RU2462856C1

RU2462856C1 - Biogas plant for processing manure

Info

Publication number: RU2462856C1
Application number: RU2011106695/13A
Authority: RU
Inventors: Сергей Геннадьевич Емельянов (RU); Сергей Геннадьевич Емельянов; Николай Сергеевич Кобелев (RU); Николай Сергеевич Кобелев; Александр Николаевич Плетнёв (RU); Александр Николаевич Плетнёв; Татьяна Васильевна Алябьева (RU); Татьяна Васильевна Алябьева; Андрей Николаевич Кобелев (RU); Андрей Николаевич Кобелев; Галина Геннадьевна Щедрина (RU); Галина Геннадьевна Щедрина; Пётр Юрьевич Щедрин (RU); Пётр Юрьевич Щедрин; Ольга Юрьевна Кобелева (RU); Ольга Юрьевна Кобелева
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2012-10-10
Also published as: RU2011106695A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: plant comprises a bioreactor with consistently communicating containers with overflow baffles provided with pipes for supply manure substrate and discharge of fermented mass, heaters, mixing devices and a device for collecting and discharge of biogas. The bioreactor consists of a main reactor vessel and five ring finisher tanks made of reinforced concrete structures. At the bottom of each tank tubular heaters are installed. The ring tanks baffles of finishers are equipped with overflow windows located diametrically opposite and at different depths. Over the bioreactor the gas holder is installed, which lower edge of the ring is immersed in the waterlock. On the outer side of the ring a back plate of gas holder is welded, rotating on four ragged rollers, two of which are rigidly fixed to the foundation, and two are compensators. Inside the gas holder ring, cross-shaped spacers are installed, which are fixed to a rigid mixer for the main reactor vessel and chain - for circular finisher tanks. The baffles of ring tanks of finishers are made of bimetal, and the bimetal material of the baffles from the side of the discharged substrate has a coefficient of thermal conductivity of 2.0-2.5 times higher than the coefficient of thermal conductivity of the material from the side of the subsequent finisher. The rigid mixer for the main reactor vessel and chain - for circular finisher tanks are connected with motor reducer, made in the form of the drive with rotation speed control, which is connected with the temperature regulator and a temperature sensor. The temperature sensor is located in the main reactor vessel. The temperature regulator includes blocks of comparison and tasks, electronic and magnetic amplifier, a nonlinear feedback unit. The rotation speed control unit is designed as a unit of powder magnetic muffs.

EFFECT: increased efficiency of the plant in changing climatic conditions during operation in production of sterile feed additives and related biogas production through automation and control, followed by technical process control of manure processing and obtaining the finished product.

4 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для переработки навоза.The invention relates to agriculture, in particular to devices for processing manure.

Известна биогазовая установка для переработки навоза (см. патент РФ №2365080, МПК А01С 3/02), содержащая биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками, снабженный трубопроводами для подачи навозного субстрата и отвода сброженной массы, подогревателями, перемешивающими устройствами, устройством для сбора и отвода биогаза, при этом биореактор состоит из основной емкости реактора и пяти кольцевых емкостей дозревателей, выполненных из железобетонных конструкций, и на дне каждой емкости установлены трубчатые подогреватели, перегородки кольцевых емкостей дозревателей снабжены переливными окнами, расположенными диаметрально противоположно и на разной глубине, а над биореактором установлен газгольдер, нижний край кольца которого погружен в гидрозатвор, на наружной стороне кольца приварен опорный диск газгольдера на четырех ручейковых роликах, два из которых жестко закреплены в фундаменте, а два являются компенсаторами, кроме того, внутри кольца газгольдера установлены крестообразные распорки, к которым закреплены жесткая мешалка для основной емкости реактора и цепочные для кольцевых емкостей дозревателей.Known biogas plant for processing manure (see RF patent No. 2365080, IPC АСС 3/02), containing a bioreactor with successively connected tanks with overflow partitions, equipped with pipelines for supplying the dung substrate and removal of the fermented mass, heaters, mixing devices, a device for collecting and removal of biogas, while the bioreactor consists of the main reactor vessel and five annular tanks of detectors made of reinforced concrete structures, and tubular are installed at the bottom of each vessel heaters, baffles of the annular capacities of the detectors are equipped with overflow windows located diametrically opposite and at different depths, and a gas holder is installed above the bioreactor, the lower edge of the ring of which is immersed in a gas seal, on the outer side of the ring a gas holder support plate is welded on four brook rollers, two of which are rigidly fixed in the foundation, and two are compensators, in addition, cruciform spacers are installed inside the ring of the gas holder, to which a rigid mixer for the basics is fixed second reactor vessel and chained for ring dozrevateley containers.

