RU215534U1

RU215534U1 - DEVICE FOR HEATING THE DISPENSING ASSEMBLY OF THE DEVICE FOR FILLING LIQUIDS

Info

Publication number: RU215534U1
Application number: RU2022120637U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Нода
Original assignee: Александр Сергеевич Нода
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2022-12-16

Abstract

Полезная модель относится к аппаратам, продающим/раздающим жидкость (вода, незамерзающая жидкость, бытовая химия, квас и т.д.) в тару, предназначенным для работы при отрицательных температурах окружающего воздуха, и непосредственно касается устройств обогрева узла аппарата, включающего камеру розлива, а также подводящих и отводящих трубопроводов.The utility model relates to devices that sell/distribute liquid (water, non-freezing liquid, household chemicals, kvass, etc.) into containers designed to operate at negative ambient temperatures, and directly touches the heating devices of the device assembly, which includes a filling chamber, as well as inlet and outlet pipelines.

Техническая задача - повышение энергоэффективности устройства.The technical task is to increase the energy efficiency of the device.

Технический результат - экономия электроэнергии за счет максимального увеличения площади теплоотдачи нагревательных элементов путем обеспечения плотного и компактного их прилегания к обогреваемым поверхностям раздаточного узла аппарата.EFFECT: energy saving by maximizing the heat transfer area of the heating elements by ensuring their tight and compact fit to the heated surfaces of the dispensing unit of the apparatus.

Технический результат достигается в результате того, что в устройстве обогрева раздаточного узла аппарата по розливу жидкостей, содержащем нагревательные элементы, два из которых уложены вдоль входного и выходного трубопроводов раздаточного узла и зафиксированы на их наружных поверхностях, а третий нагревательный элемент уложен «змейкой» на теплоизолирующей подложке и прижат к нижней поверхности днища камеры налива, нагревательными элементами служат участки гибкого ленточного нагревателя, а участки нагревателя в виде «змейки» уложены своей широкой гранью, обеспечивая максимальную площадь контакта с нижней поверхностью днища камеры налива. 6 ил.

The technical result is achieved as a result of the fact that in the heating device of the dispensing unit of the apparatus for bottling liquids, containing heating elements, two of which are laid along the inlet and outlet pipelines of the dispensing unit and fixed on their outer surfaces, and the third heating element is laid in a "snake" on a heat-insulating the substrate and pressed against the bottom surface of the bottom of the loading chamber, the heating elements are sections of a flexible band heater, and the sections of the heater in the form of a "snake" are laid with their wide edge, providing the maximum contact area with the bottom surface of the bottom of the loading chamber. 6 ill.

Description

Для нормального бесперебойного функционирования аппарата при отрицательных температурах окружающей среды необходима система антизаморозки, которая с одной стороны не допускает замерзания жидкости, поддерживая температуру выше нуля, а с другой стороны имеет защиту от расплавления подводящих и отводящих труб.For normal uninterrupted operation of the device at negative ambient temperatures, an anti-freeze system is required, which, on the one hand, prevents the liquid from freezing, maintaining the temperature above zero, and on the other hand, has protection against melting of the inlet and outlet pipes.

Известно устройство климат-контроля раздаточного аквавендингового аппарата, содержащее блок управления, датчик температуры и нагревательный элемент, выполненный с возможностью поддержания заданного положительного значения температуры внутри камеры розлива воды (RU 121382, опубл. 20.10.2012 г.).A climate control device for a dispensing aqua vending machine is known, containing a control unit, a temperature sensor and a heating element configured to maintain a predetermined positive temperature value inside the water dispensing chamber (RU 121382, publ. 20.10.2012).

Однако, недостатком известного устройства является то, что оно не осуществляет регулируемый нагрев трубопроводов раздаточного узла, вследствие чего имеет место низкая эффективность поддержания положительной температуры узла в условиях работы аппарат при отрицательных температурах окружающей среды.However, the disadvantage of the known device is that it does not carry out controlled heating of the pipelines of the dispensing unit, as a result of which there is a low efficiency of maintaining a positive temperature of the unit in the operating conditions of the apparatus at negative ambient temperatures.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство климат-контроля раздаточного узла аквавендингового аппарата, включающее блок управления, электрически связанные с ним датчик температуры и нагревательный элемент ,выполненный в виде отрезков греющего кабеля, установленных на входном и выходном трубопроводах и на днище камеры налива воды (RU 199586, опубл. 08.09.2020 г.).The closest in technical essence to the claimed is a climate control device for the dispensing unit of an aqua vending machine, including a control unit, a temperature sensor electrically connected to it and a heating element made in the form of heating cable segments installed on the inlet and outlet pipelines and on the bottom of the water filling chamber (RU 199586, published on 09/08/2020).

