Универсальный утилизатор "экокомплекс-у"

Полезная модель относится к устройствам утилизации медицинских, биологических и бытовых отходов. Утилизатор содержит последовательно установленные и технологически связанные между собой бункер 1 загрузки утилизируемых отходов, загрузочный винтовой контейнер 2, камеру 3 нагрева утилизируемых отходов и разгрузочный винтовой контейнер 4, соединенные по электропитанию с электрическим выходом дизель - генератора 7 через электронный коммутатор 8. Камера 3 нагрева снабжена теплоизолирующим кожухом 9 и патрубками для подачи через трехходовой вентиль 10 горячих выхлопных газов от дизель - генератора 7 в полость между внешними стенками камеры 3 нагрева и ее кожухом 8, внутрь камеры 3 и/или через выхлопную трубу 11 в атмосферу в зависимости от требуемой температуры нагрева утилизируемых отходов и режимов их обработки. В верхней части камеры 3 нагрева установлен коллектор 12 для сбора и подачи вредных газовых выделений утилизируемых отходов в камеру сгорания дизельгенератора 7 или через выхлопную трубу 11 в атмосферу. В камере 3 установлен датчик 14 температуры соединенный с сигнальным входом блока 15 управления. Выход блока 15 управления соединен по сигналам управления с управляющим входом электронного коммутатора 8, электропитающий вход которого соединен с трехфазным выходом дизельгенератора 7. Выходы коммутатора 8 соединены с электрическими обмотками электромагнитных вентилей 10 и 13, с электроприводами 6 шнеков 5, электроприводом 16 измельчителя 17 обеззараженных отходов, с электрической обмоткой электромагнита 18 для улавливания металлических предметов в обеззараженных отходах, а также соединены с электронагревателем 19. 1 з.п.ф., 3 ил.

Полезная модель относится к устройствам дезинфекции и стерилизации, специально предназначенным для утилизации отбросов (мусора), конкретно к универсальным утилизаторам медицинских, биологических и бытовых отходов.

Известны утилизаторы твердых медицинских отходов RU 2082436, 2089786, 2089787, 2128522, 2157951, 2204447, 2265774, 2290268, 2294802, 2331020, US 5089228, 5193468, 6551563, 7296688, 7373903, 7454358, FR 2089445, 2520091, DE 2425007, 3513731, EP 0173628, 0350406.

Недостатками известных утилизаторов являются узость функциональных возможностей, сложность схемы, построенной с помощью большого количества логических элементов, и, обусловленные этим, недостаточное быстродействие и надежность.

Известен утилизатор бытовых отходов (RU 2235947, МПК: F23G 5/027, 2004) путем термической переработки бытовых и промышленных отходов, содержащий последовательно установленные и технологически связанные бункер загрузки утилизируемых отходов, загрузочный винтовой контейнер, камеру нагрева утилизируемых отходов и разгрузочный винтовой контейнер, электроприводы шнеков которых соединены по электропитанию с электрическим выходом дизельгенератора электрического тока, причем камера нагрева снабжена электронагревателем, транспортирующим шнеком, установленным внутри камеры, и теплоизолирующим кожухом, снабженным патрубками для подачи горячих выхлопных газов от дизель - генератора в полость между внешними стенками камеры нагрева и ее кожухом, а также снабжена патрубками для подачи элегаза и вредных газовых выделений утилизируемых отходов в камеру сгорания дизельгенератора.

При этом камера нагрева утилизируемых отходов выполнена в виде газогенератора, снабженного двумя шнеками со встречным вращением для циклической прогонки утилизируемых отходов через его камеру.

Недостатком известного утилизатора является повышенный расход электроэнергии, связанный с недостаточной универсальностью его применения для переработки медицинских, биологических и бытовых отходов.

Задачей полезной модели является снижение расхода энергии на утилизацию медицинских, биологических и бытовых отходов.

Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является повышение универсальности утилизатора путем оптимального управления энергией нагрева утилизируемых отходов в зависимости от их видов и структуры.

Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что универсальный утилизатор, содержащий последовательно установленные и технологически связанные бункер загрузки утилизируемых отходов, загрузочный винтовой контейнер, камеру нагрева утилизируемых отходов и разгрузочный винтовой контейнер, электроприводы шнеков которых соединены по электропитанию с электрическим выходом дизельгенератора электрического тока, причем камера нагрева снабжена электронагревателем, транспортирующим шнеком, установленным внутри камеры, и теплоизолирующим кожухом, снабженным патрубками для подачи горячих выхлопных газов от дизель - генератора в полость между внешними стенками камеры нагрева и ее кожухом, а также снабжена патрубками для подачи элегаза и вредных газовых выделений утилизируемых отходов в камеру сгорания дизель - генератора, согласно полезной модели он дополнительно содержит датчик температуры утилизируемых отходов в камере нагрева, блок управления, электронный коммутатор, электромагнит для улавливания металлических предметов в обеззараженных отходах, измельчитель обеззараженных отходов, трех ходовой электромагнитный вентиль для подачи выхлопных газов дизель - генератора в полость камеры для прямого нагрева утилизируемых газов и/или в полость между внешней поверхностью камеры и внутренней стенкой ее кожуха, двухходовой управляемый вентиль для подачи газовых выделений из камеры нагрева в атмосферу и/или в камеру сгорания дизельгенератора, причем электронный коммутатор установлен на выходе дизельгенератора в цепи электропитания электроприводов шнеков, электромагнита для улавливания металлических предметов, измельчителя обеззараженных отходов, трех и двух ходового электромагнитных вентилей, а управляющий вход электронного коммутатора через блок управления соединен с выходом датчика температуры утилизируемых отходов в камере нагрева.

При этом трехходовой и двухходовой электромагнитные вентили дополнительно снабжены ручным приводом переключения направлений подачи газов.

Дополнительное введение датчика температуры утилизируемых отходов в камере нагрева, блока управления, электронного коммутатора, электромагнита для улавливания металлических предметов в обеззараженных отходах, измельчителя обеззараженных отходов, а также дополнительное введение трех ходового электромагнитного вентиля для подачи выхлопных газов дизель - генератора в полость камеры для прямого нагрева утилизируемых газов и/или в полость между внешней поверхностью камеры и внутренней стенкой ее кожуха, двухходовой управляемый вентиль для подачи газовых выделений из камеры нагрева в атмосферу и/или в камеру сгорания дизель - генератора, с установкой электронного коммутатора на выходе дизель - генератора в цепи электропитания электроприводов шнеков, электромагнита для улавливания металлических предметов, измельчителя обеззараженных отходов, трех и двух ходового электромагнитных вентилей, а также соединение управляющего входа электронного коммутатора через блок управления с выходом датчика температуры утилизируемых отходов в камере нагрева позволяет регулировать температуру нагрева отходов и их оптимальную переработку в зависимости от видов утилизируемых медицинских, биологических и бытовых отходов и степени их опасности для экологии окружающей среды. Следствием этого является снижение расхода энергии на утилизацию медицинских, биологических и бытовых отходов за счет повышения универсальности применения утилизатора, оптимального подбора режимов его работы по каждому виду утилизируемых отходов.

Дополнительное снабжение трехходового и двухходового электромагнитных вентилей ручным приводом переключения направлений подачи газов позволяет дополнительно повысить надежность работы утилизатора и возможность аварийного разъединения по газовым входам/выходам камеры нагрева и дизельгенератора.

На фиг.1 представлена функциональная схема универсального утилизатора «Экокомплекс-У»; на фиг.2 - его внешний вид, а на фиг.3 - пример конструкции его нагревательной камеры.