Недостатком является снижение эксплуатационной стабильности при длительной работе биогазовой установки из-за налипания на перегородки кольцевых емкостей, особенно в переливных окнах, субстрата, что значительно снижает производительность и качество получаемой продукции путем нарушения выбранного термофильного температурного режима.The disadvantage is the decrease in operational stability during prolonged operation of the biogas plant due to the sticking of substrates on the partitions of the annular containers, especially in overflow windows, which significantly reduces the productivity and quality of the products obtained by violating the selected thermophilic temperature regime.

Известна биогазовая установка для переработки навоза (см. патент на полезную модель №95454, МПК А01С 3/00, опубл. 10.07.2010), содержащая биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками, снабженный трубопроводами для подачи навозного субстрата и отвода сброженной массы, подогревателями, перемешивающими устройствами и устройством для сбора и отвода биогаза, при этом биореактор состоит из основной емкости реактора и пяти кольцевых емкостей дозревателей, выполненных из железобетонных конструкций, и на дне каждой емкости установлены трубчатые подогреватели, перегородки кольцевых емкостей дозревателей снабжены переливными окнами, расположенными диаметрально противоположно и на разной глубине, а над биореактором установлен газгольдер, нижний край кольца которого погружен в гидрозатвор, на наружной стороне кольца приварен опорный диск газгольдера, вращающийся на четырех ручейковых роликах, два из которых жестко закреплены в фундаменте, а два являются компенсаторами, кроме того, внутри кольца газгольдера установлены крестообразные распорки, к которым закреплены жесткая мешалка для основной емкости реактора и цепочные для кольцевых емкостей дозревателей, при этом перегородки кольцевых емкостей дозревателей выполнены из биметалла, причем материал биметалла перегородки со стороны наличия сброшенного субстрата имеет коэффициент теплопроводности, в 2,0-2,5 раза превышающий коэффициент теплопроводности материала со стороны последующего дозревания.Known biogas plant for processing manure (see patent for utility model No. 95454, IPC АСС 3/00, publ. 07/10/2010), containing a bioreactor with successively connected tanks with overflow partitions, equipped with pipelines for supplying the dung substrate and removal of the fermented mass, heaters, mixing devices and a device for collecting and discharging biogas, while the bioreactor consists of the main capacity of the reactor and five ring tanks of the heaters made of reinforced concrete structures, and at the bottom of each the bones are installed with tubular heaters, the baffles of the annular tanks of the detectors are equipped with overflow windows located diametrically opposite and at different depths, and a gas holder is installed above the bioreactor, the lower edge of the ring of which is immersed in a water seal, on the outer side of the ring a gas holder supporting disk is rotated on four brook rollers, two of which are rigidly fixed in the foundation, and two are compensators, in addition, cruciform spacers are installed inside the ring of the gas holder, to the cat A rigid stirrer for the main reactor vessel and chain stirrers for annular tanks of detectors are fixed, while the partitions of the annular containers of the detectors are made of bimetal, and the material of the bimetal of the partition from the side of the presence of the dumped substrate has a thermal conductivity coefficient 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity coefficient material from the side of subsequent ripening.

