устройство для приготовления органо-минеральных удобрений

Формула изобретения

1. Устройство для приготовления органо-минеральных удобрений, содержащее два расположенных один над другим корпуса со шнеками, впускным и выпускным отверстиями, причем конец верхнего корпуса сообщен с полостью нижнего корпуса, отличающееся тем, что в верхнем корпусе поверхность шнека выполнена с разрывами, соответственно которым через стенку корпуса установлены трубчатые пальцы, входное отверстие этого корпуса соединено с подающим дозатором и аэрационной трубой, при этом корпусы установлены под углом к горизонту, а выходное отверстие нижнего корпуса оборудовано заслонкой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в стенках трубчатых пальцев выполнены отверстия, а внешние концы трубчатых пальцев объединены, по крайней мере, в один объем в виде картера, который соединен с резервуаром для жидкости или газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к отрасли водоснабжения и водоотведения, а также к сельскому хозяйству в части переработки органических отходов животного происхождения для производства удобрений, например в виде компоста, и может быть использовано при проектировании и строительстве водоочистных сооружений, животноводческих ферм или отдельных отходоперерабатывающих комплексов.

Известен способ получения компоста и устройство для его осуществления, включающий смешивание навоза с соломой, укладку его в бурт, перемешивание и послойное продувание бурта, а также использование камеры ферментатора для ускорения процесса получения компоста с помощью термофильных бактерий и продувания озоно-воздушной смесью (патент России №2213079 от 27.09.2003, кл. С05F 3/06).

Недостатками этого способа являются значительные затраты ручного труда, необходимость наличия вспомогательных агрегатов для создания озоно-воздушной смеси, а также достаточно жесткие требования к температурному режиму буртов для обеспечения жизнедеятельности бактерий.

Существенными признаками, совпадающими с предлагаемым решением, являются

- смешивание органических отходов с соломой;

- укладка в бурт;

- перемешивание бурта.

Известно устройство для приготовления компоста, содержащее вращающийся барабан с внутренней винтовой поверхностью с переменным шагом, подающий дозатор и аэрационную трубу с регулирующей заслонкой (патент России №2192404 от 10.04.2001, кл. С05F 3/06).

Недостатками этого устройства являются ограниченная область его применения для изготовления компоста по параметрам первичного сырья, а также критичность к степени предварительной переработки сырья.

Существенными признаками, совпадающими с предлагаемым решением, являются

- подающий дозатор;

- аэрационная труба.

Известно устройство для приготовления органо-минеральных удобрений, содержащее расположенные один над другим и сообщающиеся между собой корпуса, в каждом из которых установлены шнеки. Корпус также имеет камеру с патрубками для подвода теплоносителя, щелевые отверстия, впускное и выпускное отверстия (патент России №2020783 от 15.10.1994, кл. С05F 3/06).

Недостатками этого устройства являются неполное перемешивание компонентов исходного сырья, необходимость очистки теплоносителя после контакта с сырьем в рабочей зоне, а также малая аэрация компостной смеси в процессе ее приготовления.

Существенными признаками, совпадающими с предлагаемым решением, являются

- расположенные один над другим и соединенные между собой корпуса;

- шнеки.

Задачей изобретения является уменьшение срока приготовления удобрений, повышение их экологической безопасности, качества, а также расширение форм переработки органических отходов путем повышения гомогенизации смеси и непосредственного введения дополнительных химических или биологически активных веществ.

Техническим результатом изобретения является

- сокращение срока приготовления удобрений;

- повышение их экологической безопасности.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для приготовления органо-минеральных удобрений, содержащем два расположенных один над другим цилиндрических корпуса со шнеками, впускным и выпускным отверстиями, в верхнем корпусе поверхность шнека выполнена с разрывами, соответственно которым сквозь стенки корпуса установлены трубчатые пальцы, входное отверстие этого корпуса соединено с подающим дозатором и аэрационной трубой, при этом корпусы установлены под углом к горизонту, а выходное отверстие нижнего корпуса оборудовано заслонкой. Как вариант в стенках трубчатых пальцев выполнены отверстия, а наружные концы трубчатых пальцев объединены, по меньшей мере, в один объем в форме картера, который может быть соединен с резервуаром для жидкости или газа.

Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и техническим результатом состоит в следующем.

Наличие подающего дозатора и аэрационной трубы на входе верхнего корпуса позволяет осуществить контролируемый ввод первичных ингредиентов смеси с предварительными оксигинацией и разрыхлением смеси. Для обеспечения высокой гомогенизации смеси поверхность шнека верхнего корпуса выполнена с разрывами, а сквозь стенки корпуса установлены трубчатые пальцы. Вследствие этого смесь при вращении шнека испытывает многократное давильное и дробильное воздействие, что приводит к значительному возрастанию поверхностно-активных процессов и интенсификации разнообразных химических реакций между ингредиентами смеси. В качестве ингредиентов смеси могут быть

- активный ил, навоз, куриный помет и их аналоги;

- опилки, солома, измельченные стебли подсолнечника и др.;

- минеральные вещества традиционных удобрений;

- ингибиторы или ускорители химических процессов получения удобрений.

