Способ добычи сапропеля и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при добыче экологически чистого органического удобрения - сапропеля. Способ включает предварительное рыхление сапропеля, отсасывание через трубопровод на заранее подготовленную площадку на прибрежной поверхности и последующее вымораживание излишней влаги. Рыхление и отсасывание осуществляют с использованием имеющей плавучесть ходовой части бронетранспортера на гусеничном ходу, на которую навешивают насос и рыхлитель. Устройство содержит всасывающую трубу с установленным в ней на валу шнеком, насос и привод. Соосно с валом шнека смонтирована рыхлительная фреза со спиральными ножами, а на входе всасывающей трубы установлена решетка. Вал шнека и рыхлительная фреза смонтированы на подшипниках с возможностью вращения в противоположные стороны. Изобретение позволит снизить трудозатраты при добыче сапропеля, улучшить маневренность и мобильность в работе. 2 c.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к получению (выращиванию) экологически чистых продуктов питания.

В настоящее время в России в результате применения химических удобрений резко увеличивалось количество фосфатов и нитратов. Стремление повышать урожайность за счет внесения химических удобрений и использования гербицидов, как правило, приводит к ухудшению качества земли и продуктов питания.

Необходимо как можно быстрее прекратить дальнейшее насыщение почвы вредными элементами. Поэтому, несмотря на ухудшающееся состояние природы первоочередное внимание должно быть направлено на создание экологически чистых технологий-способов по выращиванию продуктов питания.

В настоящее время ведется борьба нитратов методом вымывания и варки продуктов, в результате чего количество нитратов снижается на 20 - 40%. У столовой свеклы, например, отрезается верхняя и нижняя части корнеплода, в капусте - очищается верхняя кроющая листва и кочерыжки, у патиссона - срезается верхняя часть, примыкающая к плодоножке, у кабачков - снимают кожицу, у огурцов лучше очистить кожицу и отрезать хвостик. Если картофель замочить на сутки в 1%-ном растворе поваренной соли и аскорбиновой кислоты, то уровень нитратов и клубнях снизится почти на 90% (1).

Недостатком вышеуказанной борьбы с нитратами является то, что приходится при приготовлении пищи дополнительно вести затраты труда на отрезку частей корнеплодов, вымачивание в необходимом процентном растворе. Большая часть выращенного продукта идет в отходы, а сами же отходы, вновь попадая в землю, снова заражают нитратами.

Необходима глобальная борьба за чисто экологически чистый продукт - исключить применение химикатов в сельском хозяйстве, заменив их на органические удобрения, в том числе и на сапропель.

Известно, что на территории России расположено более 2-х млн. пресноводных озер. Эти озера богаты разнообразной жизнью. Многолетние растения, такие как камыш, горох и др., кстати сказать, содержащие крахмала, пронизывают всю толщу воды, скапливаются на дне. В грунте озер и воде обитают миллиарды живых организмов. Каждую осень значительная часть растений и животных умирает, опускается на дно, сюда же попадают и сносы с берегов, поэтому накапливается на дне озер органическая масса, названная сапропелем. В результате сложного и длительного биологического процесса образуется ценнейший продукт - природный концентрат сапропель. Это не донный ил, эти отложения различны по происхождению и по составу с почвенным составом. Сапропель образуется в стоячих озерах, в иловых отложениях проточных озер содержится до 15% органических веществ, в сапропеле же - до 96%.

Различны и физические свойства. Высохший донный ил рассыпается в порошок, высохший сапропель превращается в камень. Если влажный сапропель проморозить, а затем высушить, он становится рассыпчатым.

По прогнозам ученых в озерах Российской Федерации накоплено 230 миллиардов метром кубических сапропеля (из них в Нечерноземье - 50).

Доказано, что при внесении сапропеля как удобрения, резко улучшается плодородие земли. (2). Добавка сапропеля существенно повышает урожайность практически любых с/х культур, как зерновых, так и огородных. Вносить его можно без всяких дозирующих ограничений.

