Лабораторна установка для отримання очищеного біогазу

Реферат: UA 82188 U UA 82188 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сільськогосподарського машинобудування, зокрема до пристроїв, дія яких скерована на покращення екологічної ситуації шляхом утилізації гною, побутових та промислових відходів, а саме до пристроїв для одержання біогазу з органічних речовин тваринницьких приміщень та промислових відходів. Заявлений пристрій може бути використаний в комунальних та науково-виробничих установах при розробці технічної документації на виготовлення пристроїв для утилізації побутових відходів, а також в установах з різними формами власності та для розробки окремих елементів технології виробництва біогазу з побутових відходів та відходів тваринницьких приміщень з метою удосконалення подібних пристроїв. Відома "Лабораторна установка для отримання біогазу" (Патент України на корисну модель № 69130). Відома установка містить резервуар-генератор, як такий використана скляна 3-и літрова банка, герметично закрита кришкою з гумовою прокладкою та кульовим краном, з'єднаним еластичною полімерною трубкою з газозбірником, яким є дволітрова банка, наповнена водою, з'єднана за допомогою еластичної трубки через отвір у герметичній кришці з порожньою 2 л банкою з можливістю збирання води, витісненої утвореним у генераторі біогазом, що надходить у газозбірник. У кришку генератора вмонтована гумова заглушка, з можливістю вводити без порушення герметичності генератора спеціально підібрані хімічні реактиви для прискорення процесу бродіння гною, а як підігрівник використані дві електричні лампи (60 Ват), які через термореле з'єднані з електричною мережею з можливістю регулювання заданої постійної температури у термокамері. Відомий пристрій забезпечує одержання біогазу, який додатково містить азот і кисень атмосферного повітря, так як частина резервуара-генератора при закладанні органічної маси залишається заповненою повітрям. Резервуар-генератор заповнюється органічною масою до половини об'єму у зв'язку з тим, що дана маса під час бродіння збільшується в об'ємі і може потрапити в газозабірний кран і трубку відводу біогазу. Заявлений пристрій і прототип мають суттєві спільні ознаки: включає термокамеру, в яку вміщено резервуар-генератор, як такий використана скляна 3-и літрова банка, герметично закрита кришкою з гумовою прокладкою та газозабірним краном, з'єднаним з еластичною полімерною трубкою із затискачем з газозбірником, яким є дволітрова банка, наповнена водою, з'єднана за допомогою еластичної трубки через отвір у герметичній кришці з порожньою 2 л банкою з можливістю збирання води витісненої утвореним у генераторі біогазом, що надходить у газозбірник, в кришку генератора вмонтована гумова заглушка, з можливістю вводити без порушення герметичності генератора спеціально підібрані хімічні реактиви для регуляції процесу бродіння органічної маси, як підігрівник використані дві електричні лампи (60 Ват), які через термореле з'єднані з електричною мережею з можливістю регулювання заданої постійної температури у термокамері. Недоліком відомої лабораторної біогазової установки є відсутність можливості витісняти і випускати атмосферний азот і кисень з надгнойового простору резервуара-генератора. Заявлена лабораторна установка для отримання очищеного біогазу усуває недоліки прототипу і забезпечує одержання біогазу, в якому відсутні азот та кисень атмосферного повітря в надгнойовому просторі резервуара-генератора. В основу корисної моделі поставлено задачу створити пристрій для видалення повітря з резервуара-генератора лабораторної біогазової установки, яке потрапляє в резервуаргенератор в процесі закладання біомаси, об'єм якої становить приблизно половину об'єму резервуара-генератора з розрахунку збільшення об'єму біомаси під час бродіння, під час якого виділяється біогаз, який не містить домішок повітря. Технічний результат заявленої корисної моделі досягають тим, що резервуар-генератор додатково обладнаний патрубком, встановленим у кришку резервуара-генератора, який з'єднаний з надувною гумовою кулею, що міститься в ємності резервуара-генератора при закладанні органічної маси. Технічний результат обумовлений тим, що лабораторна установка для отримання очищеного біогазу зручна у використанні, економічно вигідна для виготовлення, додатково обладнана патрубком для видалення повітря з ємності резервуара-генератора, який встановлений у кришку резервуара-генератора і з'єднаний з надувною гумовою кулею, що міститься в ємності резервуара-генератора з можливістю витіснення і випускання атмосферного повітря, яке надходить в ємність при закладанні органічної маси