Устройство для приготовления органических удобрений и органоминеральных смесей

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ И ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ(71) Заявители Кухаренко Иван Николаевич Москальчук Леонид Николаевич Москальчук Сергей Леонидович Ястремский Валерий Леонидович(72) Авторы Кухаренко Иван Николаевич Москальчук Леонид Николаевич Москальчук Сергей Леонидович Ястремский Валерий Леонидович(73) Патентообладатели Кухаренко Иван Николаевич Москальчук Леонид Николаевич Москальчук Сергей Леонидович Ястремский Валерий Леонидович(56) Перегудов В.В. и др. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей. - М. Стройиздат, 1983. - С. 214-218.941817, 1982.1603161 1, 1990.1135980 , 1985.1515864 1, 1994.2182296 2, 2002.4338732, 1982.4175335, 1979.(57) 1. Устройство для приготовления органических удобрений и органоминеральных смесей, содержащее загрузочный питатель, вращающийся барабан, установленный с положительным уклоном на роликовые опоры и имеющий на внешней поверхности венец шестерни для обеспечения вращения от привода, а на внутренней поверхности продольные лопастные насадки, камеру выгрузки, отличающееся тем, что загрузочный питатель снабжен порционными дозаторами для каждого используемого сырьевого компонента, во входной части вращающегося барабана соосно ему смонтирован приводной цилиндр с закрепленными посредством поводков грузами, причем направление вращения приводного цилиндра противоположно направлению вращения барабана, а установленные в остальной части вращающегося барабана лопастные насадки выполнены в виде волнообразных желобов и размещены по винтовым линиям, причем камера выгрузки снабжена средством стерилизации и обеззараживания, например в виде источника ультрафиолетового излучения. 8415 1 2006.08.30 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лопастные насадки имеют переменную,сходящуюся на нет ширину, например в виде составленных один за другим треугольников, и перфорацию в виде отверстий произвольной формы, размера и направления. Изобретение относится к устройствам для приготовления органических удобрений и органоминеральных смесей и может быть использовано в строительной и химической промышленности, в сельском хозяйстве при организации производства органических удобрений и органоминеральных смесей на основе торфа, сапропелей, гидролизного лигнина и другого сырья, а также для утилизации промышленных и коммунально-бытовых отходов. Известна паровая трубчатая сушилка для торфа, состоящая из наклонно установленного вращающегося барабана, в днище которого вмонтированы сушильные трубы, привода, обеспечивающего вращение барабану через зубчатый венец на его внешней поверхности, загрузочного устройства, разгрузочной камеры и пылеосадительной системы 1. Недостатками этой сушилки являются необходимость дробления, измельчения и сортировки материала перед его поступлением в загрузочное устройство, недостижимость равномерного заполнения труб материалом, различие условий и качества сушки в сушильных трубах по радиусу барабана. Кроме того, в таких случаях практически невозможна сушка различных типов торфа, имеющего высокую влажность, низкую степень разложения и насыпную плотность, а также верхового торфа и другого органического сырья, содержащего крупные древесные включения. Известны также барабанные сушилки для измельченной древесины различного фракционного состава в виде опилок, стружек, щепы 2. Сварной барабан, устанавливаемый как с положительным, так и с отрицательным уклоном, на внешней поверхности имеет бандажи для перекатывания по опорным роликам и зубчатую венцовую шестерню, через которую от привода барабану обеспечивается вращение. Внутри барабана в головной его части расположена насадка из винтовых лопастей для питания барабана сырой стружкой. Остальная длина барабана разделена в продольном направлении перегородками на пять отсеков-секторов, в которых укреплены продольные лопасти, предназначенные для перемешивания высушиваемой измельченной древесины. В торцах барабана имеются центральные люки для входа и выхода высушиваемого материала. Известные сушильные устройства, даже при отрицательном угле уклона, имеют ограниченную производительность при сушке измельченной древесины с невысокой насыпной плотностью (примерно до 300350 кг/м 3 в зависимости от породы и влажности древесины) и развитой поверхностью. Эти устройства не могут обеспечить сушку органического и минерального сырья различного состава и структуры, поскольку такое сырье в сравнении с измельченной древесиной не обладает достаточно развитой поверхностью и имеет высокую плотность (например гидролизный лигнин - 500550 кг/м 3, сапропель 600700 кг/м 3, глинисто-солевые шламы калийного производства - 12001300 кг/м 3, доломит - 15001600 кг/м 3, фосфогипс - 18002000 кг/м 3). Наиболее близкой к заявляемому устройству является барабанная конвективная сушилка, применяемая в промышленности строительных материалов для сушки сыпучих и кусковых минеральных материалов глины, песка, гравия, щебня 3. Эта