ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ ГРАНУЛЯТОР

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно к оборудованию для получения пищевых гранул на основе полисахаридов, в частности солей альгиновой кислоты, альгината натрия, альгината кальция, агара и так далее.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемомой полезной модели является гидростатический гранулятор (см. декларационный патент Украины №46285 A от 05.06.2001, опубл. 15.05.2002, МПК A23P 1/02), включающий осадительный резервуар, над которым установлен напорный резервуар с раздаточными форсунками, а на днище осадительного резервуара установлен патрубок для вывода гранул, насос, поддон, установленный под осадительным резервуаром, установленное в поддоне сито для отбора гранул и соединительные трубопроводы, в частности трубопроводы подачи подготовленной воды, напорный, всасывающий, переливной и промывочный.
При этом осадительный резервуар снабжен холодильной рубашкой. Раздаточные форсунки имеют цилиндрические внутренние отверстия и размещены в отверстиях раздаточной пластины, установленной в нижней части напорного резервуара. Выход напорного трубопровода соединен с верхней частью осадительного резервуара.
Известный гидростатический гранулятор имеет сложную конструкцию, высокую энергоемкость в эксплуатации и не обеспечивает получение гранул необходимого качества.
Это объясняется тем, что в известном грануляторе невозможно стабилизировать уровень раствора хлорида кальция с достаточной точностью, в результате чего гранулы в зависимости от высоты падения капель раствора полисахаридов, в частности солей альгиновой кислоты, альгината натрия, альгината кальция, агара, в раствор хлорида кальция будут иметь разные диаметр и форму. Это отрицательно сказывается на качестве конечного продукта. Кроме того, из-за того, что выход напорного трубопровода соединен с верхней частью осадительного резервуара и раствор хлорида кальция подается в осадительный резервуар сверху, внутри резервуара возникают завихрения жидкости, что также приводит к снижению качества получаемых гранул. Наличие холодильной рубашки на осадительном резервуаре усложняет конструкцию гранулятора, так как в этом случае необходимо сложное технологическое оборудование для прокачивания охлаждающей жидкости, для слежения за температурой раствора хлорида кальция и поддержания температурного режима. При нарушении температурного режима качество гранул существенно ухудшается. Усложняет конструкцию гранулятора и то, что раздаточные форсунки размещены в отверстиях раздаточной пластины, установленной в нижней части напорного резервуара. Это приводит к повышенным энергозатратам и удорожанию конечного продукта. В форсунках с цилиндрическими внутренними отверстиями происходит налипание раствора полисахаридов на стенки форсунки, а выходное отверстие быстро забивается. Раствор полисахаридов поступает в осадительный резервуар неравномерно, что также обуславливает низкое качество конечного продукта. Форсунки необходимо часто промывать, для чего необходимо демонтировать напорный бак с раздаточной пластиной, что также приводит к повышенным энергозатратам и удорожанию конечного продукта.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствовать гидростатический гранулятор путем нового конструктивного его выполнения, введения новых конструктивных элементов и введения новых связей между конструктивными элементами, что обеспечивает получение гранул высокого качества при одновременном упрощении конструкции и снижении энергоемкости при эксплуатации гранулятора.
Поставленная задача решается тем, что в гидростатическом грануляторе, включающем осадительный резервуар, над которым установлен напорный резервуар с раздаточными форсунками, а на днище осадительного резервуара установлен патрубок для вывода гранул, насос, поддон, установленный под осадительным резервуаром, установленное в поддоне сито для отбора гранул и соединительные трубопроводы, в частности трубопроводы подачи подготовленной воды, напорный, всасывающий, переливной и промывочный, при этом насос соединен с поддоном всасывающим трубопроводом, новым является то, что он дополнительно содержит резервуар-стабилизатор, соединенный с осадительным резервуаром в его верхней части уравнивающим сифоном, при этом оба резервуара имеют равные объемы и установлены на одном уровне, а напорный трубопровод состоит из двух частей, выход одной из которых соединен с днищем резервуара-стабилизатора, а выход второй - со средней его частью.
Новым является также то, что в средней части осадительного резервуара установлен дополнительный трубопровод для непрерывного вывода гранул, выход которого расположен над поддоном.
Новым является и то, что насос соединен напорным трубопроводом с резервуаром-стабилизатором.
Новым является и то, что раздаточные форсунки в напорном резервуаре установлены непосредственно на его днище и имеют конусообразные внутренние отверстия.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Новое конструктивное выполнение гидростатического гранулятора, введение новых конструктивных элементов и введение новых связей между конструктивными элементами, а именно:
- дополнительное введение резервуара-стабилизатора, соединенного с осадительным резервуаром в его верхней части уравнивающим сифоном;
- выполнение осадительного резервуара и резервуара-стабилизатора равными по объему;
- установка резервуаров на одном уровне;
- выполнение напорного трубопровода из двух частей, выход одной из которых соединен с днищем резервуара-стабилизатора, а выход второй - со средней его частью;
- установка дополнительного трубопровода для непрерывного вывода гранул, выход которого расположен над поддоном;
- соединение насоса напорным трубопроводом с резервуаром-стабилизатором;
- установка раздаточных форсунок в напорном резервуаре непосредственно на его днище и выполнение внутренних отверстий конусообразными,
в совокупности с известными признаками полезной модели обеспечивает получение гранул высокого качества при одновременном упрощении конструкции и снижении энергоемкости при эксплуатации гранулятора.
