УСТРОЙСТВО ПРИГОТОВЛЕНИЯ СОЛЕВОГО РАСТВОРА ДЛЯ РЫБНЫХ ТРЮМОВ

Полезная модель относится к устройствам общего назначения для осуществления различных физических и химических процессов, в частности растворения одного материала (в рассматриваемом случае хлорида натрия) в воде, и может быть использована для качественного и быстрого растворения соли в рассоле для заливки трюмов хранения рыбы рыболовного судна.
Устройство растворения соли в рассоле для заливки рыбных трюмов включает емкость для создания солевого раствора, емкость (или несколько емкостей) для хранения рыбы (рыбные танки), соединенные между собой трубопроводной системой с фильтрами очистки забортной воды и очистки рассола от крупных частиц не растворившейся соли и шлама, насосом подачи забортной воды, шламовым насосом рециркуляции рассола, воронкой подачи соли в рассол с шиберной задвижкой, управляемой приводом по сигналам системы управления.
Из предшествующего уровня техники известен узел приготовления солевого раствора, снабженный дробилкой соли, загрузочным конвейером, емкостями гидродинамического растворения соли, емкостями для хранения готового раствора соли, емкостями технической и горячей воды, емкостями блока химизации, шламосборником, шламовыми насосами. Блок химизации снабжен трехплунжерным насосом для дозирования растворов химреагентов в готовый солевой раствор, обеспечивающий требования промышленной экологической безопасности и улучшение качества солевого раствора для глушения скважин (RU2264249 (C2), B01F 1/00, 25.09.2003).
Недостатком известного устройства является высокое количество дополнительных емкостей (технической и горячей воды, химизации и сбора шлама), которые на рыболовецком судне будут занимать полезное пространство и нести излишние функции. Кроме того, в устройстве не рассмотрен принцип динамического перемешивания соли в растворе.
Также известен узел приготовления солевого раствора, содержащий размещенную в производственном корпусе технологическую линию приготовления солевого раствора, включающую установленные в технологической последовательности емкости для гидродинамического перемешивания солевого раствора, шламовые насосы, трубопроводы, дробилку соли, загрузочный конвейер, дополнительные емкости для хранения раствора соли оптимальной плотности, для запаса технической и горячей воды, емкости блока химизации, отдельную емкость для сбора шлама, соединенные трубопроводами через шламовые насосы с емкостями гидродинамического перемешивания солевого раствора, трехплунжерный насос для дозированной подачи химреагентов в подготовленный солевой раствор (RU 111454 (U1), B01F 1/00, 24.08.2011).
Недостатком данного устройства, также как и в предыдущем случае, является высокое количество дополнительных емкостей (запаса технической и горячей воды, химизации, сбора шлама, дополнительные емкости для хранения раствора соли), которые целесообразны на стационарных установках по добыче нефти, но на рыболовецком судне будут занимать полезное пространство, входить в нагрузку и нести излишние функции. Кроме того, так же как и в предыдущем варианте, в устройстве не рассмотрен принцип динамического перемешивания соли в растворе.
Известно устройство приготовления солевого раствора для установок водоподготовки, состоящее из емкости для хранения и приготовления насыщенного раствора соли, насоса, патрубка вывода насыщенного раствора соли, патрубка подачи раствора соли на перемешивание, патрубка подачи воды и системы клапанов, отличающееся тем, что патрубок вывода насыщенного раствора соли расположен выше уровня соли в емкости таким образом, что объем раствора между его максимальным уровнем и уровнем установки патрубка превышает однократно отбираемый на регенерацию, а патрубок подачи раствора соли на перемешивание установлен выше уровня соли в емкости и имеет, как минимум, одно сопло, направленное вниз и вдоль окружности бака (RU55357 (U1), C02F 5/00, 10.02.2006, по данным на 07.02.2014 прекратил действие, но может быть восстановлен).
