RU2032129C1

RU2032129C1 - Water cooling apparatus

Info

Publication number: RU2032129C1
Authority: RU
Inventors: И.Н. Босин; В.С. Борисов; Н.П. Пяткин; А.Н. Рыбин
Original assignee: Мордовский государственный университет им.Н.П.Огарева
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: apparatus has water tank, warm water feeding pipe with injector placed above tank, cool water discharge pipe, facility for maintaining desired water level in tank incorporating float valve whose chamber has intake and outlet pipe connections and which communicates with water source. This facility is mounted for regulation through tank height. Float valve has two shut-off members to close intake and outlet pipe connections. Injector is mounted for regulating position of outlet hole to expel water flow in desired direction. EFFECT: improved design. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к холодильному оборудованию, а именно к устройствам для охлаждения молока естественным холодом. The invention relates to refrigeration equipment, and in particular to devices for cooling milk with natural cold.

Известно устройство для охлаждения воды (льдобунт-холодогенератор), применяемое в системе охлаждения молока [1]. Оно содержит бетонную площадку с бортами, на которой зимой намораживают льдобунт, гравийный фильтр над приямком ледяной воды с переливом, молокоохладитель, водяной насос для циркуляции воды по замкнутому контуру: приямокнасос-молокоохладитель-льдобунт-гравийный фильтр-приямок. A device for cooling water (ice riot-chill generator), used in a milk cooling system [1]. It contains a concrete platform with sides, in which an ice riot is frozen in winter, a gravel filter over a pit of ice water with an overflow, a milk cooler, a water pump for circulating water in a closed circuit: a priyamoknasos-milk cooler-ice-riot-gravel filter-pit.

Недостатками устройства являются узкий диапазон применения, т.е. возможность охлаждения молока лишь при плюсовых температурах наружного воздуха (летом), и наличие потерь воды при намораживании льдобунта из-за сложности поддержания баланса подачи воды и скорости превращения ее в лед. The disadvantages of the device are a narrow range of applications, i.e. the possibility of milk cooling only at positive outside air temperatures (in summer), and the presence of water losses during freezing of an ice rink due to the difficulty of maintaining a balance in the water supply and the rate of its transformation into ice.

Прототипом предлагаемого является устройство для охлаждения промежуточного хладоносителя [2], содержащее емкость для воды, трубопровод для подвода отепленной воды с форсункой, расположенной над емкостью, трубопровод для отвода охлажденной воды, соединенный с емкостью в нижней ее части, средство для поддержания заданного уровня воды в емкости, включающее поплавковый клапан, камера которого имеет впускной и выпускной патрубки и через первый из них гидравлически связана с источником воды, а через второй - с емкостью. The prototype of the proposed is a device for cooling an intermediate coolant [2], containing a water tank, a pipeline for supplying heated water with an nozzle located above the tank, a pipeline for draining chilled water connected to the tank in its lower part, means for maintaining a given water level in containers, including a float valve, the chamber of which has an inlet and outlet nozzles and through the first of them is hydraulically connected to a water source, and through the second to a tank.

Недостатком устройства является ограниченность использования для охлаждения молока при плюсовых температурах воздуха (летом) из-за невозможности намораживания большого объема льда. The disadvantage of this device is the limited use for cooling milk at positive air temperatures (in summer) due to the impossibility of freezing a large amount of ice.

Цель изобретения - расширение диапазона использования по временам года. The purpose of the invention is the expansion of the range of use in the seasons.

Для этого устройство для охлаждения воды содержит емкость для воды, трубопровод для подвода отепленной воды с форсункой, расположенной над емкостью, трубопровод для отвода охлажденной воды, соединенный с емкостью в нижней ее части, средство для поддержания заданного уровня воды в емкости, включающее поплавковый клапан, камера которого имеет впускной и выпускной патрубки и через первый из них гидравлически связана с источником воды, средство для поддержания заданного уровня воды в емкости установлено с возможностью регулирования по высоте емкости, выпускной патрубок камеры гидравлически подсоединен к нижней части емкости, при этом поплавковый клапан содержит два запорных элемента для перекрывания впускного и выпускного патрубков, форсунка установлена с возможностью регулирования положения выходного отверстия для направления выброса потока воды. To this end, a device for cooling water comprises a water tank, a pipeline for supplying heated water with a nozzle located above the vessel, a pipeline for discharging chilled water connected to the vessel in its lower part, means for maintaining a predetermined water level in the vessel, including a float valve, the chamber of which has an inlet and an outlet nozzle and through the first of them is hydraulically connected to a water source, the means for maintaining a given level of water in the tank is installed with the possibility of controlling the height those tanks, exhaust pipe chamber hydraulically connected to the lower part of the container, wherein the float valve comprises two closure member for closing the inlet and outlet ports, the nozzle is mounted for controlling the position of the outlet for directing the ejection water flow.

На чертеже изображено устройство для охлаждения воды, разрез в вертикальной плоскости. The drawing shows a device for cooling water, a section in a vertical plane.

