початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2226047

РЕАКТОР ДЛЯ анаеробного зброджування рідких ОРГАНІЧНИХ ВІДХОДІВ

Ім'я винахідника: Пузанков А.Г .; Мхітарян Г.А.
Ім'я патентовласника: Пузанков Анатолій Григорович; Мхітарян Грант Алексановіч
Адреса для листування: 129348, Москва, Ярославське ш., 8, корп.2, кв.356, А.Г.Пузанкову
Дата початку дії патенту: 2003.01.21

Винахід відноситься до сільського господарства і призначене для переробки рідкого гною або посліду в органічні добрива і горючий біогаз. Реактор містить вертикальну теплоизолированную ферментаційне ємність з конічним днищем і виконаної у вигляді купола дахом, в центральну частину якої вмонтовано газосборний ковпак, вертикальну центральну трубу, коаксиально встановлену всередині ферментаційної ємності під газозбірних ковпаком, повідомлену з останнім і не доходить до днища ферментаційної ємності, пристрій для вирівнювання тиску газу в центральній трубі і підкупольної зоні ферментаційної ємності, приєднаний зверху до Газозбірний ковпака газопровід, пов'язаний з газовим насосом і газонакопичувальних ємністю, пристосування для підігріву ферментаційної ємності і повідомлені з нею напірний завантажувальний трубопровід, вивантажний трубопровід і переливної трубу, блок управління, запірний кран з приводом і пневмогидравлический клапан. У центрі конічного днища ферментаційної ємності виконано випускний отвір, до якого підключений вивантажний трубопровід з вмонтованим в нього запірним краном. Пневмогідравлічний клапан складається з полого поплавця, відкритого знизу і встановленого усередині центральної труби з можливістю вертикального зворотно-поступального уздовж неї переміщення, обмеженого в верхньому положенні поплавця упорами, прикріпленими до внутрішньої поверхні центральної труби, жорсткого осьового поздовжнього елемента, закріпленого всередині порожнього поплавка, запірного клапана , прикріпленого знизу до названого елементу з можливістю перекриття випускного отвору в днищі ферментаційної ємності в нижньому положенні поплавця, додаткового газопроводу, приєднаного зверху до полому поплавця і має перемикач для його почергового з'єднання з всмоктуючим патрубком газового насоса або через газонакопичувальних ємність з нагнітальним патрубком газового насоса. Пристрій для вирівнювання тиску газу в центральній трубі і підкупольної зоні ферментаційної ємності виконано у вигляді сифона, висхідна гілка якого через гідравлічний затвор повідомлена з ферментаційної ємністю, а спадна гілка - введена зверху в центральну трубу. Газозбірний ковпак заглиблений в ферментаційне ємність так, що його нижня кромка розташована нижче вхідного отвору висхідній гілки сифона. Перемикач додаткового газопроводу і привід запірного крана вивантажного трубопроводу пов'язані з блоком управління. Винахід забезпечує підвищення ефективності видалення осаду з ферментаційної ємності шляхом інтенсифікації перемішування сбраживаемой маси в зоні осадження і запобігання ущільнення осаду за рахунок керованої турбулізації випав осаду в моменти його видалення із заданою періодичністю.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до сільського господарства і призначене для переробки рідких органічних відходів, переважно гною або посліду, і отримання екологічно чистих органічних добрив і пального біогазу.

Відомий реактор для анаеробного зброджування рідких органічних відходів, наприклад гною, що містить теплоизолированную бродильно ємність з водяною сорочкою, патрубками для введення і виведення сбраживаемой маси, вертикальну, центральну трубу, коаксиально встановлену всередині бродильної ємності, не доходить до днища останньої, виконану з подвійними стінками і що має напрямні елементи на зовнішній поверхні і в верхній частині патрубок для відходу біогазу, при цьому центральна труба забезпечена безнапірної магістраллю, яка виконана у вигляді похилого патрубка з регульованим клапаном, повідомленого верхнім кінцем з верхньою частиною внутрішньої порожнини центральної труби, а нижнім кінцем - з бродильной ємністю, причому нижній кінець патрубка занурений в зброжує масу, а напрямні елементи виконані у вигляді рухомих лопатей, встановлених попарно з нахилом один до одного (див. авторське свідоцтво СРСР №1152541, МПК а 01 с 3/00, опубліковане 30.04.1985).