Недостатком является снижение качества получаемой продукции при длительной эксплуатации, особенно в изменяющихся погодно-климатических условиях работы биогазовой установки для переработки навоза из-за отсутствия автоматизированного контроля термофильного температурного режима в основной емкости реактора и интенсивности перемешивания субстрата как в основной емкости реактора, так и пяти кольцевых емкостях дозревателей.The disadvantage is the decrease in the quality of the products obtained during long-term operation, especially in the changing weather and climatic conditions of the biogas plant for manure processing due to the lack of automated control of the thermophilic temperature regime in the main vessel of the reactor and the intensity of mixing of the substrate both in the main vessel and the five ring capacities of detectors.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы установки в изменяющихся погодно-климатических условиях эксплуатации при производстве стерильных кормовых добавок и сопутствующего биогаза путем осуществления автоматизации и контроля с последующим регулированием технологического процесса переработки навоза и получения готового продукта, за счет изменения скорости вращения как жесткой мешалки в основной емкости реактора, так цепочных мешалок кольцевых емкостей дозревателей.An object of the invention is to increase the efficiency of the installation in changing weather and climate conditions in the production of sterile feed additives and associated biogas by automating and monitoring with subsequent regulation of the technological process of processing manure and obtaining the finished product, by changing the speed of rotation as a rigid mixer in the main capacity of the reactor, so chain mixers of annular capacities of detectors.

Технический результат достигается тем, что биогазовая установка для переработки навоза содержит биореактор с последовательно сообщающимися емкостями с переливными перегородками, снабженный трубопроводами для подачи навозного субстрата и отвода сброженной массы, подогревателями, перемешивающими устройствами и устройством для сбора и отвода биогаза, при этом биореактор состоит из основной емкости реактора и пяти кольцевых емкостей дозревателей, выполненных из железобетонных конструкций, и на дне каждой емкости установлены трубчатые подогреватели, перегородки кольцевых емкостей дозревателей снабжены переливными окнами, расположенными диаметрально противоположно и на разной глубине, а над биореактором установлен газгольдер, нижний край кольца которого погружен в гидрозатвор, на наружной стороне кольца приварен опорный диск газгольдера, вращающийся на четырех ручейковых роликах, два из которых жестко закреплены в фундаменте, а два являются компенсаторами, кроме того, внутри кольца газгольдера установлены крестообразные распорки, к которым закреплены жесткая мешалка для основной емкости реактора и цепочные для кольцевых емкостей дозревателей, при этом перегородки кольцевых емкостей дозревателей выполнены из биметалла, причем материал биметалла перегородки со стороны наличия сброшенного субстрата имеет коэффициент теплопроводности, в 2,0-2,5 раза превышающий коэффициент теплопроводности материала со стороны последующего дозревателя.The technical result is achieved by the fact that the biogas plant for manure processing contains a bioreactor with tanks in series with overflow partitions, equipped with pipelines for feeding the manure substrate and removing the fermented mass, heaters, mixing devices and a device for collecting and removing biogas, while the bioreactor consists of the main reactor vessels and five ring tanks of detectors made of reinforced concrete structures, and at the bottom of each vessel tubulars are installed heaters, baffles of the annular capacities of the detectors are equipped with overflow windows located diametrically opposite and at different depths, and a gas holder is installed above the bioreactor, the lower edge of the ring of which is immersed in a gas seal, on the outer side of the ring a gas disk support disk is welded, rotating on four brook rollers, two of which rigidly fixed in the foundation, and two are compensators, in addition, cruciform spacers are installed inside the ring of the gas holder, to which a rigid mesh is fixed alkali for the main vessel of the reactor and chain for the annular tanks of the detectors, while the partitions of the annular containers of the detectors are made of bimetal, and the material of the bimetal of the partition from the side of the presence of the dumped substrate has a thermal conductivity coefficient that is 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity of the material from subsequent ripper.

Установка отличается тем, что жесткая мешалка для основной емкости реактора и цепочные для кольцевых емкостей дозревателей соединены с мотор-редуктором, выполненным в виде привода с регулятором скорости вращения, который связан с регулятором температуры и датчиком температуры, расположенным в основной емкости реактора, при этом регулятор температуры включает блоки сравнения и задания, электронный и магнитный усилители, блок нелинейной обратной связи, кроме этого регулятор скорости вращения выполнен в виде блока порошковых электромагнитных муфт.The installation is characterized in that a rigid mixer for the main vessel of the reactor and chain stirrers for the annular tanks of the detectors are connected to a gear motor made in the form of a drive with a speed controller, which is connected to a temperature controller and a temperature sensor located in the main vessel of the reactor, while the controller temperature includes comparison and reference units, electronic and magnetic amplifiers, non-linear feedback unit, in addition, the rotation speed controller is made in the form of a block of electromagnet powder thread couplings.

