установка охлаждения молока. Установки охлаждения молока


Установка мгновенного охлаждения молока

Установка мгновенного охлаждения молока - генератор ледяной воды со встроенным пластинчатым теплообменником, молочным насосом, обвязкой.

Поговорим об мгновенном охладении молока и приведем ленейку установок для получения ледяной воды.

Сегодняшние фермерские хозяйства становятся все более крупными, что означает больший объем работы, большее количество скота и больший надой – и меньший промежуток времени между дойками. Этот процесс создает для фермеров потенциальные проблемы, связанные с охлаждением, так как все молоко необходимо охлаждать и хранить. Увеличившееся количество молока, а также высокий уровень молокоотдачи и увеличение продолжительности дойки усложняет использование стандартной оптовой молочной тары.

Более быстрая дойка означает большее количество молока за единицу времени. Перегрузка системы охлаждения означает более медленное охлаждение молока и более высокое содержание бактерий, а длительный период охлаждения означает более долгий период перемешивания, что увеличивает риск сбивания масла. Сохранение вкуса и качества стало более трудной задачей, что ставит под угрозу все молочное производства в целом. Быстрое, мгоновенное  охлаждение молока – это технологическая система, которая охлаждает молоко за несколько секунд перед тем, как оно попадает в танк для хранения.

Oхлаждение молока Молоко поступает от коров в конечную точку и , откуда оно перекачивается с постоянной скоростью через фильтр в пластинчатый охладитель. Пластинчатый охладитель – это сердце охлаждающей системы. Он состоит из рифленых пластин из нержавеющей стали, по одной стороне которых молоко течет в одном направлении, а по другой стороне ледяная вода течет в противоположном направлении. Когда молоко покидает пластинчатый охладитель, его температура снижается до 2 – 4°C выше температуры воды. Молоко непрерывно перекачивается в изолированный танк для хранения, где оно хранится при периодическом перемешивании до момента транспортировки.

Компания "ICE BANK" разработала установку мгновенного охлаждения молока. Установка состоит: Генератор ледяной воды с льдоаккумулятором, разборный пластинчатый теплообменник, насос для ледяной воды, молочный насос для транспортировки молока через теплообменник.  Установки мгновенного охлаждения имеют применение в молочной промышленности, производство соков, пиво и т.д.

охлаждение молока охладитель молока хорошее охлаждение молока

Комбинированное охлаждение молока.

Комбинированное охлаждение включает двухэтапный процесс охлаждения. Очень эффективно сочетать быстрое охлаждение с предварительным охлаждением с помощью охлажденной воды. Предварительное охлаждение с помощью холодной водопроводной или колодезной воды позволяет сократить затраты, включая эксплуатационные затраты предприятия, за чет снижения потребности в охлажденной воде.

Охлаждение молока

Охлаждение молока с помощью комбинированного охладителя

При применении предварительного охлаждения теплообменник пластинчатого охладителя разделен на две секции. В первой секции  охлаждается молоко холодной водопроводной или колодезной водой. Во второй секции молоко охлаждается до конечной температуры хранения с помощью ледяной водой.

мгновенное охладение

 Поток молока / воды в теплообменнике комбинированного охладителя

 мгновенное охлаждение молока охлаждение молока

 

ice-bank.ru

Установка охлаждения молока

 

Установка содержит приемник молока, металлический резервуар для охлаждения молока, испаритель, холодильный агрегат, аккумулятор холода, теплообменник, панельный фреоновый испаритель, который смонтирован на внешней стороне резервуара и снабженный дополнительным многоярусным трубчатым испарителем, установленным в аккумуляторе холода, емкость которого заполнена водой, намерзающей льдом на его трубчатой спирали. Дополнительный испаритель связан с холодильным агрегатом, емкость через насос подачи “ледяной” воды связана с теплообменником подачи молока из приемника к резервуару, причем системы панельного и трубчатого испарителей связаны электроуправляемым переключателем. Использование данной установки позволяет повысить скорость охлаждения молока и снизить энергозатраты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области производства молока, в частности к молокосборникам с холодильными устройствами.

Известно устройство для охлаждения молока, содержащее емкость для охлаждения молока, аккумулятор холода, охладитель, включающий кожух и теплообменник, холодильный агрегат, испаритель которого помещен в резервуаре аккумулятора, линию подачи хладоносителя от сборника аккумулятора к его верхней зоне над испарителем через форсунки для обеспечения пленочного режима обтекания (RU, п. №1794230, МПК F 25 D 3/00, A 01 J 9/04, от 28.12.91, опубл. 07.02.93).

Недостатком указанного устройства является сложность конструкции и, кроме того, процесс охлаждения молока достаточно длительный, что увеличивает энергозатраты. В процессе хранения в резервуаре не поддерживается номинальная температура молока, т.е. не обеспечивается качество молока.

Указанная установка выбрана заявителем в качестве прототипа.

Техническими задачами предлагаемого изобретения является повышение скорости охлаждения молока за счет применения комбинированного испарителя, установленного в аккумуляторе холода, а также снижение мощности холодильного агрегата и, тем самым, снижение энергозатрат.

Поставленные задачи достигаются тем, что в установке охлаждения молока, содержащей связанный с приемником молока металлический резервуар для охлаждения молока, испаритель, холодильный агрегат, аккумулятор холода, выполненный в виде теплоизолированной емкости, теплообменник, согласно изобретению панельный фреоновый испаритель смонтирован на внешней стороне резервуара и снабжен дополнительным многоярусным трубчатым спиральным испарителем, установленным в аккумуляторе холода, емкость которого заполнена водой, намерзающей льдом на его трубчатой спирали, при этом дополнительный испаритель связан с холодильным агрегатом, а емкость через насос подачи "ледяной" воды связана с теплообменником подачи молока из приемника к резервуару, причем системы фреонового и трубчатого испарителей связаны электроуправляемым переключателем.

Электроуправляемый переключатель обеспечивает подачу фреона из холодильного агрегата либо в панельный фреоновый испаритель, либо в дополнительный трубчатый испаритель, либо одновременно в оба испарителя.

Установка панельного фреонового испарителя на внешней стороне металлического резервуара технологично и экономично.

Наличие дополнительного многоярусного трубчатого спирального испарителя, связанного с панельным фреоновым испарителем и холодильным агрегатом, установка его в аккумуляторе холода, емкость которого заполнена водой, обеспечивает получение "ледяной" воды, которая, подаваемая насосом в теплообменник, связанный с приемником молока, охлаждает его встречным потоком "ледяной" воды до температуры 4±2С, т.е. в металлический резервуар для охлаждения молока оно поступает уже охлажденным до нормативной температуры. Это позволяет осуществлять подачу фреона от холодильного агрегата в панельный фреоновый испаритель только в том случае, если при увеличении количества подаваемого из приемной емкости молока оно поступит в металлический резервуар с температурой выше номинальной, а также при длительном хранение молока. За счет увеличения скорости охлаждения молока предотвращается развитие в нем нежелательных бактерий, снижающих качество молока.

Связь панельного фреонового и дополнительного трубчатого испарителей электроуправляемым переключателем позволяет осуществить подачу фреона либо в панельный испаритель, либо в дополнительный трубчатый испаритель.

Подача фреона от холодильного агрегата либо в дополнительный трубчатый испаритель, либо в панельный фреоновый, либо в оба, осуществляемая за счет переключения электроуправляемым переключателем, позволяет обеспечить поддержание температуры молока в металлическом резервуаре и обеспечить работу трубчатого спирального испарителя по наморозке льда до момента отключения холодильного агрегата по сигналу датчика объема льда, установленного в аккумуляторе холода.

В результате проведенных патентных исследований не выявлено технических решений, характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что заявляемая установка соответствует критерию "новизна". Использование совокупности отличительных признаков не выявлено из изученного уровня техники, что говорит о соответствии критерию "изобретательский уровень". Заявляемая установка может быть изготовлена на любом промышленном предприятии, что соответствует критерию "промышленная применимость".

На одном из машиностроительных предприятий Челябинской области ведутся работы по изготовлению опытной установки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена схема установки охлаждения молока.

Установка охлаждения молока содержит металлический резервуар 1 цилиндрической формы, на внешней поверхности которого смонтирован панельный фреоновый испаритель 2, выполненный в виде полуцилиндрической панели таким образом, что между панелью и металлическим резервуаром 1 образованы каналы для протекания фреона (не показано). Сверху панель фреонового испарителя 2 закрыта теплоизоляцией и декоративной облицовкой (не показано). Металлическая емкость оборудована моющими головками 3 и мешалкой 4 и лазом 5, для обслуживания внутренних устройств металлического резервуара 1. Панельный фреоновый испаритель 2 связан напорным 6 и всасывающим 7 трубопроводами с холодильньм агрегатом 8. Панельный фреоновый испаритель 2 снабжен дополнительным многоярусным трубчатым спиральным испарителем 9, который установлен в аккумуляторе холода, выполненным в виде теплоизолированной емкости 10, заполненной водой. Трубчатый испаритель 9 связан посредством трубопроводов 11 и 12 с холодильным агрегатом 8. Емкость 10 трубопроводом 13 связана с насосом 14 подачи "ледяной" воды к теплообменнику 15, который связан с приемной емкостью 16 молока трубопроводом 17, связанным с насосом 18. Теплообменник 15 трубопроводом 19 связан с металлическим резервуаром 1, и содержит трубопровод 20 для отвода использованной воды обратно 10 в емкость аккумулятора холода. Трубопроводы 6 и 7 панельного фреонового испарителя 2 и трубопроводы 11 и 12 дополнительного трубчатого испарителя 9 объединены электроуправляемым переключателем 21, связанным с блоком управления 22, установленным на пульте 23. Установка снабжена также автоматом для промывки 24 металлического резервуара 1.

Установка работает следующим образом.