Недоліки цього відомого реактора полягають в низькій ефективності видалення твердої фракції осаду особливо при зброджуванні напіврідкого гною або висококонцентрованих стоків через швидке ущільнення осаду в зоні нижнього торця центральної труби, великої тривалості процесу бродіння внаслідок неинтенсивного перемішування сбраживаемой маси рухомими лопатями, що не мають приводу, високому коркообразованія на поверхні сбраживаемой маси у верхній частині бродильної ємності.

Найбільш близьким до пропонованого реактору аналогом за технічною суттю є відомий реактор для анаеробного зброджування рідких органічних відходів, переважно гною або посліду, що містить вертикальну теплоизолированную ферментаційне ємність з конічним днищем і виконаної у вигляді купола дахом, в центральну частину якої вмонтовано газосборний ковпак, вертикальну центральну трубу , коаксиально встановлену всередині ферментаційної ємності під газозбірних ковпаком, повідомлену з останнім і не доходить до днища ферментаційної ємності, пристрій для вирівнювання тиску газу в центральній трубі і підкупольної зоні ферментаційної ємності, приєднаний зверху до Газозбірний ковпака газопровід, пов'язаний з газовим насосом і газонакопичувальних ємністю, пристосування для підігріву ферментаційної ємності і повідомлені з нею напірний завантажувальний трубопровід, вивантажний трубопровід і переливної трубу (див. патент Російської Федерації №2162626, МПК А 01 с 3/00, опублікований 10.02.2001).

В даному відомому реакторі забирається газовим насосом біогаз подають знизу в ферментаційне ємність з утворенням рассредоточенного дрібнодисперсного спливаючого потоку біогазу, який перемішує зброжує масу і забезпечує постійно "киплячу" поверхню сбраживаемой в ферментаційної ємності маси, перешкоджаючи утворенню щільної кірки на цій поверхні.

Недолік даного відомого реактора полягає в неефективності видалення твердої фракції осаду, зумовленої низькою інтенсивністю перемішування сбраживаемой маси в зоні утворення осаду внаслідок того, що випуск потоку біогазу здійснюється вище цієї зони.

Завданням цього винаходу є розширення арсеналу технічних засобів, призначених для анаеробного зброджування рідких органічних відходів, з підвищенням ефективності видалення осаду з ферментаційної ємності шляхом інтенсифікації перемішування сбраживаемой маси в зоні осадження і запобігання ущільнення осаду за рахунок керованої турбулізації випав осаду в моменти його видалення із заданою періодичністю .