За счет того, что гидростатический гранулятор дополнительно содержит резервуар-стабилизатор, соединенный с помощью уравнивающего сифона с осадительным резервуаром, а также с насосом, обеспечивается возможность стабилизировать уровень раствора хлорида кальция в осадительном резервуаре с необходимой точностью. В результате обеспечивается постоянное расстояние между форсунками и уровнем раствора полисахаридов, благодаря чему все гранулы имеют одинаковые диаметр и форму, а конечный продукт имеет более высокое качество. Качество конечного продукта улучшается и за счет того, что напорный трубопровод состоит из двух частей, выход одной из которых соединен с днищем резервуара-стабилизатора, а выход второй - со средней его частью. Раствор хлорида кальция при этом разделяется на два потока. Первый поток поступает в резервуар-стабилизатор через днище, а второй - в среднюю его часть. При такой подаче раствора хлорида кальция в резервуаре-стабилизаторе завихрения жидкости не возникают, что также обеспечивает получение конечного продукта высокого качества. При этом конструкция гранулятора существенно упрощается, так как нет необходимости устанавливать на осадительном резервуаре холодильную рубашку и использовать сложное технологическое оборудование для прокачивания охлаждающей жидкости, для слежения за температурой раствора хлорида кальция и поддержания температурного режима. Это позволяет снизить энергоемкость при эксплуатации. Заявляемое техническое решение обеспечивает охлаждение хлорида кальция за счет теплоотдачи резервуара-стабилизатора в окружающую среду. Поддержание температурного режима происходит также за счет того, что холодный раствор хлорида кальция в процессе гранулирования постоянно поступает в осадительный резервуар в количестве, необходимом для создания температуры, обеспечивающей получение конечного продукта высокого качества. Это также позволяет снизить энергоемкость при эксплуатации.
За счет установки в средней части осадительного резервуара дополнительного трубопровода, выход которого расположен над поддоном, обеспечивается возможность повысить качество за счет более интенсивного вывода гранул из осадительного резервуара и при этом снизить энергоемкость гранулятора при эксплуатации.
За счет того, что насос соединен напорным трубопроводом с резервуаром-стабилизатором, а всасывающим трубопроводом с поддоном под осадительным резервуаром, обеспечивается возможность использования раствора хлорида кальция постоянной концентрации, что способствует получению гранул высокого качества при одновременном снижении энергоемкости при эксплуатации гранулятора, а также снижению расхода воды, так как из поддона раствор хлорида кальция по замкнутому циклу возвращается в резервуар-стабилизатор и далее в осадительный резервуар.
В форсунках с конусообразными внутренними отверстиями, установленными непосредственно на днище напорного резервуара, выходные отверстия не забиваются, так как раствор полисахаридов легко скользит по наклонным внутренним стенкам форсунки и не налипает на них. Капли раствора полисахаридов равномерно отделяются и попадают в осадительный резервуар, что обеспечивает получение конечного продукта высокого качества. При этом упрощается конструкция гранулятора, что позволяет снизить трудозатраты на монтаж форсунок. Промывать форсунки в процессе рабочего цикла нет необходимости, что также позволяет снизить энергоемкость при эксплуатации и себестоимость конечного продукта.
Таким образом, заявляемый гидростатический гранулятор обеспечивает решение поставленной задачи - получение гранул высокого качества при одновременном упрощении конструкции и снижении энергоемкости при эксплуатации гранулятора.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематично представлен заявляемый гидростатический гранулятор.
Гидростатический гранулятор содержит осадительный резервуар 1, соединенный с помощью уравнивающего сифона 2 с резервуаром-стабилизатором 3. Над осадительным резервуаром 1 установлен напорный резервуар 4 с раздаточными форсунками 5, установленными непосредственно на его днище. Под осадительным резервуаром 1 установлен поддон 6, в котором размещено сито 7 для отбора гранул. На днище осадительного резервуара 1 установлен трубопровод 8 для вывода гранул. В средней части осадительного резервуара 1 установлен трубопровод 9 для вывода гранул. Соединительные трубопроводы включают трубопровод 10 подачи подготовленной воды, напорный трубопровод 11, всасывающий трубопровод 12, переливной трубопровод 13, промывочный трубопровод 14. Гидростатический гранулятор содержит также насос 15. Трубопровод 10 подачи подготовленной воды установлен в верхней части осадительного резервуара 1. Напорный трубопровод 11 соединен с насосом 15 и состоит из двух частей 16, 17. Выход первой части 16 соединен с днищем резервуара-стабилизатора 3, а выход второй части 17 - со средней его частью. Всасывающий трубопровод 12 соединен с насосом 15 и поддоном 6. Переливной трубопровод 13 соединяет поддон 6 с резервуаром-стабилизатором 3. Промывочный трубопровод 14 соединен со второй частью 17 напорного трубопровода 11.
