RU1793858C - Устройство дл охлаждени молока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству , а именно к системам дл  охлажде- ни  молока. Сущность изобретени : устройство содержит основной резервуар 2, двухсекционный резервуар, резервуар-теплообменник 20, насос 24, теплообменник 23, конденсор 32 холодильной машины, блок 12 управлени , систему распылени  воды и теплоизолирующий корпус с люками .35. Вода, распыл  сь, поступает либо в основной резервуар 2 и в первую секцию 21 или на верхнюю поверхность тёплоизолиру- ющего корпуса 1 и во вторую секцию 22 и далее в резервуар-теплообменник 20. Далее насосом вода подаетс  дл  охлаждени  либо в систему распылени , либо в подающую трубу с форсунками, 7 з.п. ф-лы, 3 ил,

Description

J

-г

/

VI Ю 00

ел

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству , а именно к системам дл  охлаждени  молока.

Известны установки дл  охлаждени  молока в холодное врем  года, содержащие хладоэккумулирующую емкость, наполненную хладоносителем (водой), утепленную теплоизол ционным слоем по наружной обшивке с установленным внутри льдообразу- ющим конусом.

Недостатком описанного устройства  вл етс  недостаточна  рассеиваема  мощность и невозможность ее использовани  при температуре наружного воздуха выше -7°С.

Известны аккумул торы естественного и искусственного холода, выполненные в виде резервуаров, расположенных в тепло- изолированных помещени х с открывающимис  люками, через которые помещение соедин етс  с окружающим воздухом.

Недостатком этих устройств  вл етс  их больша  мзтериалоемкость, высока  стоимость и большие затраты производственной площади при ограниченности теплообменной поверхности.

Известно устройство дл  охлаждени  молока, содержащее аккумул тор - теплообменник , выполненный в виде вертикального р да резервуаров с крышками и двум  системами труб дл  их сообщени  и установленной на открытом воздухе.

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что дл  его работы необходимо иметь электромеханическую автоматиче- скую систему, что существенно снижает надежность и повышает стоимость устройства.

Известно устройство дл  охлаждени  молока, содержащее аккумул тор-теплооб- менник, выполненный в виде вертикального р да резервуаров с переливными каналами, подвод щие и отвод щие трубы и двойную систему циркул ции хладоносител  в зависимости от температуры окружающего (на- ружногр) воздуха..

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что конструкци  его не допускает промерзани  воды в резервуарах аккумул тора на всю глубину, т.к. аккумул тор-тепло- обменник выйдет из стро . Это снижает надежность, аккумулирующую способность и интенсивность охлаждени  и требует специальной теплоизол ции трубопроводов, что увеличивает материалоемкость устрой- ства.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство дл  охлаждени  молока, содержащее экран, под

которым размещен основной резервуар на опорах с установленными в его верхней части экранирующими элементами, зона между которыми сообщена посредством сливной трубки с верхней частью промежуточного резервуара, нижн   часть которого сообщена с последовательно установленными насосом и теплообменником и, далее, посредством трубопроводов с управл емыми клапанами, с расположенными между экраном и основным резервуаром - с системой распылени  воды и с подающей трубой с форсунками, при этом, между экраном и верхней частью основного резервуара расположено ограждение, охватывающее основной резервуар по периметру;

Недостатком указанного устройства  вл етс  больша  материалоемкость, мала  рассеивающа  мощность.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы устройства и снижение его материалоемкости.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство Снабжено теплоизолирующим корпусом, имеющим люки с крышками в верхней части и бортовым ограждением, размещённым по периметру этой части, при этом, теплоизолирующий корпус установлен с внешней стороны основного резервуара с зазором относительно поверхности последнего и опоры, на которой он расположен , а промежуточный резервуар выполнен двухсекционным и верхн   часть его первой секции сообщена со сливной трубкой, а зона , образованна  бортовым ограждением, посредством наклонной трубы сообщена с верхней частью второй секции, при этом, нижние части .первой и второй секций посредством соответствующих трубопроводов с управл емыми клапанами сообщены с теплообменником молока, а система распылени  воды выполнена в виде подающего опорного конуеа с распылительными трубами с отверсти ми, при этом, к каждой трубе прикреплена под наклоном аэродинамическа  пластина; тем.что нижн   часть второй секции промежуточного резервуара сообщена с конденсатором холодильной машины и, далее, посредством трубопровода с управл емым клапаном - с системой распылени  воды; тем, что между выходом теплообменника молока и соответствующими управл емыми клапанами, сообщенными с системой распылени  воды и подающей трубой с форсунками включен теплообменник холодильной машины; тем, что оно снабжено блоком управлени , выходы которого св заны с входами управл емых клапанов; тем, что выход блока управлени  св зан с управл ющим входом насоса; тем, что оно

снабжено датчиком температуры охлажденной воды: тем, что снабжено датчиком температуры окружающей среды; тем, что оба датчика св заны с входами блока управлени .

