Мобільна біогазова установка

Реферат: UA 68309 U UA 68309 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв для переробки та утилізації біомаси з метою отримання біогазу та високоякісних органічних добрив і може застосовуватись в фермерських та присадибних господарствах. Відомий біогазовий реактор (Патент України № 7184 МПК C02F 11/04, опублікований 15.06.2005), що складається з резервуара, ковпака, пластини активатора, підігрівника. Недоліком даної установки є те, що: - перемішування субстрату відбувається за рахунок використання пластини активатора з гідравлічним приводом від пульсатора, який не забезпечує перемішування субстрату в товщі біомаси через те, що збудження біомаси відбувається за рахунок коливальних рухів активатора, що лише призводить до зміщення шарів біомаси один відносно одного; - нерівномірність прогріву біомаси тому, що джерело тепла розташоване внизу біореактора, а мішалка-активатор не розподіляє підігрітий субстрат рівномірно по всьому об'єму біореактора в процесі роботи пластини активатора; - ускладнення очистки стінок установки від осаду, що утворюється в процесі експлуатації установки; - складність вивантаження відпрацьованого субстрату з установки; необхідність використання додаткового обладнання для зберігання та транспортування відпрацьованого субстрату в місця його використання. За прототип вибрано біогазову установку (Патент України № 49746 МПК C02F 11/04, опублікований 11.05.2010) яка містить теплоізольований резервуар, отвори завантаження та видалення субстрату, засіб циркуляції, перемішування аерації та нагріву субстрату, засоби нагрівання та перемішування виконано у вигляді встановленого по центру резервуара циліндра з порожнинними стінками, що опирається в нижній частині резервуара на опорний підшипник, до якого в верхню його частину підведений трубопровід подачі підігрітої води, що надходить в субстрат з каліброваних сопел, які розміщені під кутом на патрубках, що закріплені на циліндрі, вихід підігрітої кисневмісної рідини з сопел забезпечує обертовий рух навколо пустотілого вала, що і призводить до перемішування субстрату в біогазовому реакторі. Недоліком такого реактора є: - технічна складність механізму перемішування субстрату в біогазовій установці; - ускладнення при очищенні стінок біореактора від осаду, що утворюється в процесі експлуатації; - необхідність використання додаткових резервуарів і обладнання для зберігання та транспортування відпрацьованого субстрату в місця внесення його як добрива. В основу корисної моделі поставлено задачу створення біогазової установки, в якій за рахунок встановлення біореактора на раму шасі забезпечується самоочищення стінок біореактора та вирішується проблема зберігання і транспортування відпрацьованого субстрату на поля для внесення його як добрива. Поставлена задача вирішується тим, що біогазова установка, яка містить резервуар, встановлений на шасі, в якому встановлені дві лопатевих мішалки, привід яких відбувається від гідромоторів, що через гідропроводи сполучені з напірною магістраллю насосної станції, що містить гідронасос, гідравлічний розподільник, перепускний клапан, манометр, фільтр, та гідробак. Привід насосної станції відбувається від електродвигуна. На валах мішалок закріплені в два ряди лопаті, що встановлюються на відстані L одна від одної. В верхній частині резервуара встановлено люк, в якому розташовано завантажувальну горловину з кришкою, яка використовується для ручного завантаження субстрату в резервуар. На поверхні резервуара встановлено датчик тиску та запобіжний клапан, зверху на резервуарі встановлено газопровід з краном для відведення газу до газгольдера через газопровід. З газгольдера газ потрапляє безпосередньо до споживача. В передній частині резервуара встановлений компресор, що приєднаний до повітропроводу, в задній частині розташований зливний трубопровід та зливний кран. На кресленні представлено схему запропонованої корисної моделі. Мобільна біогазова установка містить шасі 1, на якому встановлено резервуар 2 (реактор). Всередині резервуара 2 вмонтовані дві лопатеві мішалки 3, що приводяться в обертовий рух від гідромоторів 4, які закріплені на поверхні резервуара. Лопатеві мішалки 3 встановлені на валу 5, який з'єднаний з гідромотором муфтою 6, лопатеві мішалки встановлені в два ряди на відстані L одна від одної. В верхній частині резервуара розташований люк 7, в якому вмонтовано додаткову горловину 8 з кришкою 9, що використовується для ручного завантаження субстрату в резервуар. На поверхні