Дальнейшее насыщение смеси кислородом осуществляется посредством подачи в полость корпуса воздуха, кислорода или озона через трубчатые пальцы. Одновременно добавляются необходимые ингредиенты в жидкой фазе, например калийная соль, аммиачный раствор или растворы с биокультурами: мицелии, бактерии и т.п. Тщательное перемешивание позволяет получить равномерную концентрацию всех ингредиентов в массе смеси, что является необходимым условием качества удобрений, а также полноты переработки органических отходов и их экологической безопасности. При необходимости для активации взаимодействия ингредиентов через трубчатые пальцы подается теплоноситель, который в нижнем корпусе отделяется от смеси благодаря дополнительному давлению, которое осуществляется заслонкой на выходном конце корпуса. Теплоноситель стекает по щелевому отверстию в корпусе, имеющем наклон к горизонту. Таким же способом осуществляется уменьшение влажности смеси до контрольного значения. Все эти действия обеспечивают сокращение созревания смеси после ее складирования в бурт, устраняют необходимость их дополнительного перемешивания, уменьшают расход биологических и химических веществ для приготовления компостов.

Возможность регулирования влажности смеси на выходе устройства дает возможность непосредственно получать брикетную массу для дальнейшего формования и сушки, что позволяет дополнительно вовлечь в переработку также и отходы лесоперерабатывающих предприятий.

Графическое изображение предлагаемого решения показано на чертеже.

Устройство для приготовления органо-минеральных удобрений (фиг.1) состоит из расположенных один над другим корпуса 1 и корпуса 2 со шнеками 3 и 4, в верхнем корпусе 1 поверхность шнека 3 выполнена с разрывами, соответственно которым сквозь стенки корпуса 1 установлены трубчатые пальцы 5, входное отверстие 6 корпуса 1 соединено с подающим дозатором 7 и аэрационной трубой 8, при этом корпусы 1 и 2 установлены под углом к горизонту, большим чем на U=3 градуса, а выходное отверстие 9 оборудовано заслонкой 10. Как вариант в стенках трубчатых пальцев 5 выполнены отверстия, а внешние концы трубчатых пальцев 5 объединены, по крайней мере, в один объем в форме картера 11, который может быть соединен с резервуаром для жидкости (не показан) или газа (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Активный ил и опилки проходят (стрелка А) через подающий дозатор 7, где они смешиваются в должном соотношении. Например, с целью получения топливных брикетов - 1 часть ила к 2-3 частям опилок. С целью получения компоста - 1 часть ила к 0,3-1 части опилок. С целью получений рассадных горшочков - 1 часть ила к 1-2 частям опилок и 1 части торфа. При необходимости, с целью получения компоста к смеси добавляют до 0,5 части глины или суглинков. Далее смесь поступает во входное отверстие 6 и в зоне канала аэрационной трубы 8 подвергается обдуву. Осуществляется частичная оксигинация смеси и ее разрыхление. Смесь попадает в полость корпуса 1 и шнеком 3 постепенно продвигается в противоположный конец корпуса 1, который соединен с полостью корпуса 2. Поверхность шнека 3 выполнена с разрывами, а сквозь стенку корпуса 1 соответственно разрывам поверхности шнека 3 установлены трубчатые пальцы 5, что приводит к тому, что при поступательно-вращательном движении смеси она взаимодействует с пальцами 5 и значительно интенсивнее перемешивается. При этом смесь подвергается многократному давильному и дробильному воздействию, что приводит к высокой гомогенизации смеси, значительному усилению поверхностно-активных процессов и интенсификации разнообразных химических реакций между ингредиентам смеси. С целью получения компоста в один из картеров 11 подается (при необходимости) воздух, воздушно-кислородная смесь или озон, или раствор с термофильными бактериями. При этом в другой картер могут подаваться калийные или азотные удобрения. Через трубчатые азотные удобрения. Через трубчатые пальцы 5 с отверстиями в стенках указанные вещества поступают в полость корпуса 1 и добавляются в смесь, где они перемешиваясь, участвуют или создают необходимые условия для желаемых химических и биохимических процессов. Если для ускорения получения компоста необходимо повысить температуру смеси или температура смеси на входе была недостаточной, то в картер 11 может быть подан теплоноситель (вода или раствор) либо подогретый газ, или ингредиент в жидкой фазе. Смесь поступает в корпус 1, где она перемещается шнеком 4 к выходному отверстию 9. Для отделения теплоносителя или лишней жидкости корпусы 1 и 2 установлены под углом к горизонту, а в корпусе 2 выполнено щелевое отверстие (не показано). Давление, которое при вращении создает шнек 4, а также дополнительное сопротивление, которое создается заслонкой 10 в выходном отверстии 9, способствует отделению жидкости от смеси. Жидкость стекает по щелевому отверстию в соответствующий сборник (не показан). Далее смесь выходит (стрелка Б) из отверстия 9 и с целью получения компоста укладывается в бурт. Если целью являлось получение смеси для формования топливных брикетов или рассадных горшочков, то ее подают на формовочное устройство (не показано).

Использование устройства создает смесь, которая обеспечивает

- получение топливных брикетов сушкой на воздухе летом через 5 суток, зимой под навесом - через 15 суток;

- получение компостной массы при складировании в буртах - 25 суток, при этом температура 60 градусов по Цельсию в средине бурта достигается через 3 суток.