RU147237U1

RU147237U1 - DEVICE FOR ULTRASONIC DRYING OF BIRD LITTER

Info

Publication number: RU147237U1
Application number: RU2014123962/06U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Хмелёв; Андрей Викторович Шалунов; Максим Владимирович Хмелев; Виктор Александрович Нестеров; Роман Сергеевич Доровских
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ"
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2014-10-27

Abstract

Устройство для сушки птичьего помета, содержащее два объема цилиндрической формы разного диаметра, размещенных соосно и механически соединенных между собой для обеспечения совместного вращения вокруг продольной оси, отличающееся тем, что присоединение внешнего сушильного объема к внутреннему произведено при помощи многополуволновых волноводов ультразвуковых колебательных систем, расположенных на внешней поверхности внешнего объема, присоединенных к его внутренней поверхности в плоскости волновода, соответствующей минимальной амплитуде колебаний, а к внешней поверхности внутреннего объема - в плоскости волновода с максимальной амплитудой колебаний, количество и рабочая частота ультразвуковых колебательных систем выбираются из условия обеспечения их крепления к внутреннему объему на расстояниях, кратных половине длины волны изгибных ультразвуковых колебаний в материале стенки внутреннего объема, а на обоих торцах внешнего сушильного объема установлены излучатели ультразвуковых колебаний, выполненные в виде изгибно-колеблющихся дисков механически и акустически связанных с пьезоэлектрическими преобразователями, диаметр дисков равен диаметру внутреннего барабана, а расстояние между дисками выбрано из обеспечения условий резонансного усиления излучаемых ультразвуковых колебаний, между преобразователями и излучателями установлены отражатели ультразвуковых колебаний, выполненные в виде центральных конусов с углом раскрытия в 90° идиаметрами основания, равными диаметру излучателя, встречно направленные вершинами к торцам внешнего сушильного объема, дополненные усеченными расходящимис�A device for drying bird droppings, containing two volumes of a cylindrical shape of different diameters, placed coaxially and mechanically connected to each other to ensure joint rotation around the longitudinal axis, characterized in that the connection of the external drying volume to the internal is made using multi-wavelength waveguides of ultrasonic vibration systems located on the outer surface of the outer volume attached to its inner surface in the plane of the waveguide corresponding to the minimum the oscillation plate, and to the outer surface of the internal volume — in the plane of the waveguide with the maximum amplitude of the oscillations, the number and operating frequency of the ultrasonic vibrating systems are selected from the condition of ensuring their fastening to the internal volume at distances that are multiples of half the wavelength of the bending ultrasonic vibrations in the material of the wall of the internal volume, and at both ends of the external drying volume, ultrasonic oscillators are installed, made in the form of bending-oscillating disks mechanically and acoustically sake connected with piezoelectric transducers, the diameter of the disks is equal to the diameter of the inner drum, and the distance between the disks is chosen to ensure the conditions of resonant amplification of the emitted ultrasonic vibrations, ultrasonic oscillation reflectors are installed between the transducers and emitters, made in the form of central cones with an opening angle of 90 ° and base diameters, equal to the diameter of the emitter, counter-directed by the vertices to the ends of the external drying volume, supplemented by truncated diverging

Description

Техническое решение - полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно к производству обеззараженных органических удобрений путем сушки влажного птичьего помета.Technical solution - a utility model relates to the field of agriculture, namely to the production of disinfected organic fertilizers by drying wet bird droppings.

На сегодняшний день задача переработки птичьего помета с целью производства удобрений решается путем сушки в установках барабанного типа с конвективным способом подачи нагретого сушильного агента [1-4]. Устройства для сушки птичьего помета содержат сушильный барабан цилиндрической формы, вращающийся вокруг продольной оси, внутри которого жестко закреплено перемешивающее устройство, выполненное в виде вала с установленными на нем лопастями со скребками в виде отрезков с профилем винтовой линии [1]. В передней части барабана расположен узел загрузки влажного помета, а в задней - узел выгрузки готового продукта.To date, the task of processing poultry manure for the production of fertilizers is solved by drying in drum-type plants with a convective method of supplying a heated drying agent [1-4]. Devices for drying bird droppings contain a drying drum of a cylindrical shape, rotating around a longitudinal axis, inside which a mixing device is rigidly fixed, made in the form of a shaft with blades mounted on it with scrapers in the form of segments with a helix profile [1]. In the front of the drum there is a wet manure loading unit, and in the back there is a finished product unloading unit.

Основным недостатком известных устройств является низкая эффективность процесса сушки из-за малого времени пребывания помета в сушильном барабане. Это приводит к тому, что на выходе сушильной установки помет имеет повышенную влажность (требуется проводить повторный цикл сушки), и не обеспечивается обеззараживание (малое время действия нагретого воздуха) помета после сушки.The main disadvantage of the known devices is the low efficiency of the drying process due to the short residence time of the litter in the dryer drum. This leads to the fact that at the outlet of the drying unit the litter has increased humidity (a repeated drying cycle is required), and disinfection (short time of the action of heated air) of the litter after drying is not provided.

