Установка для переработки органических отходов в биогумус

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В БИОГУМУС(71) Заявитель Полех Валерий Владимирович(72) Автор Полех Валерий Владимирович(73) Патентообладатель Полех Валерий Владимирович(57) Установка для переработки органических отходов в биогумус, включающая располагаемые параллельно с проходами в помещении, снабженном системой жизнеобеспечения червей, многоярусные стеллажи, каждый из которых содержит раму, состоящую из вертикальных стоек с закрепленными на них горизонтальными основаниями, на которых установлены подвижные ложа для заселенного червями компоста, имеющие днище и боковые стенки, при этом днища подвижных лож выполнены в виде бесконечных ленточных рабочих транспортеров, а боковые стенки лож образованы панелями, неподвижно закрепленными на вертикальных стойках рамы, установленное в торце многоярусных стеллажей с возможностью перемещения по нижним и верхним направляющим в поперечном к многоярусным стеллажам направлении устройство для загрузки корма для червей с подвижными в вертикальной шахте кормораздаточным узлом и кабиной управления, установленный в противоположном торце многоярусных стеллажей перпендикулярно к ним конвейер для отвода биогумуса-сырца, а также устройство для перемещения подвижных лож, выполненное в виде мотора-редуктора с механизмом привода рабочих транспортеров, при этом каждый рабочий транспортер имеет передний приводной барабан с выступающим за пределы вертикальной стойки валом, на котором жестко установлена коническая шестерня для взаимодействия с устройством для перемещения подвижных лож, а мотор-редуктор 14490 1 2011.06.30 установлен на фундаменте у основания передних вертикальных стоек, причем кормораздаточный узел содержит жестко закрепленный на нем кормораздаточный бункер, имеющий в верхней части вертикальный телескопический короб подачи корма, который жестко соединен с кормоподающим транспортером, установленным на верхних направляющих, а ниже кормораздаточного бункера в кормораздаточном узле установлен с возможностью горизонтального перемещения в зону загрузки корма кормораздаточный транспортер. Заявляемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к переработке в биогумус органических отходов как природного происхождения, так и отобранных при сортировке твердых бытовых отходов. Заявляемое техническое решение может быть использовано как на специально созданных предприятиях, так и на участках предприятий по переработке твердых бытовых отходов. Известна установка для переработки органических отходов в биогумус, содержащая многоярусный стеллаж с вертикальными стойками, ярусы которого снабжены поддонами,служащими основаниями для лож с заселенным червями компостом, а вертикальные стойки снабжены направляющими для установки дополнительных поддонов. Ярусы выполнены в виде грядок, образованных рядами поддонов, стыки которых находятся на линии вертикальных стоек и расположены друг над другом на высоте, обеспечивающей возможность наращивания слоев компоста 1. Недостатком известной установки является отсутствие механизации по загрузке органических отходов и выгрузке биогумуса и, как следствие, наличие ручного труда. Наиболее близкой к заявляемой является установка для переработки органических отходов в биогумус, содержащая расположенные параллельно с проходами в помещении,снабженном системой жизнеобеспечения червей, многоярусные стеллажи с основаниями для подвижных лож с заселенным червями компостом, устройства для загрузки, разгрузки и перемещения лож, при этом в каждом торце многоярусных стеллажей установлены на рельсовом ходу с возможностью перемещения в поперечном к многоярусным стеллажам направлении манипуляторы с подвижными в вертикальных шахтах кабиной управления и кареткой с направляющими полозами для подвижных лож, совмещаемыми с многоярусными полозами многоярусных стеллажей, причем направляющие полозы в каретке выполнены с возможностью их вертикального перемещения относительно нижней поверхности каретки, на которой установлены гидроцилиндры с осями, параллельными полозам каретки, штоки гидроцилиндров обращены в сторону многоярусных стеллажей с возможностью взаимодействия с устанавливаемым на каретке подвижным ложем, а в направлении, параллельном передвижению манипулятора, со стороны разгрузки установлен конвейер с механизмом разгрузки ложа, выполненным в виде беличьего колеса на опорных роликах с расположенными внутри него полозами для ложа с механизмом фиксации последнего при его опрокидывании 2. Однако известная установка слишком сложна по конструкции, сложна в эксплуатации и в значительной степени требует наличия ручного труда. Задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является упрощение конструкции, работы и эксплуатации устройства для переработки органических отходов в биогумус, а также практически полное исключение