УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ ОХЛАЖДЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ, В ЧАСТНОСТИ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ, НАПРИМЕР МОЛОКА Российский патент 2007 года по МПК A01J9/04 B60P3/22 F25D3/00 F25B45/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к установке для сбора и транспортировки охлажденных жидкостей, в частности жидких пищевых продуктов, таких, например, как молоко.

Предшествующий уровень техники

Сбор и транспортировка скоропортящихся жидкостей, в частности жидких пищевых продуктов, таких, например, как молоко, требует охлаждения этих жидкостей в процессе сбора и транспортировки, чтобы обеспечить их сохранность.

В настоящее время существуют изотермические цистерны, предназначенные для сбора молока в пунктах его производства и оборудованные холодильным агрегатом, чтобы поддерживать собранный жидкий пищевой продукт при достаточно низкой температуре, соответствующей оптимальным условиям обеспечения его сохранности в процессе транспортировки.

Однако существенным недостатком холодильных агрегатов, используемых на таких подвижных цистернах, является их относительно высокая чувствительность к внешним механическим воздействиям, что делает их плохо приспособленными для работы в жестких дорожных условиях. Такие холодильные агрегаты плохо подходят для сбора молока в местах его производства, даже если имеется сеть дорог хорошего качества.

В том случае, когда такие холодильные агрегаты используются на автомобильных изотермических цистернах, которым приходится передвигаться по плохим дорогам или вообще по бездорожью, эти холодильные агрегаты подвергаются слишком сильному воздействию толчков и ударов, которые могут быть причиной отказов и выхода из строя.

При этом в дополнение к проблемам, связанным с ремонтом этих холодильных агрегатов, существует опасность утраты собранного продукта и пригодности для его дальнейшего использования по прибытии на место переработки.

Краткое изложение существа изобретения

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание установки для сбора и транспортировки охлажденных жидкостей, в частности для сбора молока в районах его производства, не обладающих сетью удовлетворительных по качеству автомобильных дорог, что делает затруднительным использование известных изотермических автомобильных цистерн, оборудованных холодильными агрегатами, или приводит к необходимости использовать такие установки только в неудовлетворительных эксплуатационных условиях.

Для решения поставленной технической задачи предложена установка для сбора и транспортировки охлажденных жидкостей, в частности молока, характеризующаяся тем, что содержит:

неподвижный блок охлаждения, содержащий холодильный агрегат, связанный с контуром циркуляции жидкого теплоносителя, снабженным средствами подключения,

изотермическую цистерну, установленную на автомобиле, предназначенную для сбора упомянутой жидкости и содержащую

резервуар для сбора этой жидкости,

резервуар для хранения запаса холодопроизводительной субстанции,

контур охлаждения, содержащий теплообменник, расположенный в резервуаре для сбора жидкости, и насос, обеспечивающий циркуляцию охлаждающей жидкости, проходящей через резервуар для хранения запаса холодопроизводительной субстанции для отбора от него холода и передачи этого холода к теплообменнику,

средство регулирования, содержащее по меньшей мере один датчик температуры, установленный в резервуаре для сбора жидкости, и управляющее работой контура охлаждения,

отвод для средств подключения контура циркуляции жидкого теплоносителя неподвижного блока охлаждения.

В предлагаемой установке, которая в целом содержит неподвижный блок охлаждения и одну или несколько изотермических цистерн, установленных на разъездных и обеспечивающих сбор жидкости автомобилях, наиболее чувствительная к внешним воздействиям часть установки, то есть собственно холодильный агрегат, является неподвижной и не подвергается воздействию толчков и ударов, которые воздействуют на холодильный агрегат, установленный на движущемся автомобиле. Элементы оборудования, установленные на подвижной автомобильной изотермической цистерне, представляют собой достаточно прочные элементы, в любом случае практически нечувствительные к возможным толчкам и ударам, возникающим в процессе движения автомобиля. Резервуар для хранения запаса холодопроизводительной субстанции имеет в основном статическую структуру, не содержащую хрупких и подвижных деталей. Циркуляционный насос контура охлаждения представляет собой достаточно прочный агрегат, на функционирование которого практически не влияют толчки и удары, испытываемые автомобилем при движении. Это позволяет обеспечить создание и поддержание холода в изотермической цистерне при помощи размещенной на борту автомобиля установки, то есть резервуара для хранения запаса холодопроизводительной субстанции и контура охлаждения, связанного с резервуаром для сбора жидкости. Преимуществом установки в соответствии с предлагаемым изобретением, состоящей из холодильного агрегата, размещенного на неподвижном блоке охлаждения, и подвижных изотермических цистерн, смонтированных на грузовиках, также является то, что она оказывается значительно более экономичной, чем отдельные холодильные агрегаты, установленные на каждой автомобильной цистерне, и это, помимо существующих в этом случае трудностей функционирования и недостаточной надежности установленных на автомобилях холодильных агрегатов. Кроме того, функционирование холодильного агрегата в установке согласно изобретению будет иметь наилучший коэффициент полезного действия, поскольку этот холодильный агрегат, размещенный неподвижно, будет иметь более значительные габаритные размеры по сравнению с подвижным холодильным агрегатом, устанавливаемым на грузовике. И, наконец, приведение в действие холодильного агрегата в этом случае также оказывается более простым. Здесь речь может идти скорее об электрическом питании, чем о приведении его в действие при помощи двигателя, установленного на автомобиле.