Известно также устройство [2], содержащее внутренний перфорированный барабан, заключенный во внешний цилиндрический корпус, и вращающийся транспортирующий орган с винтовой поверхностью, расположенный в зазоре между корпусом и барабаном. При этом нагретый воздух поступает во внутренний объем перфорированного барабана, а высушиваемый помет - в зазор между корпусом и барабаном и по внешней поверхности барабана перемещается к выгрузному окну.A device [2] is also known, comprising an inner perforated drum enclosed in an outer cylindrical body and a rotating conveying body with a helical surface located in the gap between the body and the drum. In this case, heated air enters the internal volume of the perforated drum, and the dried droppings - in the gap between the housing and the drum and moves to the discharge window along the outer surface of the drum.

Однако, частично устраняя недостатки известных устройств, описанное устройство для сушки помета:However, partially eliminating the disadvantages of the known devices, the described device for drying the litter:

- характеризуется малой долей использования полезного объема сушильной камеры, т.к. процесс сушки происходит только в области между внешним корпусом и внутренним барабаном, при этом вся внутренняя полость барабана используется только для равномерного распределения теплоносителя;- characterized by a small fraction of the use of the useful volume of the drying chamber, because the drying process occurs only in the area between the outer casing and the inner drum, while the entire inner cavity of the drum is used only for uniform distribution of the coolant;

- использует прямоточный способ подачи сушильного агента аналогично патенту [3], при котором не обеспечивается обезвоживание помета в рациональном режиме, поскольку подаваемый сушильный агент на входе в барабан увлажняется при взаимодействии с пометом высокой начальной влажности и не обеспечивает дальнейшую эффективную сушку по мере продвижения по сушильному барабану.- uses a direct-flow method of supplying the drying agent similar to the patent [3], which does not ensure dewatering of the litter in a rational mode, since the supplied drying agent at the inlet of the drum is moistened when interacting with the litter of high initial humidity and does not provide further effective drying as it moves along the drying drum.

Частично указанные недостатки устраняются в устройстве для сушки птичьего помета, наиболее близком к предлагаемому техническому решению и принятом за прототип [4].Partially indicated disadvantages are eliminated in the device for drying bird droppings, which is closest to the proposed technical solution and adopted as a prototype [4].

Устройство для сушки птичьего помета, принятое за прототип, содержит два объема цилиндрической формы разного диаметра, размещенных соосно и механически соединенных между собой для обеспечения совместного вращения вокруг продольной оси. Барабаны снабжены шнеками, закрепленными на их внутренней поверхности и имеющими противоположную навивку. Для осуществления процесса сушки устройство снабжено узлами загрузки и разгрузки помета и патрубками подачи и отвода сушильного агента.A device for drying bird droppings, taken as a prototype, contains two volumes of a cylindrical shape of different diameters, placed coaxially and mechanically connected to each other to ensure joint rotation around the longitudinal axis. The drums are equipped with screws fixed on their inner surface and having the opposite winding. To carry out the drying process, the device is equipped with units for loading and unloading the litter and nozzles for supplying and discharging the drying agent.

В устройстве принятом за прототип нагретый сушильный агент подается в противотоке относительно высушиваемого материала, что обеспечивает наилучшие условия для протекания процесса тепло- и массообмена, по сравнению с патентами [2, 3]. При этом, рабочий объем внутреннего барабана устройства также используется для сушки помета. Использование двух барабанов увеличивает не менее, чем в 2 раза время пребывания высушиваемого помета в рабочем объеме сушильной установки и повышает эффективность сушки.In the device adopted for the prototype, the heated drying agent is supplied in countercurrent with respect to the material being dried, which provides the best conditions for the process of heat and mass transfer, compared with patents [2, 3]. In this case, the working volume of the inner drum of the device is also used to dry the litter. The use of two drums increases at least 2 times the residence time of the dried droppings in the working volume of the drying unit and increases the drying efficiency.

Устройство, принятое за прототип, позволяет частично устранить недостатки известных устройств и производить процесс сушки птичьего помета, однако также имеет следующие недостатки:The device adopted for the prototype, allows you to partially eliminate the disadvantages of the known devices and to carry out the drying process of bird droppings, but also has the following disadvantages:

1. Практическая реализация прототипа связана с необходимостью нагрева сушильного агента до высокой температуры (600-650°C), что обуславливает значительные энергозатраты на процесс сушки.1. The practical implementation of the prototype is associated with the need to heat the drying agent to a high temperature (600-650 ° C), which leads to significant energy consumption for the drying process.

