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 с внешней стороны трубопровода из диамагнитного материала с обмоткой соосно размещен трубопровод большего диаметра, выполненный из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью.

Описание изобретения к патенту

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, содержащее 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, отличается 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. например авторское свидетельство СССР №134971 "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 (изобретение сотрудников Кубанского государственного аграрного университета), показало высокую эффективность, однако при незначительных конструктивных изменениях его эффективность может быть существенно повышена.

Техническим решением задачи является повышение эффективности обеззараживания жидкого навоза и навозных стоков за счет того, что трубопровод имеет вставку, выполненную из двух соосно размещенных труб, при этом труба меньшего диаметра выполнена из диамагнитного материала (наиболее эффективно применяется нержавеющая сталь), в котором размещен параболоид вращения с электродами, а с внешней стороны трубопровода размещена обмотка, подключенная последовательно с электродами к выходу генераторов импульсов. С внешней стороны трубопровода из диамагнитного материала с обмоткой соосно размещен трубопровод большего диаметра, выполненный из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью. Более высокая эффективность обработки жидкого навоза и навозных стоков достигается за счет комплексного воздействия импульсным электромагнитным полем и вибрационным воздействием излучателя, имеющего более высокий спектр частот и амплитуд. Применение внешнего трубопровода, выполненного из материала с высокой магнитной проницаемостью, позволяет сконцентрировать электромагнитное и вибрационное воздействие на воду внутри трубопровода меньшего диаметра (по которому и проходят стоки), и исключается рассеяние электромагнитных полей во внешнем пространстве. Такое техническое решение позволяет существенно повысить эффективность обработки при значительно меньших энергетических затратах.

Задача достигается тем, что в устройстве для обеззараживания навозных стоков с внешней стороны трубопровода из диамагнитного материала с обмоткой соосно размещен трубопровод большего диаметра, выполненный из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что позволяет значительно повысить эффективность обеззараживания за счет концентрации электромагнитной энергии.

Первое - параболоид вращения с электродами позволяет получить ударные волны высокой эффективности, которые, воздействуя на навозные стоки, обеззараживают их. - См. Л.Л.Попилов. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л.: Машиностроение. 1971. С.358.

Второе - при прохождении электрического тока (интенсивность которого достигает многих сотен и даже тысяч ампер) по обмотке, размещенной с внешней стороны трубопровода меньшего диаметра, выполненного из нержавеющего материала, возникает мощный импульс напряженности магнитного поля, энергия которого пропорциональна индуктивности катушки обмотки-индуктора:

Это магнитное поле индуцирует в трубопроводе соответствующий импульс вихревого тока, магнитное поле которого действует навстречу внешнему магнитному полю обмотки. Результатом такого взаимодействия магнитных полей является возникновение электромагнитных сил, направление которых определяется по правилу "левой руки" - перпендикулярны векторам магнитной индукции В и тока I, т.е. создается давление на поверхность трубопровода. Это давление достигает десятков тонн на квадратный сантиметр поверхности трубопровода, что также способствует уничтожению болезненных бактерий и обеззараживанию среды. - См. Ястребов П.П., Смирнов И.П. Электрооборудование и Электротехнология. М.: Высшая школа. 1987. С.71. Раздел "Магнитоимпульсные установки".

Четвертое - применение второй ферромагнитной трубы позволяет сконцентрировать все виды электромагнитной энергии внутри трубы меньшего диаметра, не дать им рассеиваться во внешнем пространстве, что существенно повышает эффективность обработки навозных стоков и значительно снижает энергозатраты.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство для обеззараживания навозных стоков состоит из участка трубопровода 1, выполненного из металлического диамагнитного материала (нержавеющая сталь), в котором размещен параболоид вращения 2, в фокусе которого размещены электроды 3, последовательно соединенные с обмоткой-индуктором 4, подключенной к выходу генератора импульсов 5. Участок трубопровода 1 с обмоткой-индуктором 4 и параболоидом 2 с электродами 3 помещен в отрезок трубы 6, выполненной из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью.

Устройство работает следующим образом.

При подаче навозных стоков (вход-выход) включается генератор импульсов 5, вследствие чего по обмотке 4 и через электроды 3 проходит мощный импульс тока, в результате в фокусе параболоида вращения 2 происходит электрогидравлический эффект (эффект Л.А.Юткина), образуются мощные ударные волны, в стоках возникают зоны сжатия и растяжения, губительно воздействующие практически на все виды бактерий и микроорганизмов. Кроме того, за счет взаимодействия магнитных полей, создаваемых обмоткой и возникающих в трубопроводах 1 и 6, создаются значительные давления, которые передаются на проходящие стоки и также способствуют обеззараживанию. Трубопровод 6, имеющий высокую магнитную проницаемость, способствует концентрации электромагнитной энергии в зоне прохождения навозных стоков через отрезок трубы 1. Кроме того, высокая магнитная проницаемость позволяет также трубопроводу 6 максимально изменять свои размеры (магнитострикция), что также способствует более эффективному воздействию на микроорганизмы и бактерии.

Предложенное техническое решение не требует серьезных изменений известной конструкции, в частности, взятой в качестве прототипа, и может быть реализовано силами инженерных служб предприятий промышленного и сельскохозяйственного назначения.