Известен способ добычи сапропеля со дна умирающих озер, включающее его предварительное рыхление с помощью рыхлителя, отсасывание насосом через трубопровод с помощью земснарядов на заранее подготовленную площадку на прибрежной поверхности и последующее вымораживание излишней влаги (3).

Известный способ имеет недостатки - низкая эффективность откачки воды, мало в ней сапропеля, и поэтому использование земснарядов не получило должного развития главным образом также из-за отсутствия достаточной мобильности оборудования, дающего возможность добычи сапропеля в любом озере.

Известно, что мощность залежи составляет от 2 - 5 метров до 40 метров. Есть озера, слой воды в которых составляет буквально несколько сантиметров, почти вся чаша занята отложениями. Чем глубже сапропель, тем выше его качество. Поэтому, чтобы получить необходимую пульпу для землесосного снаряда, сапропель нужно разрыхлить, необходимо устройство отстойников для промораживания сапропеля с последующим рыхлением, сушкой и упаковкой в соответствующую тару для реализации на склады, торговые точки и т.д.

Известно устройство для добычи сапропеля, содержащее всасывающую трубу с установленным в ней на валу шнеком, насос и привод (4). Известное устройство не позволяет обеспечить достаточную эффективность и производительность добычи сапропеля.

Задача изобретения состоит в повышении рентабельности добычи сапропеля, снижении трудозатрат, улучшении маневренности и мобильности в работе.

Поставленная задача решается тем, что при добыче сапропеля его рыхление и отсасывание осуществляют с использованием имеющей плавучесть ходовой части бронетранспортера на гусеничном ходу, на которую навешивают насос и рыхлитель, а устройство для добычи сапропеля снабжено смонтированной соосно валу шнека рыхлительной фрезой со спиральными ножами и установленной на входе всасывающей трубы решеткой, причем вал шнека и рыхлительная фреза смонтированы на подшипниках с возможностью вращения в противоположные стороны.

При этом предполагается создать минимальный комплекс машин, обладающих мобильностью и максимальной универсальностью, хорошей устойчивостью при транспортировке по рельефной местности, легкостью управления и эксплуатации.

На фиг. 1(а) показан схематический общий вид специальной машины, оборудованной рыхлителем сапропеля до глубины не менее 4 метров, шнековым подъемником для подачи после рыхления пульпы к центробежному насосу, оснащенным шлангами любой длины и диаметра. Для привода указанного оборудования машина оснащается электростанцией до 100 кВт.

На фиг. 1(б) показан разрез по А-А на фиг. (а); на фиг. 1(в) - вид по стрелке "Б" на фиг. 1(а).

На фиг. 2 показан схематично бульдозер-экскаватор, имеющий большую проходимость, дающий возможность подготовить специальную площадку для намыва сапропеля и после промораживания и сушки погрузку в самосвал.

На фиг. 3(а) показан схематично большегрузный самосвал на той же взаимозаменяемости базы БТР для вывоза сапропеля на поля или место расфасовки и упаковки для продажи населению. Кузов самосвала оборудован регулируемым задним бортом, создающим щель до 15 см, дающим возможность развозить (разливать, рассыпать) сапропель на поля с заданным слоем. На фиг. 3(б) показана установка противовеса для устойчивости на пересеченной местности.

На фиг. 4 показан схематично прицепной вагончик, транспортируемый самосвалом, для работающего персонала по добыче сапропеля, оборудованный необходимыми приборами, имеющими возможность производить анализ сапропеля и работать в любое время года.

На фиг. 5 показан схематично общий вид предлагаемого устройства для добычи сапропеля, выполненного в виде навесного механизма.