На фиг.1 изображена принципиальная схема биогазовой установки, на фиг.2 - разрез В-В фиг.1, на фиг.3 - прегородка кольцевой емкости дозревателя из биметалла, на фиг.4 - система автоматического контроля температур.Figure 1 shows a schematic diagram of a biogas plant, figure 2 is a section bb In figure 1, figure 3 is a partition of the annular capacity of the bimetal detector, figure 4 is an automatic temperature control system.

Биогазовая установка включает железобетонную конструкцию, выполненную в виде радиальных пяти кольцевых емкостей дозревателей 1, кольцо гидрозатвора 2, основную емкость реактора 3, трубопровод подачи субстрата 6 с рассекателем 5, трубопровод отвода сброженной массы 4, устройство для отвода биогаза 7, теплоизоляцию 8, трубчатые подогреватели 9 и фундамент 10. Каждая кольцевая перегородка снабжена переливным окном 11 и расположены они диаметрально противоположно на разной глубине. В гидрозатворе установлено стальное кольцо 12 газгольдера 13 с приваренным к нему стальным опорным диском 14, который упирается на два жестко закрепленных в фундаменте ручейковых ролика 15 и два подпружиненных ручейковых ролика компенсатора 16. На кольце 12 газгольдера 13 герметично закреплена прорезиненная ткань газгольдера 13, а внутри кольца установлены стальные крестообразные распорки 17, на которых закреплены жесткая мешалка 18 основной емкости реактора 3 и цепочные мешалки 19 кольцевых емкостей дозревателей 1. Кольцо газгольдера 12 обхвачено тросом 20 и увязано с приводным шкивом 21 мотора-редуктора 22. Перегородки кольцевых емкостей дозревателей 1 выполнены из биметалла 23, причем материал 24 биметалла 23 перегородки со стороны наличия сброшенного субстрата имеет коэффициент теплопроводности, в 2,0-2,5 раза превышающий коэффициент теплопроводности материала 25 со стороны последующего дозревания. Жесткая мешалка 18 для основной емкости реактора 3 и цепочные мешалки 19 кольцевых емкостей дозревателей 1 соединены с приводным шкивом 21 мотор-редуктора 22, выполненного в виде привода 26 с регулятором скорости вращения 27, который связан с регулятором температуры 28 и датчиком температуры 29, расположенным в основной емкости реактора 3. При этом регулятор температуры 28 включает блоки сравнения 30 и задания 31, электронный 32 и магнитный 33 усилители, блок нелинейной обратной связи 34, кроме этого регулятор скорости вращения 27 выполнен в виде блока порошковых электромагнитных муфт.The biogas installation includes a reinforced concrete structure made in the form of five radial five annular tanks of detectors 1, a water seal ring 2, the main vessel of the reactor 3, a substrate supply pipe 6 with a divider 5, a fermented exhaust pipe 4, a biogas removal pipe 7, thermal insulation 8, and tubular heaters 9 and foundation 10. Each annular partition is equipped with an overflow window 11 and they are diametrically opposed at different depths. A steel ring 12 of the gas holder 13 with a steel supporting disk 14 welded to it is mounted in the hydraulic lock, which abuts against two spring-supported brook rollers 15 and two spring-loaded spring rollers of the expansion joint 16. Rubberized fabric of the gas holder 13 is hermetically fixed to the ring 12 of the gas holder 13, and inside rings installed steel cruciform struts 17, on which are mounted a rigid mixer 18 of the main vessel of the reactor 3 and chain mixers 19 of the annular capacities of the detectors 1. The ring of the gas tank 12 is grasped the cable 20 and is connected with the drive pulley 21 of the gear motor 22. The partitions of the annular capacities of the detectors 1 are made of bimetal 23, and the material 24 of the bimetal 23 of the partition from the side of the presence of the discarded substrate has a thermal conductivity coefficient 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity material 25 from the side of subsequent ripening. A rigid mixer 18 for the main vessel of the reactor 3 and chain mixers 19 of the annular tanks of the detectors 1 are connected to the drive pulley 21 of the gear motor 22, made in the form of a drive 26 with a speed controller 27, which is connected with a temperature controller 28 and a temperature sensor 29 located in the main capacity of the reactor 3. In this case, the temperature controller 28 includes comparison units 30 and task 31, electronic 32 and magnetic 33 amplifiers, a non-linear feedback block 34, in addition, the speed controller 27 is made in the form of a block according to oshkovyh electromagnetic clutches.