Рішення поставленого завдання досягається тим, що реактор для анаеробного зброджування рідких органічних відходів, переважно гною або посліду, що містить вертикальну теплоизолированную ферментаційне ємність з конічним днищем і виконаної у вигляді купола дахом, в центральну частину якої вмонтовано газосборний ковпак, вертикальну центральну трубу, коаксиально встановлену всередині ферментаційної ємності під газозбірних ковпаком, повідомлену з останнім і не доходить до днища ферментаційної ємності, пристрій для вирівнювання тиску газу в центральній трубі і підкупольної зоні ферментаційної ємності, приєднаний зверху до Газозбірний ковпака газопровід, пов'язаний з газовим насосом і газонакопичувальних ємністю, пристосування для підігріву ферментаційної ємності і повідомлені з нею напірний завантажувальний трубопровід, вивантажний трубопровід і переливної трубу, відповідно до винаходу забезпечений блоком управління, запірним краном з приводом і пневмогідравлічним клапаном, а в центрі конічного днища ферментаційної ємності виконано випускний отвір, до якого підключений вивантажний трубопровід з вмонтованим в нього згаданим запірним краном, причому пневмогидравлический клапан складається з полого поплавця, відкритого знизу і встановленого усередині центральної труби з можливістю вертикального зворотно-поступального уздовж неї переміщення, обмеженого в верхньому положенні поплавця упорами, прикріпленими до внутрішньої поверхні центральної труби, жорсткого осьового поздовжнього елемента, закріпленого всередині порожнього поплавка, запірного клапана, прикріпленого знизу до названого елементу з можливістю перекриття випускного отвору в днищі ферментаційної ємності в нижньому положенні поплавця, додаткового газопроводу, приєднаного зверху до полому поплавця і має перемикач для його почергового з'єднання з всмоктуючим патрубком газового насоса або через газонакопичувальних ємність з нагнітальним патрубком газового насоса, при цьому пристрій для вирівнювання тиску газу в центральній трубі і підкупольної зоні ферментаційної ємності виконано у вигляді сифона, висхідна гілка якого через гідравлічний затвор повідомлена з ферментаційної ємністю, а спадна гілка введена зверху в центральну трубу, при цьому газосборний ковпак заглиблений в ферментаційне ємність так, що його нижня кромка розташована нижче вхідного отвору висхідній гілки сифона, крім того, перемикач додаткового газопроводу і привід запірного крана вивантажного трубопроводу пов'язані з блоком управління.

При цьому в окремих випадках конструктивного виконання реактора для анаеробного зброджування рідких органічних відходів:

- Напірний завантажувальний трубопровід введений всередину центральної труби, а його кінець розташований нижче вхідного отвору висхідній гілки сифона;

- Привід насоса напірного завантажувального трубопроводу пов'язаний з блоком управління;

- Введена зверху в центральну трубу спадна гілка сифона виконана з можливістю регулювання її довжини;

- Переливна труба з'єднана через постійний гідравлічний затвор з вивантажним трубопроводом;

- Пристосування для підігріву ферментаційної ємності виконано у вигляді водяної сорочки її днища, повідомленої з нагрівальним блоком.

Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому показаний реактор для анаеробного зброджування рідких органічних відходів, принципова схема з вертикальним розрізом ферментаційної ємності по її осі.

Реактор для анаеробного зброджування рідких органічних відходів містить вертикальну теплоизолированную ферментаційне ємність 1 з конічним днищем 2 і виконаної у вигляді купола дахом 3. У центральну частину даху 3 вмонтовано газосборний ковпак 4, а під газозбірних ковпаком 4 всередині ферментаційної ємності 1 за допомогою прикріплених до її внутрішньої поверхні кронштейнів 5 коаксиально встановлена ​​вертикальна центральна труба 6, не доходить до днища 2 ферментаційної ємності 1. вертикальна центральна труба 6 за допомогою отворів 7, виконаних в її верхньому купольному перекритті 8, повідомлена з газозбірних ковпаком 4. Зверху до Газозбірний ковпака 4 приєднаний газопровід 9, пов'язаний з газовим насосом 10 і газонакопичувальних ємністю 11. При цьому реактор для анаеробного зброджування рідких органічних відходів має пристрій для вирівнювання тиску газу в центральній трубі 6 і підкупольної зоні ферментаційної ємності 1, пристосування для підігріву ферментаційної ємності 1 і повідомлені з нею напірний завантажувальний трубопровід 12 , вивантажний трубопровід 13 і переливної трубу 14. Напірний завантажувальний трубопровід 12 доцільно виконати теплоізольованим, наприклад прокладених під теплоізоляційним покриттям ферментаційної ємності 1.