2. Поскольку процесс сушки осуществляется при высокой температуре сушильного агента, то происходит не только уничтожение патогенной микрофлоры, но и разрушение содержащихся в помете полезных для растений органических веществ. В результате ухудшается качество получаемого продукта и, как следствие, значительно уменьшается прирост урожайности, обеспечиваемый внесением переработанного (высушенного) птичьего помета. Это делает экономически не целесообразным применение устройства при переработке птичьего помета в удобрение.2. Since the drying process is carried out at a high temperature of the drying agent, not only the destruction of pathogenic microflora occurs, but also the destruction of organic substances contained in the litter that are useful for plants. As a result, the quality of the resulting product deteriorates and, as a result, the yield increase provided by the introduction of processed (dried) bird droppings is significantly reduced. This makes it economically unfeasible to use the device when processing bird droppings into fertilizer.

3. Влажный помет в прототипе сразу попадает на поверхность внутреннего сушильного объема, нагретого входящим сушильным агентом до высокой температуры, в результате чего прилипает к поверхности сушильного объема и покрывается сухой корочкой, затрудняющей равномерное его просушивание.3. Wet droppings in the prototype immediately fall on the surface of the internal drying volume, heated by the incoming drying agent to a high temperature, as a result of which it adheres to the surface of the drying volume and becomes covered with a dry crust, making it difficult to dry evenly.

Предлагаемое техническое решение - полезная модель, направлено на устранение недостатков существующих устройств, а именно, на обеспечение возможности низкотемпературной (не более 90°C) и энергоэффективной сушки влажного птичьего помета для производства органических удобрений, сохраняющих полезные вещества, необходимые растениям, за счет использования комбинированного термо-акустического воздействия.The proposed technical solution is a utility model aimed at eliminating the shortcomings of existing devices, namely, providing the possibility of low-temperature (not more than 90 ° C) and energy-efficient drying of wet bird droppings for the production of organic fertilizers that preserve the useful substances needed by plants, through the use of combined thermo-acoustic exposure.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в известном устройстве для сушки птичьего помета, содержащем два объема цилиндрической формы разного диаметра, размещенных соосно и механически соединенных между собой для обеспечения совместного вращения вокруг продольной оси, присоединение внешнего сушильного объема к внутреннему произведено при помощи многополуволновых волноводов ультразвуковых колебательных систем, расположенных на внешней поверхности внешнего объема. Присоединение к внутренней поверхности внешнего объема выполнено в плоскости волновода, соответствующей минимальной амплитуде колебаний, а к внешней поверхности внутреннего объема в плоскости волновода с максимальной амплитудой колебаний. Количество и рабочая частота ультразвуковых колебательных систем выбираются из условия обеспечения их крепления к внутреннему объему на расстояниях, кратных половине длины волны изгибных ультразвуковых колебаний в материале стенки внутреннего объема. На обоих торцах внешнего сушильного объема установлены излучатели ультразвуковых колебаний, выполненные в виде изгибно-колеблющихся дисков механически и акустически связанных с пьезоэлектрическими преобразователями. Диаметр дисков равен диаметру внутреннего барабана, а расстояние между дисками выбрано из обеспечения условий резонансного усиления излучаемых ультразвуковых колебаний. Между преобразователями и излучателями установлены отражатели ультразвуковых колебаний, выполненные в виде центральных конусов с углом раскрытия в 90 градусов и диаметрами основания, равными диаметру излучателя, встречно направленные вершинами к торцам внешнего сушильного объема, дополненные усеченными расходящимися конусами с внутренними диаметрами, соответствующими диаметрам основания центральных конусов и внешними диаметрами, соответствующими диаметру внешнего сушильного объема с углом раскрытия в 90 градусов.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that in the known device for drying poultry manure, containing two volumes of a cylindrical shape of different diameters, placed coaxially and mechanically connected to each other to ensure joint rotation around the longitudinal axis, the external drying volume is connected to the internal using multi-wavelength waveguides of ultrasonic oscillatory systems located on the outer surface of the external volume. Attaching to the inner surface of the external volume is made in the plane of the waveguide corresponding to the minimum amplitude of vibrations, and to the outer surface of the internal volume in the plane of the waveguide with the maximum amplitude of vibrations. The quantity and operating frequency of ultrasonic vibrating systems are selected from the condition of ensuring their fastening to the internal volume at distances that are multiples of half the wavelength of the bending ultrasonic vibrations in the material of the wall of the internal volume. At both ends of the external drying volume, ultrasonic oscillators are installed, made in the form of bending-oscillating disks mechanically and acoustically connected with piezoelectric transducers. The diameter of the disks is equal to the diameter of the inner drum, and the distance between the disks is selected from the conditions for resonant amplification of the emitted ultrasonic vibrations. Between the transducers and emitters installed reflectors of ultrasonic vibrations, made in the form of central cones with an opening angle of 90 degrees and base diameters equal to the diameter of the emitter, counter-directed by the vertices to the ends of the external drying volume, complemented by truncated diverging cones with internal diameters corresponding to the base diameters of the central cones and external diameters corresponding to the diameter of the external drying volume with an opening angle of 90 degrees.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении задача реализации низкотемпературной сушки помета, сохранения его полезных свойств и снижения энергоемкости процесса решается за счет:Thus, in the proposed technical solution, the task of implementing low-temperature drying of the litter, preserving its useful properties and reducing the energy intensity of the process is solved by:

- бесконтактного воздействия ультразвуковыми колебаниями на частоте более 20 кГц, безопасной для человека, и с интенсивностью в диапазоне 135-155 дБ, обеспечивающей возможность реализации процесса сушки без нагрева высушиваемого материала, и характеризующегося стерилизационным эффектом, который способствует снижению патогенной микрофлоры, содержащейся в помете;- non-contact exposure to ultrasonic vibrations at a frequency of more than 20 kHz, safe for humans, and with an intensity in the range of 135-155 dB, providing the possibility of implementing the drying process without heating the dried material, and characterized by a sterilization effect that helps to reduce the pathogenic microflora contained in the litter;

- резонансного усиления ультразвуковых колебаний во внешнем и внутреннем объемах сушильной камеры, обеспечиваемого путем выбора расстояния между дисковыми излучателями, кратным половине длине волны ультразвуковых колебаний в воздухе;- resonant amplification of ultrasonic vibrations in the external and internal volumes of the drying chamber, provided by selecting the distance between the disk emitters, a multiple of half the wavelength of ultrasonic vibrations in the air;

- крепления ультразвуковых колебательных систем к внутреннему объему сушилки на расстояниях друг от друга, кратных половине длины волны изгибных ультразвуковых колебаний в материале стенки внутреннего объема, что обеспечивает контактное ультразвуковое воздействие, позволяющее на начальной стадии процесса сушки удалять влагу из высушиваемого помета (без ее перевода в газообразное состояние) путем ее механического выбивания из высушиваемого помета. За счет этого обеспечивается снижение энергозатрат на процесс сушки;- fastening of ultrasonic oscillatory systems to the internal volume of the dryer at distances from each other that are multiples of half the wavelength of the bending ultrasonic vibrations in the material of the wall of the internal volume, which provides contact ultrasonic action that allows moisture to be removed from the dried litter at the initial stage of the drying process (without transferring it to gaseous state) by mechanical knocking out of the dried droppings. This ensures a reduction in energy consumption for the drying process;

- использования сушильного агента, нагретого до температуры не более 90°C, что позволяет сохранить ценные вещества, содержащиеся в помете, и сократить энергозатраты на нагрев воздуха.- the use of a drying agent heated to a temperature of not more than 90 ° C, which allows you to save valuable substances contained in the litter, and reduce energy consumption for heating the air.

Кроме того, благодаря применению отражателей, воздействие на высушиваемый помет осуществляется одновременно колебаниями, создаваемыми обеими сторонами плоского излучателя. Поскольку диаметр дискового излучателя равен диаметру внутреннего объема, то колебания, создаваемые стороной излучателя, обращенной к внутреннему объему, воздействуют только на помет, находящийся во внутреннем объеме.In addition, due to the use of reflectors, the effect on the dried litter is carried out simultaneously by vibrations created by both sides of the flat emitter. Since the diameter of the disk emitter is equal to the diameter of the internal volume, the oscillations created by the side of the emitter facing the internal volume affect only the litter located in the internal volume.

При этом колебания, создаваемые стороной излучателя, обратной по отношению к внутреннему объему, направляют в пространство между внутренним и внешним объемами после отражения и прохождения расстояния, превосходящего продольный размер излучателя на величину, кратную половине длины волны излучаемых ультразвуковых колебаний в воздухе.In this case, the oscillations created by the side of the emitter, which is inverse with respect to the internal volume, are directed into the space between the internal and external volumes after reflection and passage of a distance exceeding the longitudinal size of the emitter by an amount multiple of half the wavelength of the emitted ultrasonic vibrations in the air.

Таким образом, обеспечивается равномерность ультразвукового воздействия по всему сушильному объему с излучающей поверхности, превосходящей площадь непосредственно излучателя как минимум вдвое.Thus, the uniformity of ultrasonic exposure across the entire drying volume from the emitting surface, which exceeds the area of the emitter directly by at least twice, is ensured.

Суть предлагаемого технического решения поясняется фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 1 схематично представлена конструкция предлагаемого устройства. На фиг. 2 схематично представлено применение отражателей, обеспечивающих воздействие на высушиваемый помет одновременно колебаниями, создаваемыми обеими сторонами плоского излучателя. На фиг. 3 представлены результаты экспериментальных исследований, подтверждающих функциональные возможности и эффективность устройства при сушке помета.The essence of the proposed technical solution is illustrated in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3. In FIG. 1 schematically shows the design of the proposed device. In FIG. 2 schematically shows the use of reflectors, providing an impact on the dried litter at the same time as oscillations created by both sides of the flat emitter. In FIG. 3 presents the results of experimental studies confirming the functionality and effectiveness of the device when drying the litter.

Устройство для сушки птичьего помета (фиг 1.) содержит два объема цилиндрической формы разного диаметра 1 и 2, размещенных соосно и механически соединенных между собой для обеспечения совместного вращения вокруг продольной оси. Присоединение внешнего сушильного объема 1 к внутреннему 2 произведено при помощи многополуволновых волноводов ультразвуковых колебательных систем 3 [5].A device for drying bird droppings (Fig 1.) contains two cylindrical volumes of different diameters 1 and 2, placed coaxially and mechanically connected to each other to ensure joint rotation around the longitudinal axis. The connection of the external drying volume 1 to the internal 2 was made using multi-wavelength waveguides of ultrasonic vibration systems 3 [5].

Колебательные системы 3 расположены на внешней поверхности внешнего объема 1 и присоединены к его внутренней поверхности в плоскости волновода, соответствующей минимальной амплитуде колебаний, а к внешней поверхности внутреннего объема 2 - в плоскости волновода с максимальной амплитудой колебаний. Количество и рабочая частота ультразвуковых колебательных систем 3 выбираются из условия их крепления к внутреннему объему 2 на расстояниях, кратных половине длины волны изгибных ультразвуковых колебаний в материале стенки внутреннего объема 2.Oscillating systems 3 are located on the outer surface of the outer volume 1 and are attached to its inner surface in the plane of the waveguide corresponding to the minimum amplitude of vibrations, and to the outer surface of the inner volume 2 - in the plane of the waveguide with the maximum amplitude of vibrations. The number and operating frequency of ultrasonic vibrating systems 3 are selected from the condition of their fastening to the inner volume 2 at distances that are multiples of half the wavelength of the bending ultrasonic vibrations in the material of the wall of the inner volume 2.

На обоих торцах внешнего сушильного объема 1 установлены излучатели ультразвуковых колебаний, выполненные в виде изгибно-колеблющихся дисков 4, механически и акустически связанных с пьезоэлектрическими преобразователями [6]. Диаметр дисков равен внутреннему диаметру внутреннего сушильного объема 2, а расстояние между дисками выбрано из обеспечения условий резонансного усиления излучаемых ультразвуковых колебаний.At both ends of the external drying volume 1, emitters of ultrasonic vibrations are installed, made in the form of bending-oscillating disks 4, mechanically and acoustically connected with piezoelectric transducers [6]. The diameter of the disks is equal to the inner diameter of the internal drying volume 2, and the distance between the disks is selected from the conditions for resonant amplification of the emitted ultrasonic vibrations.

Между преобразователями и излучателями установлены отражатели (фиг. 2) ультразвуковых колебаний 5, выполненные в виде центральных конусов с углом раскрытия в 90 градусов и диаметрами основания, равными диаметру излучателя, встречно направленные вершинами к торцам внешнего сушильного объема 1.Between the transducers and emitters, reflectors (Fig. 2) of ultrasonic vibrations 5 are installed, made in the form of central cones with an opening angle of 90 degrees and base diameters equal to the diameter of the emitter, counter-directed by the vertices to the ends of the external drying volume 1.

Центральные конусы отражателя 5 дополнены усеченными расходящимися конусами с внутренними диаметрами, соответствующими диаметрам основания центральных конусов и внешними диаметрами, соответствующими диаметру внешнего сушильного объема 1, с углом раскрытия в 90 градусов.The central cones of the reflector 5 are supplemented with truncated diverging cones with inner diameters corresponding to the base diameters of the central cones and outer diameters corresponding to the diameter of the external drying volume 1, with an opening angle of 90 degrees.

Устройство для сушки помета располагается в горизонтальном положении и удерживается опорами 6, содержащими ролики 7 для обеспечения возможности вращения внешнего цилиндрического объема 1.The device for drying the litter is located in a horizontal position and is held by supports 6 containing rollers 7 to enable rotation of the external cylindrical volume 1.

Предложенное устройство работает следующим образом: внешний цилиндрический объем 1 совместно с жестко связанным внутренним цилиндрическим объемом 2 приводятся во вращение при помощи внешнего электродвигателя (на фиг. 1 не показан). Нагретый до температуры 90°C сушильный агент (воздух) подается в рабочее пространство между внутренним 2 и внешним 1 цилиндрическими объемами.The proposed device operates as follows: the outer cylindrical volume 1 together with the rigidly connected inner cylindrical volume 2 are driven into rotation by an external electric motor (not shown in FIG. 1). A drying agent (air) heated to a temperature of 90 ° C is fed into the working space between the inner 2 and outer 1 cylindrical volumes.