ручного труда. Решение указанной задачи достигается тем, что предлагается установка для переработки органических отходов в биогумус, включающая располагаемые параллельно с проходами в помещении, снабженном системой жизнеобеспечения червей, многоярусные стеллажи, каждый из которых содержит раму, состоящую из вертикальных стоек с закрепленными на них горизонтальными основаниями, на которых установлены подвижные ложа для заселенного червями компоста, имеющие днище и боковые стенки, при этом 2 14490 1 2011.06.30 днища подвижных лож выполнены в виде бесконечных ленточных рабочих транспортеров, а боковые стенки лож образованы панелями, неподвижно закрепленными на вертикальных стойках рамы, установленное в торце многоярусных стеллажей с возможностью перемещения по нижним и верхним направляющим в поперечном к многоярусным стеллажам направлении устройство для загрузки корма для червей с подвижными в вертикальной шахте кормораздаточным узлом и кабиной управления, установленный в противоположном торце многоярусных стеллажей перпендикулярно к ним ленточный конвейер для отвода биогумуса-сырца, а также устройство для перемещения подвижных лож, выполненное в виде мотора-редуктора с механизмом привода ленточных рабочих транспортеров, при этом каждый ленточный рабочий транспортер имеет передний приводной барабан с выступающим за пределы вертикальной стойки валом, на котором жестко установлена коническая шестерня для взаимодействия с устройством для перемещения подвижных лож, а мотор-редуктор установлен на фундаменте у основания передних вертикальных стоек, причем кормораздаточный узел содержит жестко закрепленный на нем кормораздаточный бункер, имеющий в верхней части вертикальный телескопический короб подачи корма, который жестко соединен с кормоподающим ленточным транспортером, установленным на верхних направляющих, а ниже кормораздаточного бункера в кормораздаточном узле установлен с возможностью горизонтального перемещения в зону загрузки корма кормораздаточный ленточный транспортер. При этом в заявляемом устройстве для упрощения конструкции, работы и эксплуатации устройства для переработки органических отходов в биогумус, а также практически полного исключения ручного труда необходимо регулировать скорости ленточных рабочих транспортеров, что обеспечивается за счет того, что передний приводной барабан каждого ленточного рабочего транспортера имеет выступающий за пределы вертикальной стойки вал с жестко установленной на нем конической шестерней для взаимодействия с устройством для перемещения подвижных лож, выполненным в виде мотора-редуктора с механизмом привода ленточных рабочих транспортеров, при этом мотор-редуктор установлен на фундаменте у основания передних вертикальных стоек. На фиг. 1 изображено заявляемое устройство для переработки органических отходов в биогумус, вид сбоку. На фиг. 2 - то же, вид спереди. На фиг. 3 - то же, вид сверху. Предлагаемая установка для переработки органических отходов в биогумус содержит многоярусные стеллажи 1, расположенные параллельно с проходами в помещении, снабженном системой жизнеобеспечения червей. Каждый стеллаж 1 содержит раму, состоящую из вертикальных стоек 2, установленных на фундаменте с шагом 2000 мм, с закрепленными на них с шагом 500-700 мм горизонтальными основаниями 3 -образного сечения, на которых установлены подвижные ложа с заселенным червями компостом. Горизонтальные основания 3 выполнены выступающими по длине за пределы первой (зона загрузки) и последней (зона разгрузки) стоек 2 рамы. Подвижные ложа имеют днища в виде бесконечных ленточных рабочих транспортеров 4 длиной 21 м. Передний приводной барабан 5 каждого ленточного рабочего транспортера 4 имеет выступающий за пределы вертикальной стойки 2 вал 6 с жестко установленной на нем конической шестерней 7 для взаимодействия с устройством для перемещения подвижных лож. Боковые стенки подвижных лож образованы навесными панелями 8 клюшкообразного сечения размером 2000400 мм, неподвижно закрепленными на вертикальных стойках 2 рамы. Устройство для перемещения подвижных лож выполнено в виде мотора-редуктора 9 с механизмом 10 привода ленточных рабочих транспортеров 4, при этом мотор-редуктор 9 установлен на фундаменте у основания передней вертикальной стойки 2. 