в резервуар-генератор. При подачі повітря в надувну гумову кулю вона збільшується в об'ємі, витісняючи повітря з простору резервуара-генератора, не заповненого біомасою, через відвідний газовий кран, при цьому газовий кран відкритий і від'єднаний від газозбірника. Коли повітряна гумова куля повністю 1 UA 82188 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 витіснить повітря з резервуара-генератора, газовий кран перекриваємо, приєднуємо до газового крана полімерну трубку від газозбірника і відкриваємо кран. Застосування скляних банок для збору газу дає можливість точно визначати отриманий об'єм газу через одинакові проміжки часу при дослідженні інтенсивності виділення біогазу на різних етапах бродіння. У випадку, коли стоїть задача отримати біогаз без поетапного дослідження інтенсивності виділення біогазу - скляні банки, які застосовуються як газозбірник, можна замінити автомобільною камерою з вигвинченим золотником. Заявленим пристроєм вирішується задача: вдосконалити лабораторну біогазову установку, шляхом доповнення конструкції повітряним патрубком, з'єднаним з надувною гумовою кулею для видалення повітря з резервуара-генератора, яке займає приблизно половину його об'єму, завдяки чому в складі біогазу будуть відсутні азот і кисень повітря. Інтенсивне виділення біогазу з реактора наступає при температурі біомаси в реакторі 32-35 °С і триває до 8 діб. Отже наведені інформативні відомості пояснюють одержання технічного результату заявленої корисної моделі. При проведенні патентно-інформаційного пошуку заявником і автором знайдено технічне рішення, що містить найбільшу кількість суттєвих ознак, спільних із заявленим пристроєм / Лабораторна установка для отримання біогазу / Патент України на корисну модель № 69130 /, включає термокамеру, в яку вміщено резервуар-генератор, обладнаний підігрівником, що з'єднаний з джерелом електроенергії, газозбірника, системи еластичних полімерних трубок з роз'ємними муфтами, кульковий кран та затискачі. Як резервуар-генератор використана скляна 3-х літрова банка, герметично закрита кришкою з гумовою прокладкою та газозабірним краном, з'єднаним еластичною полімерною трубкою з газозбірником, яким є дволітрова банка, наповнена водою, з'єднана за допомогою еластичної трубки через отвір у герметичній кришці з порожньою 2 л банкою з можливістю збирання води, витісненої утвореним у генераторі біогазом, що надходить у газозбірник. В кришку генератора вмонтована гумова заглушка, з можливістю вводити без порушення герметичності генератора спеціально підібрані хімічні реактиви для прискорення процесу бродіння гною. Як підігрівник використані дві електричні лампи (60 Ват), які через термореле з'єднаного з електричною мережею з можливістю регулювання заданої постійної температури у термокамері. Однак наявність зазначених, спільних з прототипом ознак, недостатньо для одержання технічного результату, який забезпечує заявлений пристрій. Технічних рішень, які за сукупністю ознак повністю співпадали б із заявленим - не виявлено. Це дозволяє зробити висновок про відповідність заявленого технічного рішення критерію корисної моделі - "новизна". В патентній і науково-технічній літературі не знайдено технічних рішень, в яких були б описані відомості про ознаки, що відрізняють заявлений пристрій від прототипу і забезпечують досягнення технічного результату тим, що резервуар-генератор додатково обладнаний повітряним патрубком, встановленим у кришку резервуара-генератора, який з'єднаний з надувною гумовою кулею, що міститься в ємності резервуара-генератора з можливістю витіснення і випускання повітря, яке надходить в ємність резервуара-генератора при закладанні органічної маси. Корисна модель належить до галузі сільськогосподарського машинобудування, зокрема до пристроїв, дія яких скерована на покращення екологічної ситуації шляхом утилізації гною, побутових та промислових відходів, а саме до пристроїв для одержання біогазу з органічних відходів тваринницьких приміщень та промислових відходів. Заявлений пристрій може бути використаний в комунальних та науково-виробничих установах при розробці технічної документації на виготовлення пристроїв для утилізації побутових відходів, а також в установах з різними формами власності та для розробки окремих елементів технології виробництва біогазу з побутових відходів та відходів тваринницьких приміщень з метою удосконалення подібних пристроїв, а тому відповідає критерію корисної моделі - "промислова придатність". Таким чином, заявлене технічне рішення є новим, промислово придатним, тобто відповідає всім умовам патентоспроможності корисної моделі, згідно із ст. 7 р II З. У. "Про охорону