Универсальный утилизатор содержит последовательно установленные и технологически связанные между собой бункер 1 загрузки утилизируемых отходов, загрузочный винтовой контейнер 2, камеру 3 нагрева утилизируемых отходов и разгрузочный винтовой контейнер 4. Загрузочный 2 и разгрузочный 4 винтовые контейнеры, а также камера 3 нагрева снабжены транспортирующими шнеками 5. Электроприводы 6 шнеков 5 соединены по электропитанию с электрическим выходом дизель - генератора 7 электрического тока через электронный коммутатор 8. Камера 3 нагрева снабжена теплоизолирующим кожухом 9 и патрубками для подачи через трехходовой электромагнитный вентиль 10 горячих выхлопных газов от дизель - генератора 7 в полость между внешними стенками камеры 3 нагрева и ее кожухом 9, внутрь камеры 3 и/или через выхлопную трубу 11 в атмосферу в зависимости от требуемой температуры нагрева утилизируемых отходов и режимов их обработки. В верхней части камеры 3 нагрева установлен коллектор 12 для сбора и подачи горючего элегаза, образующегося при термохимической реакции нагретых отходов, а также вредных газовых выделений утилизируемых отходов через двухходовой электромагнитный вентиль 13 в камеру сгорания дизель - генератора 7 или через выхлопную трубу 11 в атмосферу. В камере 3 установлен датчик 14 температуры, соединенный с сигнальным входом блока 15 управления. Выход блока 15 управления соединен по сигналам управления с управляющим входом электронного коммутатора 8, электропитающий вход которого соединен с трехфазным выходом дизель - генератора 7. Выходы коммутатора 8 соединены с электрическими обмотками электромагнитных вентилей 10 и 13, с электроприводами 6 шнеков 5, электроприводом 16 измельчителя 17 обеззараженных отходов, с электрической обмоткой электромагнита 18 для улавливания металлических предметов в обеззараженных отходах, а также соединены с электронагревателем 19. Для аварийного переключения газов камеры 3 и дизель - генератора 7 электромагнитные вентили 10 и 13 дополнительно снабжены ручным приводом (на фиг. не показано) переключения направлений подачи газов.

Утилизатор работает следующим образом. Оператор устанавливает на блоке 15 управления конкретный вид утилизируемых отходов: медицинских, биологических или бытовых отходов. При этом контроллер блока 15 управления задает требуемую температуру и время выдержки отходов в камере 3 нагрева, например, для медицинских отходов 200°С и время 30 мин. Затем оператор с блока 15 управления включает вентиль 10 на подачу выхлопных газов от дизельного генератора 7 внутрь камеры 3 и в пространство между внешней стороной камеры 3 и ее кожухом 9, включает также вентиль 13 для вывода отработанных выхлопных газов из коллектора 12 в выхлопную трубу 11 и запускает дизельный генератор 7. При выходе на рабочий режим генератор 7 вырабатывает трехфазное переменное напряжение мощностью 30 кВт, которое через электронный коммутатор 8 подается на шины электронагревателя 19 камеры 3 нагрева. В течение 0,5 часа утилизационная камера 3 прогревается отработанными выхлопными газами и электронагревателем 19. Датчик 14 измеряет текущие значения температуры металлических стенок утилизационной камеры 3 и выдает их в цифровой форме на блок 15 управления. Контроллер блока 15 управления сравнивает текущие значения температуры в камере 3 нагрева с установленными в памяти блока 15 контрольными значениями температуры для утилизируемого вида отходов. При достижении температуры корпуса камеры 3 контрольных значений блок 15 управления через электронный коммутатор 8 снимает электропитание с электронагревателя 19, переключает вентилями 10 и 13 газовые выходы камеры 3 и дизель - генератора 7 на выхлопную трубу 11. Далее отдельным транспортером или вручную производится загрузка утилизируемых отходов в бункер 1 и далее загрузочным винтовым контейнером 2 - в разогретую камеру 3. После загрузки камеры 3 ее герметично закрывают. Далее в блоке 15 управления включается программа обеззараживания и дезинфекции утилизируемых отходов. При этом повторно включается электронагреватель 19 и одновременно выхлопные газы дизель - генератора 7 через вентиль 10 и футеровку 20 подаются в камеру 3 нагрева. Загруженные отходы нагреваются и выдерживаются в камере 3 при температуре, достаточной для дезинфекции отходов, например, при температуре 300°С и в течение 40 минут. При данных параметрах происходит разложение и распад отходов. Полученные в результате распада отходов горячие газы направляются в теплообменники, где происходит их частичная конденсация в безопасную жидкую фракцию - конденсат, которая сливается в канализацию (стационарный вариант) или собирается в специальную емкость (мобильный вариант). Не конденсируемая газообразная часть горючего газа в котором присутствуют вредные вещества, поднимается вверх в коллектор 12 и из него направляется вентилем 13 в камеру сгорания двигателя дизель - генератора 7, где при температуре более 2000°С и более 100 атмосфер давления полностью нейтрализуется. Далее по истечению заданного времени дезинфекции производится охлаждение и увлажнения остатков отходов (на фигурах не показано). Открывается задняя крышка камеры 3, включаются шнеки 5 камеры 3 и разгрузочного винтового контейнера 4 для выгрузки отходов от утилизации. При прохождении отходов утилизации по контейнеру 4 металлические отходы захватываются электромагнитом 18, остальные обеззараженные отходы измельчаются электромеханическим измельчителем 17 и расфасовываются в соответствующую тару, например, в мешки. После окончания утилизации и прибытии других видов отходов оператор вводит данные привезенного мусора и степени их опасности в блок 15 управления, и процесс утилизации повторяется с уточненными температурными и временными режимами.