Гидростатический гранулятор работает следующим образом.
В поддон 6 засыпают в необходимом количестве хлорид кальция. В осадительный резервуар 1 с помощью трубопровода 10 подают подготовленную воду и прокачивают ее через поддон 6 и резервуар-стабилизатор 3 обратно в осадительный резервуар 1 до получения раствора хлорида кальция необходимой концентрации. Затем в напорный резервуар 4 загружают раствор полисахаридов, в частности солей альгиновой кислоты, альгината натрия, альгината кальция, агара и так далее. Затем включают насос 15, который соединен напорным трубопроводом 11 с резервуаром-стабилизатором 3, а всасывающим трубопроводом 12 с поддоном 6 под осадительным резервуаром 1. Благодаря этому снижается расход воды, так как из поддона 6 раствор хлорида кальция возвращается в резервуар-стабилизатор 3 и далее в осадительный резервуар 1. Это также позволяет снизить энергоемкость при эксплуатации. Раствор полисахаридов из напорного резервуара 4 через форсунки 5 в виде капель попадает в осадительный резервуар 1, где образуются гранулы конечного продукта. Форсунки 5 установлены непосредственно на днище напорного резервуара 4, что позволяет упростить конструкцию гранулятора. Это также позволяет снизить трудозатраты на монтаж форсунок. В форсунках 5 с конусообразными внутренними отверстиями выходные отверстия не забиваются, так как раствор полисахаридов легко скользит по наклонным внутренним стенкам форсунок 5 и не налипает на них. Капли раствора полисахаридов равномерно отделяются и попадают в осадительный резервуар 1, что обеспечивает получение конечного продукта высокого качества. Из осадительного резервуара 1 гранулы отбираются через трубопровод 8 для вывода гранул, установленный на днище осадительного резервуара 1, и через трубопровод 9, установленный в средней части осадительного резервуара 1. За счет установки в верхней части осадительного резервуара 1 дополнительного трубопровода 9, выход которого расположен над поддоном 6, обеспечивается возможность повысить интенсивность вывода гранул из осадительного резервуара 1 и тем самым снизить энергоемкость гранулятора при эксплуатации. Гранулы поступают в сито 7 для отбора гранул, установленное в поддоне 6. При этом раствор хлорида кальция постоянно прокачивается с помощью насоса 15 из поддона 6 по всасывающему трубопроводу 12 и далее по напорному трубопроводу 11 в резервуар-стабилизатор 3, откуда через уравнивающий сифон 2 он поступает в осадительный резервуар 1. Таким образом, в осадительном резервуаре 1 поддерживается постоянный уровень раствора хлорида кальция и капли раствора полисахаридов попадают в раствор хлорида кальция с одинаковой высоты. Раствор хлорида кальция поступает в резервуар-стабилизатор 3 по двум частям напорного трубопровода 11. Выход первой части 16 соединен с днищем резервуара-стабилизатора 3, а выход второй части 17 - со средней его частью. В резервуаре-стабилизаторе 3 при этом не возникают завихрения жидкости, а, следовательно, отсутствуют завихрения жидкости и в осадительном резервуаре 1. Все это обеспечивает получение гранул, имеющих одинаковые диаметр и форму, благодаря чему конечный продукт имеет высокое качество. Благодаря наличию резервуара-стабилизатора 3 конструкция гранулятора существенно упрощается, так как нет необходимости устанавливать на осадительном резервуаре 1 холодильную рубашку и использовать сложное технологическое оборудование для прокачивания охлаждающей жидкости, для слежения за температурой раствора хлорида кальция и поддержания температурного режима. Это позволяет снизить энергоемкость при эксплуатации. Охлаждение хлорида кальция происходит за счет теплоотдачи резервуара-стабилизатора 3 в окружающую среду. Поддержание температурного режима происходит также за счет того, что холодный раствор хлорида кальция в процессе гранулирования постоянно поступает в осадительный резервуар 1 в количестве, необходимом для создания оптимальной температуры, обеспечивающей получение конечного продукта высокого качества. Это также позволяет снизить энергоемкость при эксплуатации.
Переливной трубопровод 13 соединяет поддон 6 с резервуаром-стабилизатором 3 для избежания перелива воды из резервуара-стабилизатора на пол рабочего помещения при первоначальном заполнении гидростатического гранулятора водой.
Промывочный трубопровод 14, соединенный со второй частью 17 напорного трубопровода 11, служит для промывки и удаления отработанного раствора хлорида кальция из гидростатического гранулятора по окончании рабочего цикла.
Как видно из вышеизложенного, заявляемый гидростатический гранулятор обеспечивает получение гранул высокого качества при одновременном упрощении конструкции и снижении энергоемкости при эксплуатации гранулятора.
Заявляемый гидростатический гранулятор может быть изготовлен на известном оборудовании с использованием известных материалов и средств, что подтверждает промышленную пригодность объекта.