прав на винаходи і корисні моделі" № 1771 - III - 2000 р. Заявлений пристрій ілюструється кресленням, на якому в схематичному вигляді зображено: лабораторну біогазову установку - 1 для отримання біогазу (за ПУ на корисну модель № 69130), резервуар-генератор - 2, в кришку 3 резервуара-генератора встановлений повітряний патрубок 4, до якого приєднана надувна куля 5, розміщена в резервуарі-генераторі над біомасою, на зовнішню різьбову частину патрубка нагвинчений ковпачок 6 для забезпечення герметичності в 2 UA 82188 U 5 10 15 20 25 30 камері резервуара-генератора, а також газозбірного кульового крана 7, трубки полімерної з'єднувальної 8 і трубки полімерної з'єднувальної з роз'ємною муфтою 9. Заявлений пристрій працює наступним чином: після закладання гнойової маси приблизно до половини його об'єму (це зв'язано з тим, що гній під час бродіння збільшується в об'ємі і може потрапити в газозабірний кульовий кран 7), закриваємо кришку резервуара-генератора, регулюємо потрібну температуру в біогазовій установці, вигвинчуємо ковпачок повітряного патрубка, закачуємо повітря в надувну кулю, при цьому газозабірний кульовий кран відкритий і від'єднаний від газозбірника. Коли надута куля повністю заповнить надгнойовий простір, газозбірний кран перекриваємо, трубкою приєднуємо газозабірний кульовий кран до газозбірника і відкриваємо цей кран. Після витіснення повітря з кулі виділеним в процесі бродіння біогазом, нагвинчуємо ковпачок на повітряний патрубок для забезпечення герметичності в резервуарі генераторі. Таким чином надгнойовий простір буде позбавлений залишків повітря, яке могло б потрапити разом з біогазом у газозбірник. Заявлений пристрій був випробуваний в приватному підсобному господарстві м. Рудки, вул. Самбірська 17а/36 на лабораторній біогазовій установці (Патент України на корисну модель № 69130 від 25.04.2012), сконструйованій і виготовленій для виробництва і очистки біогазу. В резервуар-генератор завантажували біомасу (курячий послід, гній), яка була розведена водою у співвідношенні 3:1 до половини його об'єму (це зв'язано з тим, що гній під час бродіння збільшується в об'ємі і може потрапити в газозабірний кран 7 і трубки 8, 9 відводу біогазу), після цього герметично закривали кришку резервуара-генератора, закачували повітря через патрубок 4 (як патрубок 4 застосовано сосок автомобільної камери з ковпачком 6) в надувну кулю 5, при цьому газозабірний кульовий кран 7 був відкритий, від'єднаний від газозбірника і ковпачок 6 був вигвинчений. Коли надута куля повністю заповнила надгнойовий простір, кран перекрили, трубкою 8 приєднали газозабірний кран до газозбірника і відкрили газозабірний кран. Після цього регулювали терморегулятор на температуру, яка забезпечує мезофільний режим бродіння біомаси 32-34° і розпочали процес бродіння. Після витіснення повітря з кулі 5 виділеним в процесі бродіння біогазом, загвинчуємо ковпачок 6 для забезпечення герметичності в резервуарі-генераторі. Таким чином надгнойовий простір був позбавлений залишків повітря, яке суттєво знижувало б якість отриманого біогазу. Заявлений пристрій забезпечує можливість 3 отримати за один цикл бродіння, який тривав 8 днів з одного кілограма гною 9098, 544 см газу, що складається з 70 % метану і 30 % вуглекислого газу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Лабораторна установка для отримання очищеного біогазу, що містить термокамеру, в яку вміщено резервуар-генератор, як такий використана скляна 3-и літрова банка, герметично закрита кришкою з гумовою прокладкою та газозабірним краном, з'єднаним з еластичною полімерною трубкою із затискачем з газозбірником, яким є дволітрова банка, наповнена водою, з'єднана за допомогою еластичної трубки через отвір у герметичній кришці з порожньою 2 л банкою з можливістю збирання води, витісненої утвореним у генераторі біогазом, що надходить у газозбірник, в кришку генератора вмонтована гумова заглушка, з можливістю вводити без порушення герметичності генератора спеціально підібрані хімічні реактиви для регуляції процесу бродіння органічної маси, як підігрівник використані дві електричні лампи (60 Ват), які через термореле з'єднані з електричною мережею з можливістю регулювання заданої постійної температури у термокамері, яка відрізняється тим, що резервуар-генератор додатково обладнаний патрубком, встановленим у кришку резервуара-генератора, який з'єднаний з надувною гумовою кулею, що міститься в ємності резервуара-генератора з можливістю витіснення і випускання атмосферного повітря, яке надходить в ємність резервуара-генератора при закладанні органічної маси. 3 UA 82188 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4