RU2161290C1

RU2161290C1 - Liquid cooling device

Info

Publication number: RU2161290C1
Application number: RU2000106312A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Горбунов; А.А. Журавлев; В.И. Заглада; В.И. Сербин; О.Т. Чижевский
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр ГУП "ФНПЦ" "ПРИБОР"
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2000-12-27

Abstract

FIELD: cooling drinks in racking machines. SUBSTANCE: device is used for cooling liquid transported via tubular line whose spiral part is immersed in reservoir filled with heat-transfer agent. Evaporator coil of refrigerating machine containing ice, as well as pump and bladed screw are found in this reservoir. All these components are connected with motion drive; pump is communicated with heat-transfer agent and is provided with pipe line placed in heat-insulated collector along outlet product line. This line is connected with self-contained external mechanism for delivery of liquid. EFFECT: possibility of delivery of liquid product at preset temperature through considerable distances; high compactness and enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области холодильного оборудования, используемого для охлаждения напитков в разливочных аппаратах, и может быть использовано для розлива охлаждаемого пива, кваса и тому подобных продуктов в теплое время года в передвижных прицепах - фургонах, открытых павильонах и барных стойках, находящихся на открытом воздухе. The invention relates to the field of refrigeration equipment used for cooling drinks in filling machines, and can be used for pouring chilled beer, kvass and similar products in the warm season in mobile trailers - vans, open pavilions and bar racks located in the open air.

Известно устройство для охлаждения жидкости (напитков), содержащее емкость с разливаемым напитком, в которой смонтирован охлаждающий прибор в виде тепловой трубы, передающей тепло от жидкости к испарителю холодильной машины, включающей компрессор и конденсатор (SU N 811059, В 67 D 6/62, 09.04.81). A device for cooling liquid (drinks) containing a container with a bottled beverage is mounted, in which a cooling device is mounted in the form of a heat pipe that transfers heat from the liquid to the evaporator of the refrigeration machine, including a compressor and a condenser (SU N 811059, B 67 D 6/62, 04/09/81).

Известно устройство для охлаждения жидкости, в котором для повышения эффективности теплообмена внутри емкости смонтирован насос для циркуляции охлаждаемой жидкости путем подачи ее на испаритель холодильной машины для принудительного теплообмена (Л. Г.Каплан, "Торговое холодильное оборудование", справочник, М. , "Космос", 1995, глава 4, с.59-61). Емкость снабжена выходным трубопроводом с пружинно-рычажным отсекателем. A device for cooling liquid is known, in which to increase the efficiency of heat transfer inside the tank, a pump is mounted for circulating the cooled liquid by supplying it to the evaporator of the refrigeration machine for forced heat transfer (L. G. Kaplan, "Commercial refrigeration equipment", reference book, M., "Cosmos ", 1995, chap. 4, pp. 59-61). The tank is equipped with an outlet pipe with a spring-lever shutoff.

Указанное устройство неэффективно по энергопотреблению, потому что охлаждается весь объем жидкого продукта, который не поступает на реализацию длительное время, при этом постоянно перемешивается, перекачивается в замкнутом объеме, что ухудшает его потребительские качества, питательные и биологические свойства. Для пива подобная схема неприемлема в принципе по определению. The specified device is inefficient in energy consumption because it cools the entire volume of a liquid product that has not been sold for a long time, while constantly mixing, pumping in a closed volume, which affects its consumer qualities, nutritional and biological properties. For beer, such a scheme is unacceptable, in principle, by definition.

Отмеченные недостатки устранены в устройстве, которое по большинству совпадающих признаков и технической сущности выбраны в качестве наиболее близкого аналога. Это - устройство для охлаждения жидкости, транспортируемой по трубчатому продуктопроводу, спиральная часть которого погружена в резервуар с теплоносителем, где установлен змеевик испарителя холодильной машины с намороженным запасом льда, насос и лопастной винт, связанный с приводом вращения (GB 2227085 А, 18.07.90, В 67 D 5/62). The noted disadvantages are eliminated in the device, which, according to the majority of coinciding features and technical essence, is selected as the closest analogue. This is a device for cooling the liquid transported through a tubular product pipeline, the spiral part of which is immersed in a coolant tank, where a refrigerating machine evaporator coil with a frozen ice supply is installed, a pump and a blade screw connected to a rotation drive (GB 2227085 A, July 18, 1990, B 67 D 5/62).

Насос в известном устройстве сообщен со спиральной частью продуктопровода и обеспечивает перекачку продукта. The pump in the known device is in communication with the spiral part of the product line and provides pumping of the product.

Однако жесткая кинематическая связь двигателя насоса охлаждаемой жидкости с лопастным винтом для перемешивания теплоносителя определяет постоянный режим вращения винта и как следствие принудительную конвекцию жидкого продукта в спиральной части продуктопровода посредством непрерывной ротации теплоносителя от намороженного на змеевике испарителя льда к спирали продуктопровода и тогда, когда нет расхода охлажденного продукта. However, the rigid kinematic connection of the cooled liquid pump motor with the rotor blade for mixing the coolant determines the constant rotation mode of the screw and, as a result, the forced convection of the liquid product in the spiral part of the product pipeline by continuous rotation of the coolant from the ice evaporator frozen on the coil to the product pipeline spiral and when there is no flow of the cooled product.

Необходимости в принудительном конвективном теплообмене нет, когда нерасходуемая жидкость в спиральной части трубчатого продуктопровода достигает температуры нижней границы технологического диапазона. Вынужденное дальнейшее охлаждение пива ухудшает его потребительские свойства. There is no need for forced convective heat transfer when the non-expendable liquid in the spiral part of the tubular product pipeline reaches the temperature of the lower limit of the technological range. Forced further cooling of the beer worsens its consumer properties.

Кроме того, технологические возможности известного устройства ограничены временем выдержки охлажденного продукта после его выхода из резервуара до розлива и расстоянием до места розлива. Из этого следует, что устройство может располагаться только непосредственно у разливной колонки, а это не всегда удобно в торговом зале, в зоне отдыха потребителей. Практически не представляется технически возможным розлив жидкого продукта из нескольких параллельных колонок охлажденным, что необходимо в специализированных общественных заведениях. In addition, the technological capabilities of the known device are limited by the exposure time of the chilled product after it leaves the tank before bottling and the distance to the place of bottling. It follows from this that the device can only be located directly at the tapping column, and this is not always convenient in the trading floor, in the consumer rest area. It is practically not technically feasible to dispense a liquid product from several parallel columns chilled, which is necessary in specialized public institutions.

При нерегулярном, циклическом расходе жидкий продукт на участке между охлаждением и розливом нагревается до температуры окружающей среды, что затрудняет розлив жидкого продукта охлажденным. At an irregular, cyclic flow rate, the liquid product in the area between cooling and bottling is heated to ambient temperature, which makes it difficult to pour the liquid product chilled.

Данное изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в обеспечении подачи потребителю жидкого продукта с заданной температурой охлаждения. Для достижения этого технического результата в устройстве для охлаждения жидкости, транспортируемой по трубчатому продуктопроводу, спиральная часть которого погружена в резервуар с теплоносителем, где установлен змеевик испарителя холодильной машины с намороженным запасом льда, насос и лопастной винт, связанный с приводом вращения, насос сообщается с теплоносителем и соединен с петлевым трубопроводом, сложенным теплоносителем вдвое, свободный конец которого сообщен с резервуаром, причем петлевой трубопровод помещен внутри теплоизолированного трубчатого коллектора, где примыкает к выходному продуктопроводу, и последний связан с автономным внешним механизмом подачи жидкости. This invention is aimed at achieving a technical result, which consists in providing a consumer with a liquid product with a predetermined cooling temperature. To achieve this technical result, in a device for cooling liquid transported through a tubular product pipe, the spiral part of which is immersed in a coolant reservoir, where a coil of the evaporator of a refrigeration machine with a frozen ice supply is installed, a pump and a rotor blade connected to a rotation drive, the pump communicates with the coolant and connected to a loop pipe folded by the coolant in half, the free end of which is in communication with the tank, and the loop pipe is placed inside the heat insulator lined tubular collector, where it adjoins the outlet product pipeline, and the latter is connected with an autonomous external fluid supply mechanism.

Сущность изобретения поясняется чертежами где изображены
на фиг. 1 - схема устройства для охлаждения, общий вид,
на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг.2,
на фиг. 3 - схема холодильной машины.The invention is illustrated by drawings where
in FIG. 1 is a diagram of a device for cooling, a General view,
in FIG. 2 is a section along aa in figure 2,
in FIG. 3 is a diagram of a refrigeration machine.

Устройство для охлаждения жидкости содержит термоизолированный резервуар 1, например, емкостью 22,5 л, заполненный теплоносителем 2, например водой, в котором по периферии размещен змеевик 3 испарителя холодильной машины с намороженным запасом льда 4. Холодильная машина установлена в машинном отделении 5 и включает последовательно соединенные компрессор 6, конденсатор 7, обдуваемый вентилятором 8, фильтр-осушитель 9 и капиллярную трубку 10. The device for cooling the liquid contains a thermally insulated tank 1, for example, with a capacity of 22.5 l, filled with a coolant 2, for example water, in which a coil 3 of the evaporator of the refrigeration machine with a frozen ice supply is placed on the periphery 4. The refrigeration machine is installed in the engine room 5 and includes in series connected compressor 6, a condenser 7, blown by a fan 8, a filter dryer 9 and a capillary tube 10.

В резервуар 1 погружена спиральная часть 11 трубчатого продуктопровода 12, предназначенного для транспортирования жидкости, в частности пива, от герметичной емкости 13 (кег, бочка) к разливочной колонке (на чертеже условно не показана). The spiral part 11 is immersed in the spiral part 11 of the tubular product line 12 intended for transporting liquid, in particular beer, from an airtight container 13 (keg, barrel) to a casting column (not shown conventionally in the drawing).

На крышке 14 резервуара 1 смонтирован электродвигатель 15 вращения насоса 16 и лопастного винта 17, установленного в резервуаре 1 внутри спиральной части 11 продуктопровода 12. Выход насоса 16 сообщен с теплоносителем 2 и соединен с петлевым трубопроводом 18, сложенным вдвое, свободный конец которого сообщен с резервуаром 1. Петлевой трубопровод 18 помещен внутри теплоизолированного трубчатого коллектора 19, где примыкает к выходному продуктопроводу 12, на участке уже охлажденной жидкости (пива). An electric motor 15 for rotating the pump 16 and a blade screw 17 mounted in the tank 1 inside the spiral part 11 of the product line 12 is mounted on the lid 14 of the tank 1. The output of the pump 16 is connected to the coolant 2 and connected to a loop loop 18 folded in half, the free end of which is connected to the tank 1. The loop pipe 18 is placed inside a thermally insulated tubular collector 19, where it adjoins the output product pipe 12, in a section of already cooled liquid (beer).

Продуктопровод 1 связан с автономным внешним механизмом подачи жидкости, включающим газовый баллон 20 под давлением (например, с углекислым газом), смонтированный на входе герметичной емкости 13 с жидкостью (пивом), в которую погружен конец продуктопровода 12. Product pipeline 1 is connected to an autonomous external fluid supply mechanism, including a gas cylinder 20 under pressure (for example, carbon dioxide) mounted at the inlet of a sealed container 13 with a liquid (beer) into which the end of the product pipeline 12 is immersed.

В резервуаре 1 смонтировано термореле 21, электрически связанное с компрессором 6 и электродвигателем вентилятора 8 конденсатора 7. A thermal relay 21 is mounted in the tank 1 and is electrically connected to the compressor 6 and the fan motor 8 of the capacitor 7.

Продуктопровод 12 изготовлен из коррозионностойкой стали, допущенной к контакту с пищевыми продуктами. Product pipeline 12 is made of stainless steel, admitted to contact with food products.

Работу с устройством осуществляют следующим образом. Work with the device as follows.

Холодильная машина работает по принципу одноступенчатой компрессии с циркуляцией экологически безопасного хладагента - фреона R 12. Регулирующим элементом поступления хладагента в змеевик 3 испарителя является капиллярная трубка 10. The chiller operates on the principle of one-stage compression with the circulation of an environmentally friendly refrigerant - Freon R 12. The capillary tube 10 is a regulatory element for the flow of refrigerant into the coil 3 of the evaporator.

Производительность по пиву с температурой охлаждения 6 -15^oC составляет 50 -100 л/ч при максимальном запасе льда в 6 кг, который замораживается за 4,5-5,0 ч работы холодильной машины.Productivity for beer with a cooling temperature of 6 -15 ^o C is 50 -100 l / h with a maximum ice reserve of 6 kg, which is frozen for 4.5-5.0 hours of operation of the refrigeration machine.

Устройство может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха до 30^oC с влажностью не выше 60%.The device can be operated at an ambient temperature of up to 30 ^o C with a humidity not exceeding 60%.