Биогазовая установка работает следующим образом. В зависимости от погодно-климатических воздействий, обусловленных также изменяющимися значениями наружных температур, выбирается оптимальный термофильный температурный режим, позволяющий производить стерильные кормовые добавки, удобрения и биогаз с обеспечением стабильных условий эксплуатации реактора, для чего и осуществляется контроль температуры в его основной емкости 3 датчиком температуры 29.Biogas plant works as follows. Depending on the weather and climatic influences, also caused by varying outdoor temperatures, the optimal thermophilic temperature regime is selected that allows sterile feed additives, fertilizers and biogas to be produced with stable reactor operating conditions, for which temperature is monitored in its main tank 3 by a temperature sensor 29.

Если температура внутри основной емкости реактора 3 соответствует нормированно необходимой для получения качественного газового продукта, то и жесткая мешалка 18, и цепочные мешалки 19 вращаются с заданной скоростью. В этом случае осуществляется следующий технологический процесс. В течение одних суток с фермы навоз по каналам стекает в отдельно стоящую подготовительную, крытую, железобетонную емкость, в которой подогревается выхлопными газами котла и в ней же доводится до заданной влажности 92% получаемый субстрат, далее субстрат проходит через предварительную камеру, в которой подогревается до 60°С (на схеме не показана). Трубчатые подогреватели 9 также нагреты до 60°С. Из биогазовой установки удаляется воздух выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания. После этого нагретый субстрат вместе с выращенным определенным штаммом бактерий поступает в основную емкость реактора 3 через трубопровод подачи навозного субстрата 6, рассекатель 5 равномерно распределяет субстрат в емкости 3, наполнение субстратом основной емкости реактора 3 ведется пять суток. Затем выдерживаем субстрат до начала образования процесса газообразования. С момента начала газообразования субстрат выдерживают еще шесть суток. После чего в основную емкость реактора подают следующую односуточную дозу субстрата, при этом из основной емкости реактора 3 сброженный субстрат перетекает через верхнее окно 11 в первую кольцевую емкость дозревателя 1 и заполняет ее. Далее подают следующую односуточную дозу субстрата в основную емкость реактора 3 и субстрат перетекает в первую кольцевую емкость дозревателя 1, перемещается по кольцевой емкости дозревателя и через нижнее окно 11 перетекает в следующую кольцевую емкость дозревателя. В связи с тем, что температура субстрата в первой кольцевой емкости дозревателя 1 имеет более высокое значение, чем в последующем дозревателе, то между внутренней и наружной поверхностями каждой кольцевой перегородки из биметалла 23 с переливным окном 11 возникает разность температур. Выполнение материала 24 биметалла 23 со стороны нагретого сброженного с коэффициентом теплопроводности (например, алюминий с коэффициентом теплопроводности 204 Вт/(м·гр), см. стр.312 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: 1980 - 469 с., ил.), в 2,0-2,5 раза превышающим коэффициент теплопроводности материала 25 биметалла 23 со стороны последующего дозревания субстрата, приводит, при заданном термофильном температурном режиме получения стиральных добавок и удобрений, к образованию температурного градиента, обеспечивающего термовибрацию кольцевой перегородки с переливным окном 11 (см., например, Дмитриев В.