Основным недостатком известного устройства является его низкая энергоэффективность в результате использования греющего кабеля, который в силу геометрической формы своего поперечного сечения обеспечивает сравнительно малую площадь прилегания к обогреваемым поверхностям. Кроме того, при размещении «змейкой» на обогреваемой плоской поверхности греющий кабель контактирует с указанной поверхностью своей узкой гранью, что определяет значительного более низкую эффективность теплообмена по сравнению с контактом с широкой гранью, например, ленточного нагревателя, и обеспечивает контакт лишь с малой площадью обогреваемой поверхности.The main disadvantage of the known device is its low energy efficiency due to the use of a heating cable, which, due to the geometric shape of its cross section, provides a relatively small area of contact with the heated surfaces. In addition, when placed as a "snake" on a heated flat surface, the heating cable contacts the specified surface with its narrow edge, which determines a significantly lower heat transfer efficiency compared to contact with a wide edge, for example, a tape heater, and provides contact only with a small heated area. surfaces.

Таким образом, невозможность обеспечить большую площадь прилегания кабеля к трубопроводу и максимальную площадь обогреваемой поверхности днища камеры, не позволяет достигать высокой эффективности теплопередачи для обогрева раздаточного узла при низких отрицательных температурах, что приводит к высоким энергозатратам.Thus, the inability to provide a large area of cable contact with the pipeline and the maximum area of the heated surface of the bottom of the chamber does not allow achieving high heat transfer efficiency for heating the distributing unit at low negative temperatures, which leads to high energy consumption.

Таким образом, в отличие от греющего кабеля гибкий ленточный нагреватель плотно прилегает к поверхности, легко монтируется и более эффективно отдает тепло.Thus, unlike a heating cable, a flexible tape heater fits snugly to the surface, is easy to install and gives off heat more efficiently.

Технический результат - экономия электроэнергии за счет максимального увеличения площади теплоотдачи нагревательных элементов путем обеспечения плотного и компактного их прилегания к обогреваемым поверхностям раздаточного узла аппарата.EFFECT: energy saving due to maximum increase in area heat transfer of heating elements by ensuring their tight and compact fit to the heated surfaces of the dispensing unit of the apparatus.

Технический результат достигается в результате того, что в устройстве обогрева раздаточного узла аппарата по розливу жидкостей, содержащем нагревательные элементы, два из которых уложены вдоль входного и выходного трубопроводов раздаточного узла и зафиксированы на их наружных поверхностях, а третий нагревательный элемент уложен «змейкой» на теплоизолирующей подложке и прижат к нижней поверхности днища камеры налива, нагревательными элементами служат участки гибкого ленточного нагревателя, а участки нагревателя в виде «змейки» уложены своей широкой гранью, обеспечивая максимальную площадь контакта с нижней поверхностью днища камеры налива.The technical result is achieved as a result of the fact that in the heating device of the dispensing unit of the apparatus for bottling liquids, containing heating elements, two of which are laid along the inlet and outlet pipelines of the dispensing unit and fixed on their outer surfaces, and the third heating element is laid in a "snake" on a heat-insulating the substrate and pressed against the bottom surface of the bottom of the loading chamber, the heating elements are sections of a flexible band heater, and the sections of the heater in the form of a "snake" are laid with their wide edge, providing the maximum area of contact with the bottom surface of the bottom of the loading chamber.

Известно, что гибкий ленточный нагреватель предназначен для систем активного нагрева, защиты от замерзания и обледенения и тепловых потерь благодаря своим уникальным свойствам (http://www.sokol-electro.ru/promyshlennoe-primenenie/greyushchaya-lenta/engl2/). Отличительной чертой его является использование кремнийорганической резиновой оболочки, обеспечивающей водонепроницаемость изделия и защиту от воздействий внешней среды. Основа ленты - нагревательные жилы, состоящие из 8-ми переплетенных между собой нитей из нихрома, характеризующегося высоким сопротивлением. Оплетка выполнена из стеклонитей.It is known that a flexible tape heater is designed for active heating systems, protection against freezing and icing and heat losses due to its unique properties (http://www.sokol-electro.ru/promyshlennoe-primenenie/greyushchaya-lenta/engl2/). Its distinctive feature is the use of an organosilicon rubber shell, which ensures the waterproofness of the product and protection from environmental influences. The basis of the tape is heating conductors, consisting of 8 threads of nichrome, intertwined with each other, characterized by high resistance. The braid is made of fiberglass.