сушилка состоит из вращающегося стального барабана, устанавливаемого с положительным уклоном в 46 к горизонту. Барабан снабжен венцовой шестерней, через которую осуществляется его вращение по опорным бандажам, перекатываемым по неприводным роликовым опорам и исключающим смещение барабана в продольном направлении. Торцы барабана с помощью уплотнительных колец соединены с камерами для загрузки сырого материала через питатель и для выгрузки высушенного материала через затвор и конвейер. Камеры загрузки и выгрузки используются также для подачи и отвода сушильного агента по вари 2 8415 1 2006.08.30 анту прямотока, когда движение материала и сушильного агента совпадают, и по варианту противотока, когда сушильный агент подается навстречу движению материала. Отработанный сушильный агент удаляется из барабана через пылеулавливающую систему, включающую циклон и вентилятор. Корпус барабана снабжен внутренними насадками, которые расположены по образующим барабана и выполнены в одних сушилках по типу ячеек(для сушки материалов, подверженных к пылеобразованию), в других сушилках - промежуточного типа (для сушки материала в виде песка, более крупного по сравнению с глиной) и в третьих - в виде подъемно-лопастной конструкции. В этих устройствах при сушке различных соотношений смеси органических и минеральных веществ, имеющих различные плотности, гранулометрический состав и начальные влажности, требуется их предварительное смешивание до однородного состояния. Такая технологическая операция перед загрузкой в сушилку связана с дополнительными трудозатратами. Однако в процессе сушки однородность смеси неконтролируемо нарушается и изменяется, что не позволяет получить конечный продукт заданного компонентного состава. Так, например, использование известных насадок ячейкового и промежуточного типов при сушке смеси, содержащей ингредиенты невысокой плотности и пылеобразного фракционного состава (верховой и низовой торф, сапропель, гидролизный лигнин и т.п.), связано с многократным пересыпанием смеси высушиваемого материала через все поперечное сечение барабана, и поскольку скорость агента сушки в центральных областях этих сечений наибольшая, то неизбежен унос легких и пылеобразных составляющих смеси агентом сушки, что и приводит к потере части их, дополнительным издержкам по их улавливанию и к нарушению первоначально заданного состава смеси. Использование известных подъемно-лопастных насадок предопределяет цикличность активизации процесса сушки, прямо пропорциональной поверхности испарения, только в периоды осыпания высушиваемого материала с лопастей. При этом на условия осыпания материала влияет естественный угол откоса, который зависит от удельной плотности компонентов смеси, их гранулометрического состава и влажности, а поэтому в процессе сушки наблюдаются случаи, когда верхние слои материала скатываются по нижним слоям или когда весь сегмент материала проскальзывает по поверхности лопастей насадок, или когда наблюдаются промежуточные варианты предыдущих случаев. В результате угол естественного откоса материала в реальных производственных условиях является переменным по длине барабана, что не позволяет достичь управляемости процесса осыпания материала по всей длине барабана, тем самым регламентировать интенсификацию процесса перемешивания и увеличить производительность сушки, и что в конечном итоге является существенным препятствием для создания производства органических удобрений и органоминеральных смесей. Задача изобретения - создание промышленного производства органических удобрений и органоминеральных смесей различного агрохимического состава и высокими потребительскими свойствами, повышение эффективности и производительности процесса сушки и перемешивания используемых природных материалов и веществ, использование промышленных и коммунально-бытовых отходов в качестве вторичного материального ресурса, а также снижение энергетических и транспортных издержек на данных производствах. Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для приготовления органических удобрений и органоминеральных смесей питатель снабжен порционными дозаторами для каждого сырьевого компонента, во входной части барабана соосно последнему смонтирован приводной цилиндр, на внешней поверхности которого закреплены на поводках грузы, причем направление вращения цилиндра противоположно вращению барабана, лопастные насадки, смонтированные в остальной части барабана, выполнены в виде волнообразных желобов и размещены по винтовым линиям, а разгрузочная часть устройства снабжена средствами стерилизации и обеззараживания, например в виде источника ультрафиолетового излучения. 