Н. Биметаллы. Пермь 1990 - 387 с., ил.), что практически устраняет налипание субстрата при перемещении его из одного дозревателя в другой. Такой цикл повторяется до тех пор, пока не заполнятся все пять кольцевых емкостей дозревателей. Перемешивание субстрата проводится через каждый час по 3-5 минут с помощью жестких мешалок 18 в основной емкости реактора и цепочных мешалок 18 в пяти кольцевых емкостях дозревателях. Мешалки закреплены на крестообразных распорках 17, установленных внутри кольца 12 газгольдера 13. Кольцо 12 с опорным диском 14 вращаются на двух жесткозакрепленных в фундаменте роликах 15 и двух компенсаторах 16 с помощью мотора-редуктора 22 посредством троса 20 со скоростью, обеспечивающей заданную скорость вращения мешалок 18 и 19. Сброженная масса отводится трубопроводом 4 в приемную емкость. Выделяемый биогаз скапливается под газгольдером 13 и отводится устройством для отвода биогаза 7.If the temperature inside the main vessel of the reactor 3 corresponds to the normalized value necessary to obtain a high-quality gas product, then both the rigid mixer 18 and the chain mixers 19 rotate at a given speed. In this case, the following process is carried out. Within one day from the farm, manure flows through the channels into a separate preparatory, covered, reinforced concrete tank, in which it is heated by the exhaust gases of the boiler and in it the resulting substrate is brought to a predetermined humidity of 92%, then the substrate passes through a preliminary chamber in which it is heated to 60 ° C (not shown in the diagram). Tubular heaters 9 are also heated to 60 ° C. Air is removed from the biogas plant by the exhaust gases of an internal combustion engine. After that, the heated substrate along with the grown certain strain of bacteria enters the main tank of the reactor 3 through the feed line of the manure substrate 6, the divider 5 evenly distributes the substrate in the tank 3, filling the substrate of the main tank of the reactor 3 takes five days. Then we maintain the substrate until the formation of the process of gas formation. Since the start of gas formation, the substrate can withstand another six days. After that, the next one-day dose of substrate is fed into the main tank of the reactor, while the fermented substrate flows from the main tank of the reactor 3 through the upper window 11 into the first annular tank of the detector 1 and fills it. Next, the next one-day dose of substrate is fed into the main vessel of the reactor 3 and the substrate flows into the first annular capacity of the detector 1, moves along the annular capacity of the detector and through the lower window 11 flows into the next annular capacity of the detector. Due to the fact that the temperature of the substrate in the first annular capacity of the breeder 1 has a higher value than in the subsequent batch, then a temperature difference occurs between the inner and outer surfaces of each annular partition from bimetal 23 with overflow window 11. The execution of material 24 of bimetal 23 from the side of the heated fermented with a coefficient of thermal conductivity (for example, aluminum with a coefficient of thermal conductivity of 204 W / (m · g), see page 312 Nashchokin VV Technical thermodynamics and heat transfer. - M .: 1980 - 469 C., ill.), 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity of the material 25 of bimetal 23 from the side of the subsequent maturation of the substrate, leads, for a given thermophilic temperature regime of obtaining washing additives and fertilizers, to the formation of a temperature gradient that provides thermal vibration tion annular overflow baffle with a window 11 (. See, for example, Dmitriev VN Bimetals Perm 1990 -. 387 s, il..) that substantially eliminates the adhesion of the substrate while moving it from one to the other dozrevatelya. Such a cycle is repeated until all five ring capacitors of the detectors are filled. Mixing of the substrate is carried out every hour for 3-5 minutes with the help of rigid mixers 18 in the main vessel of the reactor and chain mixers 18 in five annular containers of detectors. The mixers are mounted on cruciform spacers 17 mounted inside the ring 12 of the gas holder 13. The ring 12 with the supporting disk 14 is rotated on two rollers 15 which are rigidly fixed in the foundation and two compensators 16 by means of a gear motor 22 by means of a cable 20 with a speed providing a given speed of rotation of the mixers 18 and 19. The fermented mass is discharged by a pipe 4 into a receiving tank. The released biogas accumulates under the gas tank 13 and is discharged by the biogas removal device 7.