Устройство содержит открытую сверху емкость 1 с трубопроводом 2 в нижней части для отвода охлажденной воды, средство для поддержания заданного уровня воды в емкости, включающее камеру 3 с впускным 4, выпускным 5 и сливным 6 патрубками, внутри которой подвижно установлен поплавковый клапан с верхним 7 и нижним 8 запорными элементами, взаимодействующими с впускным и выпускным патрубками, гибкие рукава 9 и 10, соединяющие соответственно впускной патрубок с источником воды 11 и выпускной патрубок с нижней частью емкости 1, винтовой механизм 12 для настройки средства на заданный уровень наполнения емкости водой, резервуар-охладитель 13, водяная рубашка которого гидравлически соединена с емкостью 1, форсунку 14 с механизмом 15 ее поворота, установленную над емкостью 1, насос 16, гидравлически соединенный с водяной рубашкой, форсункой и со сливным рукавом 17, вентили 18 и 19 и сливное отверстие 20 в верхней части борта емкости. Сливной патрубок 6 закреплен на корпусе камеры 3 выше рабочего уровня воды. Емкость 1 размещена на открытом воздухе за стенкой молочного блока. The device contains an open tank 1 with a pipe 2 in the lower part for discharging chilled water, means for maintaining a given level of water in the tank, including a chamber 3 with inlet 4, outlet 5 and drain 6 pipes, inside which a float valve with a top 7 and the lower 8 locking elements interacting with the inlet and outlet pipes, flexible hoses 9 and 10, connecting the inlet pipe with the water source 11 and the outlet pipe with the lower part of the tank 1, respectively, the screw mechanism 12 for three means for a given level of filling the tank with water, the cooler tank 13, the water jacket of which is hydraulically connected to the tank 1, the nozzle 14 with its rotation mechanism 15 mounted above the tank 1, the pump 16, hydraulically connected to the water jacket, nozzle and with a drain sleeve 17, valves 18 and 19 and a drain hole 20 in the upper part of the side of the tank. The drain pipe 6 is mounted on the housing of the chamber 3 above the working water level. Capacity 1 is placed in the open air behind the wall of the milk block.

При отрицательных температурах наружного воздуха (зимой) средство 3 винтовым механизмом 12 устанавливают на минимальную высоту, при которой уровень воды в емкости не должен быть ниже водяной рубашки резервуара-охладителя молока 13. После заполнения водой водяной рубашки включают насос 16, под действием которого вода при закрытом 18 и открытом 19 вентилях движется по замкнутому контуру: насос-форсунка-емкость-водяная рубашка-насос. Вода, диспергированная форсункой, активно контактирует в полете с воздухом, охлаждается и поступает в емкость 1, в которой при наличии льда дополнительно охлаждается и с температурой, близкой к нулевой, движется в водяную рубашку резервуара. При наличии в резервуаре молока оно охлаждается. At negative outside temperatures (in winter), the tool 3 is set by screw mechanism 12 to a minimum height at which the water level in the tank should not be lower than the water jacket of the milk cooler reservoir 13. After filling the water jacket with water, turn on the pump 16, under which the water closed 18 and open 19 valves moves in a closed circuit: pump-nozzle-capacity-water jacket-pump. The water dispersed by the nozzle actively contacts in flight with air, cools and enters the tank 1, in which, in the presence of ice, it is additionally cooled and moves to the water jacket of the tank with a temperature close to zero. If there is milk in the tank, it cools.

При достаточно низких отрицательных температурах наружного воздуха процесс охлаждения молока осуществляется одновременно с намораживанием льдобунта, т.е. с накоплением льда для безморозного периода года. Управляя направлением подачи воды из форсунки 14, наращивают объем льдобунта с дальнего участка емкости. В процессе намораживания льдобунта средство для поддержания заданного уровня воды в емкости автоматически подпитывает емкость 1 расходуемой на льдообразование водой из источника 11. В случае снижения уровня воды в емкости 1 по закону сообщающихся сосудов через выпускной патрубок 5 и рукав 10 снижается уровень воды и в камере 3, что приводит к открытию запорным элементом 7 впускного патрубка 4 и поступлению воды из источника 11 в емкость 1 до очередного закрытия элементом 7 впускного патрубка 4 при достижении заданного уровня воды. At sufficiently low negative outside temperatures, the process of milk cooling is carried out simultaneously with the freezing of an ice rebellion, i.e. with accumulation of ice for the frost-free period of the year. By controlling the direction of water supply from the nozzle 14, increase the volume of the ice rink from the far section of the tank. In the process of freezing an ice pack, a means for maintaining a given level of water in the tank automatically feeds the tank 1 with water used for ice formation from the source 11. In case of a decrease in the water level in the tank 1, according to the law of communicating vessels, the water level in the chamber 3 decreases through the outlet 5 and sleeve 10 , which leads to the opening by the locking element 7 of the inlet pipe 4 and the flow of water from the source 11 into the tank 1 until the next time the element 7 closes the inlet pipe 4 when the specified water level is reached.