Двигаясь в этом пространстве (и постепенно остывая и увлажняясь за счет взаимодействия с высушиваемым пометом) воздух достигает отражателя 5 ультразвукового излучателя дискового типа 4, расположенного на противоположной стороне внешнего цилиндрического объема 1. Здесь воздушный поток меняет направление и перемещается в область внутреннего цилиндрического объема 2, где воздух окончательно остывает и увлажняется за счет взаимодействия с исходным пометом высокой начальной влажности (около 75%). Отработанный воздух выводится в атмосферу через патрубок отвода отработанного сушильного агента.Moving in this space (and gradually cooling down and moistening due to interaction with the dried droppings), the air reaches the reflector 5 of the disk-type ultrasonic emitter 4 located on the opposite side of the external cylindrical volume 1. Here, the air flow changes direction and moves to the region of the internal cylindrical volume 2, where the air finally cools and moistens due to interaction with the initial litter of high initial humidity (about 75%). The exhaust air is discharged into the atmosphere through the outlet pipe of the spent drying agent.

Одновременно с этим на ультразвуковые колебательные системы 3 и ультразвуковые излучатели дискового типа 4 подается электрическое напряжение, обеспечивающее генерацию ультразвуковых колебаний.At the same time, an electric voltage is supplied to the ultrasonic vibrating systems 3 and ultrasonic emitters of the disk type 4, which generates ultrasonic vibrations.

Влажный помет через узел загрузки помета подается во внутренний цилиндрический объем 2.Wet litter through the litter loading unit is fed into the inner cylindrical volume 2.

При продвижении помета по внутреннему цилиндрическому объему 2 происходит постепенное снижение влажности помета за счет взаимодействия с ультразвуковым полем во внутреннем цилиндрическом объеме 2, контактного воздействия с колеблющимися на ультразвуковой частоте стенками внутреннего цилиндрического объема 2 и нагретым воздухом, перемещающимся во внутреннем цилиндрическом объеме 2.When the litter is moving along the inner cylindrical volume 2, the litter's moisture gradually decreases due to interaction with the ultrasonic field in the inner cylindrical volume 2, contact action with the walls of the inner cylindrical volume 2 oscillating at the ultrasonic frequency and heated air moving in the inner cylindrical volume 2.

Для осуществления контактного воздействия используются ультразвуковые колебательные системы 3, возбуждающие механические ультразвуковые колебания на корпусе внутреннего цилиндрического объема 2. Механические колебания внутреннего цилиндрического объема 2 контактным способом передаются на высушиваемый куриный помет высокой (около 75%) начальной влажности. За счет этого происходит его дополнительная высокоэффективная контактная сушка и механическое выбивание влаги, которая удаляется сушильным агентом.To carry out the contact action, ultrasonic oscillating systems 3 are used, which excite mechanical ultrasonic vibrations on the body of the inner cylindrical volume 2. Mechanical vibrations of the inner cylindrical volume 2 are transmitted by a contact method to the dried chicken dung of high (about 75%) initial humidity. Due to this, there is its additional highly effective contact drying and mechanical knocking out of moisture, which is removed by a drying agent.

Для создания ультразвукового поля в сушильной газовой среде, используются два встречно-расположенных ультразвуковых излучателя 4 дискового типа. Поскольку ультразвуковые излучатели дискового типа 4 обеспечивают излучение колебаний как лицевой (направленной в сторону внутреннего пространства цилиндрических объемов 1 и 2), так и обратной сторонами, то с обратной стороны ультразвуковых излучателей дискового типа 4 установлены отражатели 5, выполненные в виде двух усеченных конусов.To create an ultrasonic field in a drying gas medium, two counter-located ultrasonic emitters 4 of a disk type are used. Since ultrasonic emitters of disk type 4 provide vibration radiation both front (directed towards the inner space of cylindrical volumes 1 and 2) and the reverse sides, reflectors 5 are made on the reverse side of ultrasonic emitters of disk type 4, made in the form of two truncated cones.

После прохождения внутреннего цилиндрического объема 2 помет пересыпается на внешний цилиндрический объем 1 и продолжает движение в обратном направлении навстречу потоку сушильного агента.After passing the inner cylindrical volume 2, the litter is poured onto the outer cylindrical volume 1 and continues to move in the opposite direction towards the flow of the drying agent.