По команде с пульта управления 23 блок управления 22 автоматически подключает холодильный агрегат 8 и подается хладоноситель (фреон) в оба испарителя. Вода в емкости 10 охлаждается за счет таяния льда и по трубопроводу 13 насосом 14 подается к теплообменнику 15, в который из приемной емкости 16 насосом 18 по трубопроводу 17 подается молоко. Молоко в теплообменнике 15 охлаждается встречным потоком "ледяной" воды, которая подается из емкости 10 по трубопроводу 13 насосом 14 до нормативной температуры 4±2С и по трубопроводу 19 подается в металлический резервуар 1. Расход молока через теплообменник 15 регулируется краном (не показан). Расход "ледяной" воды через теплообменник 15 не регулируется, т.е. остается постоянным в течение всего времени приема молока. В случае, если молоко поступило в металлический резервуар с номинальной температурой, то по команде с пульта 23 переключатель 21 автоматически отключает панельный фреоновый испаритель 2 от холодильного агрегата 8. Если молоко поступило в металлический резервуар 1 с температурой выше номинальной, панельный фреоновый испаритель 2 автоматически подключается к холодильному агрегату 8 и молоко доохлаждают до необходимой для его сохранности температуры. В процессе поступления молока в металлическую емкость 1 мешалкой 4 его перемешивают для выравнивания температуры по слоям и исключения сепарации молока в процессе приема и хранения. Управление мешалкой 4 осуществляется с пульта управления 23 по программе. Температура молока в металлической емкости 1 измеряется датчиком (не показан).

После окончания приема молока к трубчатому испарителю 9 продолжает поступать фреон от холодильного агрегата 8. В результате чего на трубках испарителя 9 намерзает лед. К следующему приему порции молока количество льда на трубках испарителя 9 будет достаточным, чтобы обеспечить его эффективное охлаждение в теплообменнике 15.

При помощи моющих головок 3 и автомата промывки 24 производят периодическую мойку металлической емкости 1. Для промывки приемной емкости 16 и теплообменника 15 трубопровод 19 соединяют с приемной емкостью 16, в которую подают моющий раствор и включают насос 18.

Приведем некоторые пояснения.

Количество тепла, которое необходимо забрать у молока в процессе его охлаждения до нормативной температуры (X. Кухлинг. Справочник по физике, М.: Мир, 1985 г., с.157-161)

где с - удельная теплоемкость молока; Дж/К;

m - масса принимаемого молока, кг;

T1 - температура принимаемого молока, К;

Т2 - температура охлажденного молока, К;

Мощность холодильного агрегата при отсутствии аккумулятора холода равна:

где t - время приема молока, с.

Пример.

Необходимо, например, охладить 3000 кг молока от +35С до +2С.

Тогда

T1=308 K

T2=275 K

Q=38503000(308-275)=381106 Дж.

Тогда мощность холодильного агрегата будет равна

N=Q/t=381l06/7200=52 кBт.

Если в аккумуляторе холода запасено 2000 кг льда ("ледяной" воды), то в процессе охлаждения молока "ледяной" водой в теплообменнике его температура в соответствие с законом Рихмана снизится с 308 К до Тобщ

Тобщ - общая температура молока и "ледяной" воды после их взаимодействия, К

где c1 - удельная теплоемкость молока, Дж/К;

m1 - масса охлаждаемого молока, кг;

с2 - удельная теплоемкость "ледяной" воды, Дж/К;

m2 - масса "ледяной" воды, кг;

38503000(308-Тобщ)=41902000 (Тобщ-274)

Отсюда

Тобщ=293,7 К

Q=cm(T1-Т2)=38003000(308-293,7)=165106 Дж.

Тогда необходимая мощность холодильного агрегата равна:

N=165106/7200=23 кВт.

Результаты приведенных выше расчетов показывают: определенный запас льда в аккумуляторе холода, обеспечивающий образование "ледяной" воды для охлаждения молока, позволяет использовать в установке холодильный агрегат мощностью примерно в 1,5-2 раза меньше.

За счет применения в установке охлаждения молока комбинированного испарителя, т.е. панельного испарителя и трубчатого спирального многоярусного испарителя, установленного в аккумуляторе холода, обеспечивается увеличение скорости охлаждения молока, повышение его качества, так как уже в процессе приема молока оно охлаждается в теплообменнике встречным потоком "ледяной" воды, подаваемой из аккумулятора холода, и поступает в металлический резервуар охлажденным до нормативной температуры 4±2С. Запас льда в аккумуляторе холода, полученный между приемами молока в аккумуляторе холода достаточен, чтобы обеспечить образование "ледяной" воды, подаваемой в теплообменник для охлаждения молока. Трубчатый испаритель автоматически подключается только в том случае, когда объем льда становится меньше величины, на которую настроен датчик объема льда. Это позволяет оснастить установку холодильным агрегатом с потребляемой мощностью примерно в 1,5-2 раза ниже и, следовательно, с более низким расходом электроэнергии.

Панельный испаритель, установленный на внешней стороне металлического резервуара, мгновенно реагирует на повышение температуры поступившего молока и автоматически включается, исключая вмешательство оператора, обслуживающего установку.

Таким образом, заявляемая установка охлаждения молока позволяет повысить скорость охлаждения молока, тем самым повысить качество молока, а также снизить мощность холодильного агрегата и расход электроэнергии.

Формула изобретения

1. Установка охлаждения молока, содержащая связанный с приемником молока металлический резервуар для охлаждения молока, испаритель, холодильный агрегат, аккумулятор холода, выполненный в виде теплоизолированной емкости, теплообменник, отличающаяся тем, что панельный фреоновый испаритель смонтирован на внешней стороне резервуара и снабжен дополнительным многоярусным трубчатым спиральным испарителем, установленным в аккумуляторе холода, емкость которого заполнена водой, намерзающей льдом на его трубчатой спирали, при этом дополнительный испаритель связан с холодильным агрегатом, а емкость через насос подачи “ледяной” воды связана с теплообменником подачи молока из приемника к резервуару, причем системы панельного и трубчатого испарителей связаны электроуправляемым переключателем.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что электроуправляемый переключатель обеспечивает подачу фреона из холодильного агрегата либо в панельный фреоновый испаритель, либо в дополнительный испаритель, либо одновременно в оба испарителя.

РИСУНКИРисунок 1

www.findpatent.ru

Установки для охлаждения молока от "Гомельагрокомплект"

Установки для охлаждения молока от "Гомельагрокомплект"Серийное производство установок для охлаждения молока объемом от 1 000 до 12 000 литров ОАО «Гомельагрокомплект» освоило в 2012 году.

Оборудование для охлаждения молока и временного хранения молока с рекуперацией тепла предназначено для охлаждения молока и его временного хранения с одновременным нагревом воды для технологических нужд в аккумуляционных емкостях.

Молокоохладитель представляет собой емкость закрытого типа из пищевой нержавеющей стали, внутри которой находится испаритель. Основные системы для охлаждения молока — это системы с непосредственным охлаждением и системы с теплоаккумуляцией.

Главная задача сохранения качества молока — это его скорейшее охлаждение сразу после окончания процесса дойки.

Максимально быстрое охлаждение молока позволяет получить высококачественное сырье для производства продуктов молочной промышленности с поддержкой гигиенических стандартов на самом высоком уровне. Наши установки для охлаждения молока позволяют охлаждать молоко за 2 часа до температуры +4˚С. Температура молока в молочной емкости измеряется с помощью термометра сопротивления. При достижении температуры молока +4 °С агрегаты отключаются. При возрастании температуры до 5 °С агрегаты включаются снова.

Новый производственный корпус оснащен современнейшим технологическим оборудованием с числовым программным управлением. Технология производства и конструкторские разработки позволяют производить установки для охлаждения молока в замкнутом цикле (от раскроя металла до изготовления систем управления охлаждением и мойкой цистерны). Самый технически сложный элемент танка-охладителя – это теплообменник-испаритель. Не каждый производитель танков-охладителей в Европе производит данный элемент,  в Республике Беларусь ОАО «Гомельагрокомплект» является единственным производителем  таких испарителей.

Резервуар представляет собой конструкцию из нержавеющей стали марки AISI 304 с теплоизоляцией, что обеспечивает длительный срок службы  и сохранение температуры молока при неработающих компрессорах (максимальное повышение  -1˚С в сутки).

Толщина изоляционного материала (экологически безвредный вспененный полиуретан) составляет 50мм, что позволяет предотвращать тепловые потери и способствует низкому уровню потребления энергии.

Внутренняя оболочка резервуара поддерживает качество находящегося  в резервуаре молока за счет идеальной поверхности. Защищенная от сварных швов поверхность имеет шероховатость не менее Ra 2,5, что обеспечивает безукоризненную мойку в автоматическом режиме и предотвращает образование и размножение бактерий.

Испаритель изготавливается такой конструкции, что позволяет сохранять все вкусовые качества продукта, не образовывает льда в молоке и проходит испытания при давлении не менее чем 60Атм.

Установка оснащена автоматом управления собственного производства, обеспечивающий контроль за работой компрессорно-конденсаторного агрегата и автоматической мойки, а также за процессом перемешивания и охлаждения.

Автомат управления укомплектован электронным термометром, электромагнитными клапанами подачи воды, дозировочными кислотно-щелочными насосами, счетчиками холодной и горячей воды. Вышеперечисленные элементы автомата управления дают возможность управлять и контролировать работу молочного танка, и позволяют получить высококачественный продукт.

Автоматическая мойка проста в управлении включает в себя 7 этапов промывки, каждый из которых можно неоднократно повторять по необходимости, а установленный в автомате ТЭН позволяет нагревать воду и кислотно-щелочной раствор до необходимой температуры  и обеспечивает качественную мойку резервуара. Распылительная головка, вращающаяся под напором жидкости, обеспечивает попадание кислотно-щелочного раствора  на все стенки емкости.

Системы с непосредственным охлаждением включают в себя холодильный агрегат, обеспечивающий подачу охлаждающего хладагента, который отбирает тепло у молока, находящегося в молокоохладителе соответствующего объема.

Установка не только охлаждает молоко после дойки до температуры ниже +4 °С, но обеспечивает и его хранение при этой температуре, а также автоматическую промывку молочной емкости после выгрузки молока.

Охладитель молока включает в себя следующие составные части: молочную емкость со встроенным испарителем холодильного агента, наружный кожух с теплоизоляцией, устройство суфлирующее, кран выгрузки молока, моющие головки, систему промывки.

Установки для охлаждения молока комплектуются современными, высоконадежными компрессорно-конденсаторными агрегатами с системой автоматики для работы в диапазоне температур от 0 до +48˚С окружающей среды, в котором используется экологически безопасный фреон R404А; лопастными мешалками, конструкция которых обеспечивает равномерное и плавное перемешивание молока по всему объему, исключая его вспенивание.

НА ГЛАВНУЮ

При полном или частичном использовании материалов сайта активная ссылка на Агроинфо обязательна.

Читайте также:

На российских прилавках станет больше белорусского молока

«Молочная и Мясная индустрия 2014»: полный цикл агропромышленного производства молока и мяса

Распределены субсидии на возмещение процентной ставки по инвесткредитам в АПК

agroinfo.com

установка охлаждения молока - патент РФ 2295855

Установка охлаждения молока, содержащая холодильный агрегат, трубчатый испаритель которого размещен внутри жидкого теплоносителя, наполняющего теплоизолированный корпус, где с зазором установлена емкость для молока, при этом в корпусе и емкости для молока вертикально смонтированы лопастные мешалки, по меньшей мере двухярусная мешалка жидкого теплоносителя смещена относительно оси корпуса овальной формы и локализована внутри концентричного отражателя, совмещенного с дополнительным испарителем конгруэнтного профиля, заходная часть которого примыкает к емкости для молока с минимальным технологическим зазором, а его выход, расположенный между емкостью для молока и корпусом, формирует эжектор, при этом отражатель перекрывает технологический промежуток между испарителями, являющимися петлевыми, трубы которых равноудалены друг от друга, а на расстоянии от трубы испарителя, соответствующем заданной толщине наморозки льда, закреплен электроконтактный коммутатор, связанный с блоком управления холодильного агрегата. Использование данного изобретения позволяет повысить скорость охлаждения молока при минимальных затратах электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. установка охлаждения молока, патент № 2295855

Рисунки к патенту РФ 2295855

установка охлаждения молока, патент № 2295855 установка охлаждения молока, патент № 2295855

Изобретение относится к производству молочной продукции, а более конкретно, к молокосборникам с холодильными устройствами.

Уровень данной области техники характеризует установка для охлаждения и хранения молока, описанная в патенте SU 1814504, A 01 J 9/04, 1993 г., которая содержит холодильный агрегат, испаритель которого, выполненный в виде спирально изогнутых труб, помещен в охлаждающей жидкости, наполняющей теплоизолированный корпус, в котором установлена емкость для молока с вертикальной мешалкой. Между кожухом и емкостью для молока имеется зазор, образующий рубашку для принудительной циркуляции охлаждающей жидкости под действием мешалки, в результате чего осуществляется рекуперативный теплообмен.

Более совершенной является выбранная в качестве наиболее близкого аналога предложенной установка по патенту RU 2013047, А 01 J 9/04/ 1994 г., содержащая теплоизолированный корпус, в котором с коммуникационным зазором установлена закрытая крышкой емкость для молока, оснащенная вертикальной мешалкой принудительной его циркуляции.

Корпус установки наполнен охлаждающей жидкостью (водой), в объеме которой размещены петлевой трубчатый испаритель холодильного агрегата с вентилятором (мешалкой) принудительной циркуляции охлажденной воды по технологическому зазору между кожухом и емкостью для молока.

Под заливочным люком емкости для молока дополнительно наклонно смонтирован плоский испаритель периодического действия для предварительного охлаждения молока, связанный с блоком управления холодильного агрегата.

Известная установка характеризуется более эффективным порционным охлаждением молока большого объема при его накоплении и хранении на ферме до реализации.

Однако известной установке присущи следующие недостатки:

- преднамеренная наморозка глыбы льда на объемной трубчатой конструкции испарителя, выполняющей функции инерционного накопителя холода, но массивом перекрывающей его распределенные в объеме трубы, резко уменьшает конвективную поверхность теплообмена, чем снижается эффективность охлаждения;

- размещение мешалки в верхней части корпуса не обеспечивает равномерной циркуляции всего объема воды при охлаждении на испарителе и в конвективном технологическом зазоре по высоте между корпусом и емкостью для молока;

- прямоугольная форма сосудов установки, не совпадающих по конфигурации, не обеспечивает эквидистантности зазору между ними (каналу циркуляции теплоносителя), который в многочисленных застойных зонах конструкции накапливается и нагревается, что заметно ухудшает гидродинамику потока воды и, следовательно, снижает эффективность охлаждения молока в емкости.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является усовершенствование известной конструкции установки для повышения скорости охлаждения молока с меньшими энергозатратами, то есть более эффективной по основному показателю значения.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в установке охлаждения молока, содержащей холодильный агрегат, трубчатый испаритель которого размещен внутри жидкого теплоносителя, наполняющего теплоизолированный корпус, где с зазором установлена емкость для молока, при этом в корпусе и емкости для молока вертикально смонтированы лопастные мешалки, достигается тем, что по меньшей мере двухярусная мешалка жидкого теплоносителя смещена относительно оси корпуса овальной формы и локализована внутри концентричного отражателя, совмещенного с дополнительным испарителем конгруэнтного профиля, заходная часть которого примыкает к емкости для молока с минимальным технологическим зазором, а его выход, расположенный между емкостью для молока и корпусом, формирует эжектор, при этом отражатель перекрывает технологический промежуток между испарителями, являющимися петлевыми, трубы которых равноудалены друг от друга, а на расстоянии от трубы испарителя, соответствующем заданной толщине наморозки льда, закреплен электроконтактный коммутатор, связанный с блоком управления холодильного агрегата. Петли вертикально расположенных трубчатых испарителей на шаг смещены по высоте.

Отличительные признаки изобретения обеспечивают повышение эффективности охлаждения молока, то есть основного показателя назначения установки, которая характеризуется более низким удельным энергопотреблением, что снижает потребительскую стоимость товарной продукции.

Овальная форма корпуса при совмещении с цилиндрической емкостью для молока формируют эквидистантный технологический зазор - равномерный обтекаемый канал без застойных зон для беспрепятственной циркуляции охлаждаемой жидкости с заданной скоростью и требуемой теплопроводностью.

Смещение вертикальной мешалки охлаждающей жидкости обеспечивает градиент давления в корпусе, в результате чего трубы испарителя с намороженным льдом интенсивно омываются теплой водой.

При этом мешалка локализована концентричным отражателем, на входе примыкающим к емкости для молока, создавая ограниченное проходное сечение (гидродинамическое давление), и который перекрывает для прохода технологический промежуток между испарителями, где образуется разрежение, а на выходе формирующим эжектор, через который принудительным потоком жидкости от мешалки образуется подсос охлаждаемой воды в испарителях.

Организованная таким образом принудительная направленная циркуляция жидкого теплоносителя в рабочем охлаждающем канале и технологической зоне корпуса значительно повысила эффективность охлаждения молока в емкости при снижении удельных энергозатрат.

Размещение мешалки циркуляции охлаждающей воды внутри концентричного отражателя и ее смещение относительно оси корпуса, при прочих равных условиях, обеспечивают повышение средней скорости омывания теплоносителем емкости молока и труб испарителей.

Использование электроконтактного коммутатора в качестве датчика объема наморозки льда на трубах испарителя основано на изменении электропроводимости воды при переходе в твердое агрегатное состояние, когда лед в качестве диэлектрика обеспечивает автоматическую коммутацию блока питания холодильного агрегата за счет разрыва электрической цепи управления.

Предложенная установка коммутатора, при условии равноудаленного размещения труб обоих испарителей, то есть тождественных условий функционирования, обеспечивает опосредованный активный контроль за объемом намораживания льда на всех трубах испарителей, предотвращая образование его монолита на испарителях в целом.

Таким образом гарантированно обеспечиваются заданные технологические зазоры для свободной циркуляции жидкого теплоносителя, эффективность охлаждения которого обеспечивается развитой конвективной поверхностью ледяной рубашки на трубах по определению.

Выполнение вертикальной лопастной мешалки воды двухярусной по высоте корпуса обеспечивает принудительное вовлечение всего объема теплоносителя в циркуляцию и теплообмен.

Организация встречного движения молока в емкости и воды в корпусе обеспечила эффективное использование последней в качестве теплоносителя для интенсификации процесса теплопередачи через поверхность их раздела.

Симметричное относительное смещение по высоте петель труб в структуре каждого из вертикальных испарителей, то есть установка их в шахматном порядке, предназначено для повышения гидродинамического сопротивления в процессе конвективного теплообмена, чтобы увеличить скорость охлаждения воды до требуемой температуры теплоносителя.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи является достаточной для достижения новизны качества, таким образом поставленная техническая задача в изобретении достигается не суммой эффектов признаков, а новым эффектом их суммы.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по пищевому машиностроению, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления установки охлаждения молока можно сделать вывод о соответствии критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, которые имеют чисто иллюстративные цели и не ограничивает объема прав совокупности существенных признаков формулы, и где схематично изображены:

на фиг.1 - общий вид установки;

на фиг.2 - то же, вид сверху, условно без крышки корпуса.

Установка охлаждения молока включает в состав холодильный агрегат 1 с вертикальными петлевыми трубчатыми испарителями 2 и 3, цилиндрическую емкость 4 для молока 5, размещенную в теплоизолированном корпусе 6 овальной обтекаемой формы, наполненном водой 7.

Особенностью воды как жидкого теплоносителя 7 является то, что при ее замерзании, когда она переходит в твердое агрегатное состояние, превращаясь в лед, который является диэлектриком, становится нетоковедущей.

Петлевые трубчатые испарители 2 и 3 холодильного агрегата 1, оснащенного блоком 8 управления (фиг.2), укреплены в корпусе 6 и погружены в воду 7, где находится двухярусная лопастная вертикальная мешалка 9 с приводом 10 ее вращения по часовой стрелке, установленным на крышке корпуса 6.

Криволинейные петли трубчатых испарителей 2, 3 и между собой размещены на одинаковом расстоянии «b», которое на величину задаваемого технологического зазора для гарантированного прохода жидкого теплоносителя 7 превышает две толщины намораживаемой шубы на каждой трубе испарителей 2 и 3.

Между соседними витками испарителей 2, 3(-ля) смонтирован электроконтактный коммутатор 11 (датчик наморозки льда марки САУ-6М)), который связан с блоком 8 управления.

Витки испарителей 2 и 3 относительно смещены по высоте симметрично на шаг «h» (фиг.2) и образуют проницаемую для воды 7 решетчатую структуру.

