RU2054607C1

RU2054607C1 - Milk cooling apparatus for animal farm

Info

Publication number: RU2054607C1
Application number: RU93003851A
Authority: RU
Inventors: Т.Г. Исмаилов; А.М. Мусин; Ф.Г. Марьяхин; А.И. Учеваткин
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1993-01-26
Publication date: 1996-02-20

Abstract

FIELD: agricultural production. SUBSTANCE: apparatus has natural cold receiver made in the form of reservoir positioned in open air. Natural cold receiver is connected via drainage pipe with lower part of outer right section of cooled cold-carrier accumulator, which is made in the form of heat-insulated reservoir and positioned at the level below natural cold receiver in milk handling block of animal farm. Two temperature sensors are secured in left upper and right lower parts of cooled cold-carrier accumulator. Lower part of outer right section of accumulator is connected via cooled cold-carrier supply pipeline through first controlled valve with second controlled valve and with third valve, which is connected via pump with second controlled valve, which, in its turn, is connected with heat-exchanger, third controlled valve and via fourth controlled valve with artificial cold source. Heat-exchanger is connected via warmed cold-carrier discharge pipeline through fifth controlled valve with upper part of outer left accumulator section, natural cold receiver and artificial cold source. Cold-carrier may be supplied into lower part of outer right accumulator section via first controlled valve. EFFECT: increased efficiency in cooling milk and simplified construction. 1 dwg

Description

Изобретение относится к охлаждению жидких продуктов, в частности молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других продуктов. The invention relates to the cooling of liquid products, in particular milk, and can be used in agricultural production, the food industry, as well as in the processing and storage of milk and other products.

Известно устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах, содержащее источник искусственного холода, теплообменник, насос, вентили, датчики температуры, приемник естественного холода, блок управления [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для охлаждения молока, содержащее теплообменник с подсоединенными к нему трубопроводами для подвода охлажденного и отвода отепленного хладоносителя, источники искусственного и естественного холода, последний из которых содержит цилиндрическую емкость, размещенный в верхней ее части распылитель, связанный с трубопроводом для отепленного хладоносителя, размещенный под емкостью сборник охлажденного хладоносителя, промежуточный резервуар, сообщенный наклонной трубой со сборником и через насос с трубопроводом для подвода хладоносителя к теплообменнику, и блок управления [2]
Известные устройства для охлаждения молока требуют больших энергозатрат.A device for cooling milk on livestock farms containing a source of artificial cold, a heat exchanger, a pump, valves, temperature sensors, a receiver of natural cold, a control unit [1]
The closest in technical essence to the proposed invention is a device for cooling milk, containing a heat exchanger with pipelines connected to it for supplying cooled and venting the heated coolant, sources of artificial and natural cold, the last of which contains a cylindrical container located in its upper part, a spray bottle with a pipeline for a heated coolant, a chilled coolant collector located below the tank, an intermediate tank, connected by an inclined pipe with a collector and through a pump with a pipeline for supplying a coolant to a heat exchanger, and a control unit [2]
Known devices for cooling milk require high energy consumption.

Задачей изобретения является снижение потребления электрической энергии. The objective of the invention is to reduce the consumption of electrical energy.

В результате использования изобретения экономится недоиспользованный холод при аккумуляции искусственного холода, изменяя направление движения потока хладоносителя в сборнике, что приводит к уменьшению времени работы источника искусственного холода и тем самым уменьшает потребление электрической энергии. As a result of using the invention, underutilized cold is saved during the accumulation of artificial cold, changing the direction of movement of the coolant flow in the collector, which reduces the operating time of the artificial cold source and thereby reduces the consumption of electrical energy.

Вышеуказанный результат достигается тем, что в устройство приемник естественного холода выполнен в виде резервуара, установленного на открытом воздухе, и соединен сливной трубой с нижней частью крайнего правого отсека сборника охлажденного хладоносителя, выполненного в виде теплоизолированного резервуара и установленного ниже приемника естественного холода в молочном блоке фермы, над которым установлен экран с датчиком температуры воздуха, причем в сборнике охлажденного хладоносителя установлены вертикальные перегородки, между верхними и нижними кромками которых и основаниями сборника выполнены щелевые отверстия с образованием зигзагообразного канала для перемещения хладоносителя, в левой верхней и правой нижней частях которого установлены два датчика температуры, причем нижняя правого отсека сборника соединена трубопроводом для подвода охлажденного хладоносителя через первый управляемый вентиль с вторым управляемым вентилем и третьим, который соединен через насос с вторым управляемым вентилем, который соединен с теплообменником, с третьим управляемым вентилем и через четвертый управляемый вентиль соединен с источником искусственного холода, теплообменник трубопроводом для отвода отепленного хладоносителя через пятый управляемый вентиль соединен с верхней частью крайнего левого отсека сборника, с приемником естественного холода и с источником естественного холода и с источником искусственного холода, а также через первый управляемый вентиль возможна подача хладоносителя в нижнюю часть крайнего правого отсека сборника. The above result is achieved by the fact that in the device the receiver of natural cold is made in the form of a tank installed in the open air and is connected by a drain pipe to the lower part of the far right compartment of the cooled refrigerant carrier, made in the form of a thermally insulated tank and installed below the receiver of natural cold in the milk block of the farm over which a screen with an air temperature sensor is installed, and vertical partitions are installed in the chilled coolant collector, between The upper and lower edges of which and the bases of the collector have slit openings with the formation of a zigzag channel for moving the coolant, two temperature sensors are installed in the upper left and lower right parts, the lower right compartment of the collector is connected by a pipe for supplying a cooled coolant through the first controlled valve to the second controlled a valve and a third, which is connected through a pump to a second controlled valve, which is connected to a heat exchanger, to a third controlled valve through the fourth controlled valve is connected to a source of artificial cold, the heat exchanger is connected to the upper leftmost compartment of the collector through a fifth controlled valve through a fifth controlled valve to a receiver of natural cold and to a source of natural cold and to a source of artificial cold, as well as through the first a controlled valve, it is possible to supply coolant to the lower part of the far right compartment of the collector.

На чертеже изображена схема устройства. The drawing shows a diagram of a device.

Устройство содержит теплообменник 1 с подсоединенными к нему трубопроводом 2 для подвода охлажденного хладоносителя и трубопроводом 3 для отвода отепленного хладоносителя; источник 4 искусственного холода; приемник 5 естественного холода, связанный с трубопроводом 3 для отвода отепленного хладоносителя; сборник 6 охлажденного хладоносителя, в котором установлены вертикальные перегородки 7, между верхними и нижними кромками которых и основаниями сборника 6 выполнены щелевые отверстия 8 с образованием зигзагообразного канала для перемещения хладоносителя; экран 9, установленный над приемником 5 естественного холода, блок 10 управления, первые пять выходов которого связаны с пятью управляемыми вентилями 11, 12, 13, 14, 15, шестой с насосом 16, а первый вход соединен с датчиком 17 температуры воздуха, второй и третий входы с датчиками 18 и 19 температуры хладоносителя, а также двойной связью блок 10 управления соединен с источником 4 искусственного холода; приемник 5 естественного холода соединен сливной трубой 20 с нижней частью крайнего правого отсека сборника 6, в котором в левой верхней и в правой нижней его частях установлены два датчика 18 и 19 температуры хладоносителя соответственно, причем нижняя часть сборника 6 соединена трубопроводом 2 для подвода охлажденного хладоносителя через первый управляемый вентиль 11, вторым управляемым вентилем 12 и третьим вентилем 13, который соединен через насос 16 с вторым управляемым вентилем 12, который соединен с теплообменником 1, с третьим управляемым вентилем 13 и через четвертый управляемый вентиль 14 соединен с источником 4 искусственного холода 4, теплообменник 1 трубопроводом 3 для отвода отепленного хладоносителя через пятый управляемый вентиль 15 соединен с верхней частью крайнего левого отсека сборника 6, с приемником 5 естественного холода и с источником 4 искусственного холода, а также через первый управляемый вентиль 11 возможна подача хладоносителя в нижнюю часть крайнего правого отсека сборника 6. The device comprises a heat exchanger 1 with a pipe 2 connected to it for supplying a cooled refrigerant carrier and a pipe 3 for discharging a heated refrigerant carrier; source of 4 artificial cold; receiver 5 natural cold associated with the pipe 3 for removal of the warmed-up coolant; a chilled coolant collector 6, in which vertical partitions 7 are installed, between the upper and lower edges of which and the bases of the collector 6, slotted holes 8 are made with the formation of a zigzag channel for moving the coolant; a screen 9 installed above the receiver 5 of natural cold, the control unit 10, the first five outputs of which are connected to five controlled valves 11, 12, 13, 14, 15, the sixth with the pump 16, and the first input is connected to the air temperature sensor 17, the second and the third inputs with sensors 18 and 19 of the temperature of the coolant, as well as a double connection, the control unit 10 is connected to the source 4 of artificial cold; the natural cold receiver 5 is connected by a drain pipe 20 to the lower part of the far right compartment of the collector 6, in which two refrigerant temperature sensors 18 and 19 are installed in the upper left and right lower parts, respectively, and the lower part of the collector 6 is connected by a pipe 2 for supplying a cooled refrigerant through the first controlled valve 11, the second controlled valve 12 and the third valve 13, which is connected through the pump 16 to the second controlled valve 12, which is connected to the heat exchanger 1, with the third controlled valve 13 and through the fourth controlled valve 14 is connected to the source 4 of artificial cold 4, the heat exchanger 1 pipe 3 for removal of the heated coolant through the fifth controlled valve 15 is connected to the upper part of the leftmost compartment of the collector 6, with a receiver 5 of natural cold and with a source of artificial cold 4 , and also through the first controlled valve 11, it is possible to supply a coolant to the lower part of the far right compartment of the collector 6.