На фиг. 1 схематически показано устройство дл  охлаждени  молока; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема блока управлени .

Устройство состоит из теплоизолиро- ванного корпуса 1. расположенных внутри его основного резервуара 2, экрана 3, например цилиндрического, подающей трубы 4, теплоизолированных съемных крышек 5 (соответствующих люков), системой распылени  воды в виде подающего опорного ко- нуса 6, распылительных труб 7 с установленными на них под углом к плоскости установки распылительных труб 7 аэро- динамическими пластинами 8, вращающейс  обоймы 9, а также экрана 10 подающей вертикальной трубы 11, блока управлени  12, электрически св занного с управл емыми клапанами (вентили) 13 и 14, сливной 15 и наклонной 16 труб, проход щей через сетчатое ограждение 17 зоны охлаждени , датчика температуры 18, охлажденной воды.сливных отверстий 19, резервуара-теплообменника молока 20, секций 21 двухсекционного резервуара , теплообменника 23, испарител  холодильной машины, насоса 24, установленного на трубопроводе хладоно- сител , управл емых клапанов 25 и 27, датчика температуры окружающей среды 28. Трубопровод 29 подходит к клапану 30, в корпусе которого на подвод щем патрубке расположен массивный перекрывающий элемент 31. Отвод ща  от корпуса клапана 30 труба соединена трубопроводом со сливными отверсти ми 19с вертикально подающей трубой 11 и подающей трубой 4. Отвод ща  труба секции 22 двухсекционного резервуара, через насос 32 (комплектаци  холодильной машины), вентили 27, конденсатор 33 холодильной машины, управл емый вентиль 34, вертикальную трубу 11 соединена с системой распылени  воды (контур охлаждени  конденсатора холодильной машины). Бортовое ограждение 35 позвол ет удерживать охлаждаемую жидкость (хладоноситель) и пропускать ее через люки 36 в основной резервуар 2 или в сливную трубу 16 при закрытых люках 36.

Устройство работает следующим образом .

Устройство размещаетс  на открытом воздухе у стеньг животноводческого помещени  желательно с северной стороны здани , В резервуар 2. расположенный в

теплоизолированном корпусе 1 заливаетс  хладоноситель - вода, уровень которой определ етс  сливной трубой 15. В холодное врем  года эта вода охлаждаетс  наружным 5 воздухом, поступающим в пространство между резервуаром 1 и теплоизолирован- ным корпусом 2. В этом режиме охлаждени  хладоносител  в резервуаре 1 происходит главным образом за счет конвекции. Дл 

0 ускорени  процесса аккумулировани  естественного холода включаетс  насос 24. Вен- тиль 26 открыт, 14 и 34 закрыты. Хладоноситель из резервуара 21 поступает в теплообменник 20, откуда насосом 24 че5 рез управл емый клапан 13 подаетс  в вертикальную трубу 11, затем попадает в подающий опорный конус 6, откуда во вращающуюс  обойму 9 и в распылительные трубы 7, расположенные радиальноиравно0 мерно по окружности вращающейс  обоймы 9. Хладоноситель (вода) на большой скорости, вырыва сь из отверстий, расположенных по образующей распылительной трубы 7 создает вращающий момент и обой5 ма 9 с радиальными распылительными трубами начинает вращатьс  под действием реактивной силы распыл ющих воду струй. Вместе с обоймой 9 привод тс  во вращение св занные с распылительными трубами

0 7 аэродинамические плоскости (пластины) 8, создающие движение воздуха через пространство , ограниченнее сетчатым ограждением 17. В пространстве, ограниченном сетчатым ограждением 17, перемещаютс 

5 восход щие струи воздуха, которые поступают из нижней части .устройства в пространство между теплоизолированным корпусом 1 и резервуаром 2, а также засасываютс  через сетчатое ограждение 17 и

0 под действием аэродинамических пластин 8 выбрасываютс  в пространство под экран и затем вывод тс  наружу избыточным давлением аэродинамических пластин. В пространстве , ограниченном сетчатым

5 ограждением 17, воздух, поднимающийс  вверх, встречаетс  с распыленным хладоно- сителем, поступающим из отверстий (форсунок ) распылительных труб 7. Таким образом

рассасываемый аэродинамическими пластинами 8 воздух охлаждает хладоноситель, наход щийс  в резервуаре 1 и поступающий из распылительных труб 7. Хладоноситель циркулирует по следующему контуру:

из отверстий (форсунок) распылительных труб 7 потоки хлэдоносител  перемещаютс  по сложной спирали, опуска сь внутри сетчатого ограждени  17, затем через открытые люки 36 хладоноситель попадает в резервуар 2. В резервуаре находитс  рзсположенный в центральной части экран 3, закрытый

в верхней части, вода опускаетс  вдоль охлаждающих стенок резервуара 2, проходит под нижним краем экрана 3 и попадает в его внутреннюю часть. Затем вода поднимаетс  вверх и по наклонной трубе 15 переливаетс  в секцию 21 двухсекционного резервуара. Если поверхность воды в резервуаре 2 замерзла , то вода, протека  по ней и перелива сь в отверсти  в верхней части экрана,по наклонной, трубе 15 попадает в секцию 21 двухсекционного резервуара, а затем в резервуар-теплообменник молока 20 и насос 24, затем через вентиль 13, трубу 11, опорный конус 6, обойму 9 к распылительным трубам 7 и цикл повтор етс . .

Если температура воздуха резко снижаетс  (-10°С и ниже), то по команде датчика температуры наружного воздуха 28, поступающего в блок управлени  12, управл е- мы.й клапан 13 перекрываетс , а управл емый клапан 14 открываетс  и хла- дбноситель поступает в подающую трубу 4, откуда через распылители на поверхность воды или льда в резервуаре 2, Далее контур циркул ции хладоносител  происходит как в описанном выше цикле,

В теплое врем  года нижн   частьтеп- лоизолированного корпуса изолируетс  любым теплоизолирующим материалом (например, опилками), крышки 5 закрыва- ютс . Тогда в аккумул торе циркулируют два .потока хладоносител . Первый поток циркулирует по контуру: из отверстий (форсунок ) распылительных труб 7 потоки хладоносител  опускаютс  навстречу воздуху, поступающему через сетчатое пространство и попада  на верхнюю стенку теплоизо- лированного корпуса (при закрытых крышках) по наклонной трубе 16 сливаетс  в резервуар 22, откуда через вентиль 25 в резервуар-теплообменник молока 20, затем насосом 24через вентиль 13,трубу Напорный конус б, обойму 9 к распылительным трубам 7 и цикл повтор етс . При действии этого контура охлаждени  молока в пере- ходноё и теплое врем  года, температура охлаждаемого молока будет определ тьс  температурой наружного воздуха. Если температура охлаждени  молока недостаточна, то по сигналу датчика температуры 28 и бло- ка управлени  12 включаетс  второй контур охлаждени . При этом открываетс  вентиль 26 и закрываютс  вентили 25, 13. Тогда хла- доноситель из резервуара 21 через вентиль 26 насосом 24 перекачиваетс  через тепло- обменник (испаритель холодильной машины ) 23, вентиль 14 в подающую трубу 4 и подаетс  на поверхность воды в резервуаре 2. Если поверхность воды не замерзла, то хладоноситель, перейд  под нижним краем

экрана 3, поступает в его центральную часть, а затем по наклонной трубе в секцию 21 двухсекционного резервуара и цикл повтор етс ; Если поверхность воды замёрзла , то протека  по поверхности льда она попадает в отверсти  в верхней части экрана 3, а затем попадает в наклонную трубу 15, затем в секцию 21 и цикл повтор етс . Если холода в теплое врем  года не хватает, то холод транспортируетс  хладоносителем из льдохранилищ или хладоагентом, вырабатываемым компрессором холодильной машины и далее подаетс  в теплообменник (испаритель) 23, где передаетс  хладоноси- телю. Холод может подаватьс  в теплообменник 23 как во врем  цикла охлаждени  молока, так и между дойками. Тогда он накапливаетс  (аккумулируетс ) в резервуаре 2 (автоматизированное льдохранилище на рис. не показано). Тогда на широте Москвы дл  круглогодового охлаждени  молока, получаемого от коровника на 50 коров, вместимость льдохранилища с установкой данного типа может составл ть не более 15-20 м2. При использовании холодильной установки дл  доохлаждени  молока в теплое врем  года первый контур охлаждени  может быть использован вместо градирни дл  охлаждени  конденсатора 33 холодильной машины. В холодное и переходное врем  года предлагаемое устройство может целиком охлаждать молоко за счет естественного холода. Причем, дл  охлаждени  молока могут быть использованы теплообменники как емкостного (как показано на фиг.1), так и проточного типа.

