Патент на изобретение №2256035

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОЕМОВ И ДОБЫЧИ САПРОПЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройствам добычи органических и минеральных удобрений, преимущественно к устройствам добычи сапропелевых илов со дна озер и лагун, а также очистки водоемов. Техническим результатом является снижение потерь сапропелевой массы при добыче и сокращение периода готовности сапропеля к использованию. Для этого устройство включает плавсредство с рабочим органом с примыкающим отводящим органом всасывающего типа, механизм транспортировки и вспомогательное оборудование. При этом рабочий орган состоит из турбовентилятора, колоколообразного корпуса с пилообразной окантовкой в нижней части, с вмонтированными в него, по крайней мере, двумя трубопроводами для подвода сжатого воздуха и отводящего органа всасывающего типа, а вспомогательное оборудование включает подъемотранспортный механизм и последовательно соединенные накопительную емкость, бункер, отстойник, испаритель, диспергатор, гранулятор, сушильную камеру, устройство дозирования и механизм транспортировки. 11 ил.

Изобретение относится к области добычи органических и минеральных удобрений, а более конкретно к устройствам добычи сапропелевых илов преимущественно со дна озер и лагун.

Известны устройства для очистки водоемов и добычи сапропелевых илов, представляющие собой технические средства гидромеханизации, включающие земснаряды, оснащенные механизмами поднятия сапропелевой массы, в качестве которых используются в различном сочетании шнековые нагнетатели, снабженные загрузочными устройствами, коническими скреперами, канатно-скреперными установками, установками в виде желонки, центробежными грунтовыми насосами, рыхлителями (гидромоторными, механическими, фрезерными, вибрационными), пульповодами, гидроотвалами – отстойниками, установленные как на берегу, так и на плавсредствах, включая понтоны [1-11].

Принцип работы известных устройств заключается в выемке сапропелевой залежи, гидротранспортировке пульпы по пульповодам в гидроотвалы – отстойники для обезвоживания с постоянным откачиванием воды с дальнейшей транспортировкой к месту просушивания.

Недостатками известных устройств являются высокая энергоемкость и трудоемкость работ в сочетании с недостатками, обусловленными технологическими и экологическими факторами, заключающимися в цикличности процесса добычи (благоприятные климатические условия) и исключение возможности реабилитации месторождения (нарушение гидроэкологического баланса) соответственно.

Из известных аналогов наиболее близким по своей сущности к заявляемому техническому решению является устройство, описанное в [7], включающее понтон с механизмами перемещения, смонтированным снизу понтона рабочий орган с элементами рыхления и захвата сапропеля, в котором заборный рабочий орган выполнен в виде двух торов, охваченных бесконечными лентами, при этом на нижней ленте установлены скребки, а на верхней ленте приводные ролики, закрепленные на понтоне снизу, а к заборному рабочему органу со стороны надвигающихся скребков примыкает отводящий рабочий орган всасывающего типа, образующие поточную машинную линию, принцип работы которой заключается в рыхлении и захвате сапропелевой массы со дна водоема посредством рабочего органа, транспортировке захваченной сапропелевой массы до отводящего рабочего органа всасывающего типа, всасывании сапропелевой массы рабочим органом всасывающего типа с дальнейшей транспортировкой на берег на специальные площадки для обезвоживания и просушивания. Готовность сапропеля к использованию (влажность 50-60%) в зависимости от погодных условий достигается через 2-3 месяца после доставки на площадку. Для повышения качества продукции верхний слой измельчают преимущественно фрезерными барабанами или дисковыми лущилыщиками.

Разработка сапропелевых залежей посредством известного устройства сопряжена с неизбежными потерями при транспортировке, а использование элементов рыхления приводит к тому, что месторождение долгие годы не подлежит реабилитации.

Задачей настоящего предложения является снижение потерь сапропелевой массы при добыче за счет повышения уровня автоматизации процесса добычи с сохранением экологического природного баланса и сокращения периода готовности сапропеля к использованию.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для добычи сапропеля, включающем плавсредство с рабочим органом с примыкающим отводящим органом всасывающего типа, механизм транспортировки и вспомогательное оборудование, в котором рабочий орган состоит из турбовентилятора, колоколообразного корпуса с пилообразной окантовкой в нижней части, с вмонтированными в него по крайней мере двух трубопроводов для подвода сжатого воздуха и отводящего органа всасывающего типа, а вспомогательное оборудование включает последовательно соединенные накопительную емкость, бункер, отстойник, испаритель, диспергатор, гранулятор, сушильную емкость и устройство дозирования.