Крім того, реактор для анаеробного зброджування рідких органічних відходів забезпечений блоком управління 15, запірним краном 16, наприклад кульовим або корковим, з приводом 17 і пневмогідравлічним клапаном. У центрі конічного днища 2 ферментаційної ємності 1 виконано випускний отвір 18, до якого підключений вивантажний трубопровід 13 з вмонтованим в нього запірним краном 16. Пневмогідравлічний клапан складається з полого поплавця 19, відкритого знизу і встановленого усередині центральної труби 6 з можливістю вертикального зворотно-поступального уздовж неї переміщення, обмеженого в верхньому положенні поплавця 19 упорами 20, прикріпленими до внутрішньої поверхні центральної труби 6, жорсткого осьової поздовжнього елемента 21, закріпленого всередині порожнього поплавка 19, запірного клапана 22, прикріпленого знизу до жорсткого осьового подовжньому елементу 21 з можливістю перекриття випускного отвору 18 в днище 2 ферментаційної ємності 1 в нижньому положенні поплавця 19, додаткового газопроводу 23, телескопически або за допомогою сифона, приєднаного зверху до полому поплавця 19 і має перемикач 24 для його почергового з'єднання з всмоктуючим патрубком газового насоса 10 або через газонакопичувальних ємність 11 з нагнітальним патрубком газового насоса 10.

Пристрій для вирівнювання тиску газу в центральній трубі 6 і підкупольної зоні ферментаційної ємності 1 виконано у вигляді сифона 25, висхідна гілка якого через гідравлічний затвор 26 повідомлена з ферментаційної ємністю 1, а спадна гілка введена зверху в центральну трубу 6. Газозбірний ковпак 4 заглиблений в ферментаційне ємність 1 так, що його нижня кромка розташована нижче вхідного отвору висхідній гілки сифона 25. Перемикач 24 додаткового газопроводу 23 і привід 17 запірного крана 16 вивантажного трубопроводу 13 пов'язані з блоком управління 15 для їх взаимосогласованной роботи.

Напірний завантажувальний трубопровід 12, пов'язаний з подає насосом 27, введений всередину центральної труби 6, а його кінець розташований нижче вхідного отвору висхідній гілки сифона 25, тобто заглиблений під нижній рівень сбраживаемой маси. Привід насоса 27 напірного завантажувального трубопроводу 12 пов'язаний з блоком управління 15.

Введена зверху в центральну трубу 6 спадна гілка сифона 25 виконана з можливістю регулювання її довжини, наприклад виконана телескопічною.

Переливна труба 14 з'єднана через постійний гідравлічний затвор 28 з вивантажним трубопроводом 13.

Пристосування для підігріву ферментаційної ємності 1 виконано у вигляді водяної сорочки 29 її днища 2, повідомленої з нагрівальним блоком 30, який пов'язаний з блоком управління 15.

Реактор для анаеробного зброжує рідких органічних відходів працює таким чином.

Рідкі органічні відходи, переважно рідкий гній або послід, вологістю не менше 85%, подають за допомогою насоса 27 по напірному завантажувального трубопроводу 12 в ферментаційне ємність 1, заповнюючи її до верхнього рівня накопичувальної ємності гідравлічного затвора 26, при цьому зброжує рідка маса закриває в гідравлічному затворі 26 вхідний отвір висхідній гілки сифона 25, а нижня кромка газозбірного ковпака 4 занурюється в ферментаційної ємності 1 під рівень сбраживаемой маси.

У разі перевищення встановленого рівня заповнення ферментаційної ємності 1 надмірну кількість рідкої сбраживаемой маси зливається з переливної труби 14 в вивантажний трубопровід 13 через постійний гідравлічний затвор 28, що перешкоджає надходженню атмосферного повітря в ферментаційне ємність 1.

Після цього блок управління 15 включає нагрівальний блок 30, який здійснює підігрів водяної сорочки 29 днища 2 ферментаційної ємності 1 і сбраживаемой в останній рідкої маси до заданої температури, і потім включає газовий насос 10.