После установки устройства охлаждения в подходящем месте, недоступном прямым солнечным лучам и где поблизости нет источников тепла, резервуар 1 заполняют теплоносителем 2 - дистиллированной или кипяченой водой до высоты на 1 см ниже края переливной трубки. After installing the cooling device in a suitable place, inaccessible to direct sunlight and where there are no heat sources nearby, the tank 1 is filled with coolant 2 - distilled or boiled water to a height of 1 cm below the edge of the overflow pipe.

Включив электропитание, следует выждать 20-30 мин, когда теплоноситель 2 (вода) достаточно охладится при циркуляции хладагента R12 холодильной машины. After turning on the power, wait 20-30 minutes when coolant 2 (water) cools sufficiently when the refrigerant R12 of the chiller is circulated.

Из конденсатора 7 жидкий хладагент проходит через фильтр-осушитель 9, дросселируясь в капиллярной трубке 10, заполняет змеевик 3 испарителя. Пары хладагента отсасываются компрессором 6. From the condenser 7, the liquid refrigerant passes through the filter drier 9, throttling in the capillary tube 10, fills the evaporator coil 3. Refrigerant vapor is sucked off by compressor 6.

При охлаждении теплоносителя 2 в резервуаре 1 до заданной температуры термореле 21 выключает компрессор 6 и электродвигатель вентилятора 8 конденсатора 7. When cooling the coolant 2 in the tank 1 to a predetermined temperature, the thermal relay 21 turns off the compressor 6 and the fan motor 8 of the condenser 7.

На змеевике 3 испарителя намораживается запас льда 4, который обеспечивает продолжительную (3 ч) работу устройства без электропитания до достижения теплоносителем 2 верхней границы температурного диапазона, после чего компрессор включается вновь и цикл работы повторяется без остановки. The coil of ice 4 is frozen on the coil 3 of the evaporator, which ensures a long (3 h) operation of the device without power supply until the coolant 2 reaches the upper limit of the temperature range, after which the compressor is switched on again and the operation cycle is repeated without stopping.

По продуктопроводу 12 жидкость (пиво) подается регулируемым давлением углекислого газа баллона 20, которое вытесняет жидкость (пиво) из емкости 13. Through the product line 12, the liquid (beer) is supplied with a regulated carbon dioxide pressure of the cylinder 20, which displaces the liquid (beer) from the tank 13.

Вода служит теплоносителем 2, обеспечивающим отвод тепла от пива, протекающего по спиральной части 11 продуктопровода 12 из нержавеющей стали, а также аккумулятором холода при намораживании запаса льда 4 на змеевике 3 испарителя, погруженного в резервуар 1 с теплоносителем 2 (водой). Water serves as a coolant 2, providing heat removal from beer flowing along the spiral part 11 of the stainless steel product line 12, as well as a cold accumulator when freezing ice stock 4 on the coil 3 of the evaporator immersed in tank 1 with coolant 2 (water).

При подаче к потребителю на значительное расстояние обеспечивается термостатическое сопровождение охлажденного пива. Насосом 16 холодный теплоноситель 2 (вода) из резервуара 1 нагнетается в петлевой трубопровод 18, размещенный в термоизолированном коллекторе 19 на протяженности до 20 м, где естественным теплообменом поддерживается режим практического термостатирования охлажденного пива, находящегося в протуктопроводе 12, примыкающем к петлевому трубопроводу 18. When supplied to the consumer at a considerable distance, thermostatic accompaniment of chilled beer is provided. Pump 16 cold coolant 2 (water) from the tank 1 is pumped into the loop pipe 18, placed in a thermally insulated collector 19 for up to 20 m, where the regime of practical thermostating of chilled beer located in the duct 12 adjacent to the loop pipe 18 is supported by natural heat exchange.

По обратной ветви трубопровода 18 теплоноситель 2 (вода) сливается в резервуар 1. On the reverse branch of the pipeline 18, the coolant 2 (water) is discharged into the tank 1.

Изобретение обеспечивает гарантированное охлаждение жидкого продукта вне зависимости от его расхода, создает возможность контролирования заданной температуры при регулировании принудительного конвективного теплообмена внутри устройства. The invention provides guaranteed cooling of a liquid product, regardless of its flow rate, creates the ability to control a given temperature when controlling forced convective heat transfer inside the device.

Также обеспечивается возможность пространственно разнести устройство охлаждения и розлива, которых может быть несколько с равным заданным качеством продукта, причем устройство розлива может быть установлено в непосредственной близости к потребителю, в баре, на пляже, в бане. It is also possible to spatially distribute the cooling and bottling device, which may be several with equal specified product quality, and the bottling device can be installed in close proximity to the consumer, in a bar, on the beach, in a bath.

Осуществлены независимая автономная подача жидкого продукта по магистральному продуктопроводу и независимое от подачи жидкого продукта вращение лопастного винта для принудительного перемешивания теплоносителя, при котором осуществляется необходимый конвективный теплообмен и охлаждение жидкости в спиральной части продуктопровода до заданной температуры, которая сохраняется до розлива потребителям. Independent autonomous supply of a liquid product through a main product pipeline and rotation of a rotor blade for forced mixing of a heat carrier, at which the necessary convective heat transfer and cooling of the liquid in the spiral part of the product pipeline to a predetermined temperature, which is maintained prior to bottling to consumers, were carried out independently.

Связь насоса с жидким теплоносителем и соединение его с петлевым трубопроводом, сложенным вдвое, который помещен внутри теплоизолированного трубчатого коллектора, где примыкает к выходному продуктопроводу с охлаждаемой жидкостью, позволяют обеспечить термоизоляцию выходного продуктопровода на всем протяжении до удаленно размещенного (-ых) устройства розлива с сохранением заданного уровня температуры отпускаемой жидкости без специальных механизмов и дополнительных энергозатрат, энергией теплоносителя. The connection of the pump with the liquid coolant and its connection with a double folded loop, which is placed inside a thermally insulated tubular collector, where it adjoins the outlet product pipeline with the cooled liquid, allows to provide thermal insulation of the outlet product pipeline all the way to the remotely located filling device (s) with preservation a predetermined temperature level of the dispensed liquid without special mechanisms and additional energy costs, heat carrier energy.

Автономный внешний механизм подачи охлаждаемой жидкости по продуктопроводу может независимо функционировать при регламентной установке вращения лопастного винта для перемешивания теплоносителя, температура которого соответствует нижнему пределу заданного диапазона, при запасе намороженного льда. A stand-alone external mechanism for supplying a cooled liquid through the product pipeline can independently function during the routine installation of the rotation of the rotor blade for mixing the coolant, the temperature of which corresponds to the lower limit of the specified range, with a supply of frozen ice.

Выполнение сообщенного с насосом трубопровода петлевым, сложенным вдвое, обеспечивает хороший контакт и теплообмен с продуктопроводом и, кроме того, дает возможность теплоносителю циркулировать по этому трубопроводу, через свободный конец сливаться в резервуар. Тем самым поддерживается пониженная температура охлажденной жидкости (пива) без дополнительного расхода на охлаждение теплоносителя. The execution of the loop connected to the pump, folded in half, provides good contact and heat exchange with the product pipeline and, in addition, allows the coolant to circulate through this pipeline, through the free end to merge into the tank. Thereby, the lowered temperature of the chilled liquid (beer) is maintained without any additional expense for cooling the coolant.

Устройство охлаждения универсально в применении при различной комплектации , как для непосредственного розлива на выходе, так и с протяженной (до 20 м) транспортировкой в термозащищенном коллекторе к одному или нескольким разливным головкам. The cooling device is universal in application with various configurations, both for direct filling at the outlet, and with extended (up to 20 m) transportation in a heat-protected manifold to one or several tapping heads.

Предложенное устройство охлаждения жидких продуктов, транспортируемых по трубопроводу, является эффективным, экономичным и компактным, надежным в работе, мобильным и переналаживаемым как на розлив различных жидких продуктов и напитков, так и для удаленных к потребителю раздаточных колонок с монтажом термостатирующего коллектора сопровождения. The proposed cooling device for liquid products transported through the pipeline is efficient, economical and compact, reliable in operation, mobile and readjustable both for bottling various liquid products and drinks, and for dispensers remote to the consumer with the installation of a thermostatic escort manifold.

Claims

A device for cooling the liquid transported through a tubular product pipeline, the spiral part of which is immersed in a coolant tank where a refrigerating machine evaporator coil is installed with a frozen ice supply, a pump and a blade screw connected to a rotation drive, while the pump communicates with the coolant and is connected to the loop a double folded pipeline, the free end of which is connected to the tank, and the loop pipe is placed inside a thermally insulated tubular collector, where it is adjacent to the outlet one product pipeline, and the latter is connected with an autonomous external fluid supply mechanism.