Устройство используется для охлаждения молока круглый год и работает следующим образом. The device is used to cool milk all year round and works as follows.

При отрицательных температурах окружающей среды устройство работает в режиме аккумуляции и использования естественного холода, а при положительных температурах в режиме аккумуляции и использования искусственного холода. Режим работы устройства выбирается при помощи блока 10 управления по показанию датчика 17 температуры воздуха, установленного вне теплоизолированного помещения под экраном 9. At negative ambient temperatures, the device operates in the mode of accumulation and use of natural cold, and at positive temperatures in the mode of accumulation and use of artificial cold. The operating mode of the device is selected using the control unit 10 according to the reading of the air temperature sensor 17 installed outside the heat-insulated room under the screen 9.

В режиме охлаждения молока хладоноситель из нижней части крайнего отсека сборника 6 подается насосом 16 по трубопроводу 2 через управляемые вентили 11, 12, 13 в теплообменник 1, где отбирает тепло от молока и далее по трубопроводу 3 через управляемый вентиль 15 поступает в верхнюю часть крайнего левого отсека сборника 6. Хладоноситель в сборнике 6 вытесняется по зигзагообразному каналу через нижние и верхние щелевые отверстия 8 перегородок 7. Перегородки 7 препятствуют нагреву всего сборника 6 и поддерживают на время прохождения одного цикла постоянную температуру на входе теплообменника 1. Температура хладоносителяя на входе теплообменника 1 или на выходе сборника 6 контролируется датчиком 19 температуры. In the milk cooling mode, the coolant from the lower part of the extreme compartment of the collector 6 is pumped 16 through the pipe 2 through the controlled valves 11, 12, 13 to the heat exchanger 1, where it removes heat from the milk and then through the pipe 3 through the controlled valve 15 enters the upper part of the leftmost compartment of the collector 6. The coolant in the collector 6 is displaced along the zigzag channel through the lower and upper slotted openings 8 of the partitions 7. The partitions 7 prevent heating of the entire collector 6 and support for the duration of one cycle the desired temperature at the inlet of the heat exchanger 1. The coolant temperature at the inlet of the heat exchanger 1 or at the outlet of the collector 6 is controlled by the temperature sensor 19.