Таким образом, предложенное устройство позвол ет достигнуть поставленную цель -увеличение рассеиваемой мощности, что достигаетс  также за счет применени  роторного распылительного аэродинамического устройства, включающего подающий опорный конус 6 с подвод щей трубой 11, вращающуюс  обойму 9, распылительные трубы с отверсти ми (форсунками) .7, аэродинамические пластины 8. Это усхройство, враща сь за счет реактивной силы выбрасываемых струй хладоносител , распыл ет его, придава  сложное спиральное движение распыленной жидкости, опускающейс  вниз относительно поднимающегос  навстречу холодного воздуха,побуждаемого аэродинамическими пластинами. Воздух обтекает поверхность резервуара 2 с хладоносителем , и частично засасываетс  через сетчатое ограждение 17. В этих услови х распыленный хладоноситель, интенсивно рассеивает тепло в атмосферу.Подаваемый насосом 24 хладоноситель проходит по трубопроводу 29 и через подн тый перекрывающий элемент поступает в корпус клапана 30, а затем по вертикальному трубопроводу подающего опорного конуса или подающей трубы 4. При этом хладоноситель попадает через сливные отверсти  19 в секции 21 и 22 двухсекционного резервуара. При отключении насоса 4 давление в трубопроводе 29 падает и переключающий элемент 31 перекрывает подвод щий трубопровод 29, и весь хладоноситель через сливное отверстие 19 стекает в секции 21 и 22 двухсекционного, резервуара, расположенного в отапливаемом помещении. Таким образом, весь хладоноситель (вода) стечет из труб, расположенных на открытом воздухе и ее замерзание будет предотвращено. Клапан 30 предотвратит стекание хладоносител  из

трубопроводов, расположенных в отапливаемом помещении.

Увеличение аккумулирующей способно- сти достигаетс  за счет того, что применение описанного выше устройства и экрана 3, размещаемого в резервуаре 2, позвол ет интенсивно охлаждать наход щийс  в этом резервуаре хладоноситель и в период меж- ду дойками, охлажда  хладоноситель до более низких температур и тем самым увеличива  аккумулирующую способность и хладовоспри тие аккумул тора естественного и искусственного холода, что значи- тельно улучшает технико-экономические характеристики и расшир ет зону его применени .

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и   1. Устройство дл  охлаждени  молока, содержащее экран, под которым размещен основной резервуар на опорах с установленными в его верхней части экранирующими элементами- зона между которыми сообщена посредством сливной трубки с верхней частью промежуточного резервуара , нижн   часть которого сообщена с последовательно установленными насосом и теплообменником и далее посредством трубопроводов-с управл емыми клапанами, с расположенной между экраном и основным резервуаром системой распылени  воды и с подающей трубой с форсунками, при этом между экраном и верхней частью основного резервуара расположено ограждение, охватывающее основной резервуар по периметру , отличающеес  тем-, что, с целью повышени  эффективности работы устройства и снижени  его матёриалоемкости, оно снабжено теплоизолирующим корпусом, имеющим люки с крышками в верхней части , и бортовым ограждением, размещенным по периметру этой части, при этом, тепло- изолирующий корпус установлен с внешней стороны основного резервуара с зазором относительно поверхности последнего и опоры, на которых он расположен, а промежуточный резервуар выполнен двухсекционным и верхн   часть его первой секции сообщена со сливной трубкой, а зона, образованна  бортовым ограждением, посредством наклонной трубы сообщена с верхней частью второй секции, при этом нижние части первой и второй секций посредством соответствующих трубопроводов с управл емыми клапанами сообщены с теплообменником молока, а система распылени  воды выполнена в виде подающего опорного конуса с распылительными трубами с отвер- сти ми, при этом к каждой трубе прикреплена под наклоном аэродинамическа  пластина.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что нижн   часть второй секции промежуточного резервуара сообщена с конденсатором холодильной машины и далее посредством трубопровода с управл емым клапаном - с системой распылени  воды,-..-,..

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что между выходом теплообменника молока и соответствующими управл емыми клапанами, сообщенными с системой распылени  воды и подающей трубой с форсунками , включен теплообменник холодильной машины,.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что оно снабжено блоком управлени , выходы которого св заны с входами управл емых клапанов.

5. Устройство по пп. 1 и 4, отличающее с   тем, что выход блока управлени  св зан с управл ющим входом насоса.

6. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что оно снабжено датчиком температуры охлажденной воды. 7. Устройство поп.1.отличающее- с   тем, что оно снабжено датчиком температуры окружающей среды.

8. Устройство по пп. 1, 4, 6 и 7, о т л и ч- а ю щ е е с   тем, что оба датчика св заны с входами блока управлени .

Фиг. 2

Редактор С.Кулакова

Составитель Ф.Марь хин

Техред М.МоргенталКорректор А.Филь

Фиг. 3

- усилитель