Газовий насос 10, відбираючи газ із газозбірного ковпака 4, створює в ньому розрідження, під дією якого в центральній трубі 6, повідомленої з газовим ковпаком 4 за допомогою отворів 7, виконаних в її верхньому купольному перекритті 8, зброджують маса піднімається вгору, а в ферментаційної ємності 1 - опускається вниз. Одночасно з цим через сифон 25 зброжує маса з накопичувальної ємності гідравлічного затвора 26 перетікає всередину центральної труби 6. У результаті спорожнення накопичувальної ємності гідравлічного затвора 26 відкривається вхідний отвір висхідній гілки сифона 25 і останній з'єднує заповнені газом порожнини в підкупольної зоні ферментаційної ємності 1 і у верхній частини вертикальної центральної труби 6 під її верхнім купольним перекриттям 8, внаслідок чого тиск газу в названих порожнинах вирівнюється і стовп сбраживаемой маси в центральній трубі 6, піднятий раніше за рахунок різниці тиску газу в зазначених порожнинах, під дією гравітаційних сил обрушується вниз по центральній трубі 6 і, проходячи через кільцевої зазор між внутрішньою поверхнею центральної труби 6 і зовнішньою поверхнею полого поплавця 19, утворює кільцевої потік, розпушують і взмучивают осад на конічному днище 2 ферментаційної ємності 1, тобто пристроями, що перемішують зброжує масу в зоні осадження. При цьому в Газозбірний ковпаку 4, порожнину якого повідомлена з порожниною вертикальної центральної труби 4 за допомогою отворів 7 у верхньому купольному перекритті 8 останньої, і тиск газу стає рівним тиску газу в підкупольної зоні ферментаційної ємності 1, і кільцевої стовп сбраживаемой маси, розташований між зовнішньою поверхнею центральної труби 6 і внутрішньою поверхнею газозбірного ковпака 4, і обрушується вниз і утворює кільцевої потік, що випливає з-під нижньої кромки газового ковпака 4 і перемішують верхні шари сбраживаемой в ферментаційної ємності 1 маси, що перешкоджає утворенню кірки на поверхні сбраживаемой маси. Далі вищеописаний цикл перемішування сбраживаемой маси в ферментаційної ємності 1 багаторазово повторюється.

Після закінчення необхідної експозиції зброджування, що задається програмним пристроєм блоку управління 15, останній вводить в дію пневмогидравлический клапан, для чого видає сигнал, за яким перемикач 24 з'єднує нагнітальний патрубок газового насоса 10 через газонакопичувальних ємність 11 додатковим газопроводом 23 з внутрішньою порожниною поплавка 19, в результаті чого біогаз під тиском, створюваним газовим насосом 10 і стабілізується газонакопичувальних ємністю 11, надходить у верхню частину порожнини поплавка 19, витісняючи заповнює її зброжує масу через кільцевої зазор між нижньою кромкою відкритого знизу полого поплавця 19 і верхньою поверхнею запірного клапана 22 в сторону конічного днища 2 ферментаційної ємності 1 і тим самим взмучивая випав осад біля випускного отвору 18 в днище 2. Після спорожнення полого поплавця 19 від сбраживаемой маси і заповнення його порожнини біогазом поплавок 19 спливає, переміщаючись вгору до упорів 20 на внутрішній поверхні центральної труби 6, і піднімає прикріплений до нього знизу за допомогою жорсткого осьового поздовжнього елемента 21 запірний клапан 22, який відкриває вихідний отвір 18 в днище 2 ферментаційної ємності 1, звільняючи вихід сброженной масі в сторону запірного крана 16, який відкривається його приводом 17, чинним по сигналу, що надходить від блоку управління 15 , і випускає сброженную масу в вивантажний трубопровід 13.

Після вивантаження заданої кількості сброженной маси блок управління 15 подає сигнал, за яким перемикач 24 з'єднує газопровід 23 з всмоктуючим патрубком газового насоса 10, який, відбираючи газ із порожнини поплавка 19, знижує в ній тиск, в результаті чого зброжує маса знову заповнює порожнину поплавка 19 , який опускається, переміщаючи вниз жорстким осьовим поздовжнім елементом 21 запірний клапан 22 до перекриття їм випускного отвору 18 в днище 2 ферментаційної ємності 1. Потім блок управління 15 включає привід 17 запірного крана 16 і останній закриває вивантажний трубопровід 13. Далі ферментаційна ємність 1 може бути знову завантажена рідкими органічними відходами для відновлення процесу їх анаеробного зброджування.

