Перемішувач-активатор біогазової установки

Перемішувач-активатор біогазової установки, який містить корпус з газовими колекторами та днищем, всередині корпусу розміщено напрямний стержень з каналами та еластичний тор, що перекочується по внутрішній поверхні корпусу при русі стержня, який відрізняється тим, що на одному з кінців стержня розміщено пружні підвіски з дисками між ними, підвіски з'єднані між собою гофрованим циліндричним ковпаком, на якому встановлено тор, між гофрованими поверхнями стержня та виступу днища корпусу розташовано додатковий тор, причому на виступі днища встановлено газовідвідний колектор з гофрованим кожухом, закріпленим на ньому та на стержні. (19) (21) a200604887 (22) 03.05.2006 (24) 27.04.2009 (46) 27.04.2009, Бюл.№ 8, 2009 р. (72) ПАРХОМЕНКО АНАТОЛІЙ ЛЕОНТІЙОВИЧ, UA, ГВОЗДЕВИЧ ОЛЕГ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, МУХА ОРЕСТ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ШАМБЕЛЬ БОГДАН СЕМЕНОВИЧ, UA (73) ПАРХОМЕНКО АНАТОЛІЙ ЛЕОНТІЙОВИЧ, UA, ГВОЗДЕВИЧ ОЛЕГ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, МУХА ОРЕСТ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ШАМБЕЛЬ БОГДАН СЕМЕНОВИЧ, UA (56) SU 1739134 A1, 07.06.1992 UA 21209 A, 15.11.2002 SU 1768530 A1, 15.10.1992 3 з гофрованим кожухом, закріпленим на ньому та стержні. Причинно-наслідковий зв’язок між ознаками, що відрізняють та характеризують винахід, і технічним результатом, який буде досягнуто, полягає в тому, що: - розміщення пружної підвіски з клапанними дисками між ними на верхньому кінці робочого органа активатора - стержня зумовлює переміщення циліндричного ковпака та перекриття відповідних отворів підвіски диском клапана і відкриття інших отворів підвіски завдяки відходу останньої від диску. Пропонована конструкція забезпечує циклічний зворотно-поступальний рух стержня, на який вмонтовують пристрій, що перемішує біосировину, наприклад, систему горизонтально розташованих лопатей (на Фіг. не показана). Крім того, пропоноване розміщення деталей та вузлів пристрою утворює біогазову камеру між нижніми підвісками, верхнім тором, днищем та нижнім тором, що перекочується по нижній частині стержня і виступом днища; - з’єднання підвісок між собою гофрованим ковпаком - кільцем необхідне для перекочування тору між цим кільцем та корпусом перемішувача; - встановлення газовідвідного колектора з гофрованим кожухом, закріпленим в нижній частині стержня та одночасно на колекторі на виступі днища слугує для збору та відводу біогазу, що генерується в метантенку, через колектор та перфорований напрямний стержень. Крім того, наявність торів необхідно для реалізації автоколивного руху робочого органу активатора та стабілізації його вертикального положення, що покращує ефективність дії та герметизацію біогазової камери. В джерелах патентної і науково-технічної інформації не виявлено вищенаведені нові признаки перемішувача-активатора, що заявляється, отже, можна стверджувати, що новий пристрій - перемішувач-активатор біогазової установки, відповідає критерію „новизна”. Крім того, наведені вище ознаки нового перемішувача-активатора, що відрізняють його від пристрою - прототипу і надають йому нових властивостей, а також послідовність їх здійснення, є суттєвими для роботи перемішувача та достатніми для досягнення технічного результату, який забезпечує винахід, отже відповідають критерію „суттєві відзнаки”. Техніко-економічними перевагами пропонованого перемішувача - активатора є підвищення ефективності процесу збродження біосировини в метантенку за рахунок здійснення автоколивного руху робочого стержня, а також зниження енергоємності процесу перемішування за рахунок використання однонаправленного потоку стисненого в метантенку біогазу. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на Фіг. показаний загальний вигляд модуля приводу перемішувача - активатора біогазової установки. Модуль приводу перемішувача-активатора біогазової установки включає корпус 1 з кільцевим колектором 2, циліндричний ковпак 3, встановлений на еластичному торі 4 в корпусі 1, і з’єднаний через підвіски 5 і 6 з пружного матеріалу, напри 86387 4 клад, гуми,поліуретану тощо із напрямним стержнем 7, жорстко з’єднаним з ковпаком 8, який має отвори F та на якому встановлені з диски 9 та 10. Корпус 1 з’єднаний гвинтами 12 з його днищем 13 через профільоване ущільнююче кільце 11. На циліндричному виступі днища 13 встановлений колектор 14, зафіксований від осьового зміщення розрізним кільцем 15 і захищений від середовища метантенка кожухом 16 та гофрованим кожухом 17, закріпленим розрізними кільцями 18 і 19 відповідно на колекторі 14 та напрямному стержні 7, який через еластичний