Поскольку внешняя поверхность внутреннего цилиндрического объема 2 также совершает механические колебания с ультразвуковой частотой, то при попадании помета на внешнюю поверхность внутреннего цилиндрического объема 2 также происходит его высокоэффективная контактная сушка. Кроме того, сам внутренний цилиндрический объем 2 становится источником ультразвуковых колебаний, излучаемых в рабочее пространство между внутренним 2 и внешним 1 цилиндрическими объемами, а также в пространство внутреннего цилиндрического объема 2.Since the outer surface of the inner cylindrical volume 2 also performs mechanical vibrations with ultrasonic frequency, when the litter gets on the outer surface of the inner cylindrical volume 2, its highly effective contact drying also occurs. In addition, the inner cylindrical volume 2 itself becomes a source of ultrasonic vibrations emitted into the working space between the inner 2 and outer 1 cylindrical volumes, as well as into the space of the inner cylindrical volume 2.

В результате в пространстве между внешним 1 и внутренним 2 цилиндрическими объемами помет также подвергается энергетическому воздействию трех видов: бесконтактное ультразвуковое воздействие, контактное ультразвуковое воздействие, термическое воздействие нагретого сушильного агента.As a result, in the space between the external 1 and internal 2 cylindrical volumes, the litter is also exposed to three types of energetic effects: non-contact ultrasonic exposure, contact ultrasonic exposure, thermal effect of a heated drying agent.

Двигаясь по внешнему цилиндрическому объему 1, высушенный помет достигает узла выгрузки высушенного помета. Здесь происходит удаление высушенного помета из сушильной установки, например, при помощи шлюзового затвора (на фиг. 1 не показан).Moving along the external cylindrical volume 1, the dried litter reaches the unloading site of the dried litter. Here, the dried litter is removed from the dryer, for example, using a lock gate (not shown in Fig. 1).

Устройство для ультразвуковой сушки можно применять как автономно, так и в составе технологических линий для переработки птичьего помета.The device for ultrasonic drying can be used both independently and as part of technological lines for processing bird droppings.

Разработанное устройство имеет следующие технические характеристики:The developed device has the following technical characteristics:

Начальная влажность помета, %The initial humidity of the litter,% 7575 Частота ультразвуковых колебаний, кГцThe frequency of ultrasonic vibrations, kHz 22±122 ± 1 Производительность, кг помета/час, не менееProductivity, kg litter / hour, not less 10001000 Температура сушильного агента, °C, не болееDrying agent temperature, ° C, no more 9090 Максимальная мощность, потребляемая источниками ультразвуковых колебаний, кВтMaximum power consumed by sources of ultrasonic vibrations, kW 5,75.7 Напряжение питающей сети с частотой 50 Гц источников ультразвуковых колебаний, ВSupply voltage with a frequency of 50 Hz sources of ultrasonic vibrations, V 220±22220 ± 22 Габаритные размеры (Ш×Г×В), ммOverall dimensions (W × D × H), mm 5500×2100×19005500 × 2100 × 1900

В результате экспериментальных исследований (фиг. 3.) было установлено, что разработанная сушильная установка обеспечивает производительность сушки до 1000 кг помета/час при конечной влажности 20% (влажность товарного помета используемого для производства удобрений). Сравнительные испытания созданной сушилки в сравнении с сушилкой, аналогичной прототипу, показали, что при равной производительности энергозатраты на процесс сушки снижаются не менее, чем в 7 раз, за счет снижения температуры сушильного агента с 650°C до 90°C и применения контактного и бесконтактно ультразвукового воздействия.As a result of experimental studies (Fig. 3.), it was found that the developed drying unit provides drying performance of up to 1000 kg of litter / hour with a final humidity of 20% (humidity of the litter used for the production of fertilizers). Comparative tests of the created dryer in comparison with a dryer similar to the prototype showed that, with equal productivity, the energy consumption for the drying process is reduced by at least 7 times, due to a decrease in the temperature of the drying agent from 650 ° C to 90 ° C and the use of contact and non-contact ultrasonic exposure.

Предложенное устройство было разработано и испытано в производственных условия предприятия ООО «Центр ультразвуковых технологий». Устройство готовится для промышленного применения.The proposed device was developed and tested in the production environment of the enterprise Center of Ultrasonic Technologies LLC. The device is being prepared for industrial use.

Список литературы, использованной при составлении заявкиList of literature used in the preparation of the application

1. Способ и установка для утилизации птичьего помета [Текст]: патент 2447045 РФ: МПК C05F 3/00; C05F 3/06; B09B 3/00 / Шаповалов Ю.Н., Ульянов А.Н., Корчагин В.И., Протасов А.В.; патентообладатель: Ульянов А.Н.; заявка №2010143469/13 от 26.10.2010. Опубликовано: 10.04.2012.1. Method and installation for disposal of bird droppings [Text]: RF patent 2447045: IPC C05F 3/00; C05F 3/06; B09B 3/00 / Shapovalov Yu.N., Ulyanov A.N., Korchagin V.I., Protasov A.V .; patent holder: Ulyanov A.N .; application No. 201043469/13 dated 10.26.2010. Published: April 10, 2012.