Выполнение рабочего органа, состоящего из турбовентилятора, колоколообразного корпуса с пилообразной окантовкой в нижней части, с вмонтированными в него по крайней мере двух трубопроводов для подвода сжатого воздуха и отводящего органа всасывающего типа, а вспомогательного оборудования в виде последовательно соединенных накопительной емкости, бункера, отстойника, испарителя, диспергатора, гранулятора, сушильной емкости и устройства дозирования обеспечивает повышение уровня автоматизации процесса добычи сапропеля с сохранением экологического природного баланса и сокращает период готовности сапропеля к использованию.

Совокупность новых признаков из известного уровня техники не выявлена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг.1. Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля включает плавсредство 1, рабочий орган, состоящий из турбовентилятора 2, колоколообразного корпуса 3 с пилообразной окантовкой 4, в нижней части корпуса 3 с вмонтированными в него двух трубопроводов 5 для подвода сжатого воздуха, отводящего органа 6 всасывающего типа, накопительную емкость 7, бункер 8, отстойник 9, испаритель 10, диспергатор 11, гранулятор 12, сушильную камеру 13, устройство дозирования 14, механизм транспортировки 15 и подъемно-транспортный механизм 16. Пилообразная окантовка 4 предназначена для отгиба водорослей при работе рабочего органа, чтобы уменьшить вероятность попадания водорослей в рабочей орган и соответственно снизить ущерб, наносимый донной макроструктуре.

Фиг.2. Плавсредство. Плавсредство 1 представляет собой самоходную платформу с малой ватерлинией, оборудованную движителями 17, трюмами 18 и слипом 19. На палубе установлены турбовентилятор 2 и подъемно-транспортный механизм 16. Слип 19 совместно с подъемно-транспортным механизмом 16 предназначен для плавного спуска за борт и подъема на борт рабочего органа.

Фиг.3. Турбовентилятор 2 включает турбину 20, компрессор 21, редуктор 22, мотор-генератор 23, возбудитель 24, нагнетатель 25 и предназначен для подачи воздуха под давлением в трубопроводы 5. Отводящий орган всасывающего типа 6 представляет собой пневмотранспортировочную трубу.

Фиг.4. Накопительная емкость 7 представляет собой резервуар 26 с загрузочной и разгрузочной воронками 27 и 28 соответственно и задвижкой 29.

Фиг.5. Бункер 8 представляет собой емкость 30, которая снабжена загрузочной и разгрузочной воронками 31 и 32 соответственно и устройством перемешивания 33, выполненным в виде культиватора, вал которого через редуктор 34 соединен с двигателем 35.

Фиг.6. Отстойник 9 содержит корпус 36, разделенный элементом 37 на две камеры 38 и 39. Нижняя камера снабжена стоком 40, соединенным со сливным отверстием 41 и разгрузочной воронкой 42. Верхняя камера 38 снабжена загрузочной воронкой 43. Элемент 37 выполнен в виде жалюзийной решетки с пересыпной полкой 44 под ней.

Фиг.7. Испаритель 10 содержит корпус 45 с погрузочной 46 и разгрузочной 47 воронками. На нижней стенки 48 корпуса 45 имеются воздуховоды 49, а на верхней стенке 50 вентиляционные каналы 51 для отвода пылевоздушной смеси. Через воздуховоды 49 подается теплый воздух.

Фиг.8. Диспергатор 11 состоит из цилиндрического корпуса 52 с загрузочными и разгрузочными патрубками 53 и 54 соответственно, в котором расположены роторы 55, на которых закреплены многогранные измельчающие элементы 56, и служит для измельчения сапропелевой массы.

Фиг.9. Гранулятор 12 состоит из корпуса 57 с загрузочной 58 и разгрузочной 59 воронками и вращающейся наклонной тарели 60.

Фиг.10. Сушильная емкость 13 состоит из основания 61 в виде стоек, на которых смонтированы сушильные емкости 62 и 63, электродвигатели 64 и 65, редукторы 66 и 67. Каждая сушильная емкость выполнена в виде цилиндра, на стенках которого установлены нагревательные элементы, выполненные в виде плоских пружин из нихрома, которые изолированы теплоизоляцией, которая выполнена в виде набора полостей, заполненных стекломатериалом. Загрузка и выгрузка сапропеля производится через окно 68.