14490 1 2011.06.30 С боков и сверху многоярусных стеллажей 1 имеются диагональные растяжки (на фигурах не показаны) в виде металлических полос для придания необходимой жесткости всей конструкции. В торце многоярусных стеллажей 1 на нижних направляющих 11 и верхних направляющих 12 установлено на катках 13 с электроприводом 14 с возможностью перемещения в поперечном к многоярусным стеллажам 1 направлении устройство 15 для загрузки корма для червей с подвижными в вертикальной шахте 16 кормораздаточным узлом 17 и кабиной 18 управления. Кормораздаточный узел 17 содержит жестко закрепленный на нем кормораздаточный бункер 19, имеющий в верхней части вертикальный телескопический короб 20 подачи корма, который жестко соединен с кормоподающим ленточным транспортером 21, установленным на верхних направляющих 12, при этом кормоподающий ленточный транспортер 21 электрически связан с вертикальным кормоподающим ленточным транспортером 22, который, в свою очередь, электрически связан с горизонтальным ленточным танспортером 23 емкости накопителя 24 корма. Кормораздаточный бункер 19 имеет нижнее разгрузочное отверстие 25. Ниже кормораздаточного бункера 19 установлен в кормораздаточном узле 17 с возможностью горизонтального перемещения в зону загрузки корма кормораздаточный ленточный транспортер 26. В кабине оператора расположено устройство (на фигурах не показано) автоматического согласования скоростей ленточных транспортеров 4 и 26. В противоположном торце многоярусных стеллажей 1, в зоне разгрузки готового продукта, установлен перпендикулярно к стеллажам 1 ниже уровня рабочих лож конвейер в виде ленточного транспортера 27 для отвода биогумуса-сырца. Установка работает следующим образом. Первым этапом работы является загрузка червей с кормом в рабочие ложа. Этот единственный этап выполняется с применением ручного труда, а именно ящики с червями и кормом устанавливаются на свободной площади нижнего горизонтального основания кормороздатачного узла 17. Далее по заданной технологическим регламентом программе устройство 15 для загрузки корма для червей движется по направляющим 11 и 12 в поперечном к многоярусным стеллажам 1 направлении в зоне загрузки корма. При подъезде к нужному стеллажу 1 срабатывает система (на фигурах не показана) распознавания и точной остановки, и устройство 15 для загрузки корма останавливается. При этом кормораздаточный узел 17 выводится оператором по вертикали на уровень нужного рабочего ложа и содержимое ящиков в нужном количестве высыпается оператором (при необходимости эта операция может быть механизирована) на ленту кормораздаточного ленточного транспортера 26,который выдвигается над рабочим ложем, и при включении кормораздаточного ленточного транспортера 26 черви с кормом высыпаются на ленточный рабочий транспортер 4. Кормораздаточный ленточный транспортер 26 убирается оператором в исходное положение, кормораздаточный узел 17 перемещается по вертикали к следующему рабочему ложу,и операция загрузки ленточного рабочего транспортера 4 червями с кормом повторяется до полной загрузки стеллажа 1. Далее устройство 15 загрузки корма перемещается к следующему стеллажу 1, и весь цикл загрузки червями повторяется. Через заданный по регламенту срок (зависит от количества содержащихся в кормовом субстрате червей, обычно от 2 до 4 недель), после того как черви переработают заложенный изначально корм, начинается процесс закладки нового корма в рабочие ложа. При этом первоначально оператором в кабине 18 включаются ленточные транспортеры 21, 22 и 23 подачи корма в бункер 19 кормораздатачного узла 17 через вертикальный телескопический короб 20 подачи корма. При срабатывании датчиков (на фигурах не показаны) максимального уровня загрузки бункера 19 ленточные транспортеры 21, 22 и 23 отключаются и далее система подачи корма работает в автоматическом режиме, т.е. при 4 14490 1 2011.06.30 срабатывании датчиков (на фигурах не показаны) минимальной загрузки бункера ленточные транспортеры 21, 22 и 23 опять включаются и производится очередная загрузка корма для червей в бункер 19 и т.д. Из бункера 19 корм высыпается через нижнее разгрузочное отверстие 25 на ленту корморазадаточного транспортера 26. Кормораздаточный узел 17 выводится оператором на уровень нужного рабочего ложа, и при этом включается лента кормораздаточного транспортера 26, который выдвигается над рабочим транспортером 4. В момент подведения кормораздаточного ленточного транспортера 26 к участку ленточного рабочего транспортера 4, заселенному червями, срабатывают датчики (на фигурах не показаны) включения приводов (на фигурах не показаны) кормораздаточного ленточного транспортера 26 и ленточного рабочего транспортера 4, ленточные транспортеры 26 и 4 приходят в движение, и корм высыпается с кормораздаточного ленточного транспортера 26 на ленточный рабочий транспортер 4. Количество корма и периодичность кормлений рассчитываются исходя из количества червей в рабочем ложе. Подача корма в рабочие ложа регулируется скоростью ленточного кормораздаточного транспортера 26, зазором между ленточным транспортером 26 и бункером 19, а также скоростью ленточного рабочего транспортера 4 подвижного ложа. Скорости кормораздаточного ленточного транспортера 26 и ленточного рабочего транспортера 4 подобраны с помощью согласующего устройства (на фигурах не показано) так, что слой корма на ленточном рабочем транспортере 4 имеет необходимую толщину и формируется непрерывной лентой без разрывов, что