Данная полезная модель не ограничивается приведенным примером его осуществления. В рамках данной полезной модели возможны и другие варианты исполнения утилизатора, не выходящие за пределы ее описания. Так в качестве нагревателя может быть использован СВЧ - нагреватель, плазмотрон. Для ускорения дезинфекции медицинских отходов возможна предварительная обработка последних дезинфицирующим химическим или биохимическим раствором.

Полезная модель «Универсальный утилизатор «Экокомплекс-У» разработана на уровне опытного образца. Ее испытания в ООО НПО «Союз» показали следующее. Удельный расход дизельного топлива (в летнее и зимнее время) при номинальной мощности дизель - генератора составляет в среднем 210 грамм на 1 кВт/час, при 100% нагрузке 10 литров в час. Во всем производственном цикле задействовано 2 человека, специального образования и подготовки не требуется, достаточно наглядной демонстрации и изучения инструкции по эксплуатации. Один человек обслуживает работу утилизатора, другой человек визуально осматривает подаваемые транспортером отходы с целью недопущении попадания в бункер 1 крупногабаритных отходов металла, строительных отходов, стеклотары. Мелкие отходы (алюминиевые банки, изделия из стекла и т.д.) отбираются отдельно. В процессе работы комплекса производилось принудительное водяное охлаждение камеры 3 путем подачи холодной воды в полость между камерой 3 и ее кожухом 9. В результате в холодное время года нагретая вода использовалась для обогрева производственного помещения ООО НПО «Союз» площадью 420 кв.м. По заявкам ООО НПО «Союз» аккредитованными учреждениями проведены независимые оценки утилизатора и анализ его газовых выбросов в атмосферу, уровень шума и другие его параметры, всего по 21-му показателю. Все учреждения дали положительные заключения и рекомендовали для промышленного производства предложенный утилизатор.

1. Универсальный утилизатор, содержащий последовательно установленные и технологически связанные между собой бункер загрузки утилизируемых отходов, загрузочный винтовой контейнер, камеру нагрева утилизируемых отходов и разгрузочный винтовой контейнер, электроприводы шнеков которых соединены по электропитанию с электрическим выходом дизель-генератора электрического тока, причем камера нагрева снабжена электронагревателем, транспортирующим шнеком, установленным внутри камеры, и теплоизолирующим кожухом, снабженным патрубками для подачи горячих выхлопных газов от дизель-генератора в полость между внешними стенками камеры нагрева и ее кожухом, а также снабжена патрубками для подачи элегаза и вредных газовых выделений утилизируемых отходов в камеру сгорания дизель-генератора, отличающийся тем, что он дополнительно содержит датчик температуры утилизируемых отходов, расположенный в камере нагрева, блок управления, электронный коммутатор, электромагнит для улавливания металлических предметов в обеззараженных отходах, измельчитель обеззараженных отходов, трехходовой электромагнитный вентиль для подачи выхлопных газов дизель-генератора в полость камеры для прямого нагрева утилизируемых газов и/или в полость между внешней поверхностью камеры и внутренней стенкой ее кожуха, двухходовой управляемый вентиль для подачи газовых выделений из камеры нагрева в атмосферу и/или в камеру сгорания дизель-генератора, причем электронный коммутатор установлен на выходе дизель-генератора в цепи электропитания электроприводов шнеков, электромагнита, для улавливания металлических предметов, измельчителя обеззараженных отходов, трех- и двухходового электромагнитных вентилей, а управляющий вход электронного коммутатора через блок управления соединен с выходом датчика температуры утилизируемых отходов в камере нагрева.

2. Утилизатор по п.1, отличающийся тем, что трехходовой и двухходовой электромагнитные вентили снабжены ручным приводом переключения направлений подачи газов.