Фиг.11. Устройство дозирования 14 состоит из корпуса 69 с загрузочной воронкой 70, разгрузочных патрубков 71. Внутри корпуса 69 расположен став 72, имеющий щели 73 трапециевидного сечения и снабженный скребковым классификатором 74. Под каждым щелевидным классификационным участком установлены течки 75 для отвода потока отсортированного сапропеля в разгрузочные патрубки 71.

Механизм транспортировки 15 представляет собой транспортер и предназначен для подачи тары под загрузку и транспортировку ее в складской трюм.

Подъемно-транспортный механизм 16 представляет собой козловой кран и предназначен для спуска и подъема забортного органа и погрузки готового продукта.

Устройство работает следующим образом. Плавсредство дислоцируют на акватории водоема, на дне которого находятся сапропелевые залежи. Посредством подъемно-транспортного механизма 16 опускают рабочий орган на дно водоема. После того как рабочий орган займет исходное положение, т.е. зароется в грунт с сапропелевой залежью, посредством подачи сжатого воздуха от турбовентилятора 2 по трубопроводам 5 начинают под корпусом 3 намывать сапропелевую массу, которая через отводящий орган 6 всасывающего типа начнет поступать в накопительную емкость 7, а затем через бункер 8 в отстойник 9. В бункере 8 осуществляется перемешивание сапропелевой массы.

В отстойнике 9 осуществляется отстой сапропелевой массы. После отстойника 9 через разгрузочную воронку 42 сапропелевая масса поступает на испаритель 10, где под действием теплого воздуха осуществляется ее высушивание.

В диспергаторе 11 осуществляется измельчение сапропелевой массы, а в грануляторе 12 осуществляется преобразование сапропелевой массы в гранулы и сортировка гранул.

После гранулятора 12 сапропелевая масса в виде гранул поступает в сушильную емкость 13, где она просушивается до состояния с содержанием влажности 12-15%. Устройство дозирования предназначено для расфасовки готового продукта в тару.

Расфасованный в тару сапропель направляется в складской трюм.

Устройства 7-15 установлены в трюмных помещениях плавсредства 1 и образуют последовательную поточную линию и обеспечивают непрерывный технологический процесс, а в сочетании с устройствами 1-6 представляют собой полностью автоматизированный процесс добычи и доведения до пригодности использование готового продукта.

Отсутствие в рабочем органе режущих узлов, а в устройстве в целом механизмов открытого типа снижает возможность нарушения экологического и природного баланса. Применение предлагаемого устройства исключает цикличность добычи сапропелевых илов и ускоряет процесс получения сапропеля, пригодного к использованию с влажностью 12-15%, что известными устройствами не обеспечивается.

Заявляемое устройство состоит из элементов и узлов серийного производства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности “промышленная применимость”.

Заявляемое устройство может быть также использовано при проведении углубительных работ на акватории мелководных лагун.

Источники информации

1. Патент РФ №1724657.

2. Патент РФ №2053985.

3. Патент РФ №2070550.

4. Патент РФ №2059768.

5. Патент РФ №1837668.

6. Патент РФ №2052029.

7. Патент РФ №2066358.

8. Патент Франции №2515636.

9. Фомин Д.И. Технология добычи местных удобрений. М.: Высшая школа, 1969,с.97-135.

10. Лопатко M.З., Кислов Н.В. Использование сапропелей в народном хозяйстве СССР и за рубежом. М.: Министерство топливной промышленности РСФСР. Центральное бюро научно-технической информации и пропаганды, 1990, с.22-44.

11. Добрецов В.В., Холоднякова В.А. Экология и технология разработки сапропелевых месторождений. СПб.: Государственный горный институт, 1996, с.16-23.

Формула изобретения

Устройство для очистки водоемов и добычи сапропеля, включающее плавсредство с рабочим органом с примыкающим отводящим органом всасывающего типа, механизм транспортировки и вспомогательное оборудование, отличающееся тем, что рабочий орган состоит из турбовентилятора, колоколообразного корпуса с пилообразной окантовкой в нижней части, с вмонтированными в него, по крайней мере, двумя трубопроводами для подвода сжатого воздуха и отводящего органа всасывающего типа, а вспомогательное оборудование включает подъемотранспортный механизм и последовательно соединенные накопительную емкость, бункер, отстойник, испаритель, диспергатор, гранулятор, сушильную камеру, устройство дозирования и механизм транспортировки.

РИСУНКИ