АППАРАТ ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ЛЬДА

Полезная модель относится к области техники получения гранулированного льда и может быть использовано в различных отраслях промышленности: пищевой - лед для сохранения продуктов; транспортной - строительство ледовых трасс; социальной - строительство горок, ледяных городков и т.п.
Известен аппарат для получения гранулированного льда, используемого для сохранения рыбных продуктов. Аппарат содержит цилиндро-конический корпус с вентилятором и холодильником для охлаждения воздуха до отрицательной температуры. Аппарат оснащен форсункой для впрыска воды, патрубком подачи затравочных кристаллов льда, а также воздушным классификатором для отделения мелких фракций гранул льда от крупных (1. Роткин В.М. Исследование теплообмена при образовании гранулированного льда в фонтанирующем слое. // Сб. материалов конф. и совещ. по гидротехнике, Технологический инст., с. 162-166, Л-д, 1979.
2. Роткин В.М. Анализ устойчивости режимов грануляции в аппаратах с псевдоожиженным слоем. ТОХТ, 1982, т.16, 2, с. 277-279).
В аппарате создают фонтанирующий слой, путем подачи холодного воздуха. Загружают затравочные кристаллы и орошают их водой из форсунки. Выгрузку гранул льда производят через классификатор, в котором отделяют от крупных мелкие гранулы льда и возвращают их в процесс грануляции.
Опускание плотной массы гранул льда в цилиндрической части емкости с низкой скоростью движения 5-10 мм/с препятствует орошению гранул капельной струей воды из-за возможности смерзания гранул между собой (так называемое образование «козла!»). Распыление воды форсункой является вынужденной мерой с меньшей производительностью, чем подача воды капельной струей. Как следствие производительность аппарата по льду мала - 0,1-0,15 т льда в час с одного кубического метра рабочего объема.
Таким образом нельзя поднять производительность известного аппарата при получении льда, поскольку невозможно увеличить подачу воды из-за смерзания гранул в медленно движущемся плотном слое.
С другой стороны отношение площади сечения патрубка подачи воздуха к площади сечения цилиндрической части аппарата низкое: в средних пределах от 1:50 до 1:100. Цикл движения гранулы длится десятки секунд и поэтому кратность циркуляции гранул тоже низкая. Данный недостаток также понижает производительность процесса грануляции, поскольку гранулы реже попадают под орошение водой и намораживание льда происходит в меньшем количестве.
Задачей предлагаемого технического решения является увеличение интенсивности циркуляции гранулята.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в коробчатом корпусе аппарата выполнено окно с противоположно расположенным раструбом штуцеров подачи воздуха и выгрузки гранул льда, а между раструбом и окном размещена подвижная доска, содержащая решетку, заглушку и прямоугольное отверстие со скошенными кромками, причем отношение ширины корпуса к ширине решетки составляет от 3:1 до 10:1.
Аппарат показан на чертежах, где:
- на фиг. 1 - общий вид аппарата. Стадия подачи воздуха.
- на фиг. 2 - общий вид аппарата. Стадия выгрузки гранул льда.
Аппарат (фиг. 1) содержит коробчатый корпус 1 с окном 2, против
которого расположен раструб 3 со штуцерами: подачи холодного воздуха 4 и выгрузки гранул льда 5, которые образуют угол более 90°, и люком 6. Между раструбом и корпусом установлена подвижная доска 7, содержащая решетку 8, заглушку 9 и отверстие 10 со скошенными кромками. Аппарат оснащен штуцерами 11 для подачи капельно-струйной воды и 12 затравочных кристаллов.
Работу аппарата проводят периодически. Загружают 12 порцию затравочных кристаллов (фиг. 1), по штуцеру 4 подают холодный воздух, вводят его через решетку 8 в объем затравочных кристаллов и создают движение гранул льда в виде циркуляционного контура (показано тремя стрелками). Через штуцер 11 подают воду на орошение затравочных кристаллов и ведут процесс замораживания до получения нужного размера гранул льда.
По окончании цикла замораживания передвигают доску 7 так, чтобы заглушка 9 закрыла окно 2 и отсекла подачу воздуха в аппарат. Отключают воздуходувку и подачу воды 11. Вновь передвигают доску 7 и совмещают отверстие 10 с окном 2 (фиг. 2). Масса гранулированного льда по скошенным кромкам отверстия 10 ссыпается в штуцер 5. Через люк 6 выгружают гранулы, закрывают люк, передвигают доску 7 в обратном направлении и заглушкой 9 закрывают окно 2. Загружают 12 объем затравочных кристаллов, включают подачу и поднимают давление воздуха и, передвинув доску 7, ставят (фиг. 1) решетку 8 под окно 2 корпуса 1. Продувают затравочные кристаллы воздухом и подают воду на орошение. Начинают новый цикл получения гранул льда.
В предлагаемой конструкции аппарата соотношение площади решетки к площади сечения короба выражается отношением ширины решетки к ширине короба, поскольку их длина одинакова. Пределы изменения ширины короба в среднем от 1:3 до 1:10. В прототипе это соотношение значительно ниже (до 1 к 100), поэтому интенсивность взаимодействия струи воздуха и гранул в предложенном аппарате высокая. Отсутствие стесненного движения плотной массы гранул значительно ускоряет циркуляцию, укорачивает величину цикла до 2-8 сек и, одновременно, придает гранулам свободу движения в циркуляционном потоке. Поэтому воду в аппарат подают в капельно струйном режиме, что увеличивает производительность процесса до 1,5-4-х тонн льда с 1-го кубического метра рабочего объема в час.
Кроме того в прототипе и предложенном аппарате мощность двигателя воздуходувки примерно одинаковая: в прототипе - меньший расход воздуха при высоком давлении, в предложенном аппарате - больший расход воздуха и в разы меньшем давлении. Поэтому для предложенного аппарата можно использовать вентиляторы низкого давления, с меньшей стоимостью.