Функционирование предлагаемой установки не представляет каких-либо особенных трудностей, поскольку загрузка резервуара для хранения запаса холодопроизводительной субстанции с латентной теплотой осуществляется во время плановой стоянки одной или нескольких автомобильных изотермических цистерн, например, ночью. Определение требуемых размерных параметров резервуара для хранения запаса холодопроизводительной субстанции позволяет обеспечить охлаждение собранной жидкости на всем маршруте ее сбора и транспортировки.

Предпочтительно резервуар для хранения содержит сохраняемую загрузку латентной теплоты, запасаемой холодопроизводительной субстанцией в период перезагрузки и восстанавливаемой в процессе сбора жидкости.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется подробным описанием предпочтительного варианта его реализации со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает схему установки для сбора и транспортировки охлажденных жидкостей на этапе заряда запаса холодопроизводительной субстанции согласно изобретению;

Фиг.2 - схему смонтированной на грузовике изотермической цистерны при ее использовании согласно изобретению.

Описание предпочтительного варианта воплощения изобретения

Установка для сбора и транспортировки охлажденных жидкостей, таких, например, как жидкие пищевые продукты, в частности молоко, содержит фиксированный блок 1 (фиг.1) охлаждения 1, оборудованный холодильным агрегатом, снабженным контуром циркуляции жидкого теплоносителя и содержащим средства подключения, а также одну или несколько изотермических цистерн 4, из которых показана только одна.

Блок 1 охлаждения содержит холодильный агрегат 2, содержащий компрессор 21, конденсатор 22 и испаритель 23. Испаритель установлен в контуре 3 циркуляции жидкого теплоносителя, оборудованном циркуляционным насосом 31 и соединительными трубопроводами 32, 33, каждый из которых снабжен штуцером 34, 35 и обратным клапаном 36, 37 для обеспечения возможности их присоединения к контуру охлаждения изотермической цистерны 4.

Изотермическая цистерна 4 смонтирована на автомобиле 5 и служит для сбора жидкого продукта в местах его производства. Цистерна 4 содержит резервуар 6 для сбора жидкости и резервуар 7 для хранения запаса холодопроизводительной субстанции, отделенные один от другого. Контур 8 охлаждения, которым оборудована изотермическая цистерна 4, проходит через резервуар 7 для хранения, содержащий загрузку 71 в виде шариков, предназначенную для запаса латентного тепла. Контур охлаждения содержит теплообменник 81, установленный в резервуаре 6 сбора жидкости. Контур 8 охлаждения оборудован циркуляционным насосом 82, приводимым установленными на автомобиле средствами, например электрическим двигателем, запитываемым от сети электропитания автомобиля, или, предпочтительно, от гидравлической системы, или при помощи устройства отбора мощности от двигателя автомобиля. Изотермическая цистерна 4 также оборудована средствами регулирования (не показаны), принимающими информацию от датчика температуры, установленного в резервуаре 6 для сбора жидкости для определения температуры собранной жидкости и для управления посредством этой информации циркуляционным насосом 82 жидкого теплоносителя, проходящего через резервуар 7 для хранения запаса холодопроизводящей субстанции и через теплообменник 81. Теплообменник 81 предпочтительно установлен в донной части резервуара 6 для сбора жидкости, чтобы при любом уровне заполнения резервуара собираемой жидкостью он находился в непосредственном контакте с подлежащей охлаждению или поддержанию температуры жидкостью.

Контур 8 охлаждения оборудован штуцерами 83, 84, предназначенными для подключения к контуру 3 циркуляции жидкого теплоносителя блока 1 охлаждения. Перекрываемые клапаны 85, 86 служат для подключения или отключения контура 8 охлаждения, а клапаны 87, 88 предназначены для подключения контура 3 циркуляции жидкого теплоносителя к резервуару 7 для хранения запаса холодопроизводящей субстанции. Клапаны 85, 87 и 86, 88 могут быть заменены двумя клапанами, каждый из которых содержит три канала.

Изотермическая цистерна 4 содержит средства доступа, например смотровые люки 10, 11, предусмотренные в резервуаре 6 для сбора и резервуаре 7 для хранения, соответственно, а также всасывающий насос 15, связанный с трубопроводом 13 входа/выхода собранной жидкости, расположенным позади резервуара 6 для сбора на уровне его основания таким образом, чтобы закачиваемая в резервуар 6 жидкость непосредственно входила в контакт с поверхностью теплообменника 81 и могла быть очень быстро охлаждена до требуемой температуры. Трубопровод 13 оборудован клапаном 14 и насосом 15, вход которого связан с трубопроводом 16 для сбора, предназначенным для сбора жидкости. Резервуар 7 для хранения содержит в своей нижней части выходное отверстие 72, обеспечивающее возможность удаления загрузки 71 в случае необходимости ее замены.

На фиг.1 также показан контур 17 очистки резервуара изотермической цистерны 4, содержащий устройства распыления 171, 172, позволяющие разбрызгивать очищающую жидкость по всей внутренней поверхности цистерны, после чего выполнять промывку цистерны в случае, когда трубопровод 173 присоединен к контуру очистки (не показан), связанному с каналом 13 через трубопровод 16, или присоединен вместо него.

Описанная выше установка в соответствии с предлагаемым изобретением работает на фазе загрузки и на фазе сбора жидкости следующим образом.

Фаза загрузки

На стоянке автомобиля 5, на котором смонтирована изотермическая цистерна 4, к резервуару 7 хранения запаса холодопроизводительной субстанции подключают трубопроводы 32, 33 контура циркуляции жидкого теплоносителя, открывают клапаны 87, 88 и закрывают клапаны 85, 86, связывающие эту часть контура с теплообменником 81 резервуара 6 для сбора жидкости.

Контур 3 циркуляции жидкого теплоносителя оказывается замкнутым на испарителе 23 холодильного агрегата 2, который функционирует совместно с компрессором 21 и конденсатором 22 таким образом, чтобы удалить тепло из резервуара 7 хранения и перезарядить этот резервуар 7, извлекая из него тепловую энергию, запасенную в форме латентной теплоты, поскольку загрузка 71, содержащаяся в этом резервуаре 7 для хранения, работает путем накопления и сохранения латентной теплоты, соответствующей изменению агрегатного состояния при определенной температуре. Загрузка 71 представляет собой, например, шарики, заполненные жидким теплоносителем с изменением его агрегатного состояния (плавление). Например, загрузка, работающая при помощи латентной теплоты, представляет собой эвтектические жидкости, лед, шербет.

После того как определенный потенциал холодопроизводительности запасен в загрузке 71, автомобиль 5 с изотермической цистерной готов для прохождения по маршруту сбора жидкости. При этом закрывают клапаны 87, 88, отсоединяют штуцеры 34, 83, 35, 84 от трубопроводов 32, 33 контура 3 циркуляции жидкого теплоносителя и открывают клапаны 85, 86 контура 8 охлаждения резервуара 6. Циркуляционный насос 82 может функционировать по запросу холода, поступающего из резервуара 6 для сбора жидкости.

В качестве примера можно сказать, что резервуар 7 для хранения запаса холодопроизводительной субстанции может иметь объем порядка 3 м³, а резервуар 6 для сбора охлаждаемой жидкости может иметь объем порядка 10 м³.

Следует отметить, что клапаны 85, 86 позволяют изолировать часть контура охлаждения, проходящую через теплообменник 81, в процессе осуществления фазы перезагрузки резервуара 7 для хранения или части этой фазы перезагрузки. Это позволяет исключить возможные потери холода и обеспечить очистку и промывку резервуара 6 с использованием промывающей жидкости, которая обычно бывает горячей.