Изделие указанной конструкции характеризуется достаточной гибкостью, чтобы обеспечить плотный контакт с к наружным поверхностям труб, а также к плоской поверхности, когда участки ленточного нагревателя в виде «змейки» уложены широкой гранью максимально близко друг к другу на подложке днища камеры.The product of this design is characterized by sufficient flexibility to ensure tight contact with the outer surfaces of the pipes, as well as to a flat surface, when the sections of the tape heater in the form of a "snake" are laid with a wide edge as close as possible to each other on the substrate of the chamber bottom.

Ленточный нагреватель обладает большим запасом прочности, минимальный радиус изгиба составляет 20 мм, максимальная температура поверхности нагревателя + 60°С.The tape heater has a large margin of safety, the minimum bending radius is 20 mm, the maximum surface temperature of the heater is + 60°C.

Полезная модель проиллюстрирована следующими фигурами. The utility model is illustrated by the following figures.

На фиг. 1 показан гибкий ленточный нагреватель.In FIG. 1 shows a flexible band heater.

На фиг. 2 схематично показана функциональная схема раздаточного узла аппарата для розлива жидкостей. Фиг. 3 иллюстрирует схему укладки нагревательной ленты на днище камеры налива. На фиг. 4 - схема участка входного трубопровода, на фиг. 5 - схема участка выходного трубопровода. На фиг. 6 представлена электрическая схема устройства.In FIG. 2 schematically shows the functional diagram of the dispensing unit of the apparatus for filling liquids. Fig. 3 illustrates the layout of the heating tape on the bottom of the loading chamber. In FIG. 4 is a diagram of a section of the inlet pipeline, in Fig. 5 is a diagram of a section of the outlet pipeline. In FIG. 6 shows the electrical circuit of the device.

1 - Камера розлива,1 - Filling chamber,

2 - Входной патрубок,2 - Inlet pipe,

3 - Выходной патрубок,3 - Outlet pipe,

4 - Входной трубопровод,4 - Inlet pipeline,

5 - Выходной трубопровод,5 - Outlet pipeline,

6 - Участок ленточного нагревателя для днища камеры,6 - Section of the tape heater for the bottom of the chamber,

7 - Участок ленточного нагревателя для входного трубопровода,7 - Section of the tape heater for the inlet pipeline,

8 - Участок ленточного нагревателя для выходного трубопровода,8 - Section of the tape heater for the outlet pipeline,

9 - Теплоизолирующая подложка днища камеры,9 - Heat-insulating substrate of the bottom of the chamber,

10 - Теплоизолирующий чехол,10 - Heat-insulating cover,

11 - Теплоизолирующий чехол,11 - Heat-insulating cover,

12 - Фиксирующий элемент,12 - Fixing element,

13 - Теплоизолирующий рукав,13 - Heat insulating sleeve,

14 - Датчик температуры,14 - Temperature sensor,

15 - Термостат с блоком управления,15 - Thermostat with control unit,

16 - Нагревательные жилы;16 - Heating conductors;

17 - Оплетка из стеклоткани;17 - Fiberglass braid;

18 - Наружная оболочка из кремнийорганической резины.18 - Silicone rubber outer sheath.

Раздаточный узел аппарата по розливу жидкостей содержит камеру налива 1, в крыше которой установлен входной патрубок 2, в днище установлен выходной патрубок 3, а также входной трубопровод 4, предназначенный для подачи жидкости в камеру 1 через патрубок 2, и выходной трубопровод 5, предназначенный для отвода пролитой воды из камеры 1 через патрубок 3 в канализацию.The dispensing unit of the apparatus for pouring liquids contains a filling chamber 1, in the roof of which an inlet pipe 2 is installed, an outlet pipe 3 is installed in the bottom, as well as an inlet pipeline 4 designed to supply liquid to the chamber 1 through a pipe 2, and an outlet pipeline 5 intended for drainage of spilled water from chamber 1 through pipe 3 into the sewer.