Испаритель 2 со стороны емкости 4 совмещен с концентричным отражателем 12, который на входе 13 для воды 7 перекрывает технологический промежуток между испарителями 2 и 3, а на выходе 14, совокупно с корпусом и емкостью 4, функционально образует эжектор.

Заходная часть отражателя 12 примыкает к емкости 4 с минимальным технологическим зазором коммуникации.

Мешалка 9 локализована размещением внутри концентричного отражателя 12, смонтированного с щелевым зазором от дна корпуса 6, через который свободно перетекает вода 7.

Цилиндрическая емкость 4 для молока 5 эквидистантно установлена относительно корпуса 6, формируя канал 15 циркуляции теплоносителя 7, нагнетаемого мешалкой 9 от выхода 14 на вход 13 отражателя 12.

В емкости 4 для молока 5 установлена придонная лопастная мешалка 16 встречного (против часовой стрелки) вращения от привода 17, установленного на крышке 18, которая снабжена заливочным откидным люком 19.

Уровень воды 7 в корпусе 6 контролируется датчиком 20 и поддерживается на высоте 50-55 мм от верхней кромки испарителей 2, 3.

Работает установка следующим образом. Предварительно, при пустой емкости 4 и вращающейся мешалке 9, посредством циркулирующего по трубам испарителей 2, 3 хладагента с температурой минус (8-10) градусов С от агрегата 1 вода 7 со скоростью не менее 6 градусов С в час охлаждается в корпусе 6, которая затем намораживается на трубчатых витках испарителей 2, 3 с образованием ледяных рубашек, при снижении температуры воды 7 до 0,5 градусов С.

Для получения начальной температуры ледяной воды 0,5 градусов С необходимо наморозить не менее 1/3 всего объема технологической воды 7 в корпусе 6.

При достижении заданной толщины ледяной рубашки на трубах витков испарителей 2, 3 вода 7 замерзает между контактами нормально замкнутого коммутатора 11, который посредством образовавшегося ледяного изолятора размыкается. Импульс с коммутатора 11 поступает на блок 8 управления, который отключает холодильный агрегат 1.

При заливке молока 5 в емкость 4 и работающей мешалке 16, которая обеспечивает вращение молока 5 встречно движению воды 7 в зазоре 15, принудительно выключают холодильный агрегат 1. При этом через стенку емкости 4 происходит теплопередача, в результате чего молоко 5 охлаждается со скоростью не менее 7,5 градусов С, а вода 7 соответственно нагревается до температуры 2,5 градусов С.

Вода 7 со входа 13, направляемая отражателем 12, перемещается по периферии корпуса 6 к испарителям 2 и 3, где за счет таяния льда на них и нагревания хладагента внутри теплоноситель 7 охлаждается.

Охлаждаемая конвективной теплоотдачей посредством многократного омывания отражателя 12, непосредственно примыкающего к испарителю 2, от вращения мешалки 9 вода 7 с температурой 0,5 градуса С струйно подается на вход 14 и далее в зазор 15. При струйном истечении воды 7 на входе 14 от испарителей 2, 3 вдоль корпуса 1 эжектируется охлажденная вода 7, которая также поступает на циркуляцию вокруг емкости 4, далее охлаждая молоко 5 до температуры хранения 3-4 градуса С, по достижении которой оно сливается через кран (условно не показан).

Предложенная установка обеспечивает режимы и параметры, установленные ГОСТ Р 50803-95.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Установка охлаждения молока, содержащая холодильный агрегат, трубчатый испаритель которого размещен внутри жидкого теплоносителя, наполняющего теплоизолированный корпус, где с зазором установлена емкость для молока, при этом в корпусе и емкости для молока вертикально смонтированы лопастные мешалки, отличающаяся тем, что по меньшей мере двухярусная мешалка жидкого теплоносителя смещена относительно оси корпуса овальной формы и локализована внутри концентричного отражателя, совмещенного с дополнительным испарителем конгруэнтного профиля, заходная часть которого примыкает к емкости для молока с минимальным технологическим зазором, а его выход, расположенный между емкостью для молока и корпусом, формирует эжектор, при этом отражатель перекрывает технологический промежуток между испарителями, являющимися петлевыми, трубы которых равноудалены друг от друга, а на расстоянии от трубы испарителя, соответствующем заданной толщине наморозки льда, закреплен электроконтактный коммутатор, связанный с блоком управления холодильного агрегата.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что петли вертикально расположенных трубчатых испарителей на шаг смещены по высоте.

www.freepatent.ru

Установка охлаждения молока

Установка охлаждения молока содержит раздельно выполненные резервуар с испарителем и наружным теплоизоляционным покрытием, компрессорно-конденсаторный агрегат, фильтр. Она имеет два разъемных соединения и подпружиненный обратный клапан, компрессорно-конденсаторный агрегат содержит последовательно соединенные ресивер, фильтр и терморегулирующий вентиль и связан гибкими рукавами нагнетания и всасывания с испарителем, причем рукав нагнетания соединяет терморегулирующий вентиль со входом испарителя, а рукав всасывания - выход испарителя со входом компрессорно-конденсаторного агрегата, причем штекеры разъемных соединений установлены на концах гибких рукавов нагнетания и всасывания, а колодки - на раме компрессорно- конденсаторного агрегата, при этом подпружиненный обратный клапан установлен в верхнем трубопроводе конденсатора. Использование данного изобретения обеспечивает упрощение пусковых работ после доставки холодильной установки к месту эксплуатации, повышение мобильности при перевозке на летние пастбища, повышение ее КПД. 3 ил.

 

Изобретение относится к области холодильной техники и может быть использовано в пищевой промышленности, в агропромышленном комплексе и фермерских хозяйствах, обслуживающих стадо, с суточным надоем 2000-4000 л молока.

Известны установки охлаждения молока, предназначенные для сбора, охлаждения и хранения молока при оптимальной температуре 4°С [1-5], выпускаемые в Коврове [1, 2] Кургане, Санкт-Петербурге [4], Егорьевске [5], а также во Франции (на базе компрессоров TAG “ЮНИТЭ ГЕРМЕТИК” [6]. При этом они могут содержать совместно смонтированные компрессорно-конденсаторный агрегат с емкостью из пищевой нержавеющей стали круглой формы (преимущественно до 1000 л молока) [4, 5] либо иметь раздельное исполнение квадратной молочной емкости 2000×2000 мм (на 2000 л или 4000 л молока) и компрессорно-конденсаторного агрегата [1, 2, 3]. При этом хладоновый испаритель на днище емкости может быть реализован в виде точечной сварки двух листов нержавеющей стали [3], иметь наружное исполнение паяного типа в виде змеевика из медных трубок [2] либо погружного змеевика на двух гибких шлангах [1]. Их общим недостатком при раздельном исполнении емкости и комперессорно- конденсаторного агрегата является невозможность быстрого запуска установки в эксплуатацию (после раздельного транспортирования агрегата и емкости). Пусковые работы осуществляются только квалифицированным персоналом при наличии дополнительного вакуум-насоса и сварочных аппаратов (либо приспособлений для пайки) с целью соединения магистралей всасывания и нагнетания испарителя с агрегатом. Согласно инструкции по эксплуатации [6], заправка хладоном после сварки и пайки трубопроводов для исключения попадания воздуха в герметичную холодильную систему осуществляется при движении глубокого вакуума 0,2 мм ртутного столба, при этом вакуумирование осуществляется как в линии нагнетания, так и в линии всасывания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является резервуар-охладитель молока по патенту RU № 2007909, А 01 J 9/046, 1994.

Он содержит раздельно выполненные резервуар с наружным теплоизоляционным покрытием и трубчатым испарителем, компрессорно-конденсаторный агрегат с ресивером, фильтром и терморегулирующим вентилем, а также расположенный под резервуаром бак-аккумулятор холода, снабженный трубопроводом подачи ледяной воды с вращающимся оросителем днища. Для циркуляции ледяной воды и теплообмена между днищем и трубчатым испарителем предусмотрен водяной насос. Недостатком прототипа, как и аналогов, является длительный и трудоемкий запуск установки в эксплуатацию после раздельной доставки агрегата и резервуара.

Он осуществляется либо квалифицированным персоналом покупателя, либо бригадой завода-изготовителя с применением внешнего вакуумного насоса, манометров и заправщиков хладона. Откачка воздуха и заправка производятся после сварки холодильной системы. Возможен также пуск в эксплуатацию без откачки воздуха из магистралей нагнетания и всасывания (без вакуумного насоса), но воздух, оставшийся в магистралях, продолжает циркулировать в системе, снижая КПД. В сельской местности, для которой и предназначена установка, зачастую пусковые работы просто некому выполнять. Жесткая привязка агрегата и резервуара сваркой или пайкой трубопроводов усложняет перебазирование заправленной хладоном установки к местам летних пастбищ.

Изобретение направлено на упрощение пусковых работ после доставки заправленной холодильной установки к месту эксплуатации, повышение мобильности при перевозке на летние пастбища, а также ее повышение после завершения монтажа.

Указанный технический результат достигается тем, что установка охлаждения молока, содержащая раздельно выполненные резервуар с испарителем и наружным теплоизоляционным покрытием, компрессорно-конденсаторный агрегат, фильтр, согласно изобретению имеет два разъемных соединения и подпружиненный обратный клапан, компрессорно-конденсаторный агрегат содержит последовательно соединенные ресивер, фильтр и терморегулирующий вентиль и связан гибкими рукавами нагнетания и всасывания с испарителем, причем рукав нагнетания соединяет терморегулирующий вентиль со входом испарителя, а рукав всасывания - выход испарителя со входом компрессорно-конденсаторного агрегата, причем штекеры разъемных соединений установлены на концах гибких рукавов нагнетания и всасывания, а колодки - на раме компрессорно-конденсаторного агрегата, при этом подпружиненный обратный клапан установлен в верхнем трубопроводе конденсатора.

Установка охлаждения молока (фиг.1, 2, 3) содержит резервуар 1 из нержавеющей стали с наружным теплоизоляционным покрытием 2, верхнюю траверсу 3 с закрепленной на ней мешалкой 4 и мотор-редуктором 5, а также последовательно соединенные компрессорно-конденсаторный агрегат 6, ресивер 7, фильтр-осушитель 8, терморегулирующий вентиль 9, делитель потока 10 и трубчатый испаритель 11 со всасывающим коллектором 12. Сверху резервуар 1 закрыт крышками.

Трубчатый испаритель 11 со всасывающим коллектором 12 и делителем потока 10 выполнены погружными, съемными и размещены на дне резервуара 1. Траверса 3 с мешалкой 4 выполнена также съемной и крепится к резервуару 1 на петлях 13 и барашках. Терморегулирующий вентиль 9 размещен на компрессорно-конденсаторном агрегате 6 и связан с делителем потока 10 гибким рукавом нагнетания 14 с условным проходом 10 мм через быстроразъемное соединение 15. Колодка 16 быстроразъемного соединения 15 закреплена на раме компрессорно-конденсаторного агрегата 6, а штекер 17 - на конце гибкого рукава нагнетания 14. Всасывающий коллектор 12 и вход компрессорно- конденсаторного агрегата 6 связаны гибким рукавом всасывания 18 с условным проходом 20 мм через быстроразъемное соединение 19. Колодка 20 быстроразъемного соединения 19 закреплена на раме компрессорно-конденсаторного агрегата 6, а штекер 21 - на конце гибкого рукава всасывания 18. Установка также содержит запорные вентили 22, 23, 24 - два на компрессоре компрессорно-конденсаторного агрегата и один на ресивере 7 (рабочее положение - открыты). В ресивере 7 имеется смотровое стекло для контроля уровня заправки хладоном. В верхнем трубопроводе конденсатора компрессорно-конденсаторного агрегата 6 установлен клапан Шредера 25, представляющий подпружиненный обратный клапан с заглушкой. При нажатии клапан Шредера открывается в атмосферу, при отпускании - закрывается. В полости нагнетания внутри компрессора имеется обратный клапан 26.

В состав установки охлаждения молока входит также датчик температуры резервуара 1 и шкаф электроуправления (на фиг.1, 2. 3 не показаны), которые обесточивают установку при достижении температуры t°=4°C и вновь включают ее через 3-4 часа при повышении температуры до t°=5°С в процессе хранения.

Работает установка следующим образом. После завершения приемо-сдаточных испытаний хладон конденсируют в ресивер 7, для чего перекрывают вентиль 24 и включают компрессор и вентилятор конденсатора при открытых вентилях 22, 23. Уровень жидкого хладона, запертого между обратным клапаном компрессора 26 и вентилем 24, контролируется по смотровому стеклу ресивера 7. После окончания конденсации (остановки компрессора и вентилятора) перекрывают вентиль 22 на магистрали всасывания и разъединяют быстросъемные соединения 15 и 19. Гибкие рукава нагнетания 14 и всасывания 18 со штекерами 17 и 21 закрепляют хомутами на стенке резервуара 1 и раздельно транспортируют резервуар 1 и компрессорно-конденсаторный агрегат 6 к месту эксплуатации.

После раздельного монтажа соединяют быстроразъемные соединения 15 и 19, которые при этом обеспечивают герметичность системы, затем открывают вентиль 22 при запертом вентиле 24 и включают компрессор, вакуумируют 1 минуту хладоновые магистрали от вентиля 24 до входного обратного клапана компрессора 26, в том числе рукава нагнетания 14 и всасывания 18, а также испаритель 11. Воздух, находящийся в магистралях 10, 11, 12, 14, 18, в процессе транспортировки оказывается скомпрессированным в конденсаторе между обратным клапаном компрессора 26 и вентилем 24. Жидкий хладон собирается в ресивере 7 и его уровень контролируется визуально в смотровом окне. Над уровнем жидкого хладона конденсируются его пары, а в верхних трубопроводах конденсатора непосредственно под клапаном Шредера 25, как более легкий, собирается сжатый воздух. После остановки компрессора и при нажатии на клапан Шредера 25 сжатый до 0,7 МПа воздух объемом 500 мл выбрасывается в атмосферу, при этом гарантированное удаление воздуха сопровождается понижением уровня жидкого хладона в ресивере 7 на 1-2 мм, что соответствует выкипанию 50-100 мл хладона. Затем отпускают самозапирающийся клапан Шредера 25, открывают вентиль 27 и установка готова к эксплуатации. Таким образом, в транспортном положении вентили 22, 24 перекрыты, вентиль 23 открыт, а при конденсации и вакуумировании вентиль 24 перекрыт (вентили 22, 23 открыты), в рабочем положении все вентили 22, 23, 24 открыты.

Демонтаж, перевозка установки к местам летних пастбищ раздельно резервуара 1 и компрессорно-конденсаторного агрегата 6 осуществляется так же, как и после приемосдаточных испытаний.

Таким образом, запуск в эксплуатацию установки охлаждения молока осуществляется за один час, не требует квалифицированного персонала, сложного оборудования, манометров, вакуумного компрессора и паяльных приборов. Маневровый запас хладона в ресивере 1-1,5 л позволяет без дозаправки осуществить 10-20 перевозок установки, сопровождаемых монтажем - демонтажем с упомянутыми потерями. Для снижения экологического воздействия потерь в установках применяются современные озонобезопасные хладоны: R22, R134a и др.

Гарантированное отсутствие воздуха в системе повышает КПД установки и снижает нагрузку на компрессор. Предлагаемое изобретение внедрено в серийное производство НПП “Автомат” (г. Ковров )

Библиографические данные

1. Установка охлаждения молока. Заявка на изобретение №2003127180 от 08.09.2003 года с положительным решением от 27.10.2003 года.

2. Установка охлаждения молока УОМ 2000T-TAG 4561 Т. Техническое описание и руководство по эксплуатации г. Ковров. ООО “НПП “Энергия”, 2002 г.

3. Резервуар-охладитель молока МКА-2000Л-2Б. Технические условия ТУ 4741-083-00238523-97 г. Курган, ОАО “Кургансельмаш”.

4. Охлаждающие ванны молока ОВМ-1000. Техническое описание и руководство по эксплуатации. Санкт-Петербург. ООО “Агропроминжиниринг СПб”, 2002 г. Е-mail: [email protected]

5. Резервуар-охладитель молока. Патент RU №2007909, А 01 J 9/04, 1994.

6. Компрессор TAG4561 I. Руководство по эксплуатации. Юнитэ Герметик. Фирма ТЭКУМСЕ ЕВРОП. Франция.

Установка охлаждения молока, содержащая раздельно выполненные резервуар с испарителем и наружным теплоизоляционным покрытием, компрессорно-конденсаторный агрегат, фильтр, отличающаяся тем, что она имеет два разъемных соединения и подпружиненный обратный клапан с заглушкой, компрессорно-конденсаторный агрегат содержит последовательно соединенные ресивер, фильтр и терморегулирующий вентиль и связан гибкими рукавами нагнетания и всасывания с испарителем, причем рукав нагнетания соединяет терморегулирующий вентиль со входом испарителя, а рукав всасывания - выход испарителя со входом компрессорно-конденсаторного агрегата, причем штекеры разъемных соединений установлены на концах гибких рукавов нагнетания и всасывания, а колодки - на раме компрессорно-конденсаторного агрегата, при этом обратный клапан установлен в верхнем трубопроводе конденсатора.

www.findpatent.ru

Установка охлаждения молока | Банк патентов

Изобретение относится к области холодильной техники и может быть использовано в пищевой промышленности, в агропромышленном комплексе и фермерских хозяйствах, обслуживающих стадо, с суточным надоем 1000-3000 л молока.

Известны установки охлаждения молока, предназначенные для сбора, охлаждения и хранения молока при оптимальной температуре 4°С [1-3], выпускаемые в Коврове [1], Кургане [2] и Санкт-Петербурге [3]. Их основой является ванна-резервуар квадратной [1, 2] или круглой формы, выполненная из пищевой нержавеющей стали с припаянным [1] или приваренным [2, 3] теплообменником-испарителем хладона, поступающего от компрессорно-конденсаторного агрегата. Для снижения энергозатрат снаружи резервуара нанесен слой теплоизоляции. В верхней части установок смонтирован мотор-редуктор с мешалкой.

Их общим недостатком является сложная технология соединения испарителя с днищем, существенно повышающая стоимость установок и ограничивающая холодопроизводительность. При этом точечная сварка [2, 3] ⊘6 мм в шахматном порядке с шагом 30 мм, состоящая из 2000 точек, соединяющих два листа нержавеющей стали, образующей испаритель, требует высокой стабильности. Каждая из 2000 точек с учетом давления хладона R22 Р≥1,0 МПа при t°>50°C и общей площади испарителя порядка 2,2 м2 испытывает усилие отрыва порядка 300 кг и близка к пределу прочности. Отрыв любой из них повышает нагрузку на соседние, что приводит к вздутию испарителя, нарушению герметичности и выходу из строя. Это снижает надежность, ремонтопригодность и ресурс. К тому же испаряющийся хладон не циркулирует по электроконтактным сварочным точкам ⊘7...10 мм, что снижает эффективную площадь теплообмена на 25-30%, доводя ее до S=1,6 м2 при исходной площади по контуру испарителя S0=2,2 м2. Пайка оловом трубчатого испарителя [1] к днищу также снижает холодопроводительность из-за ограниченной площади теплового контакта труб с днищем и недостаточного коэффициента теплопередачи слоя олова.

Известна установка охлаждения молока УОМ 2000T-TAG4561 [1] (фиг.1). Она содержит квадратный резервуар 1 размером 2000×2000×600 мм из нержавеющей стали с наружным теплоизоляционным покрытием 2, верхнюю траверсу 3 (балку) с закрепленной на ней мешалкой 4 и мотор-редуктором 5, а также последовательно соединенные компрессорно-конденсаторный агрегат 6, ресивер 7, фильтр 8, терморегулирующий вентиль 9, делитель потока (на фиг.1 не показан) и трубчатый испаритель 10 со всасывающим коллектором, связанным со входом компрессорно-конденсаторного агрегата 6.

Трубчатый испаритель 10 выполнен из 36 медных труб длиной 2000 мм d=14 мм, полудеформированных в плоскость шириной 17,5 мм для повышения площади теплового контакта. Трубы припаяны с шагом 50 мм к днищу слоем олова 0,7 мм.

Делитель потока представляет собой шесть медных труб d=6 мм длиной 1 м, соединенных в “паук”, обеспечивающих равномерное последовательно-параллельное прохождение испаряющегося хладона в 6 секциях из 6 труб испарителя. При этом калачи и коллектор (труба d=20 мм), соединяющие трубы испарителя 10, а также делитель потока находятся вне теплового контакта с днищем.

Площадь общего теплового контакта 36 труб испарителя с днищем составляет S=36×2×0,0175=1,26 м2. Наличие слоя олова снижает коэффициент теплопроводности и уменьшает эффективную площадь теплового контакта. Технологический процесс пайки трубчатого испарителя к днищу является сложным, трудоемким и не поддается механизации, что является недостатком прототипа. Другим недостатком прототипа является малая площадь теплового контакта испарителя с днищем, ограничивающая холодопроизводительность установки и скорость охлаждения молока даже при избыточной мощности компрессорно-конденсаторного агрегата. Так, паспортное время охлаждения 1500 л молока от 28 до 4°С при t возд.=25°С составляет 3,5 часа [1] и превышает санитарные нормы (3 часа). При полной загрузке (2000 л) время охлаждения пропорционально возрастает до 4,7 часа.

Отметим также, что несмотря на повышенную площадь теплового контакта паспортное время охлаждения 1000 л молока в аналоге [2] составляет 3 часа (при половинной загрузке) и 6 часов (при полной загрузке), что вызвано ограниченной мощностью копрессорно-конденсаторного агрегата.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является резервуар-охладитель молока по патенту RU №2007909, А 01 J 9/04, 1994. Он содержит резервуар с наружным теплоизоляционным покрытием, верхнюю траверсу с закрепленной на ней мешалкой, трубчатый испаритель со всасывающим коллектором, связанным с компрессорно-конденсаторным агрегатом и расположенным под резервуаром бак-аккумулятора холода, снабженным трубопроводом подачи ледяной воды с вращающимся оросителем днища. Для циркуляции ледяной воды и теплообмене между днищем и трубчатым испарителем предусмотрен водяной насос. Кроме того, в состав резервуара-охладителя входит ресивер хладона, фильтр и терморегулирующий вентиль.

Недостатком прототипа является сложность конструкции, связанная с наличием промежуточного хладоносителя (ледяной воды) между кипящим хладоном и молоком, ограниченная площадь теплообмена на днище и, как следствие, ограниченная мощность холодильного агрегата, а также необходимость круглосуточного аккумулирования холода вплоть до образования льда на трубчатом испарителе для соблюдения санитарных норм охлаждения. Конструкция усложняется наличием дополнительных приборов автоматики: водяного насоса с электродвигателем и магнитным пускателем, реле наморозки льда, оросителя (сегнерова колеса), что сопровождается снижением надежности.

Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение холодопроизводительности, а также на устранение всех промежуточных потерь мощности при обмене между кипящим хладоном и молоком.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке охлаждения молока, содержащей резервуар с наружным теплоизоляционным покрытием, верхнюю траверсу с закрепленной на ней мешалкой, трубчатый испаритель со всасывающим коллектором, связанным с компрессорно-конденсаторным агрегатом, согласно изобретению компрессорно-конденсаторный агрегат, ресивер, фильтр, терморегулирующий вентиль, делитель потока и трубчатый испаритель со всасывающим коллектором соединены последовательно, а трубчатый испаритель с делителем потока и всасывающим коллектором выполнен погружным съемным и размещен на дне резервуара, траверса с мешалкой выполнена съемной, кроме того, в нее введены два гибких рукава нагнетания и всасывания, причем рукав нагнетания соединяет терморегулирующий вентиль с делителем потока, а рукав всасывания соединяет всасывающий коллектор со входом копрессорно-конденсаторного агрегата. При этом для повышения срока службы резервуар выполнен из нержавеющей стали.

Изобретение поясняется чертежами, на фиг.1 представлен общий вид установки охлаждения молока (прототипа), на фиг.2 изображен общий вид заявляемой установки охлаждения молока, на фиг.3 - принципиальная схема заявляемой установки охлаждения молока.

Установка охлаждения молока (фиг.2, 3) содержит резервуар 1 из нержавеющей стали с наружным теплоизоляционным покрытием 2, верхнюю траверсу 3 с закрепленной на ней мешалкой 4 и мотор-редуктором 5, а также последовательно соединенные компрессорно-конденсаторный агрегат 6, ресивер 7, фильтр-осушитель 8, терморегулирующий вентиль 9, делитель потока 10 и трубчатый испаритель 11 со всасывающим коллектором 12. Сверху резервуар 1 закрыт крышками.

Трубчатый испаритель 11 со всасывающим коллектором 12 и делителем потока 10 выполнены погружными, быстросъемными и размещены на дне резервуара 1 в 5 мм от дна. Они опираются на дно изогнутыми калачами в четырех крайних угловых точках. Траверса 3 с мешалкой 4 выполнена также быстросъемной и крепится к резервуару 1, с одной стороны на петлях 13, с другой стороны - гайкой с барашком. Терморегулирующий вентиль 9 и делитель потока 10 связаны гибким рукавом нагнетания 14 с условным проходом 10 мм, а всасывающий коллектор 12 и вход компрессорно-конденсаторного агрегата 6 - гибким рукавом всасывания 15 с условным проходом 20 мм. Гибкие рукава 14, 15 закреплены в верхней части резервуара хомутом 16. Установка также содержит запорные вентили 17 - два на компрессоре компрессорно-конденсаторного агрегата и один на ресивере (рабочее положение - открыты).

Трубчатый испаритель 11 выполнен из 24 прямолинейных тонкостенных труб d=14 мм длиной 2000 мм, соединенных с одной стороны делителем потока 10, всасывающим коллектором 12 и калачами, а с другой стороны - только калачами в шесть секций трубчатого испарителя 11 по четыре трубы. Делитель потока 10 представляет собой прямолинейную трубу d=14 мм, связывающую параллельно секции трубчатого испарителя 11 с установленными на входах секций по линии нагнетания дроссельными шайбами d=4 мм.

Всасывающий коллектор 12 представляет собой прямолинейную тонкостенную трубу d=20 мм, связывающую параллельно шесть секций трубчатого испарителя 11 по линии всасывания.

В состав установки охлаждения молока входит также датчик температуры резервуара 1 и шкаф электроуправления (на фиг.2, 3 не показаны), которые автоматически обесточивают установку при достижении температуры 4°C и вновь включают ее через 3-4 часа при повышении температуры до 5°С в процессе хранения.

Работает установка следующим образом. При заполнении резервуара 1 свыше 500 л трубчатый испаритель 11 и мешалка 4 оказываются погруженными в молоко. Жидкий хладоагент, например R 22, из ресивера 7, пройдя через фильтр-осушитель 8, дросселируется до давления испарения на терморегулирующем вентиле 9 и, испаряясь, поступает через гибкий рукав нагнетания 14 в делитель потока 10, где разделяется на шесть одинаковых кипящих потоков, заполняя секции трубчатого испарителя 11. Здесь хладоагент полностью испаряется, отбирая тепло у охлаждаемого молока. Далее пары хладона из секций трубчатого испарителя 11 соединяются в общем всасывающем коллекторе 12 и через гибкий рукав всасывания 15 поступают на вход компрессорно-конденсаторного агрегата 6. В компрессоре компрессорно-конденсаторного агрегата 6 пары сжимаются до давления конденсации и нагнетаются в конденсатор, где они охлаждаются и конденсируются в жидкую фазу, отдавая тепло окружающему воздуху. Далее жидкий хладон поступает вновь в ресивер 7. Терморегулирующий вентиль 9 автоматически уменьшает дросселирующее сечение и массу жидкого хладона, а также давление паров на линии всасывания в гибком рукаве всасывания 15 по мере охлаждения молока.

Мешалка 4 с мотор-редуктором 5 обеспечивают равномерный теплосъем с трубчатого испарителя 11, приподнятого над дном резервуара 1, и отдают холод всему объему молока. Скорость вращения мешалки - 20 об./мин. Делитель потока 10 также обеспечивает равномерное охлаждение всех секций и труб испарителя. После охлаждения молока до 4°C датчик температуры отключает установку.

Обслуживание установки охлаждения молока заключается в промывке резервуара 1, мешалки 4, трубчатого испарителя 11 с делителем потока 10 и коллектором 12 струей теплой воды или моющей жидкости (“Дезмолом”) после каждого цикла охлаждения молока.

Периодически (1 раз в месяц) отворачивают гайку с барашком и откидывают на петлях 13 траверсу 3 с мешалкой 4 (на фиг.2 - налево). Затем освобождают хомут 16, крепящий трубчатый испаритель 11 к резервуару 1, и откидывают на гибких рукавах нагнетания 14 и всасывания 15 трубчатый испаритель 11 (на фиг.2 - направо). Трубчатый испаритель 11, делитель потока 10 и всасывающий коллектор 12 также промывают “Дезмолом” и очищают механически (щеткой от образования налета). Общая масса откидывающегося испарителя - 20 кг. Периодическое обслуживание осуществляется двумя операторами.

Применение погружного трубчатого испарителя 11, выполненного из тонкостенной нержавеющей или медной трубки d=14 мм, общей длиной L=48 м с калачами общей длиной 2 м, а также погружным двухметровым делителем потока 10 и двухметровым всасывающим коллектором 12 из трубки d=20 мм обеспечивает эффективную площадь охлаждения S=π×d L+ΔS=2,3 м, где ΔS=0,3 м - общая площадь коллектора, калачей и делителя потока.

Общая площадь эффективного охлаждения у заявляемой установки оказывается в 1,83 раза больше, чем у прототипа, и в 1,44 раза больше аналога несмотря на снижение числа трубок испарителя в 1,5 раза по сравнению с прототипом. Повышению холодопроизводительности также способствует высокий коэффициент теплопередачи между испаряемым хладоном и молоком, обеспечиваемый тонкостенной нержавеющей или медной трубкой толщиной в 1 мм. У аналогов этот коэффициент снижается дополнительным слоем нержавеющей стали резервуара 1,5 мм, а у прототипа - еще и слоем олова 0,7 мм.

Таким образом, в предлагаемой установке охлаждения молока значительно увеличена эффективная площадь охлаждения, что позволяет при прочих равных условиях на 25% повысить холодопроизводительность, а также применять более мощные компрессорно-конденсаторные агрегаты, повысив этот основной параметр (холодопроизводительность) еще в 1,5 раза и довести время охлаждения молока при полной загрузке до санитарных норм. Одновременно достигается существенное упрощение конструкции и технологии изготовления: по сравнению с прототипом уменьшается число трубок в 1,5 раза, исключается ручная пайка трубок к днищу, исключается штамповочная операция по деформации трубок в полуплоскость. По сравнению с аналогами повышается надежность и ресурс, так как трубчатый испаритель, в отличие от полученных точечной сваркой, обеспечивает 10-кратный запас прочности по давлению хладона во всех режимах. Такой же запас прочности обеспечивают гибкие рукава нагнетания и всасывания.

Испытания предлагаемой установки охлаждения молока в аналогичных прототипу условиях показали охлаждение 2000 л молока с 28 до 4°С за 3,6 часа.

При повышении номинальной холодопроизводителности компрессорно-конденсаторного агрегата на 20% и полной загрузке резервуара 2000 л молока время охлаждения уменьшилось до 3 часов, что обеспечивает санитарные нормы. Отметим, что прототипу при аналогичных условиях охлаждения 2000 л молока требуется 4,7 часа и 4,3 часа соответственно.

Для патентуемых установок емкостью 3000 л молока количество трубок испарителя d=14 мм должно быть увеличено до 36 (6 секций по 6 трубок). Высота резервуара возрастает до 800 мм при днище 2000×2000 мм, а площадь теплового контакта увеличивается до S+ΔS=3,0+0,3=3,3 м2.

У прототипа с резервуаром 3000 л, имеющим 8 секций по 6 припаянных трубок, общая площадь теплового контакта составляет S=1,65 м2. Время охлаждения 3000 л молока при номинальной мощности агрегата у прототипа - 6,7 часа, а у предлагаемой установки - 4,3 часа. Повышение мощности агрегата на 25% в патентуемой установке охлаждения молока при полной загрузке 3000 л обеспечивает соблюдение санитарных норм охлаждения - 3 часа.

Источники информации

1. Установка охлаждения молока УОМ 2000T-TAG 4561 Т. Техническое описание и руководство по эксплуатации г.Ковров, OOO “НПП “Энергия”, 2002 г.

2. Резервуар-охладитель молока МКА-200Л-2Б. Технические условия ТУ 4741-083-00238523-97, г.Курган, ОАО “Кургансельмаш”.

3. Охлаждающие ванны молока ОВМ-2000. Техническое описание и руководство по эксплуатации. Санкт-Петербург, OOO “Агропроминжиниринг СПб.”, 2002 г., E-mail: [email protected]

bankpatentov.ru

Установка охлаждения молока

 

Установка содержит резервуар с наружным теплоизоляционным покрытием, верхнюю траверсу с закрепленной на ней мешалкой, трубчатый испаритель со всасывающим коллектором, связанным с компрессорно-конденсаторным агрегатом, два гибких рукава нагнетания и всасывания. Компрессорно-конденсаторный агрегат, ресивер, фильтр, терморегулирующий вентиль, делитель потока и трубчатый испаритель со всасывающим коллектором соединены последовательно, трубчатый испаритель с делителем потока и всасывающим коллектором выполнен погружным съемным и размещен на дне резервуара, траверса с мешалкой выполнена съемной, рукав всасывания соединяет всасывающий коллектор со входом компрессорно-конденсаторного аппарата, а рукав нагнетания соединяет терморегулирующий вентиль с делителем потока. Использование данной установки позволяет повысить холодопроизводительность. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области холодильной техники и может быть использовано в пищевой промышленности, в агропромышленном комплексе и фермерских хозяйствах, обслуживающих стадо, с суточным надоем 1000-3000 л молока.

Известны установки охлаждения молока, предназначенные для сбора, охлаждения и хранения молока при оптимальной температуре 4С [1-3], выпускаемые в Коврове [1], Кургане [2] и Санкт-Петербурге [3]. Их основой является ванна-резервуар квадратной [1, 2] или круглой формы, выполненная из пищевой нержавеющей стали с припаянным [1] или приваренным [2, 3] теплообменником-испарителем хладона, поступающего от компрессорно-конденсаторного агрегата. Для снижения энергозатрат снаружи резервуара нанесен слой теплоизоляции. В верхней части установок смонтирован мотор-редуктор с мешалкой.

Их общим недостатком является сложная технология соединения испарителя с днищем, существенно повышающая стоимость установок и ограничивающая холодопроизводительность. При этом точечная сварка [2, 3] 6 мм в шахматном порядке с шагом 30 мм, состоящая из 2000 точек, соединяющих два листа нержавеющей стали, образующей испаритель, требует высокой стабильности. Каждая из 2000 точек с учетом давления хладона R22 Р1,0 МПа при t>50C и общей площади испарителя порядка 2,2 м2 испытывает усилие отрыва порядка 300 кг и близка к пределу прочности. Отрыв любой из них повышает нагрузку на соседние, что приводит к вздутию испарителя, нарушению герметичности и выходу из строя. Это снижает надежность, ремонтопригодность и ресурс. К тому же испаряющийся хладон не циркулирует по электроконтактным сварочным точкам 7...10 мм, что снижает эффективную площадь теплообмена на 25-30%, доводя ее до S=1,6 м2 при исходной площади по контуру испарителя S0=2,2 м2. Пайка оловом трубчатого испарителя [1] к днищу также снижает холодопроводительность из-за ограниченной площади теплового контакта труб с днищем и недостаточного коэффициента теплопередачи слоя олова.

Известна установка охлаждения молока УОМ 2000T-TAG4561 [1] (фиг.1). Она содержит квадратный резервуар 1 размером 20002000600 мм из нержавеющей стали с наружным теплоизоляционным покрытием 2, верхнюю траверсу 3 (балку) с закрепленной на ней мешалкой 4 и мотор-редуктором 5, а также последовательно соединенные компрессорно-конденсаторный агрегат 6, ресивер 7, фильтр 8, терморегулирующий вентиль 9, делитель потока (на фиг.1 не показан) и трубчатый испаритель 10 со всасывающим коллектором, связанным со входом компрессорно-конденсаторного агрегата 6.

Трубчатый испаритель 10 выполнен из 36 медных труб длиной 2000 мм d=14 мм, полудеформированных в плоскость шириной 17,5 мм для повышения площади теплового контакта. Трубы припаяны с шагом 50 мм к днищу слоем олова 0,7 мм.

Делитель потока представляет собой шесть медных труб d=6 мм длиной 1 м, соединенных в “паук”, обеспечивающих равномерное последовательно-параллельное прохождение испаряющегося хладона в 6 секциях из 6 труб испарителя. При этом калачи и коллектор (труба d=20 мм), соединяющие трубы испарителя 10, а также делитель потока находятся вне теплового контакта с днищем.

Площадь общего теплового контакта 36 труб испарителя с днищем составляет S=3620,0175=1,26 м2. Наличие слоя олова снижает коэффициент теплопроводности и уменьшает эффективную площадь теплового контакта. Технологический процесс пайки трубчатого испарителя к днищу является сложным, трудоемким и не поддается механизации, что является недостатком прототипа. Другим недостатком прототипа является малая площадь теплового контакта испарителя с днищем, ограничивающая холодопроизводительность установки и скорость охлаждения молока даже при избыточной мощности компрессорно-конденсаторного агрегата. Так, паспортное время охлаждения 1500 л молока от 28 до 4С при t возд.=25С составляет 3,5 часа [1] и превышает санитарные нормы (3 часа). При полной загрузке (2000 л) время охлаждения пропорционально возрастает до 4,7 часа.

Отметим также, что несмотря на повышенную площадь теплового контакта паспортное время охлаждения 1000 л молока в аналоге [2] составляет 3 часа (при половинной загрузке) и 6 часов (при полной загрузке), что вызвано ограниченной мощностью копрессорно-конденсаторного агрегата.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является резервуар-охладитель молока по патенту RU №2007909, А 01 J 9/04, 1994. Он содержит резервуар с наружным теплоизоляционным покрытием, верхнюю траверсу с закрепленной на ней мешалкой, трубчатый испаритель со всасывающим коллектором, связанным с компрессорно-конденсаторным агрегатом и расположенным под резервуаром бак-аккумулятора холода, снабженным трубопроводом подачи ледяной воды с вращающимся оросителем днища. Для циркуляции ледяной воды и теплообмене между днищем и трубчатым испарителем предусмотрен водяной насос. Кроме того, в состав резервуара-охладителя входит ресивер хладона, фильтр и терморегулирующий вентиль.

Недостатком прототипа является сложность конструкции, связанная с наличием промежуточного хладоносителя (ледяной воды) между кипящим хладоном и молоком, ограниченная площадь теплообмена на днище и, как следствие, ограниченная мощность холодильного агрегата, а также необходимость круглосуточного аккумулирования холода вплоть до образования льда на трубчатом испарителе для соблюдения санитарных норм охлаждения. Конструкция усложняется наличием дополнительных приборов автоматики: водяного насоса с электродвигателем и магнитным пускателем, реле наморозки льда, оросителя (сегнерова колеса), что сопровождается снижением надежности.

Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение холодопроизводительности, а также на устранение всех промежуточных потерь мощности при обмене между кипящим хладоном и молоком.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке охлаждения молока, содержащей резервуар с наружным теплоизоляционным покрытием, верхнюю траверсу с закрепленной на ней мешалкой, трубчатый испаритель со всасывающим коллектором, связанным с компрессорно-конденсаторным агрегатом, согласно изобретению компрессорно-конденсаторный агрегат, ресивер, фильтр, терморегулирующий вентиль, делитель потока и трубчатый испаритель со всасывающим коллектором соединены последовательно, а трубчатый испаритель с делителем потока и всасывающим коллектором выполнен погружным съемным и размещен на дне резервуара, траверса с мешалкой выполнена съемной, кроме того, в нее введены два гибких рукава нагнетания и всасывания, причем рукав нагнетания соединяет терморегулирующий вентиль с делителем потока, а рукав всасывания соединяет всасывающий коллектор со входом копрессорно-конденсаторного агрегата. При этом для повышения срока службы резервуар выполнен из нержавеющей стали.