Винахід забезпечує ефективну вивантаження збродженого осаду з ферментаційної ємності і стабільність процесу анаеробного зброджування рідких органічних відходів завдяки ефективному перемішуванню сбраживаемой маси в зоні осадження.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Реактор для анаеробного зброджування рідких органічних відходів, переважно гною або посліду, що містить вертикальну теплоизолированную ферментаційне ємність з конічним днищем і виконаної у вигляді купола дахом, в центральну частину якої вмонтовано газосборний ковпак, вертикальну центральну трубу, коаксиально встановлену всередині ферментаційної ємності під газозбірних ковпаком , повідомлену з останнім і не доходить до днища ферментаційної ємності, пристрій для вирівнювання тиску газу в центральній трубі і підкупольної зоні ферментаційної ємності, приєднаний зверху до Газозбірний ковпака газопровід, пов'язаний з газовим насосом і газонакопичувальних ємністю, пристосування для підігріву ферментаційної ємності і повідомлені з нею напірний завантажувальний трубопровід, вивантажний трубопровід і переливної трубу, що відрізняється тим, що він забезпечений блоком управління, запірним краном з приводом і пневмогідравлічним клапаном, а в центрі конічного днища ферментаційної ємності виконано випускний отвір, до якого підключений вивантажний трубопровід з вмонтованим в нього згаданим запірним краном , причому пневмогидравлический клапан складається з полого поплавця, відкритого знизу і встановленого усередині центральної труби з можливістю вертикального зворотно-поступального уздовж неї переміщення, обмеженого в верхньому положенні поплавця упорами, прикріпленими до внутрішньої поверхні центральної труби, жорсткого осьового поздовжнього елемента, закріпленого всередині порожнього поплавка, запірного клапана, прикріпленого знизу до названого елементу з можливістю перекриття випускного отвору в днищі ферментаційної ємності в нижньому положенні поплавця, додаткового газопроводу, приєднаного зверху до полому поплавця і має перемикач для його почергового з'єднання з всмоктуючим патрубком газового насоса або через газонакопичувальних ємність з нагнітальним патрубком газового насоса, при цьому пристрій для вирівнювання тиску газу в центральній трубі і підкупольної зоні ферментаційної ємності виконано у вигляді сифона, висхідна гілка якого через гідравлічний затвор повідомлена з ферментаційної ємністю, а спадна гілка введена зверху в центральну трубу, при цьому газосборний ковпак заглиблений в ферментаційне ємність так, що його нижня кромка розташована нижче вхідного отвору висхідній гілки сифона, крім того, перемикач додаткового газопроводу і привід запірного крана вивантажного трубопроводу пов'язані з блоком управління.

2. Реактор по п.1, що відрізняється тим, що напірний завантажувальний трубопровід введений всередину центральної труби, а його кінець розташований нижче вхідного отвору висхідній гілки сифона.

3. Реактор по п.1 або 2, який відрізняється тим, що привід насоса напірного завантажувального трубопроводу пов'язаний з блоком управління.

4. Реактор по п.1, або 2, або 3, який відрізняється тим, що введена зверху в центральну трубу спадна гілка сифона виконана з можливістю регулювання її довжини.

5. Реактор за допомогою одного з пп.1-4, що відрізняється тим, що переливна труба з'єднана через постійний гідравлічний затвор з вивантажним трубопроводом.

6. Реактор за допомогою одного з пп.1-5, що відрізняється тим, що пристосування для підігріву ферментаційної ємності виконано у вигляді водяної сорочки її днища, повідомленої з нагрівальним блоком.

Версія для друку
Дата публікації 18.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів