RU2533432C1

RU2533432C1 - Device for ozonisation of bulk materials

Info

Publication number: RU2533432C1
Application number: RU2013118939/13A
Authority: RU
Inventors: Александр Федорович Першин; Анатолий Васильевич Тихомиров; Александр Анатольевич Смирнов
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-11-20
Also published as: RU2013118939A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: device for ozonisation of bulk materials comprises a hopper, a dispenser, a vertical cylindrical container, an ozone generator with rate activator. Inside the container along the vertical axis the pipe is mounted, on the outer surface of which the short tilted blades of the multiple-threaded screw are mounted along the helical line.

EFFECT: use of invention enables to improve the efficiency of processing bulk materials while simultaneous simplifying the design.

5 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно устройствам для обработки сыпучих материалов - семян зерновых культур, сухих комбикормовых смесей, меланжа и т.д.The invention relates to agriculture, namely, devices for processing bulk materials - seeds of grain crops, dry feed mixtures, mélange, etc.

Известно, что для предпосевной обработки семян, интенсификации сушки зерна, а также дезинсекции и дезинфекции применяют обработку их озоновоздушными смесями в разных устройствах. Например, применяют обработку влажного зерна озоном для интенсификации сушки. При этом используют типовое оборудование - шахтные сушилки, бункера активного вентилирования и т.д. (Троцкая Т.П. Энергосберегающая технология сушки сельскохозяйственных материалов в озоно-воздушной среде. Минск, БелНИИМСХ, 1997 г.).It is known that for presowing seed treatment, intensification of grain drying, as well as disinfection and disinfection, they are treated with ozone-air mixtures in different devices. For example, the treatment of wet grain with ozone is used to intensify drying. They use typical equipment - shaft dryers, active ventilation bunkers, etc. (Trotskaya TP Energy-saving technology for drying agricultural materials in the ozone-air environment. Minsk, BelNIIMSKH, 1997).

Однако обработка сыпучего материала озоном в стационарном слое не обеспечивает равномерности ее по высоте слоя из-за высокой химической активности и саморазложения озона. Причем с увеличением времени обработки концентрация озона по высоте слоя не выравнивается.However, the processing of bulk material with ozone in a stationary layer does not ensure its uniformity along the height of the layer due to the high chemical activity and self-decomposition of ozone. Moreover, with an increase in processing time, the ozone concentration does not equalize along the layer height.

Иногда обработку производят во вращающемся барабане (патент РФ №2248111, МПК A01C 1/00, 20.03.2005, бюл. №8). Однако и это устройство имеет недостатки. Так затраты энергии на вращение барабана соизмеримы с затратами на пересыпание сыпучего материала внутри самого барабана. А при обработке сухого комбикорма, представляющего смесь измельченного зерна и добавок разных фракций, равномерность обработки за относительно короткое время - несколько минут - является недостаточной.Sometimes processing is performed in a rotating drum (RF patent No. 2248111, IPC A01C 1/00, 03.20.2005, bull. No. 8). However, this device also has disadvantages. So the energy costs for rotating the drum are commensurate with the costs of pouring bulk material inside the drum itself. And when processing dry compound feed, which is a mixture of crushed grain and additives of different fractions, the uniformity of processing in a relatively short time - a few minutes - is insufficient.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для предпосевной обработки семян (патент РФ №2019075, МПК A01C 1/00, 1994 г.). Известное устройство содержит вертикальную емкость, внутри которой расположен потенциальный электрод, на который подают высокое напряжение, и горизонтальные трубы, смещенные относительно друг друга, и имеющие отверстия для подачи озона внутрь емкости.Closest to the proposed invention is a device for presowing treatment of seeds (RF patent No. 20119075, IPC A01C 1/00, 1994). The known device contains a vertical container, inside of which there is a potential electrode, which is supplied with a high voltage, and horizontal pipes, offset from each other, and having holes for supplying ozone inside the container.

Недостатком данного устройства является сложность изготовления, большая материалоемкость и недостаточная безопасность при эксплуатации - большое количество отверстий в емкости для труб приводит к возможности утечки озона. Озон является очень токсичным газом, класс опасности - 1, ПДК - 0,1 мг/м³.The disadvantage of this device is the complexity of manufacturing, high material consumption and insufficient safety during operation - a large number of holes in the tank for pipes leads to the possibility of ozone leakage. Ozone is a very toxic gas, hazard class - 1, MPC - 0.1 mg / m ³ .

Целью изобретения является упрощение устройства для обработки озоном сыпучих материалов при увеличении эффективности обработки и одновременном повышении безопасности эксплуатации и снижении затрат на обработку.The aim of the invention is to simplify a device for processing ozone bulk materials while increasing processing efficiency while improving operational safety and reducing processing costs.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для обработки озоном сыпучих материалов, содержащем озонатор с побудителем расхода, бункер, дозатор и вертикальную цилиндрическую емкость, внутри вертикальной оси цилиндрической емкости расположена труба, на внешней поверхности которой установлены по винтовой линии короткие наклонные лопатки, причем лопатки установлены в виде многозаходного винта, а емкости установлены в ряд - 2, 3 и более штук.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed device for processing ozone of bulk materials containing an ozonizer with a flow inducer, a hopper, a dispenser and a vertical cylindrical tank, a pipe is located inside the vertical axis of the cylindrical tank, on the outer surface of which short inclined vanes are installed along a helical line, moreover, the blades are installed in the form of a multi-screw, and the containers are installed in a row - 2, 3 or more pieces.

Устройство работает следующим образом. Сыпучий материал (зерно, сухая комбикормовая смесь и т.д.) из бункера подают в дозатор. Из дозатора материал поступает в цилиндрическую емкость, установленную вертикально. Внутри емкости расположена труба, закрытая сверху конусом или полусферой, на внешней поверхности которой расположены через определенные промежутки короткие наклонные лопатки с углом наклона к вертикальной оси емкости более угла естественного откоса сыпучего материала. Рекомендуемое значение угла - 40-45°. Причем каждая последующая лопатка расположена таким образом, чтобы сыпучий материал ссыпался с нее и попадал на верхний край нижней лопатки, пересыпался на ней и вновь падал вниз. Сами же лопатки расположены по винтовой линии и имеют одинаковую ширину для создания равномерного зазора между внутренней трубой и внешней цилиндрической емкостью. Лопатки установлены для того, чтобы сыпучий материал не сбивался в струю, что снизило бы равномерность обработки. Озон подают по внутренней трубе, которая имеет ряд отверстий для выхода озона в верхней части ее, а подачу озона осуществляют по патрубку, проходящему через стенку в нижней части емкости. В нижней части емкости установлен затвор, в котором накапливается сыпучий материал после обработки и, тем самым, препятствует выходу озона. По мере накопления сыпучего материала затвор открывают и сыпучий материал выводят из емкости.The device operates as follows. Bulk material (grain, dry feed mixture, etc.) from the hopper is fed into the dispenser. From the dispenser, the material enters a cylindrical container mounted vertically. Inside the tank there is a pipe, closed at the top with a cone or hemisphere, on the outer surface of which are located at regular intervals short inclined blades with an angle of inclination to the vertical axis of the tank more than the angle of repose of the bulk material. The recommended angle is 40-45 °. Moreover, each subsequent blade is located in such a way that bulk material is poured from it and falls on the upper edge of the lower blade, poured on it and again fell down. The blades themselves are located along a helical line and have the same width to create a uniform gap between the inner pipe and the outer cylindrical tank. The blades are installed so that the bulk material does not slip into the stream, which would reduce the uniformity of processing. Ozone is supplied through an inner pipe, which has a series of openings for ozone output in its upper part, and ozone is supplied through a pipe passing through a wall in the lower part of the tank. A shutter is installed in the lower part of the tank, in which bulk material accumulates after processing and, thus, prevents ozone output. As the bulk material accumulates, the shutter is opened and the bulk material is taken out of the container.

Для увеличения пропускной способности устройства, заходов винтовой линии, на которой как бы расположены лопатки, может быть 2, 3 и более. Это определяется требуемой производительностью устройства. В нижней части емкости имеется патрубок для вывода остаточного озона. Другой конец патрубка соединен с деструктором озона. Таким образом, осуществляют обработку сыпучего материала в прямотоке - сыпучий материал подают сверху вниз и озон подают сверху вниз. При обработке сыпучего материала в противотоке озон подают в верхнюю часть емкости, а патрубок, соединенный с деструктором, устанавливают в верхней части емкости. При проведении обработки в противотоке сыпучий материал подвергается сначала воздействию низких концентраций озона, а по мере ссыпания его - все более высоких.To increase the throughput of the device, the helix line, on which the blades are located, may be 2, 3 or more. This is determined by the required device performance. In the lower part of the tank there is a pipe for outputting residual ozone. The other end of the pipe is connected to an ozone destructor. Thus, the bulk material is processed in the direct flow - the bulk material is fed from top to bottom and ozone is fed from top to bottom. When processing bulk material in countercurrent, ozone is fed into the upper part of the tank, and a pipe connected to the destructor is installed in the upper part of the tank. When processing in countercurrent flow, the bulk material is first exposed to low concentrations of ozone, and as it is poured, it becomes higher.

Для увеличения производительности устройства устанавливают в ряд несколько емкостей, соединенных с бункером одним, например, шнековым дозатором.To increase the productivity of the device, several containers are installed in a row, connected to the hopper by one, for example, a screw batcher.

Вышесказанное поясняется чертежом. На фиг.1 представлен общий вид устройства: 1 - бункер; 2 - дозатор; 3 - цилиндрическая емкость; 4 - озонатор; 5 - побудитель расхода; 6 - деструктор. На фиг.2 представлен разрез цилиндрической емкости 3: 7 - внутренняя труба; 8 - наклонные лопатки; 9 - затвор; 10 - патрубок для подачи озоновоздушной смеси; 11 - патрубок для вывода остаточного озона. На фиг.3 представлен вариант выполнения устройства с параллельно установленными в ряд емкостями и снабженными единым дозатором.The foregoing is illustrated in the drawing. Figure 1 presents a General view of the device: 1 - hopper; 2 - dispenser; 3 - cylindrical container; 4 - ozonizer; 5 - flow stimulator; 6 - destructor. Figure 2 presents a section of a cylindrical tank 3: 7 - inner tube; 8 - inclined blades; 9 - shutter; 10 - pipe for supplying an ozone-air mixture; 11 - pipe for the output of residual ozone. Figure 3 presents an embodiment of the device with parallel installed in a row of tanks and equipped with a single dispenser.

Устройство работает следующим образом. Перед началом работы сыпучим материалом заполняется бункер 1 и дозатор 2. Заполнение дозатора препятствует выходу озона во внешнюю среду. Включают дозатор 2 и подают сыпучий материал в емкость 3, в которой он ссыпается по лопаткам 8, не дающим сбиваться в единую струю. Одновременно включают озонатор 4 и побудителем расхода 5 подают озон в емкость 3 по патрубку 10. Озон взаимодействует с сыпучим материалом. Время обработки определяется высотой емкости и количеством лопаток, находящихся на пути падения струи сыпучего материала. После обработки в емкости некоторая часть озона адсорбируется сыпучим материалом, и воздействие его (озона) продолжается значительное время - до нескольких десятков часов. Адсорбированный озон из сыпучего материала не выделяется и поэтому не представляет опасности для персонала. Остаточный озон выводят из емкости 3 по патрубку 11 и направляют в деструктор 6. Обработанный сыпучий материал выводят из емкости 3 через затвор 9.The device operates as follows. Before starting work, bulk material is filled in hopper 1 and dispenser 2. Filling the dispenser prevents ozone from entering the environment. The dispenser 2 is turned on and the bulk material is fed into a container 3, in which it is poured over the blades 8, which do not allow to be knocked into a single stream. At the same time, ozonator 4 is turned on and ozone generator 5 is fed with ozone into a container 3 through a nozzle 10. Ozone interacts with bulk material. The processing time is determined by the height of the tank and the number of blades that are in the path of the fall of the jet of bulk material. After processing in the tank, some of the ozone is adsorbed by the bulk material, and its effect (ozone) lasts a considerable time - up to several tens of hours. Adsorbed ozone from bulk material is not released and therefore does not constitute a hazard to personnel. Residual ozone is removed from the tank 3 through the pipe 11 and sent to the destructor 6. The processed bulk material is removed from the tank 3 through the shutter 9.

Для повышения производительности устройства емкости могут быть установлены параллельно вряд и снабжены одним дозатором, как показано на фиг.3.To increase the productivity of the device, containers can be installed in parallel unlikely and equipped with a single dispenser, as shown in Fig.3.

На фиг.4 представлена зависимость изменения концентрации озона по высоте устройства при обработке сухой комбикормовой смеси при прямотоке, на фиг.5 - при противотоке. Высота устройства - 1,8 м. Снижение бактериальной обсемененности достигает 10-12 раз.Figure 4 presents the dependence of the change in the concentration of ozone along the height of the device during the processing of dry feed mixture during direct flow, figure 5 - with countercurrent. The height of the device is 1.8 m. The decrease in bacterial contamination reaches 10-12 times.

Таким образом, достигается основная цель изобретения - упрощается устройство, снижаются энергетические затраты на обработку - перемещается только сыпучий материал и повышается безопасность эксплуатации.Thus, the main objective of the invention is achieved - the device is simplified, the energy costs of processing are reduced - only bulk material is moved and the safety of operation is increased.

Claims

A device for treating bulk materials with ozone, comprising a hopper, a dispenser, a vertical cylindrical tank, an ozonizer with a flow inducer, characterized in that a pipe is located inside the tank along a vertical axis, on the outer surface of which there are installed short inclined blades of a multi-thread screw.