9-12]. Данный способ слабо механизирован и приводит к длительному процессу производства и ухудшению качества биогумуса за счет переувлажнения нижних слоев и их значительного уплотнения.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ производства органических удобрений, принятый в качестве прототипа, заключающийся в подготовке основания, формировании на нем ограждения-емкости, укладке в нее субстрата органического состава, высадке в субстрат популяции червей и принудительной активации их деятельности, субстрат предварительно спрессовывают в форму блоков с каналами, выкладывают блоки на основание с образованием гряды и воздушной полости под ней, в которую подают активизирующие агенты, и дальнейшем уничтожении червей при достижении достаточной готовности гумуса в пресс-блоке путем подачи в полость горячего пара [см. патент РФ № 2049082].

По мнению авторов такой способ противоречит условиям производства биогумуса, так как субстрат должен быть рыхлым и мелкоизмельченным для активного питания червей, лучшего газообмена и поддержания температуры вермикультивирования. Тем более, что подготовка пресс-блоков путем термопрессовки делает данный способ экономически невыгодным. А уничтожение червей путем подачи в полость основания горячего пара приводит к тому, что животноводство лишается дополнительной кормовой базы, так как черви содержат в себе более 30 видов аминокислот, которые не содержатся ни в одном виде мясных и рыбных продуктов. Также под действием пара происходит гибель микроорганизмов, которые в большом количестве содержатся в биогумусе (до 10 миллионов шт. в 1 г) и способствуют повышению плодородия почвы.

Таким образом, недостатком данного способа является уничтожение микроорганизмов, которые являются основой в повышении плодородия почвы и червей, которых в дальнейшем можно было бы использовать в процессе производства биогумуса.

Широкое внедрение процесса производства биогумуса сдерживается отсутствием эффективных технических средств для его реализации. Трудоемкой и ответственной операцией при производстве биогумуса является формирование гряд. Попытка использовать для этого средства механизации, не приспособленные к данной работе, в частности разбрасыватель органических удобрений РОУ-6 со специальным устройством, не обеспечивает процесса формирования гряд необходимых размеров. Для этой цели агрегат должен иметь рабочие органы, позволяющие в совокупности распределять субстрат и формировать из него гряды заданных размеров [Бондаренко А.М. Механизация технологического процесса производства биогумуса /Техника и оборудование для села, 2000, № 7 стр.8-9].

Наиболее близким к предлагаемому устройству является мобильный раздатчик влажных кормов, принятый в качестве прототипа, содержащий на самоходной тележке бункер с выгрузным шнеком и охватывающим его кожухом, который имеет выгрузное окно, выполненного в верхней части последнего, выравниватель потока корма, размещенный на валу шнека в зоне выгрузного окна [см. патент РФ № 1416091].

Данное устройство можно использовать в процессе распределения субстрата, но оно не будет обеспечивать процесс формирования гряды с заданным поперечным сечением и дальнейший процесс равномерного распределения подкормки.

Техническая задача - повышение производительности и качества получаемого биогумуса, сохранение популяции червей за счет использования предлагаемого способа производства биогумуса и устройства для механизации процессов продольного распределения субстрата и формирования из него гряд при производстве биогумуса.

Указанная задача достигается в способе производства биогумуса, включающем в себя подготовку основания лотка, укладку субстрата органического состава в гряды, высадку в субстрат популяции червей, где согласно изобретению формирование гряд осуществляют продольным распределением свежей подкормки из неспрессованного субстрата органического состава, обеспечивающего лучшую аэрацию и увлажнение среды обитания червей, а так же осуществляется сохранение, а не уничтожение популяции червей для дальнейшего их использования в процессе производства биогумуса или в процессе производства кормовой муки для сельскохозяйственных животных при размножении избыточной массы червей в грядах, а готовый биогумус убирают и на его месте распределяют свежую подкормку, обеспечивая непрерывность процесса. Кроме того, задача достигается в устройстве, содержащем размещенные на самоходной тележке бункер с мешалкой и рабочий орган, распределяющий субстрат, выполненный в виде транспортера-распределителя на передвижной платформе и установленный на направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения, необходимого для продольного распределения субстрата, на обоих концах транспортера установлены формообразующие элементы, выполненные в виде двух металлических щитов, края нижних частей которых имеют загиб с углом от 35 до 40, обеспечивающий скольжение по гряде, при этом на направляющих транспортера с обеих сторон закреплены катки с зубьями, разравнивающие и разрыхляющие верхние слои гряд.