В зимнее время при отсутствии неохлажденного молока насос 16 на ночь выключают. До очередного доения коров на поверхности воды в емкости 1 образуется слой льда, который, утолщаясь, вытесняет через рукав 10, выпускной патрубок 5 и сливной патрубок 6 воду в количестве разности объемов ледяного слоя и воды в нем, что предотвращает разрушение бортов емкости 1. In winter, in the absence of uncooled milk, pump 16 is turned off at night. Prior to the next milking of the cows, an ice layer is formed on the water surface in the tank 1, which, thickening, displaces water through the sleeve 10, the outlet pipe 5 and the drain pipe 6 in the amount of the difference between the volumes of the ice layer and the water in it, which prevents the destruction of the sides of the tank 1.

Для охлаждения очередной порции молока в резервуаре 13 включают насос 16 и вода отсасывается через емкость 1, рукав 10 и выпускной патрубок 5 из камеры 3. Так как пропускная способность (условный проход) рукава 10 и патрубка 5 больше пропускной способности впускного патрубка 4 уровень воды в камере 3 быстро снижается и поплавок нижним запорным элементом 8 закрывает выпускной патрубок 5, после чего образовавшийся под слоем льда в емкости 1 вакуум и атмосферное давление снаружи разрушают ледяной слой на поверхности воды в емкости. Далее процесс работы устройства аналогичен описанному. To cool the next portion of milk in the tank 13, the pump 16 is turned on and the water is sucked out through the tank 1, the sleeve 10 and the exhaust pipe 5 from the chamber 3. Since the throughput (conditional passage) of the sleeve 10 and the pipe 5 is greater than the capacity of the inlet pipe 4, the water level in the chamber 3 is rapidly reduced and the float with the lower locking element 8 closes the outlet 5, after which the vacuum and atmospheric pressure formed under the ice layer in the tank 1 destroy the ice layer on the surface of the water in the tank. Further, the process of the device is similar to that described.

С наступлением безморозного периода года средство для поддержания заданного уровня воды в емкости 1 механизмом 12 устанавливают на максимальную высоту, при которой обеспечивается достаточная поверхность контакта воды с льдобунтом для ее охлаждения, а рабочий уровень воды в емкости - чуть ниже сливного отверстия 20 борта. В результате таяния льдобунта излишки талой воды из емкости сверху через отверстие 20 сливаются в корыто для водопоения. Закрытием вентиля 19 форсунка 14 отключается, а открытием вентиля 18 в работу включается сливной рукав 17. Насос 16 при охлаждении молока в резервуаре 13 обеспечивает забор наиболее холодного нижнего слоя воды из емкости и возврат отепленной воды через сливной рукав в верхнюю часть емкости. With the onset of the frost-free period of the year, the means for maintaining a given water level in the tank 1 by the mechanism 12 is set to the maximum height at which a sufficient contact surface of the water with the ice coaster is provided for cooling it, and the working water level in the tank is slightly lower than the drain hole 20 onboard. As a result of the melting of the ice rebellion, the excess melt water from the tank from above through the opening 20 is poured into a trough for watering. By closing the valve 19, the nozzle 14 is turned off, and by opening the valve 18, the drain sleeve 17 is turned on. The pump 16, when the milk is cooled in the tank 13, draws the coldest lower layer of water from the tank and returns the heated water through the drain sleeve to the upper part of the tank.

Данное устройство может использоваться с любым типом охладителя молока, включая и поточный пластинчатый. This device can be used with any type of milk cooler, including a plate-type milk cooler.

Устройство имеет широкий диапазон применения по временам года для охлаждения молока естественным холодом. Оно способно зимой одновременно выполнять охлаждение молока с намораживанием льдобунта. При этом отпадает необходимость в регулировании производительности насоса от скорости льдонамораживания, снижаются потери воды, предотвращается разрушение бортов емкости при сильных морозах и снижаются на 15 -20% удельные энергозатраты на охлаждение. The device has a wide range of seasons of use for cooling milk with natural cold. It is capable of simultaneously cooling milk in the winter with freezing an ice rebellion. At the same time, there is no need to regulate pump performance from the speed of ice-freezing, water losses are reduced, destruction of the sides of the tank during severe frosts is prevented, and specific cooling energy consumption is reduced by 15 -20%.

Claims

1. A device for cooling water containing a water tank, a pipe for supplying heated water with a nozzle located above the tank, a pipe for draining chilled water connected to the tank in its lower part, means for maintaining a given level of water in the tank, including a float valve , the chamber of which has an inlet and outlet nozzles and through the first of them is hydraulically connected to a water source, characterized in that the means for maintaining a given level of water in the tank is installed with the possibility of regulating ation adjustment tank outlet chamber nozzle fluidly connected to the lower part of the container, wherein the float valve comprises two closure element for closing the intake and exhaust ports.

2. The device according to claim 1, characterized in that the nozzle is mounted with the ability to control the position of the outlet for directing the discharge of the water stream.