резервуара встановлено запобіжний клапан 10, манометр 11, та газопровід 12 з краном 13. В передній частині встановлено компресор 14, що приєднаний до повітропроводу 15, який закінчується в нижній точці резервуара. Привід компресора 1 UA 68309 U 5 10 15 20 25 30 35 40 відбувається через вал відбору потужності енергозасобу. Привід гідромоторів 4 мішалок відбувається від насосної станції, до складу якої входить гідробак 16, гідронасос 17, перепускний клапан 18, розподільник 19, гідропроводи 20, манометр 21, фільтр робочої рідини 22 та електродвигун 23. В задній частині резервуара в нижній точці встановлено зливний трубопровід 24 та зливний кран 25. Працює машина наступним чином. Установка встановлюється неподалік місць отримання субстрату чи біля вигрібних ям. Субстрат завантажується в резервуар 2 через горловину 8 при відкритій кришці 9, субстрат розбавляємо водою для зменшення густини. Резервуар 2 заповнюється субстратом та водою на 2/3 від об'єму резервуара. Після повного заповнення, для кращого виділення біогазу з субстрату, його необхідно перемішувати, субстрат перемішується лопатевими мішалками 3, мішалки приводяться в обертовий рух гідромоторами 4, які сполучені гідропроводами 20 з насосною станцією. Для початку перемішування вмикають привід насосної станції електродвигун 23, який приводить в дію гідронасос 17, який починає створювати тиск в напірній магістралі гідропроводу. Для приведення в рух гідромоторів 4 переводимо розподільник 19 в положення ІІ, після цього мішалки починають обертатись і змішувати субстрат. Після проведення змішування змішувачі вимикають, для цього гідравлічний розподільник переводять в положення І і вимикають електродвигун 23. Перемішування проводиться періодично раз на 12 год. Через певний час з субстрату починає виділятись газ, який накопичується в верхній частині резервуара 2. Коли в резервуарі тиск зростає до 5 атм., відкривається кран 13 і газ по газопроводу 12 потрапляє в газгольдер, звідки при потребі відбирається споживачами. Значення тиску в резервуарі контролюється манометром 11. На резервуарі встановлено запобіжний клапан 10, що запобігає підвищенню тиску в газгольдері вище максимально можливого рівня. Коли з субстрату перестає виділятись газ і його необхідно вилучити з резервуара, то відключаємо газопровід 12 від резервуара 2, зрівноважуємо тиск в резервуарі 2 з атмосферним. Для цього відкриваємо кран 13 та спускаємо залишки газу. Після врівноваження тиску кран 13 закриваємо, приєднуємо біогазову установку до транспортного засобу та транспортуємо на поле. Під час руху виникають коливання субстрату, які змушують битись субстрат об стінки резервуара, це призводить до змивання осаду з стінок резервуара. Коли біогазова установка привезена на місце внесення відпрацьованого субстрату, відкриваємо зливний кран 25, приєднуємо компресор 14 до вала відбору потужності транспортного засобу. Під час обертання вала відбору потужності компресор 14 починає створювати тиск повітря в повітропроводі 15, з нього потік повітря потрапляє через шар субстрату до резервуара 2, де починає створюватись надлишковий тиск. При збільшенні тиску в резервуарі 2 збільшується тиск на поверхню субстрату і він під дією тиску починає витискатись з резервуара 2 через зливний трубопровід 24. Коли субстрат починає виливатись через зливний трубопровід, приводимо в рух транспортний засіб і розливаємо відпрацьований субстрат на поверхню поля. Після повного розливання субстрату вимикаємо компресор 14, закриваємо кран 25 і повертаємо біогазові установку на постійне місце, де вона знову наповнюється свіжим субстратом, і процес повторюється. Таким чином ми вирішуємо проблему з зберіганням та транспортуванням відпрацьованого субстрату, а також позбуваємось проблем, що виникають в стаціонарних біогазових установках даного типу з налипанням осаду на стінки резервуара і подальшим його видаленням. Можливість реалізації корисної моделі витікає із дієздатності запропонованого способу. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Мобільна біогазова установка, що містить резервуар, в якому встановлені дві лопатеві мішалки, привід яких відбувається від гідромоторів, люк, в якому розташовано завантажувальну горловину з кришкою, контролюючий датчик тиску, запобіжний клапан, газопровід з краном для відведення газу до газгольдера, компресор та повітропровід, зливний трубопровід та зливний кран, яка відрізняється тим, що резервуар встановлено на рухоме шасі. 2 UA 68309 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3