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Недостатками данного устройства приготовления солевого раствора являются 1) направленное вниз сопло патрубка подачи раствора соли на перемешивание, что увеличит турбулентность потока воды у стенок бака, а значит снизит скорость потока, уменьшив тем самым скорость растворения соли в рассоле; 2) осуществление рециркуляции рассола через возвратный патрубок, что увеличивает количество нерастворенных частиц соли и шлама, проходящих в патрубок подачи раствора соли на перемешивание; 3) подача воды регулируется только автоматическим поплавковым клапаном, без учета полученной солености рассола и величины частиц соли; 4) соль загружается до подачи воды на дно бака, что изначально уменьшает скорость ее растворения в рассоле, поскольку контакт воды и соли осуществляется только по верхней поверхности насыпанной соли; 5) отбор рассола из бака растворения осуществляется без учета направления циркуляции рассола в баке, что увеличивает турбулентность рассола в месте забора, снижает его скорость относительно частиц соли и уменьшает тем самым скорость ее растворения.
Технической задачей настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков.
Изобретение поясняется графическими материалами:
- фиг. 1 - функциональная схема устройства;
- фиг. 2 - расположение спиральной ленты внутри бака;
- фиг. 3 - расположение патрубка вывода рассола вдоль оси симметрии бака.
Технический результат обеспечивается тем, что устройство растворения соли в рассоле (фиг. 1) для заливки рыбных трюмов включает емкость для создания солевого раствора (1), снабженную воздушным фильтром (2), танк (или несколько танков) для хранения рыбы (15), соединенных между собой трубопроводной системой (6, 7, 14, 16) с фильтрами очистки забортной воды (12) и очистки рассола от крупных частиц не растворившейся соли и шлама (13), насос подачи воды в емкость для создания солевого раствора (8), насос отбора рассола из емкости для создания солевого раствора (9), воронку подачи соли в рассол (3) с шиберной задвижкой (5) и наклоняемой емкостью (4) загрузки соли в воронку, которые управляются приводами по сигналам системы управления, а также систему клапанов (10, 11, 17).
Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, заключается в повышении производительности системы за счет уменьшения турбулентности водно-солевой смеси, которое приводит к увеличению ламинарной составляющей потока воды, а значит и ее скорости относительно частиц соли, и за счет подачи в емкость для создания солевого раствора воды с солью, скорость подачи соли при этом регулируется в зависимости от качества ее растворения в емкости. Таким образом, достигается повышение скорости создания насыщенного рассола для заморозки рыбы по сравнению с рассмотренными аналогами без увеличения энергозатрат на механическое перемешивание рассола.
Техническая сущность полезной модели поясняется иллюстрацией (фиг. 1), на которой в виде схемы отображено устройство растворения соли в рассоле для заливки рыбных трюмов, состоящее из емкости для создания солевого раствора (1), представляющей собой цилиндрический бак, к верхней части которого подходит патрубок подачи водно-солевой смеси (6), сопло которого направлено параллельно дну бака и вдоль его боковой стороны таким образом, что поступающая водно-солевая смесь образует круговой поток вдоль боковой стороны цилиндра. Путь, по которому в этом случае пойдет смесь, ввиду малой турбулентности потока будет более длинным, чем при ином входе водно-солевой смеси в бак. Для выхода попадающего в бак воздуха в нем предусмотрен воздушный клапан (2).
Патрубок отбора рассола из емкости для создания солевого раствора (7) имеет входное сопло, расположенное аналогично соплу патрубка подачи водно-солевой смеси, параллельно дну бака вдоль его боковой стороны, но непосредственно у дна бака и с противоположной стороны от патрубка подачи, по отношению к оси симметрии бака. Таким образом, водно-солевой поток, движущийся по спирали вдоль боковой стенки бака, входит в сопло отбора рассола, являющееся продолжением спиральной траектории движения водно-солевой смеси.
Для уменьшения турбулентности потока водно-солевой смеси внутри бака у внешней его стенки может быть установлена спиральная лента шириной, равной или больше диаметра патрубка подачи водно-солевой смеси (фиг. 2).