В режиме аккумуляции искусственного холода отепленный хладоноситель из верхней части крайнего левого отсека сборника 6 по трубопроводу 3 поступает в источник 4 искусственного холода, где охлаждается до установленной температуры, затем по трубопроводу 2 через управляемые вентили 14, 13, 12 и 11 и насос 16 поступает в нижнюю часть крайнего правого отсека сборника 6. Вместимость сборника 6 рассчитывается на охлаждение максимального количества разового удоя молока и по его максимальной температуре. Во всех остальных случаях часть холода будет недоиспользована. При аккумуляции искусственного холода, изменяя направление движения потока хладоносителя в сборнике 6 справа налево или снизу вверх, можно сэкономить недоиспользованный холод, тем самым уменьшить время работы источника 4 искусственного холода и уменьшить потребление электрической энергии. После вытеснения отепленного в сборнике 6 по сигналу датчика 18 температуры хладоносителя отключается источник 4 искусственного холода, и режим аккумуляции искусственного холода заканчивается. Искусственный холод аккумулируется в сборнике 6 в промежутках между дойками. In the mode of accumulation of artificial cold, the warmed-up coolant from the upper part of the leftmost compartment of the collector 6 passes through pipeline 3 to the source 4 of artificial cold, where it is cooled to the set temperature, then through pipeline 2 through controlled valves 14, 13, 12 and 11 and pump 16 enters the lower part of the far right compartment of the collector 6. The capacity of the collector 6 is calculated for cooling the maximum number of one-time milk yield and at its maximum temperature. In all other cases, part of the cold will be underutilized. During the accumulation of artificial cold, changing the direction of flow of the coolant flow in the collection 6 from right to left or from bottom to top, you can save unused cold, thereby reducing the operating time of the source 4 of artificial cold and reduce the consumption of electrical energy. After displacing the heat-insulated in the collection 6 by the signal of the temperature sensor 18, the source of artificial cold 4 is turned off, and the accumulation mode of artificial cold ends. Artificial cold accumulates in the collection 6 in the intervals between milking.

В режиме аккумуляции естественного холода отепленный хладоноситель из верхней части крайнего левого отсека сборника 6 по трубопроводам 3 и 2 через управляемые вентили 11, 13, 12, 15 насосом 16 подается в приемник 5 естественного холода, где, отдавая тепло в окружающую среду (накопленному льду), далее по сливной трубе 20 поступает в нижнюю часть крайнего правого отсека сборника 6 и вытесняется снизу вверх по зигзагообразному каналу через щелевые отверстия 8. Далее цикл повторяется. In the natural cold accumulation mode, the warmed-up coolant from the upper leftmost compartment of the collector 6 through pipelines 3 and 2 through controlled valves 11, 13, 12, 15 is pumped by pump 16 to the receiver 5 of natural cold, where, transferring heat to the environment (accumulated ice) , then through the drain pipe 20 enters the lower part of the far right compartment of the collector 6 and is displaced from the bottom up along the zigzag channel through the slotted holes 8. Next, the cycle repeats.

Claims

DEVICE FOR COOLING MILK ON ANIMAL FARMING FARMS, containing a heat exchanger with pipelines connected to it for supplying cooled and venting the heated coolant, sources of artificial and natural cold, the last of which contains a cylindrical container located in its upper part, a nozzle connected to the pipeline for the heated coolant a chilled coolant collector located under the tank, an intermediate tank communicated by an inclined tube with the collector and through the pump with a pipeline for supplying the coolant to the heat exchanger, and a control unit, characterized in that the receiver of natural cold is made in the form of a tank installed in the open air, and is connected by a drain pipe to the lower part of the far right compartment of the cooled refrigerant carrier collection, made in the form of a thermally insulated tank and installed below the receiver of natural cold in the dairy unit of the farm, above which there is a screen with an air temperature sensor, and in the collection of chilled refrigerant vertical partitions have been renewed, between the upper and lower edges of which and the bases of the collector, slotted holes have been formed to form a zigzag channel for moving the coolant, two temperature sensors are installed in the upper left and lower right parts, the lower part of the far right compartment of the collector is connected by a pipe for supplying a cooled coolant through a first controlled valve with a second controlled valve and a third, which is connected through a pump to a second controlled valve, to The second one is connected to the heat exchanger, to the third controlled valve and through the fourth controlled valve with a source of artificial cold, the heat exchanger is connected to the upper part of the leftmost compartment of the collector through a fifth controlled valve through a fifth controlled valve, to the receiver of natural cold and to the source of artificial cold, as well as through the first controlled valve, it is possible to supply coolant to the lower part of the far right compartment of the collector.