устройство для обеззараживания навозных стоков

Формула изобретения

Устройство для обеззараживания навозных стоков в трубопроводах, содержащее генератор импульсов и излучатель колебаний, выполненный в виде параболоида вращения с электродами на участке трубопровода из диамагнитного материала, с внешней стороны которого размещена обмотка, подключенная последовательно с электродами к выходу генератора импульсов, отличающееся тем, что внутри отрезка трубопровода из диамагнитного материала с обмоткой размещен ферромагнитный цилиндрический стержень.

Описание изобретения к патенту

Известное изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано, в частности, для обеззараживания навозных стоков с целью дальнейшего их использования для удобрительных поливов.

Известно авторское свидетельство СССР №1683527 "Устройство для обеззараживания жидкого навоза с одновременным разделением его на фракции" - М. кл. А 01 С 3/00. Устройство содержит горизонтально размещенный цилиндрический корпус, внутри которого выполнены винтовые пазы, загрузочный патрубок, размещенный на входе торца цилиндра, сливной патрубок с конической приемной воронкой на выходном торце и расположенное внутри корпуса за загрузочным патрубком, имеющее привод приспособление для обеззараживания навоза, отличающееся тем, что приспособление для обеззараживания навоза выполнено в виде ряда горизонтально расположенных параллельных пластин, центры которых закреплены на перпендикулярном оси цилиндра вертикальном стержне, связанном с приводом, выполненным в виде генератора механических колебаний.

Известное изобретение имеет серьезный недостаток, заключающийся в следующем. Амплитуда и частота колебаний, создаваемая генератором механических колебаний, не позволяет эффективно обеззараживать жидкий навоз (или сточные воды), как показывает анализ отечественных и зарубежных патентов в рассматриваемой области, в частности более эффективным является использование ультразвука, озона и электрогидравлического эффекта (эффекта Л.А.Юткина).

Так, см. пример авторского свидетельства СССР №1349710 A1 "Способы приготовления удобрения из навоза" - М. кл. А 01 С 3/00, где на жидкий навоз воздействуют ультразвуком в режиме кавитации, однако для практической реализации требуется сложное дорогостоящее оборудование.

Известно авторское свидетельство СССР №1245272 "Разделитель материалов на фракции" - М. кл. А 01 С 3/00, в котором с целью повышения эффективности разделения и обеззараживания жидкого навоза в потоке электроды для осуществления электрогидравлического эффекта размещены внутри корпуса и соединены с генератором импульсного тока.

Известное изобретение имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что воздействие электрогидравлического эффекта (удара) на жидкую фракцию навоза осуществляется неравномерно внутри цилиндрического корпуса вследствие наличия винтовых пазов, сливной воронки и т.д., вследствие чего эффективность воздействия в части обеззараживания невысокая.

В качестве прототипа нами выбран патент РФ №2199848 "Устройство для обеззараживания навозных стоков" - кл. А 01 С 3/00, бюл. №7. Устройство содержит генератор импульсов и излучатель с электродами, в качестве излучателя использована стенка трубопровода, выполненная из металлического диамагнитного материала, в которой размещен параболоид вращения с электродами. С внешней стороны трубопровода размещена обмотка, подключенная последовательно с электродами к выходу генератора импульсов.

Известное изобретение, являющееся одной из последних разработок в области обеззараживания жидкого навоза, показало высокую эффективность, однако в данной конструкции имеется серьезный недостаток, заключающийся в сравнительно невысокой индукции магнитного поля, создаваемого обмоткой внутри трубопровода, по которому проходят навозные стоки.

Это обстоятельство существенно снижает функциональные возможности устройства и не позволяет в некоторых случаях проводить эффективную обработку.

Техническим решением задачи является повышение эффективности обеззараживания навозных стоков за счет существенного, на три, четыре порядка, повышения магнитной индукции.

Задача достигается тем, что в устройство для обеззараживания навозных стоков в трубопроводах, содержащее генератор импульсов и излучатель колебаний, выполненный в виде параболоида вращения с электродами на участке трубопровода из диамагнитного материала, с внешней стороны которого размещена обмотка, подключенная последовательно с электродами к выходу генератора импульсов, внутри отрезка трубопровода из диамагнитного материала с обмоткой размещен ферромагнитный цилиндрический стержень.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что достаточно простым конструктивным изменением, а именно размещение внутри отрезка трубопровода из диамагнитного материала ферромагнитного цилиндрического стержня, что позволяет на несколько порядков повысить интенсивность магнитного моля, т.е. магнитную индукцию, а это в свою очередь позволяет обрабатывать более широкий класс навозных стоков.

Магнитная индукция или интенсивность магнитного поля внутри отрезка трубопровода из диамагнитного материала определяется

где В - индукция магнитного поля, Тл;

₀ - магнитная постоянная, ₀=4 ·10^-7=1,256·10^-7, г/м;

Н - напряженность магнитного поля, А/м.

При размещении внутри трубопровода железного сердечника магнитная индукция внутри трубопровода определяется:

где Вс - магнитная индукция внутри трубопровода с сердечником, Тл;

₀ - магнитная постоянная, г/м;

- относительная магнитная проницаемость материала сердечника, для железа 700...1200, для пермаллоя 10⁴, для альсифера 10⁵.

Из формулы (2) видно, что магнитная индукция увеличивается на три, пять порядков, в зависимости от материала сердечника. - См. Прищеп Л.Г. Учебник сельского электрика. М.: Колос, 1973. С.54-60.

В свою очередь значительное увеличение интенсивности магнитного поля существенно расширяет область применения предложенного устройства. - См. Классен В.И. Омагничевание водных систем. М.: Химия, 1982. С.222-227.

Отметим, что существенное повышение эффективности работы и расширение функциональных возможностей установки достигается без повышения расхода электроэнергии, что также имеет существенное значение в свете непрерывного роста цен на электроэнергию.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного предложения, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемой совокупности признаков.

На чертеже представлена конструкция устройства.

Оно состоит из участка трубопровода 1, выполненного из диамагнитного материала (нержавеющая сталь - наилучший вариант), по центру которого размещен ферромагнитный цилиндрический стержень 6 на металлических растяжках. На трубопроводе 1 расположен параболоид вращения 2, в корпусе которого размещены электроды 3, последовательно соединенные с обмоткой 4, подключенной к выходу генератора импульсов 5.

Устройство работает следующим образом.

При подаче навозных стоков по трубопроводу 1 включается генератор импульсов 5, вследствие чего по обмотке 4 и через электроды 3 проходит мощный импульс тока, в результате в фокусе параболоида вращения 2 возникает электрогидравлический эффект (эффект Л.А.Юткина), образуются зоны сжатия и растяжения, губительно действующие практически на все виды бактерий и микроорганизмов. Кроме того, за счет взаимодействия магнитных полей, создаваемых обмоткой с ферромагнитным сердечником и магнитного поля, возникающего в трубопроводе, создается значительное давление, которое передается на проходящие стоки и способствует более эффективному обеззараживанию за счет магнитоимпульсного эффекта. - См. Ястребов П.П., Смирнов И.П. Электрооборудование. Электротехнология. М.: Высшая школа, 1987. С.71-74. Более подробно - см. Попилов Л.Я. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л.: Машиностроение, 1971. С.462, раздел: Магнитоимпульсная обработка.

Отметим, что мощные магнитоимпульсные поля также непосредственно воздействуют на навозные стоки и способствуют более эффективному обеззараживанию.