Для уменьшения оседания нерастворенных частиц в центре бака, где линейная скорость движения водно-солевой смеси имеет наименьшее значение, патрубок вывода рассола может проходить снизу вверх по оси симметрии бака (фиг. 3). При этом патрубок вывода рассола может представлять собой мелкосетчатый фильтр механической очистки воды, для увеличения площади фильтрации и уменьшения скорости повышения уровня рассола в емкости при увеличении уровня нерастворившейся соли и шлама в нижней части емкости.
Через патрубок отбора рассола посредством шламового насоса (9) рассол подается на фильтр нерастворившихся частиц соли и шлама (13) и далее в рыбный танк (15). Из рыбного танка рассол может подаваться по трубопроводной системе либо в другие рыбные танки через клапан (17), либо в емкость для создания солевого раствора по трубопроводу (16) и клапан (11).
Подача воды в емкость для создания солевого раствора осуществляется из-за борта в случае недостаточного количества рассола в рыбных танках по патрубку (14) через фильтр забортной воды (12) и клапан (10). Если же в рыбных танках находится достаточное количество рассола, то в емкость для создания солевого раствора подается рассол из танков. При этом через воронку (3) в патрубок подачи водно-солевой смеси поступает соль. Скорость поступления соли регулируется шиберной заслонкой (5), передвигаемой сервоприводом по сигналам системы управления, учитывающей с помощью датчиков соленость приготовленного рассола, относительное количество шлама, уровень рассола в емкости для создания солевого раствора. Соль в воронку подается из наклоняемой емкости (4) с предварительно загруженной дробленой солью, наклон которой также регулируется сервоприводом по сигналам системы управления, учитывающей уровень загрузки воронки.
Настоящее устройство работает следующим образом.
При необходимости в рассоле для заморозки рыбы система управления запускает насос подачи воды в емкость для создания солевого рассола объемом 0,5 м. При этом клапан набора забортной воды открыт, а клапан набора воды из рыбного танка - закрыт. Через воронку в патрубок подачи водно-солевой смеси поступает соль. Скорость подачи соли регулируется шиберной заслонкой по сигналам системы управления, которая реализуется на любом из известных промышленных компьютеров или ПЛК (Siemens Simatic, Scheider Electric Modicon Quantum и др.).
3
По достижению уровня рассола в емкости для создания солевого рассола номинального значения 0,8÷0,9 высоты бака поплавковый датчик уровня жидкости подает сигнал на систему управления, которая запускает шламовый насос отбора рассола, перекачивающий рассол из емкости для создания солевого рассола в рыбный танк объемом 95 м. При этом скорости закачки и откачки рассола из емкости для создания солевого рассола удерживаются приближенно одинаковыми системой управления и корректируются по сигналам поплавкового датчика номинального и максимально-допустимого (0,95 высоты бака) уровня рассола в емкости.
В емкости для создания солевого рассола сопла патрубков подачи водно-солевой смеси и отбора рассола расположены параллельно дну бака и касательным к его боковой стороне таким образом, чтобы создавать и поддерживать вращательное движение водно-солевой смеси вдоль стенок бака, создавая условия для перемешивания смеси и быстрого растворения соли без применения дополнительного механического перемешивания.
Перед поступлением в рыбный танк рассол подвергается механической фильтрации для удаления нерастворившихся частиц соли и шлама. При достижении рассолом в рыбном танке уровня, измеряемого гидростатическим датчиком, соответствующего заданному оператором значению, открывается клапан подачи воды в емкость для создания солевого рассола из рыбного танка, а сразу за тем закрывается клапан подачи забортной воды. Далее осуществляется циркуляция рассола между рыбным танком и емкостью для создания солевого рассола с добавлением соли в патрубок подачи водно-солевой смеси до достижения заданного значения солености рассола, измеряемой датчиком солености в патрубке на входе в рыбный танк, после чего шламовый и циркуляционный насосы отключаются, а на пульт управления подается сигнал о готовности рассола.