2. Устройство для сушки помета [Текст]: патент 91148 РФ: МПК F26B 17/20; F26B 3/34 / Курдюмов В.И., Аксенова Н.Н., Губейдуллин Х.Х.; патентообладатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия»; заявка №2009137180/22 от 07.10.2009. Опубликовано: 27.01.2010.2. Device for drying litter [Text]: patent 91148 of the Russian Federation: IPC F26B 17/20; F26B 3/34 / Kurdyumov V.I., Aksenova N.N., Gubeidullin H.Kh .; patent holder: Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education "Ulyanovsk State Agricultural Academy"; Application No. 2009137180/22 dated 07.10.2009. Published: 1/27/2010.

3. Сушилка для куриного помета [Текст]: патент 2027130 РФ: МПК6 F26B 11/04 / Серга Г.В., Филин К.В.; патентообладатель: Серга Г.В., Филин К.В.; заявка №5005024/06 от 10.09.1991. Опубликовано: 20.01.1995.3. Dryer for chicken droppings [Text]: RF patent 2027130: IPC6 F26B 11/04 / Serga G.V., Filin K.V .; patent holder: Serga G.V., Filin K.V .; Application No. 5005024/06 dated 09/10/1991. Published: 01/20/1995.

4. Устройство для сушки птичьего помета [Текст]: патент 9446 РФ: МПК6 C05F 3/06 / Гайдт Д.Д., Седошенко Н.Р.; патентообладатель: Открытое акционерное общество «Фламинго»; заявка №97102837/20 от 03.03.1997. Опубликовано: 16.03.1999.4. Device for drying bird droppings [Text]: RF patent 9446: IPC6 C05F 3/06 / Gaidt D.D., Sedoshenko N.R .; patent holder: Open Joint-Stock Company Flamingo; Application No. 97102837/20 dated 03.03.1997. Published: March 16, 1999.

5. Хмелев, В.Н. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности [Текст] / В.Н. Хмелев, А.Н. Сливин, Р.В. Барсуков, С.Н. Цыганок, А.В. Шалунов; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010.-203 с.5. Khmelev, V.N. The use of high-intensity ultrasound in industry [Text] / V.N. Khmelev, A.N. Slivin, R.V. Barsukov, S.N. Tsyganok, A.V. Shalunov; Alt. state tech. un-t, BTI. - Biysk: Publishing house Alt. state tech. University, 2010.-203 p.

6. Ультразвуковая колебательная система для газовых сред: патент 132000 РФ МПК B06B 1/00 (2006.01) / Хмелев В.Н., Галахов А.Н., Шалунов А.В.,6. Ultrasonic oscillatory system for gaseous media: patent 132000 RF IPC B06B 1/00 (2006.01) / Khmelev V.N., Galakhov A.N., Shalunov A.V.,

Нестеров В.А., Голых Р.Н.; патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ»; заявка №2013123940/28 от 24.05.2013. Опубликовано: 10.09.2013.Nesterov V.A., Golikh R.N .; patent holder: AltSTU Center for Ultrasonic Technologies Limited Liability Company; application No. 2013123940/28 of 05.24.2013. Published: September 10, 2013.

Claims

A device for drying bird droppings, containing two volumes of a cylindrical shape of different diameters, placed coaxially and mechanically connected to each other to ensure joint rotation around the longitudinal axis, characterized in that the connection of the external drying volume to the internal is made using multi-wavelength waveguides of ultrasonic vibration systems located on the outer surface of the outer volume attached to its inner surface in the plane of the waveguide corresponding to the minimum the oscillation plate, and to the outer surface of the internal volume — in the plane of the waveguide with the maximum amplitude of the oscillations, the number and operating frequency of the ultrasonic vibrating systems are selected from the condition of ensuring their fastening to the internal volume at distances that are multiples of half the wavelength of the bending ultrasonic vibrations in the material of the wall of the internal volume, and at both ends of the external drying volume, ultrasonic oscillators are installed, made in the form of bending-oscillating disks mechanically and acoustically Eski associated with piezoelectric transducers disc diameter equal to the diameter of the inner drum, and the distance between the discs is selected from the resonance amplification conditions ensuring the generated ultrasonic vibrations between the transducers and reflectors are installed emitters of ultrasonic vibrations made as central cone with an opening angle of 90 ° and

base diameters equal to the diameter of the emitter, counter-directed by the vertices to the ends of the external drying volume, supplemented by truncated diverging cones with internal diameters corresponding to the base diameters of the central cones, and external diameters corresponding to the diameter of the external drying volume with an opening angle of 90 °.