Изобретение поясняется чертежами, на фиг.1 представлен общий вид установки охлаждения молока (прототипа), на фиг.2 изображен общий вид заявляемой установки охлаждения молока, на фиг.3 - принципиальная схема заявляемой установки охлаждения молока.

Установка охлаждения молока (фиг.2, 3) содержит резервуар 1 из нержавеющей стали с наружным теплоизоляционным покрытием 2, верхнюю траверсу 3 с закрепленной на ней мешалкой 4 и мотор-редуктором 5, а также последовательно соединенные компрессорно-конденсаторный агрегат 6, ресивер 7, фильтр-осушитель 8, терморегулирующий вентиль 9, делитель потока 10 и трубчатый испаритель 11 со всасывающим коллектором 12. Сверху резервуар 1 закрыт крышками.

Трубчатый испаритель 11 со всасывающим коллектором 12 и делителем потока 10 выполнены погружными, быстросъемными и размещены на дне резервуара 1 в 5 мм от дна. Они опираются на дно изогнутыми калачами в четырех крайних угловых точках. Траверса 3 с мешалкой 4 выполнена также быстросъемной и крепится к резервуару 1, с одной стороны на петлях 13, с другой стороны - гайкой с барашком. Терморегулирующий вентиль 9 и делитель потока 10 связаны гибким рукавом нагнетания 14 с условным проходом 10 мм, а всасывающий коллектор 12 и вход компрессорно-конденсаторного агрегата 6 - гибким рукавом всасывания 15 с условным проходом 20 мм. Гибкие рукава 14, 15 закреплены в верхней части резервуара хомутом 16. Установка также содержит запорные вентили 17 - два на компрессоре компрессорно-конденсаторного агрегата и один на ресивере (рабочее положение - открыты).

Трубчатый испаритель 11 выполнен из 24 прямолинейных тонкостенных труб d=14 мм длиной 2000 мм, соединенных с одной стороны делителем потока 10, всасывающим коллектором 12 и калачами, а с другой стороны - только калачами в шесть секций трубчатого испарителя 11 по четыре трубы. Делитель потока 10 представляет собой прямолинейную трубу d=14 мм, связывающую параллельно секции трубчатого испарителя 11 с установленными на входах секций по линии нагнетания дроссельными шайбами d=4 мм.

Всасывающий коллектор 12 представляет собой прямолинейную тонкостенную трубу d=20 мм, связывающую параллельно шесть секций трубчатого испарителя 11 по линии всасывания.

В состав установки охлаждения молока входит также датчик температуры резервуара 1 и шкаф электроуправления (на фиг.2, 3 не показаны), которые автоматически обесточивают установку при достижении температуры 4C и вновь включают ее через 3-4 часа при повышении температуры до 5С в процессе хранения.

Работает установка следующим образом. При заполнении резервуара 1 свыше 500 л трубчатый испаритель 11 и мешалка 4 оказываются погруженными в молоко. Жидкий хладоагент, например R 22, из ресивера 7, пройдя через фильтр-осушитель 8, дросселируется до давления испарения на терморегулирующем вентиле 9 и, испаряясь, поступает через гибкий рукав нагнетания 14 в делитель потока 10, где разделяется на шесть одинаковых кипящих потоков, заполняя секции трубчатого испарителя 11. Здесь хладоагент полностью испаряется, отбирая тепло у охлаждаемого молока. Далее пары хладона из секций трубчатого испарителя 11 соединяются в общем всасывающем коллекторе 12 и через гибкий рукав всасывания 15 поступают на вход компрессорно-конденсаторного агрегата 6. В компрессоре компрессорно-конденсаторного агрегата 6 пары сжимаются до давления конденсации и нагнетаются в конденсатор, где они охлаждаются и конденсируются в жидкую фазу, отдавая тепло окружающему воздуху. Далее жидкий хладон поступает вновь в ресивер 7. Терморегулирующий вентиль 9 автоматически уменьшает дросселирующее сечение и массу жидкого хладона, а также давление паров на линии всасывания в гибком рукаве всасывания 15 по мере охлаждения молока.

Мешалка 4 с мотор-редуктором 5 обеспечивают равномерный теплосъем с трубчатого испарителя 11, приподнятого над дном резервуара 1, и отдают холод всему объему молока. Скорость вращения мешалки - 20 об./мин. Делитель потока 10 также обеспечивает равномерное охлаждение всех секций и труб испарителя. После охлаждения молока до 4C датчик температуры отключает установку.

Обслуживание установки охлаждения молока заключается в промывке резервуара 1, мешалки 4, трубчатого испарителя 11 с делителем потока 10 и коллектором 12 струей теплой воды или моющей жидкости (“Дезмолом”) после каждого цикла охлаждения молока.

Периодически (1 раз в месяц) отворачивают гайку с барашком и откидывают на петлях 13 траверсу 3 с мешалкой 4 (на фиг.2 - налево). Затем освобождают хомут 16, крепящий трубчатый испаритель 11 к резервуару 1, и откидывают на гибких рукавах нагнетания 14 и всасывания 15 трубчатый испаритель 11 (на фиг.2 - направо). Трубчатый испаритель 11, делитель потока 10 и всасывающий коллектор 12 также промывают “Дезмолом” и очищают механически (щеткой от образования налета). Общая масса откидывающегося испарителя - 20 кг. Периодическое обслуживание осуществляется двумя операторами.

Применение погружного трубчатого испарителя 11, выполненного из тонкостенной нержавеющей или медной трубки d=14 мм, общей длиной L=48 м с калачами общей длиной 2 м, а также погружным двухметровым делителем потока 10 и двухметровым всасывающим коллектором 12 из трубки d=20 мм обеспечивает эффективную площадь охлаждения S=d L+S=2,3 м, где S=0,3 м - общая площадь коллектора, калачей и делителя потока.

Общая площадь эффективного охлаждения у заявляемой установки оказывается в 1,83 раза больше, чем у прототипа, и в 1,44 раза больше аналога несмотря на снижение числа трубок испарителя в 1,5 раза по сравнению с прототипом. Повышению холодопроизводительности также способствует высокий коэффициент теплопередачи между испаряемым хладоном и молоком, обеспечиваемый тонкостенной нержавеющей или медной трубкой толщиной в 1 мм. У аналогов этот коэффициент снижается дополнительным слоем нержавеющей стали резервуара 1,5 мм, а у прототипа - еще и слоем олова 0,7 мм.

Таким образом, в предлагаемой установке охлаждения молока значительно увеличена эффективная площадь охлаждения, что позволяет при прочих равных условиях на 25% повысить холодопроизводительность, а также применять более мощные компрессорно-конденсаторные агрегаты, повысив этот основной параметр (холодопроизводительность) еще в 1,5 раза и довести время охлаждения молока при полной загрузке до санитарных норм. Одновременно достигается существенное упрощение конструкции и технологии изготовления: по сравнению с прототипом уменьшается число трубок в 1,5 раза, исключается ручная пайка трубок к днищу, исключается штамповочная операция по деформации трубок в полуплоскость. По сравнению с аналогами повышается надежность и ресурс, так как трубчатый испаритель, в отличие от полученных точечной сваркой, обеспечивает 10-кратный запас прочности по давлению хладона во всех режимах. Такой же запас прочности обеспечивают гибкие рукава нагнетания и всасывания.

Испытания предлагаемой установки охлаждения молока в аналогичных прототипу условиях показали охлаждение 2000 л молока с 28 до 4С за 3,6 часа.

При повышении номинальной холодопроизводителности компрессорно-конденсаторного агрегата на 20% и полной загрузке резервуара 2000 л молока время охлаждения уменьшилось до 3 часов, что обеспечивает санитарные нормы. Отметим, что прототипу при аналогичных условиях охлаждения 2000 л молока требуется 4,7 часа и 4,3 часа соответственно.

Для патентуемых установок емкостью 3000 л молока количество трубок испарителя d=14 мм должно быть увеличено до 36 (6 секций по 6 трубок). Высота резервуара возрастает до 800 мм при днище 20002000 мм, а площадь теплового контакта увеличивается до S+S=3,0+0,3=3,3 м2.

У прототипа с резервуаром 3000 л, имеющим 8 секций по 6 припаянных трубок, общая площадь теплового контакта составляет S=1,65 м2. Время охлаждения 3000 л молока при номинальной мощности агрегата у прототипа - 6,7 часа, а у предлагаемой установки - 4,3 часа. Повышение мощности агрегата на 25% в патентуемой установке охлаждения молока при полной загрузке 3000 л обеспечивает соблюдение санитарных норм охлаждения - 3 часа.

Источники информации

1. Установка охлаждения молока УОМ 2000T-TAG 4561 Т. Техническое описание и руководство по эксплуатации г.Ковров, OOO “НПП “Энергия”, 2002 г.

2. Резервуар-охладитель молока МКА-200Л-2Б. Технические условия ТУ 4741-083-00238523-97, г.Курган, ОАО “Кургансельмаш”.

3. Охлаждающие ванны молока ОВМ-2000. Техническое описание и руководство по эксплуатации. Санкт-Петербург, OOO “Агропроминжиниринг СПб.”, 2002 г., E-mail: [email protected]

Формула изобретения

Установка охлаждения молока, содержащая резервуар с наружным теплоизоляционным покрытием, верхнюю траверсу с закрепленной на ней мешалкой, трубчатый испаритель со всасывающим коллектором, связанным с компрессорно-конденсаторным агрегатом, отличающаяся тем, что компрессорно-конденсаторный агрегат, ресивер, фильтр, терморегулирующий вентиль, делитель потока и трубчатый испаритель со всасывающим коллектором соединены последовательно, а трубчатый испаритель с делителем потока и всасывающим коллектором выполнен погружным съемным и размещен на дне резервуара, траверса с мешалкой выполнена съемной, кроме того, в нее введены два гибких рукава нагнетания и всасывания, причем рукав нагнетания соединяет терморегулирующий вентиль с делителем потока, а рукав всасывания соединяет всасывающий коллектор со входом компрессорно-конденсаторного агрегата.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что резервуар выполнен из нержавеющей стали.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

www.findpatent.ru


Смотрите также