Нагревательный элемент осуществляет нагрев обогреваемых частей раздаточного узла и представляет собой гибкий ленточный нагреватель (фиг. 1), состоящий из трех участков 6, 7, 8 электрически соединенных с термостатом 15. При этом участок 6 предназначен для нагревания днища камеры налива 1, участок 7 предназначен для нагревания входного трубопровода 4.The heating element heats the heated parts of the dispensing unit and is a flexible tape heater (Fig. 1), consisting of three sections 6, 7, 8 electrically connected to the thermostat 15. In this case, section 6 is intended for heating the bottom of the loading chamber 1, section 7 is intended for heating the inlet pipeline 4.

Предлагаемая система обогрева (антизаморозки) раздаточного узла представляет собой систему автоматического двухпозиционного регулирования температуры конечного участка входного трубопровода 4 с использованием датчика температуры 14 и термостата 15.The proposed heating system (anti-freeze) of the dispensing unit is a system of automatic on-off temperature control of the final section of the inlet pipeline 4 using a temperature sensor 14 and a thermostat 15.

Датчик температуры 14 осуществляет постоянное преобразование температуры входного патрубка 2 или входного трубопровода 4 на его конечном участке, соединенном с входным патрубком 2, в аналоговый электрический сигнал. В качестве датчика температуры может быть использован, например, термометр-сопротивление, который электрически соединен с термостатом 15 либо непосредственно, либо через аналого-цифровой преобразователь в зависимости от конструкции термостата. При этом датчик температуры 14 установлен на патрубке 2 выше крыши камеры 1 (не показано) с обеспечением непосредственного теплового контакта с этим патрубком.The temperature sensor 14 continuously converts the temperature of the inlet pipe 2 or the inlet pipe 4 at its end section, connected to the inlet pipe 2, into an analog electrical signal. As a temperature sensor, for example, a resistance thermometer can be used, which is electrically connected to the thermostat 15 either directly or through an analog-to-digital converter, depending on the design of the thermostat. In this case, the temperature sensor 14 is installed on the pipe 2 above the roof of the chamber 1 (not shown) to ensure direct thermal contact with this pipe.

Участок 6 ленточного нагревателя, предназначенный для нагрева днища камеры налива 1, расположен на теплоизолирующей подложке 9 из вспененного полиэтилена, вырезанной по форме и размеру днища камеры налива 1 с отверстием под выходной патрубок 3. При этом участок 6 уложен на подложке 9 «змейкой» и приклеен к ней сверху. Подложка 9 приклеена к нижней поверхности днища камеры налива 1, таким образом, участок 6 леночного нагревателя прижат к указанному днищу. На нижнюю часть камеры налива 1 (вместе с закрепленной на днище подложкой 9 с участком 8 ленточного нагревателя) надет теплоизолирующий чехол 10, выполненный, например, из вспененного полиэтилена с клейким слоем. Чехол 10 состоит из днища и боковых стенок, он охватывает снаружи камеру 1 снизу и по периметру ее нижней части. Боковыми стенками чехол приклеен к боковым стенкам камеры 1 с прижатием подложки 9 с ленточным нагревателем 6 к днищу камеры 1.Section 6 of the tape heater, intended for heating the bottom of the loading chamber 1, is located on a heat-insulating substrate 9 made of foamed polyethylene, cut according to the shape and size of the bottom of the loading chamber 1 with an opening for the outlet pipe 3. At the same time, section 6 is laid on the substrate 9 with a “snake” and glued on top of it. The substrate 9 is glued to the lower surface of the bottom of the loading chamber 1, so that the section 6 of the tape heater is pressed against said bottom. On the lower part of the loading chamber 1 (together with the substrate 9 fixed on the bottom with the section 8 of the tape heater), a heat-insulating cover 10 is put on, made, for example, of polyethylene foam with an adhesive layer. The cover 10 consists of a bottom and side walls, it covers the outside of the chamber 1 from below and along the perimeter of its lower part. The side walls of the case are glued to the side walls of the chamber 1 with the substrate 9 pressed with a tape heater 6 to the bottom of the chamber 1.

