УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2008 года по МПК F25D13/06 F25D17/06 

Изобретение относится к холодильному технологическому оборудованию, а именно к устройствам для замораживания пищевых продуктов в потоке низкотемпературного воздуха.

Известен шкаф для охлаждения продуктов на горизонтальных сплошных подложках, содержащий теплоизолированный корпус с перегородками, установленными с образованием между ними и корпусом каналов для циркуляции воздуха, и вентиляторы. В шкафу предусмотрено размещение передвижного стеллажа с подложками, каждая из которых равномерно обдувается холодным воздухом, подаваемым вентиляторами от испарителей, размещенных вдоль стены шкафа по высоте. С целью сохранения качества продуктов и достижения заданной равномерности воздушных потоков отношение площади поперечного сечения горизонтального канала к сумме площадей поперечных сечений вертикальных каналов принято 0,2-0,25 [SU, патент 1186908 А, кл. F25D 17/06, 1983 г.].

К недостаткам такого устройства следует отнести то, что для циркуляции воздуха в корпусе шкафа используют вентиляторы с испарителями (воздухоохладители), что усложняет конструкцию, занимая полезный объем шкафа, увеличивает энергопотребление холодильной установки. Ограниченность отношения упомянутых площадей говорит о том, что при несоблюдении данных соотношений функционирование шкафа будет нарушено. Шкаф не является универсальным устройством, поскольку предназначен только для охлаждения продукции.

Известна камера доморозки и хранения продуктов, содержащая ограждающие конструкции, систему охлаждения с воздухораспределительными каналами. Для интенсификации процессов система охлаждения снабжена устройством локального обдува продукции, содержащим передвижной корпус с вентиляторами, снабженный щелевыми соплами с подвижными жалюзи в его стенках [SU, патент 1730515 А1, кл. F25D 17/06, 1989 г.].

Недостатки камеры: ограниченное предназначение, использование сложных металлоемких систем воздухораспределения, наличие вентиляторов. Используемое передвижное устройство требует дополнительной площади для его перемещения между стеллажами с продуктом, уменьшая, тем самым, полезный объем камеры.

Наиболее близким к предлагаемому и выбранным в качестве прототипа является устройство для замораживания пищевых продуктов, содержащее теплоизолированный корпус, воздухоохладитель с вентилятором, воздуховоды и грузовые тележки (SU, патент 1174696 А, кл. F25D 13/06, 17/06, 1985 г.).

Использование в данном устройстве воздухоохладителя с вентиляторами приводит к увеличению габаритных размеров конструкции и повышенному расходу электроэнергии. Наличие громоздких воздуховодов, разделенных перегородками на каналы, приводит к уменьшению полезного объема в корпусе устройства, а наличие крестообразных заслонок на выходе из этих каналов существенно уменьшает скорость циркуляции холодного воздуха. Использование воздухоохладителя внутри корпуса не исключает, в случае утечки холодильного агента, повреждение продукта, представляет экологическую опасность и угрозу здоровью персонала.

Предложенное изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в обеспечении рациональной организации условий замораживания, сокращении продолжительности процесса, капитальных и энергозатрат, сохранении качества пищевых продуктов, а также обеспечении экологической безопасности.

Использование в теплоизолированном корпусе специальной системы подачи и распределения низкотемпературного воздуха с воздуховодами, расположенными по углам корпуса, позволит обеспечить равномерный горизонтальный обдув продукта, размещенного на стеллажах грузовых тележек, в течение всего процесса холодильной обработки, тем самым, сократить продолжительность процесса, сохраняя качественные показатели, исключить воздухоохладители с вентиляторами за счет непосредственной подачи низкотемпературного воздуха от турбодетандера, сократить капитальные и эксплуатационные затраты.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в устройстве для замораживания пищевых продуктов, содержащем воздуховоды и грузовые тележки, достигается за счет того, что теплоизолированный корпус состоит из одного или нескольких идентичных отсеков, содержащих на каждый отсек раздельно теплоизолиро-ванную дверь, дренажные стоки пола, выполненные с уклоном, пандуз для закатывания тележек, устройство для отвода воздуха в нижней части продольной стены и систему подачи низкотемпературного воздуха от одного или нескольких турбодетандерных агрегатов, состоящую из подводящей магистрали с запорными вентилями, выполненной из одной или нескольких труб Н-образной или Ж-образной формы и вмонтированной в продольную стену отсека корпуса, в его верхней части, трубы-переходника сужающегося сечения, коллекторной трубы, снабженной потолочными креплениями с хомутами для ее фиксации относительно потолка, и ответвлениями, выполненными в виде колена круглого сечения с уклоном к горизонтальной плоскости, снабженного выпуклым кольцевым буртом для фиксации вертикальных воздуховодов, размещенных по углам отсека и выполненных сборно-разборными из двух или более насадок равной длины, причем все насадки образованы трубой конического сечения с зазором в вертикальной плоскости и горизонтальными прямоугольными щелями в углу конуса и содержат по образующей хомуты с зажимами для стягивания насадок между собой и ответвлениями коллекторной трубы, а также изогнутые жесткосмонтированные пластины для ускорения и равномерной раздачи потоков воздуха, два теплопоглощающих ребра с наружной стороны, расположенных под углом к оси насадка, при этом нижний выполнен сужающимся в конусной его части и содержит винтовые опоры для вращения воздуховодов вокруг своей оси.

Помимо этого, используемые в устройстве грузовые тележки выполнены сборно-разборными и образованы секциями, представляющими собой каркас из жесткосмонтированных металлических профилей прямоугольного сечения, содержащий горизонтальные направляющие уголкового профиля для размещения поддонов с продуктом, при этом вертикальные профили каркаса снабжены поручнями и в верхней части имеют паз, а в нижней выступ с отверстиями для болтовых соединений и фиксации секций между собой и относительно рамы, выполненной также из жесткосмонтированных металлических профилей прямоугольного сечения и содержащей колесные пары, смонтированные с возможностью вращения относительно оси их крепления к раме.

На фиг.1 схематично изображена компоновка теплоизолированного корпуса устройства в изометрии с подводящей магистралью; на фиг.2 изображен один отсек камеры и часть системы подачи низкотемпературного воздуха с воздуховодами в изометрии; на фиг.3 изображен продольный разрез одного отсека с системой подачи и схемой циркуляции низкотемпературного воздуха и грузовыми тележками; на фиг.4 изображен общий вид коллекторной трубы с ответвлениями и трубой-переходником в изометрии; на фиг.5 и 6 изоображены общие виды насадок воздуховода, верхнего и нижнего, соответственно; на фиг.7 и 8 изображены виды сбоку и сверху, соответственно, рамы и секции грузовой тележки; на фиг.9 изображена схема сборки грузовой тележки в изометрии.

Предлагаемое устройство представляет собой теплоизолированный корпус, состоящий из одного или нескольких идентичных отсеков (1), содержащих на каждый отсек раздельно теплоизолированную дверь (2), дренажные стоки пола (3), выполненные с уклоном, пандуз (4) для закатывания тележек, устройство для отвода воздуха (5) в нижней части продольной стены и систему подачи низкотемпературного воздуха от одного или нескольких турбодетандерных агрегатов, состоящую из подводящей магистрали (6) с запорными вентилями (7), выполненной из одной или нескольких труб Н-образной или Ж-образной формы и вмонтированной в продольную стену отсека корпуса, в его верхней части, трубы-переходника (8) сужающегося сечения, коллекторной трубы (9), снабженной потолочными креплениями (10) с хомутами для ее фиксации относительно потолка, и ответвлениями (11), выполненными в виде колена круглого сечения с уклоном к горизонтальной плоскости, снабженного выпуклым кольцевым буртом (12) для фиксации вертикальных воздуховодов (13), размещенных по углам отсека и выполненных сборно-разборными из двух или более насадок (14, 15) равной длины, причем все насадки образованы трубой конического сечения с зазором (16) в вертикальной плоскости и горизонтальными прямоугольными щелями (17) в углу конуса и содержат по образующей хомуты (18) с зажимами (19) для стягивания насадок между собой и ответвлениями коллекторной трубы, а также изогнутые жесткосмонтированные пластины (20) для ускорения и равномерной раздачи потоков воздуха, два теплопоглащающих ребра (21) с наружной стороны, расположенных под углом к оси насадка, при этом нижний (15) выполнен сужающимся в конусной его части и содержит винтовые опоры (22) для вращения воздуховодов вокруг своей оси.