Рыхлительная фреза 1 со спиральными ножами 2, имеющими винтовой наклон (типа спирали сверла) в сторону нагнетания пульпы в центре всасывающей трубы 3, смонтированной соосно валу 4 шнека 5, установленного во всасывающей трубе 3. На входе последней установлена решетка 6. Вал 4 установлен во всасывающей трубе 3 с помощью подшипников 7, а рыхлительная фреза 1 - на всасывающей трубе 3 с помощью подшипников 8. Приводом-электродвигателем 9 с редуктором шнек 5 и рыхлительная фреза 1 приводится во вращение в противоположные стороны. Всасывающая труба 3 имеет прорези 10 для всасывания пульпы центробежным насосом 11 с подачей ее по трубопроводу-шлангу 12 на заранее подготовленную площадку на прибрежной поверхности.

Описанное устройство навешивается на специальный лафет (фиг. 1(а)), дающий возможность разворачивать заборный механизм на 180^o. На фиг. 1 изображена машина на гусеничном ходу, для чего использована ходовая часть БТР, имеющая плавучесть, на которой установлен дизель-генератор переменного тока мощностью, обеспечивающей электроприводы заборного механизма и освещения, дающие работать в ночное время.

На фиг. 1(б) показан разрез заборного механизма по А-А на фиг. 1(а). 1 - Ножи, имеющие форму винтовой спирали, 4 - вал, 3 - труба и 5 - шнек. На фиг. 1(в) показан тот же элемент, но в другой плоскости. Для фиксации всей машины на воде предусмотрено два винтовых фиксатора, представляющих собой буровую установку для определения толщины отложения сапропеля и взятия проб для анализа, и простой штопор, ввинчивающийся в грунт.

Для того чтобы обеспечить подготовку площадок под намытые пульпы, для сгребания, вымораживания сапропеля и погрузки на самосвал, предусмотрен экскаватор, грейдер и бульдозер, изображенный на фиг. 2, который также создается на базе ходовой части БТР и имеет плавучесть. Такой механизм дает возможность рыть траншеи для стока воды, делать обваловывание, подготавливать подъезды к озеру, сгребать и грузить сапропель на самосвалы.

Этот же комплекс машин дает возможность повсеместной добычи сапропеля в озерах, расположенных по всей территории России. В этом случае исключаются миллиардные затраты на производство гранулированных химических удобрений, их можно заменить безнитратным сапропелем.

Использование предлагаемого способа получения и добычи сапропеля и конструкции заборного устройства по сравнению с известным резко снижает трудозатраты по добыче сапропеля, появляется маневренность, мобильность в работе, эффективность в части затрат на организацию этих работ.

Отпадает необходимость использования земснаряда (примерная цена одного земснаряда 900 млн. руб.). Машины на базе БТР легко переоборудоваются в машины для сельского хозяйства. Большая мобильность и маневренность дает возможность эффективного использования их на всей территории России. Появляется возможность использовать накопившиеся боевые машины армии без особой перестройки производства, загрузить производственные мощности, не тратя на это дополнительных ресурсов, трудоустроить большую часть безработного населения страны.

Источники информации 1. Сельский механизатор, N 5, 1990, с. 38.

2. Фомин А.И. Добыча сапропеля. - Наука и жизнь, N 11, 1991.

3. Фомин А.И. Технология добычи местных удобрений (сапропеля). - М.: Высшая школа, 1969., с. 100 - 116.

4. Авторское свидетельство СССР N 870719, кл. E 21 C 50/00, 07.10.81.

Формула изобретения

1. Способ добычи сапропеля со дна умирающих озер, включающий его предварительное рыхление с помощью рыхлителя, отсасыванием насосом через трубопровод на заранее подготовленную площадку на прибрежной поверхности и последующее вымораживание излишней влаги, отличающийся тем, что рыхление и отсасывание сапропеля осуществляют с использованием имеющей плавучесть ходовой части бронетранспортера на гусеничном ходу, на которую навешивают насос и рыхлитель.

2. Устройство для добычи сапропеля, содержащее всасывающую трубу с установленным в ней на валу шнеком, насос и привод, отличающееся тем, что оно снабжено смонтированной соосно с валом шнека рыхлительной фрезой со спиральными ножами и установленной на входе всасывающей трубы решеткой, причем вал шнека и рыхлительная фреза смонтированы на подшипниках с возможностью вращения в противоположные стороны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5