3 8415 1 2006.08.30 Кроме того, с целью интенсификации и повышения эффективности сушки и перемешивания исходных сырьевых компонентов, а также уменьшения выветривания пылеобразных фракций лопастные насадки имеют переменную, сходящую на нет ширину, например в виде составленных один за другим треугольников, и перфорацию в виде отверстий произвольной формы, размера и направления. На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 дано сечение А-А, на фиг. 3 сечение В-В, на фиг. 4 показан фрагмент развертки лопастной насадки, выполненной в виде составленных один за другим треугольников. Устройство для приготовления органических удобрений и органоминеральных смесей содержит загрузочный питатель 1 и размещенные над ним для каждого сырьевого компонента порционные дозаторы 2, которые вмонтированы в камеру загрузки 3, соединенную с помощью уплотнительных колец 4 с барабаном 5, установленным на роликовые опоры 6 с положительным уклоном и имеющим на внешней поверхности венец шестерни 7 для обеспечения его вращения от привода 8. Во входной части барабана 5 соосно ему смонтирован приводной цилиндр 9, на внешней поверхности которого закреплены на поводках 10 грузы 11, причем направление вращения цилиндра 9 противоположно вращению барабана 5. В остальной части барабана 5 на его внутренней поверхности закреплены по винтовым линиям лопастные насадки 12, которые выполнены в виде волнообразных желобов 13 и имеют переменную, сходящую на нет ширину, например в виде составленных один за другим треугольников 14, и перфорацию 15 в виде отверстий произвольной формы, размера и направления. Барабан 5 со стороны разгрузки соединен посредством уплотнительных колец 16 с разгрузочной камерой 17, которая снабжена средством стерилизации и обеззараживания,например в виде источника ультрафиолетового излучения 18. Для сушки сырья 19, находящегося в барабане 5, предусмотрена подача в последний агента сушки через окно 20 в камере загрузки 3 по варианту прямотока, когда движение материала и сушильного агента совпадают и окно 21 в разгрузочной камере 17 по варианту противотока, когда сушильный агент подается навстречу движению материала. Устройство работает следующим образом. Через загрузочный питатель 1 и порционные дозаторы 2 подается заданное технологическим режимом количество исходных компонентов сырья 19 во входную часть барабана 5, который, опираясь на роликовые опоры 6, вращается через венец шестерни 7 от привода 8. За счет сил трения сырья 19 о стенки вращающегося барабана 5 происходит смещение сырья в направлении вращения барабана и поддержание его в таком положении, а грузы 11, прикрепленные поводками 10 к цилиндру 9, вращающемуся навстречу барабану 5, ударяют по сырью 19 и осуществляют его разрыхление и измельчение, а также предварительное перемешивание. За счет положительного уклона и вращения барабана 5 сырье 19 постепенно перемещается в зону лопастных насадок 12, которые захватывают его и при дальнейшем вращении барабана 5 часть компонентов сырья пересыпается и проскальзывает вдоль плоскости насадок вследствие их расположения по винтовой линии,другая часть пересыпается и проскальзывает поперек плоскости насадок вследствие выполнения их в виде волнообразных желобов 13, при этом частично просыпаясь через отверстия перфорации 15 и окончательно ссыпается с плоскости насадок, поскольку их ширина переменная и в конце барабана сходит на нет. Таким образом, предлагаемые конструктивные элементы обеспечивают принудительное и непрерывное пересыпание используемых компонентов сырья и тем самым создают большую поверхность испарения, что в целом приводит к интенсификации процесса сушки, расположены у поверхности барабана 5, где скорость воздушного потока наименьшая и, следовательно, ниже и вероятность уноса легких пылеобразных частиц сырья, и многократно повторяются по всей рабочей зоне барабана 5 с насадками 12, способствуют более тщательному перемешиванию компонентов сырья и интенсивному обдуву частиц возду 4 8415 1 2006.08.30 хом, который подается через окно 20 камеры загрузки 3 по варианту прямотока или через окно 21 разгрузочной камеры 17 по варианту противотока. На выходе из барабана 5, при необходимости, приготовленный продукт подвергается стерилизации и обеззараживанию, например, посредством источника ультрафиолетового излучения 18, установленного в разгрузочной камере 17. Отвод отработанного агента сушки предусмотрен по варианту прямотока через разгрузочную камеру 17, а по варианту противотока через камеру загрузки 3. Использование изобретения позволит модернизировать известные в строительной и химических отраслях промышленности барабанные сушильные установки, повысить производительность и эффективность их работы, снизить энергетические и транспортные затраты при их эксплуатации, а также создать промышленное производство органических удобрений и органоминеральных смесей регулируемого компонентного состава и высокими потребительскими свойствами, а также использовать в качестве вторичных материальных ресурсов промышленные и коммунально-бытовые отходы. Источники информации 1. Наумович В.М. Искусственная сушка торфа. - М. Недра, 1984. - С. 138-149. 2. Серговский П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. - М. Лесная промышленность, 1975. - С. 289-294. 3. Перегудов В.В., Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей. - М. Стройиздат, 1983. - С. 214-218. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5