Фиг.1, 2, 3 - этапы предлагаемого способа производства биогумуса; на фиг.4 изображен традиционный способ производства биогумуса с послойным распределением подкормки; на фиг.5 изображен мобильный распределитель субстрата биогумуса, общий вид; на фиг.6 - разрез А-А на фиг.5; на фиг.7 - транспортер-распределитель на передвижной платформе; на фиг.8 - вид по стрелке А на фиг.7; на фиг.9 - формообразующее устройство; на фиг.10 - вид по стрелке С на фиг.9; на фиг.11 - разрез В-В на фиг.9.

Предлагаемый способ (фиг.1) заключается в подготовке основания лотка 1 с уклоном 1 = 0,01 в обе стороны от его центра для удаления излишней влаги и в наличии канавок для сбора и удаления из лотка собранной влаги. Затем на дне лотка на расстоянии 150 мм от его стенки формируется гряда 2 из субстрата органического состава. Это расстояние необходимо для того, чтобы черви могли покинуть субстрат, если он будет непригоден для их нормальной жизнедеятельности. Гряду 2 формируют высотой до 400 мм, шириной до 500 мм и углом естественного откоса от 75 до 80 вдоль бетонного лотка 1. Над сформированной грядой устанавливается трубопровод 3 с форсунками 4, через которые производится увлажнение субстрата до нужной влажности от 70 до 80%, после чего субстрат заселяется червями [Морев Ю.Б. Вермикультивирование, производство и применение биогумуса /Уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства. - Екатеринбург, 1992, стр.13-14]. По мере поедания субстрата червями производится подкормка свежей порцией субстрата 5, которая распределяется (фиг.2) в данном случае с правой стороны основной гряды. При этом трубопровод с форсунками передвигается над свежей подкормкой. По мере поедания подкормки добавляется следующая порция субстрата, то есть процесс повторяется. Биогумус, находящийся в левой части лотка, постепенно теряет влажность, и червь полностью его покидает, переселяясь в свежую подкормку.

При достижении в биогумусе влажности 50% его можно убирать и использовать в производстве. Чтобы не беспокоить червей и сделать процесс производства биогумуса непрерывным, на место убранного готового продукта (фиг.3) укладывается новая подкормка и процесс повторяется. Такой способ позволит увеличить качество и количество получаемого биогумуса, так как он меньше подвергается воздействию влаги, чем при традиционных способах производства биогумуса, и позволяет уменьшить затраты труда на сбор и переселение червей.

Обеспечить процесс формирования гряды и распределения подкормки можно с помощью устройства для распределения субстрата и формирования из данного субстрата гряд при производстве биогумуса. Данное устройство можно использовать (фиг.4) и для традиционных способов производства биогумуса с послойным распределением подкормки.

Устройство для производства биогумуса (фиг.5, 6) включает размещенный на самоходной тележке 6 бункер 7 с мешалкой 8, с загрузочной горловиной 9 и выгрузным патрубком 10, который осуществляет подачу субстрата из бункера на транспортер-распределитель 11. Транспортер-распределитель 11 крепится к передвижной платформе 12, при помощи которой он осуществляет возвратно-поступательное движение по направляющей 13. На обоих концах транспортера-распределителя 11 установлены формообразующие устройства, состоящие из двух формообразователей 14, 15, которые шарнирно крепятся к телескопической трубе 16, жестко соединенной с рамой транспортера. При помощи телескопической трубы выставляется необходимый размер выгрузного окна А В, а с помощью шарнирного соединения 17 выставляется заданный угол наклона формообразователей. Упоры 18 осуществляют жесткую связь формообразователей с телескопической трубой 16, тем самым исключают поперечное смещение формообразующего устройства в процессе формирования гряды. Катки с зубьями 19 осуществляют процессы разравнивания и разрыхления верхнего слоя гряды. При помощи шарнирного соединения 20 можно изменять расстояние между осью катка и основанием лотка, тем самым регулируя высоту гряды.