В конце этапа промывки резервуар 6 для сбора в случае необходимости может быть снова охлажден до требуемой температуры путем открытия клапанов 85, 86, что позволяет в целом увеличить охлаждаемый объем изотермической цистерны 4, то есть обеспечить охлаждение не только резервуара 7, в котором хранится холодопроизводительная субстанция, но также и резервуара 6, в течение всего времени, пока изотермическая цистерна 4 продолжает оставаться связанной с фиксированным блоком 1 охлаждения.

Фаза сбора

На фиг.2 схематически показан автомобиль 5 для сбора жидкости, оборудованный изотермической цистерной 4, в положении сбора жидкости. Контур 8 охлаждения, выходящий из резервуара 7 для хранения, проходит через открытый клапан 86 (клапан 88 при этом закрыт), через циркуляционный насос 82 и приходит в теплообменник 81 резервуара 6 для сбора, отбирая у него теплоту путем нагревания жидкого теплоносителя, и возвращается через открытый клапан 85 (клапан 87 при этом закрыт) в верхнюю часть резервуара 7 для хранения, чтобы там отдать принесенное тепло и зарядиться холодом, проходя через загрузку 71 резервуара 7.

Сбор жидкости осуществляется из бидона В, в который погружается шланг 16 для сбора. При этом всасывающий насос приводится в действие и перекачивает жидкость из бидона В в резервуар 6 для сбора.

В течение этого времени контур охлаждения функционирует и охлаждает жидкость в процессе ее перекачки, а затем доводит ее до требуемой температуры уже внутри изотермической цистерны 4.

Жидкий теплоноситель, используемый в контуре 3, как и жидкий теплоноситель, используемый в контуре 8 охлаждения, предпочтительно представляет собой водный раствор гликоля.

Настоящее изобретение относится к установке для сбора и транспортировки охлажденных жидкостей. Установка содержит неподвижный блок 1 охлаждения и изотермическую цистерну 4, смонтированную на автомобиле 5. Блок 1 охлаждения включает холодильный агрегат 2, связанный с контуром 3 циркуляции жидкого теплоносителя, снабженным средствами 34, 35 подключения. Изотермическая цистерна 4 содержит резервуар 6 для сбора жидкости, резервуар 7 для хранения запаса холодопроизводительной субстанции и контур 8 охлаждения. Контур 8 охлаждения включает теплообменник 81, установленный в резервуаре 6, циркуляционный насос 82 для охлаждающей жидкости, проходящей через резервуар 7, и ответвления 83, 84 для средств 34, 35 подключения контура 3. Средство регулирования содержит датчик температуры, установленный на резервуаре 6, и управляет работой контура 8 охлаждения. Технический результат заключается в создании установки для сбора и транспортировки охлажденных жидкостей, холодильные агрегаты которых адаптированы к внешним вибрационным воздействиям, возникающим при движении установки по плохим дорогам. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для сбора и транспортировки охлажденных жидкостей, в частности жидких пищевых продуктов типа молока, отличающаяся тем, что содержит неподвижный блок (1) охлаждения, содержащий холодильный агрегат (2), связанный с контуром (3) циркуляции жидкого теплоносителя, снабженным средствами подключения, изотермическую цистерну (4), размещенную на автомобиле (5), предназначенную для сбора жидкости и содержащую резервуар (6) для сбора жидкости, резервуар (7) для хранения запаса холодопроизводительной субстанции, контур (8) охлаждения, содержащий теплообменник (81), расположенный в резервуаре (6) для сбора жидкости, и насос (82), обеспечивающий циркуляцию охлаждающей жидкости, проходящей через резервуар (7) для хранения холодопроизводительной субстанции для отбора от нее холода и передачи его в теплообменник (81), средство регулирования, содержащее по меньшей мере один датчик температуры, установленный в резервуаре (6) для сбора жидкости, и управляющее работой (8) контура охлаждения, ответвление (83, 84) для средств (34, 35) подключения контура (3) жидкого теплоносителя неподвижного блока (1) охлаждения к контуру (8) охлаждения, размещенному на автомобиле.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что резервуар (7) для хранения содержит загрузку (71) для хранения запаса латентного тепла.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплообменник (81) контура (8) охлаждения установлен в донной части резервуара (6) для сбора.