тор 20 рухомо з’єднаний з циліндричним виступом днища 13. Корпус 1 герметично з’єднується з реактором резервуаром метантенка 21, оснащеного пристроєм 22 для виходу біогазу до споживача. Перемішувача-активатора діє наступним чином. Пристрій на Фіг. зображений при одному з двох крайніх положень (верхньому) циліндричного ковпака3. У процесі анаеробної ферментації біомаси в резервуарі 21 метантенка генерується біогаз, який через кільцеву щілину М між кожухом 16 і гофрованим пружним кожухом 17 та циліндричні канали К і J колектора 14 і далі через радіальні отвори G та F напрямного стержня 7 і ковпака 8 відповідно та отвори Е підвіски 6 потрапляє в камеру, створену кожухом 1, еластичним тором 4, циліндричним ковпаком 3 та підвіскою 6. Під дією тиску біогазу у вказаній камері циліндричного ковпаку 3 останній переміщується вниз, а еластичні тори 4 та 20 перекочуються відповідно по гофрованих поверхнях С та А циліндричного ковпака 3 і корпуса 1 і гофрованих поверхнях H напрямного стержня 7 та L циліндричного виступу днища 13. Оскільки моментна характеристика еластичного тору [див. AC CPCP SU №1739134А1, кл. F16F9/02, 1992] є несиметричною періодичною функцією, то переміщенню ковпака 3 сумісно із стержнем 7 чиниться опір тангенціальними силами пружності торів 4 і 20 до такої фази руху, при якій втрачається їх стійкість і вказані сили змінюють свій знак на протилежний, тобто із гальмівних перетворюються на рушійний. Положення тору 4 у вказаній його фазі узгоджене із розташуванням випускних отворів В корпуса 1, охоплених кільцевим колектором 2 так, що до остаточного їх перекриття тором 4 сумарна сила торів 4 і 20 стає рушійною і забезпечує примусовий рух циліндричного ковпака 3 в крайнє нижнє положення, при якому підвіска 5 опирається на днище 13. При русі циліндричного ковпака 3 до перекриття отворів В біогаз із нижньої камери через ці отвори виштовхується у кільцевий колектор 2 і далі у допоміжну магістраль. У момент перекриття вказаних отворів тор 4 набуває рушійного моменту і, діючи на циліндричний ковпак 3, миттєво переміщує його на пружних підвісках 5 і 6 так, що при цьому відбувається перекриття отворів Е підвіски 6 диском 10 клапана і відкриття отворів D підвіски 5, яка відходить від диска 9. Завдяки цьому створюється канал між резервуаром 21 метантенка і нижньою камерою приводу перемішувача, створеною кожухом 1, підвіскою 5, днищем 13, стержнем 5 86387 7 та торами 4 і 20. Аналогічно процес повторюється у зворотньому напрямку. Ковпак 5 переміщується вгору і пристрій забезпечує зворотнопоступальний рух стержня 7, на якому закріплюється робочий орган (лопаті довільної форми – на Фіг. не показані) перемішувача. Отже, функціонування модуля переміщувача забезпечує мінімальну енергоємність біоустановки, оскільки використовує потенціальну енергію стиснутого біогазу і впливає на характеристичні параметри газового потоку, який відбирається із резервуара метантенка через вихідний пристрій 22. Модуль приводу перемішувала герметичне з’єднується Із горловиною резервуара біореактора, утворюючи єдину систему біогазової установки. Вузол, створений елементами 16, 17 та 14, виключає можливість попадання твердої фази субстрату у камери корпуса 1, а застосування еластичних торів 4 та 20 крім наведеного вище забезпечує перехід від тертя ковзання у відомих конструкціях до тертя кочення, а також герметичність при грубій обробці робочих поверхонь. Таким чином, принцип дії модульного блока перемішувача-активатора ґрунтується на реаліза Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 6 ції автоколивного руху робочого органа активатора за рахунок потенціальної енергії стиснутого газу, що продукується біореактором. Такий підхід забезпечує зменшення енерговитрат на реалізацію оптимальних умов біогенезу в метантенку, а значить - мінімізацію енергоємності об’єкта. Крім цього, релаксаційний тип автоколивань активатора забезпечує високу інтенсивність перемішування і, формуючи пульсуючий характер потоку біогазу, спрощує систему комунікації між джерелом і накопичувачем кінцевого продукту, а разом з тим призводить до зменшення матеріалоємності біореактора. Література: 1. Деклараційний патент України №51209А, МПК6 С02F11/04, C02F3/28. Біогазова установка. //Бюл. №11, 2002. 2. Застосування активаторів-перемішувачів в системах генерації біогазу / ІІІ-а Міжнар. наук.практ. конф. „Нетрадиційні і поновлювані джерела енергії як альтернативні первинним джерелам в регіоні”, 14-15 квітня 2005р., Збірник наук. статей. Львів, ЛвЦНТЕІ, с.145-146. 3. Авт. свид. СССР №1739134 А1, кл.F16F9/02. Тормозное устройство. //07.06.92, Бюл. №21.- прототип. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601