Вращение мешалки 8 и шнека, выгрузного патрубка 10 осуществляется от электродвигателя 21 через редуктор 22 и цепные передачи 23, 24.

Движение тележки и вращение приводного барабана транспортера-распределителя осуществляются от электродвигателя 25 через редукторы 26, 27 и цепные передачи 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34.

Возвратно-поступательное движение транспортера-распределителя 11 по направляющей 13 происходит посредством передачи винт - гайка 35. Винт получает вращение от электродвигателя 36 через редуктор 37 и цепную передачу 38.

Транспортер-распределитель (фиг.7, 8) состоит из приводного и натяжного барабанов 39, 40, верхних и нижних роликоопор 41, 42 и крепится к передвижной платформе 12, при помощи которой он осуществляет возвратно-поступательное движение по направляющей 13. При этом рама 43, на которой находится гайка, жестко соединена с передвижной платформой 12, а рама 44, на которой находится винт, крепится к направляющей 13.

Каждый формообразователь (фиг.9, 10) состоит из верхней 45 и нижней 46 частей, шарнирно соединенных между собой. Стопор 47 образует единую плоскость из верхней и нижней частей формообразователя. Для осуществления процесса скольжения формообразователя по гряде края его нижней части 46 имеют угол загиба от 35 до 40. При помощи телескопической трубы 16, регулирующей размер выгрузного окна А В, и шарнирного соединения 17, выставляющего угол , можно задавать определенную площадь поперечного сечения гряды.

Устройство для производства биогумуса работает следующим образом. Субстрат загружается (фиг.5, 6) через загрузочную горловину 9 в бункер 7 и перемешивается мешалкой 8, после чего включается шнек выгрузного патрубка 10, и субстрат из бункера выгружается на транспортер-распределитель 11. Транспортер-распределитель 11 выгружает субстрат в выгрузное окно А В, и при помощи двух формообразователей 14, 15 происходит формирование гряды с заданным поперечным сечением (фиг.1). После образования первой гряды (фиг.7) транспортер-распределитель 11 на передвижной платформе 12 при помощи передачи винт-гайка 34 перемещается по направляющей 13 в поперечном направлении, после чего осуществляется процесс формирования дополнительной гряды, то есть распределение свежей подкормки 5 (фиг.2). Для распределения свежей подкормки с правой стороны гряды (фиг.10) убирается стопор 47 и откидывается нижняя часть 46 левого формообразователя, а правый формообразователь остается в исходном положении. При выгрузке субстрата (фиг.6) с транспортера 11 в область формообразующего устройства при помощи упоров 18 исключается поперечное смещение формообразователей. Упоры 18 (фиг.9) шарнирно соединяют формообразователи 14, 15 с телескопической трубой 16, поэтому при изменении угла можно изменить их положение.

Таким образом, предлагаемый способ производства биогумуса обеспечивает повышение качества получаемого биогумуса за счет того, что не происходит слеживания и переувлажнение нижних слоев гряды; повышение производительности и сокращение затрат из-за исключения процессов сбора и переселения червей; сохранение популяции червей и дальнейшее их использование в процессе производства биогумуса или в процессе производства кормовой муки для сельскохозяйственных животных при размножении избыточной массы червей в грядах.

Предлагаемая установка обеспечивает формирование гряд с заданным поперечным сечением; дальнейшее равномерное распределение подкормки из свежего субстрата.