позволяет червям беспрепятственно передвигаться навстречу свежему корму и поедать его. После закладки корма до необходимого объема оператором выключаются приводы кормораздаточного ленточного транспортера 26 и ленточного рабочего транспортера 4 и кормораздаточный ленточный транспортер 26 выводится из зоны загрузки в исходное положение. Кормораздаточный узел 17 перемещается по вертикали на уровень следующего подвижного ложа, и процесс закладки корма повторяется до заполнения всех подвижных лож данного стеллажа 1 до нужного объема. Далее устройство 15 для загрузки корма по направляющим 11 и 12 переводится к следующему стеллажу 1, и процесс закладки корма повторяется. Закладка корма производится один раз в сутки в объеме, который могут переработать имеющиеся на подвижном ложе черви. В процессе циклического заполнения подвижных лож кормом черви перемещаются навстречу новому корму, в сторону закладки корма (противоположную направлению движения ленты рабочего транспортера 4), оставляя после себя биогумус-сырец. Процесс кормления червей повторяется до полного заполнения подвижного ложа кормом и наработанным червями биогумусом. При этом основная масса червей все время сконцентрирована в передней части подвижного ложа, в зоне закладки корма. При оптимальной длине ленточного рабочего транспортера 4 в 21 м и просчитанном режиме кормлений к моменту разгрузки биогумус-сырец оказывается полностью свободным от червей. После полного заполнения подвижного ложа кормом и биогумусом разгрузка наработанного червями биогумуса производится автоматически, одновременно с закладкой корма в подвижные ложа во время движения ленточного рабочего транспортера 4 биогумуссырец в задней части ленточного рабочего транспортера 4 сваливается на ленточный транспортер 27 для отвода готового продукта, расположенный в зоне разгрузки ниже уровня подвижных лож. С отводящего ленточного транспортера 27 биогумус-сырец транспортируется на участок ферментации или дальнейшей переработки согласно технологическому регламенту. При необходимости выборки кормового субстрата с червями из подвижных лож под ленточный рабочий транспортер 4 подводится кормораздаточный ленточный транспортер 26 и включением обратного хода ленточного рабочего транспортера 4 необходимое коли 5 14490 1 2011.06.30 чество кормового субстрата с червями выгружается на кормораздаточный ленточный транспортер 26, откуда кормовой субстрат с червями убирается в соответствии с технологическим регламентом. При высокой плотности червей (50-100 тысяч штук на 1 м 2) выход биогумуса-сырца при использовании предлагаемой установки составляет до 1 т в год с 1 м 2 рабочей площади. При такой высокой плотности червей и оптимальных условиях (качественный сбалансированный по составу корм влажность корма 806,8-7,220 С) выход биогумуса-сырца может составить до 2 т в год с 1 м 2 рабочей площади. Применение в качестве подвижных лож ленточных рабочих транспортеров позволяет наладить непрерывное производство биогумуса-сырца и быстро, аккуратно и без потерь производить закладку корма для червей с помощью устройства для загрузки и одновременно автоматически разгружать наработанный червями биогумус-сырец, а также упрощает и позволяет механизировать одну из наиболее трудоемких и длительных операций(около 2 недель) - выборку червей. Сравнительно высокая металлоемкость установки окупается высокой производительностью и возможностью наладить серийный промышленный выпуск многоярусных стеллажей с ленточными рабочими транспортерами в качестве подвижных лож с целью широкого внедрения предлагаемой установки в сельском хозяйстве и других отраслях, имеющих отходы органики. Это позволит значительно улучшить экологическую ситуацию в местах скопления отходов органики и получить высокий экономический эффект в масштабах страны. Применение компактных многоярусных стеллажей позволяет эффективно использовать площади и объемы производственных помещений, а использование современных строительных технологий и теплоизоляционных материалов, а также установок микроклимата позволяет создавать оптимальные условия для высокопроизводительной работы заявляемой установки в любых географических и климатических условиях. Помимо стационарных, на базе данной установки возможно создание мобильных комплексов по переработке в биогумус отходов органики, что позволит резко расширить сферу применения данной установки в народном хозяйстве, а это, в свою очередь, позволит решить целый ряд не только экономических и экологических, но и социальных проблем, таких как создание новых рабочих мест и повышение уровня жизни населения, за счет применения в сельском хозяйстве экологически чистого и высокоэффективного удобрения - биогумуса. Источники информации 1. Патент России 2108998, МПК 05 9/02, 1985. 2. Патент Беларуси 9278, МПК 05 9/02, 11/06, 2004. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7