Если температура внутри основной емкости реактора 3 уменьшается под воздействием температуры наружного воздуха, то и плотность субстрата возрастает и для его перемешивания требуется большая мощность вращения приводного шкива 21, связанного с мотор-редуктором 22. В этом случае уменьшение температуры в основной емкости реактора 3 фиксируется датчиком температуры 29 и сигнал от него поступает в регулятор температуры 28. При этом сигнал блока задания 31 регулятора температуры 28 превышает сигнал датчика температуры 29 и на выходе блока сравнения 30 появляется сигнал положительной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 32. Сюда поступает и сигнал с блока нелинейной обратной связи 34, который вычитается из сигнала блока сравнения 30. За счет этого в электронном усилителе 32 компенсируется нелинейность характеристики привода мотор-редуктора 22. Сигнал с выхода электронного усилителя 32 поступает на вход магнитного усилителя 33, где он усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку регулятора скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода.If the temperature inside the main tank of the reactor 3 decreases under the influence of the temperature of the outside air, then the density of the substrate increases and for mixing it requires a high power of rotation of the drive pulley 21 connected to the gear motor 22. In this case, the decrease in temperature in the main tank of the reactor 3 is detected by the sensor temperature 29 and the signal from it enters the temperature controller 28. In this case, the signal of the task unit 31 of the temperature controller 28 exceeds the signal of the temperature sensor 29 and at the output of the comparison unit 30, a signal of positive polarity appears, which is fed to the input of the electronic amplifier 32. The signal from the non-linear feedback block 34, which is subtracted from the signal of the comparison unit 30, also arrives at this. Due to this, the non-linearity of the drive characteristic of the motor gearbox 22 is compensated in the electronic amplifier 32. from the output of the electronic amplifier 32 it enters the input of the magnetic amplifier 33, where it is amplified by power, rectified and fed to the winding of the speed controller in the form of a block of electromagnetic powder m uft drive.

Положительная полярность сигнала электронного усилителя 32 вызывает увеличение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 33, тем самым увеличивая передаваемый регулятором скорости вращения момент от привода, чем достигается увеличение скорости вращения приводного шкива 21 и, соответственно, жесткой мешалки 18 основной емкости реактора 3 и цепочных мешалок 19 кольцевых емкостей дозревателей 1, что приводит к качественному перемешиванию субстрата, т.е. в конечном итоге к выходу готового продукта с нормированными параметрами.The positive polarity of the signal of the electronic amplifier 32 causes an increase in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 33, thereby increasing the moment transmitted from the drive by the speed controller, thereby increasing the speed of rotation of the drive pulley 21 and, accordingly, the rigid mixer 18 of the main capacity of the reactor 3 and chain mixers 19 annular capacities of the detectors 1, which leads to high-quality mixing of the substrate, i.e. ultimately to the output of the finished product with normalized parameters.

Если температура внутри основной емкости реактора 3 увеличивается под воздействием температуры наружного воздуха, то плотность субстрата уменьшается и для его перемешивания требуется меньшая мощность вращения приводного шкива 21, связанного с мотор-редуктором 22. В этом случае уменьшение температуры в основной емкости реактора 3 фиксируется датчиком температуры 29 и сигнал от него поступает в регулятор температуры 28. В этом случае сигнал блока задания 31 регулятора температуры 28 имеет значение меньшее, чем сигнал датчика температуры 29, и на выходе блока сравнения 30 появляется сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 32. Сюда поступает сигнал с блока нелинейной обратной связи 34, который дополнительно вычитается из сигнала блока сравнения 30. Сигнал с выхода электронного усилителя 32 поступает на вход магнитного усилителя 33, где он усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку регулятора скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода.If the temperature inside the main tank of the reactor 3 increases under the influence of the temperature of the outside air, the density of the substrate decreases and for mixing it requires less power of rotation of the drive pulley 21 connected to the motor reducer 22. In this case, the decrease in temperature in the main tank of the reactor 3 is detected by the temperature sensor 29 and the signal from it enters the temperature controller 28. In this case, the signal of the reference unit 31 of the temperature controller 28 has a value less than the signal of the temperature sensor 29, and n the output of the comparison unit 30 there is a signal of negative polarity, which is fed to the input of the electronic amplifier 32. This receives the signal from the non-linear feedback block 34, which is additionally subtracted from the signal of the comparison unit 30. The signal from the output of the electronic amplifier 32 is fed to the input of the magnetic amplifier 33, where it is amplified by power, rectified and fed to the winding of the speed controller in the form of a block of powder electromagnetic drive couplings.

Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 32 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 33, тем самым уменьшая передаваемый регулятором скорости вращения момент от привода, чем достигается снижение скорости вращения приводного шкива 21 и, соответственно, жесткой мешалки 18 основной емкости реактора 3 и цепочных мешалок 19 кольцевых емкостей дозревателей 1. Это приводит к снижению энергозатрат при получении готового продукта с обеспечением качественного перемешивания субстрата при его повышенной плотности из-за повышенной температуры наружного воздуха окружающей биогазовую установку среды.The negative polarity of the signal of the electronic amplifier 32 causes a decrease in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 33, thereby reducing the moment transmitted from the drive by the speed controller, thereby achieving a decrease in the speed of rotation of the drive pulley 21 and, accordingly, the rigid mixer 18 of the main capacity of the reactor 3 and chain mixers 19 annular capacities of detectors 1. This leads to a reduction in energy consumption when obtaining the finished product with ensuring high-quality mixing of the substrate with its increased surface This is due to the increased outdoor temperature surrounding the biogas plant.

Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в обеспечении при изменяющейся температуре наружного воздуха выхода готового продукта с нормированными параметрами при энергосберегающем процессе переработки навоза путем автоматизации поддержания термофильного температурного режима за счет выполнения мотор-редуктора в виде привода с регулятором вращения и снабжения биогазовой установки регулятором температуры с датчиком температуры, установленным в основной емкости реактора. При этом регулятор температуры включает блоки задания и сравнения, электронный и магнитный усилитель с блоком нелинейной обратной связи, а регулятор скорости вращения выполнен в виде блока порошковых электромагнитных муфт.The originality of the invention consists in providing, at a varying outside temperature, the output of the finished product with normalized parameters during an energy-saving process of manure processing by automating the maintenance of thermophilic temperature conditions by performing a motor reducer in the form of a drive with a rotation regulator and supplying a biogas plant with a temperature regulator with a temperature sensor, installed in the main tank of the reactor. In this case, the temperature controller includes reference and comparison units, an electronic and magnetic amplifier with a non-linear feedback unit, and the rotation speed controller is made in the form of a block of powder electromagnetic couplings.

Claims

A biogas plant for processing manure, containing a bioreactor with tanks in series with overflow partitions, equipped with pipelines for feeding the manure substrate and removing the fermented mass, heaters, mixing devices and a device for collecting and removing biogas, while the bioreactor consists of the main reactor vessel and five ring tanks of heaters made of reinforced concrete structures, and at the bottom of each tank installed tubular heaters, ring partitions e bones of the heaters are equipped with overflow windows located diametrically opposite and at different depths, and a gas holder is installed above the bioreactor, the lower edge of the ring of which is immersed in a water lock, on the outer side of the ring a support disk of the gas holder is rotated on four brook rollers, two of which are rigidly fixed to the foundation , and two are compensators, in addition, cruciform spacers are installed inside the ring of the gas holder, to which a rigid mixer is fixed for the main vessel of the reactor and flail which are typical for the annular capacities of the detectors, while the partitions of the annular capacities of the detectors are made of bimetal, the bimetal material of the partition on the side of the presence of the discarded substrate has a thermal conductivity coefficient that is 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity of the material on the side of the subsequent microprobe, that a rigid stirrer for the main reactor vessel and chain stirrers for annular tanks of detectors are connected to a gear motor made in the form of a drive with a rotational speed regulator which is connected with a temperature controller and a temperature sensor located in the main vessel of the reactor, while the temperature controller includes comparison and reference units, electronic and magnetic amplifiers, a nonlinear feedback unit, in addition, the rotation speed controller is made in the form of a block of powder electromagnetic couplings .