Участок 7 ленточного нагревателя расположен непосредственно на наружной поверхности входного трубопровода 4 вдоль всей его длины, включая патрубок 2, и закреплен на трубопроводе 4 при помощи фиксирующих элементов 12 (скотч, хомуты и т.п.) с обеспечением плотного контакта этой греющей ленты с трубопроводом. При этом трубопровод 4 вместе с соответствующим участком 7 ленточного нагревателя помещен в теплоизолирующий чехол (рукав, трубку) 11, выполненный, например, из вспененного полиэтилена.Section 7 of the tape heater is located directly on the outer surface of the inlet pipeline 4 along its entire length, including the branch pipe 2, and is fixed to the pipeline 4 using fixing elements 12 (adhesive tape, clamps, etc.) to ensure tight contact of this heating tape with the pipeline . In this case, the pipeline 4, together with the corresponding section 7 of the tape heater, is placed in a heat-insulating cover (sleeve, tube) 11, made, for example, of foamed polyethylene.

Участок 8 расположен непосредственно на наружной поверхности выходного трубопровода 5 вдоль всей его длины, включая патрубок 3, и закреплен на трубопроводе 5 при помощи фиксирующих элементов 12 (скотч, хомуты и т.п.), охватывающих трубопровод с обеспечением плотного контакта с ним. При этом трубопровод 5 вместе с соответствующим участком 8 ленточного нагревателя помещен в теплоизолирующий кожух (рукав, трубку) 13, выполненный, например, из вспененного полиэтилена.Section 8 is located directly on the outer surface of the outlet pipeline 5 along its entire length, including the branch pipe 3, and is fixed to the pipeline 5 using fixing elements 12 (adhesive tape, clamps, etc.) covering the pipeline with tight contact with it. In this case, the pipeline 5, together with the corresponding section 8 of the tape heater, is placed in a heat-insulating casing (sleeve, tube) 13, made, for example, of foamed polyethylene.

Возможен вариант системы нагрева (антизаморозки) с саморегулирующемся ленточным нагревателем, т.е. без использования датчика температуры и термостата, и отличается тем, что не содержит датчик температуры и термостат, а в качестве нагревательного элемента использована саморегулирующаяся греющая лента с двухпозиционным регулированием, осуществляемым в соответствии с заданными верхним и нижним значениями температуры, при достижении которых происходит начало и прекращение нагрева.A variant of the heating system (anti-freeze) with a self-regulating band heater is possible, i.e. without the use of a temperature sensor and a thermostat, and differs in that it does not contain a temperature sensor and a thermostat, and a self-regulating heating tape with two-position regulation is used as a heating element, carried out in accordance with the set upper and lower temperature values, upon reaching which the start and stop heating.

Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом.The operation of the proposed device is as follows.

В период положительных температур окружающего воздуха на блоке управления термостата 15 заранее устанавливают требуемое положительное значение температуры наиболее критичной к заморозке части раздаточного узла, т.е. входного трубопровода 4 с соответствующим патрубком 2. Датчик температуры 14 электрически связан с блоком управления термостата 15, поэтому осуществляет постоянное преобразование измеренной температуры патрубка 2 (или трубопровода 4 в области патрубка 2) в электрический сигнал, который поступает в термостат 15. В блоке управления термостата 15 осуществляется постоянное сравнение сигналов, поступающих от датчика температуры 14, с заданным положительным значением температуры. По результатам этого сравнения осуществляется двухпозиционное регулирование температуры днища и трубопроводов 4 и 5 (включая патрубки 2 и 3), что позволяет поддерживать температуру днища и этих трубопроводов в области положительных значений.During the period of positive ambient temperatures, the required positive temperature value of the most critical part of the dispensing unit for freezing is set in advance on the thermostat control unit 15, i.e. inlet pipeline 4 with the corresponding branch pipe 2. The temperature sensor 14 is electrically connected to the thermostat control unit 15, therefore, it constantly converts the measured temperature of the branch pipe 2 (or pipeline 4 in the region of the branch pipe 2) into an electrical signal that enters the thermostat 15. In the thermostat control unit 15 is a constant comparison of the signals coming from the temperature sensor 14, with a given positive temperature value. Based on the results of this comparison, on-off temperature control of the bottom and pipelines 4 and 5 (including nozzles 2 and 3) is carried out, which makes it possible to maintain the temperature of the bottom and these pipelines in the region of positive values.

Claims

Device for heating the dispensing unit of the liquid filling machine, containing heating elements, two of which are laid along the inlet and outlet pipelines of the dispensing unit and fixed on their outer surfaces, and the third heating element is laid "snake" on a heat-insulating substrate and pressed against the lower surface of the bottom of the filling chamber , characterized in that the heating elements are sections of a flexible tape heater, and the section of the heater in the form of a "snake" is laid with its wide edge, providing the maximum contact area with the lower surface of the bottom of the loading chamber.