Устройство также содержит грузовые тележки (23), выполненные сборно-разборными и образованные секциями (24), представляющими собой каркас из жесткосмонтированных металлических профилей прямоугольного сечения, содержащий горизонтальные направляющие (25) уголкового профиля для размещения поддонов с продуктом, при этом вертикальные профили каркаса снабжены поручнями (26) и в верхней части имеют паз (27), а в нижней выступ (28) с отверстиями для болтовых соединений (29) и фиксации секций между собой и относительно рамы (30), выполненной также из жесткосмонтированных металлических профилей прямоугольного сечения и содержащей колесные пары (31), смонтированные с возможностью вращения относительно оси их крепления к раме.

Ниже приведены технические характеристики некоторых элементов устройства:

№НаименованиеЕд.изм.Величина1Угол поворота воздуховодовград.0-902Угол уклона ответвлений коллекторной трубы, αград.1-103Угол между ребрами насадковград.100-1204Диаметр подводящей магистрали, d₁мм100-1105Диаметр суженной части трубы-переходника, d₂мм606Диаметр коллекторной трубы и ответвлений, d₂мм607Диаметр цилиндрической части насадка, d₂мм608Расстояние между осями ответвлений по ширине отсека, /₁мм*9Расстояние между осями ответвлений по длине отсека, /₂мм**10Длина трубы переходника, /₃мм***11Длина насадков по осям хомутовмм30012Ширина ребра насадкамм6013Толщина ребра насадкамм1-214Расстояние между языковыми пластинами в углу конуса насадкамм7515Профиль изгиба языковых пластин е^хПримечание (*), (**), (***) - данные характеристики зависят от габаритных размеров отсека.

Устройство функционирует следующим образом. В сформированный в зависимости от нужд потребителя из отсеков(-а) (1) теплоизолированный корпус через теплоизолированную дверь (2) по наклонному пандузу (4) закатывают грузовые тележки (23) с продуктом.

Низкотемпературный воздух подают в систему подачи от одного или нескольких турбодетандерных агрегатов, где он последовательно поступает в подводящую магистраль (6) с запорными вентилями (7) Н-образной или Ж-образной формы, далее по трубе-переходнику (8) в коллекторную трубу (9), закрепленную относительно потолка креплениями (10), затем по ответвлениям (11) в вертикальные воздуховоды (13), размещенные по углам отсека. В воздуховодах (13) воздух проходит по насадкам (14, 15), где он равномерно распределяется по высоте отсека и, проходя по изогнутым пластинам (20), приобретает некоторое ускорение на выходе из прямоугольных щелей (17), в свою очередь, равномерно обдувая и замораживая продукт, размещенный на стеллажах тележек (23) по всей их высоте. Для усиления эффекта охлаждения насадки (14, 15) воздуховодов снабжены теплопоглащающими ребрами (21), при этом нижний (15) содержит винтовые опоры (22) для вращения воздуховодов вокруг своей оси, позволяя, тем самым регулировать направление воздушных потоков в горизонтальной плоскости. Воздух, отработавший свой потенциал, отводится из каждого отсека (1) с помощью устройства для отвода воздуха (5).

По окончании замораживания грузовые тележки (23) выгружают из теплоизолированного корпуса и производят оттайку воздуховодов (13), при этом растаявший иней удаляется по наклонным дренажным стокам пола (3), предусмотренным в конструкции каждого отсека (1).

Необходимо отметить, что для возможности регулирования производительности устройства, а также в зависимости от габаритных размеров отсека (1), грузовые тележки (23) выполнены сборно-разборными и образованы секциями (24), представляющими собой каркас из жесткосмонтированных металлических профилей прямоугольного сечения, содержащий горизонтальные направляющие (25) уголкового профиля для размещения поддонов с продуктом, при этом вертикальные профили каркаса снабжены поручнями (26) и в верхней части имеют паз (27), а в нижней выступ (28) с отверстиями для болтовых соединений (29) и фиксации секций между собой и относительно рамы (30), выполненной также из жесткосмонтированных металлических профилей прямоугольного сечения и содержащей колесные пары (31), смонтированные с возможностью вращения относительно оси их крепления к раме.

По этим же причинам конструкция воздуховодов (13) компонуется из требуемого количества насадок (14,15), причем в процессе сборки насадки монтируются относительно друг друга и ответвлений (11) коллекторной трубы (9) путем обжимания выпуклых буртов (12) хомутами (18) с зажимами (19), при этом эксплуатационный зазор (16) ликвидируется.

Конструкция предлагаемого устройства проста и удобна для формирования заданной производительности, менее энергопотребляема за счет отсутствия вентиляторов, экологически безопасна за счет использования в качестве хладагента атмосферного воздуха.

Использование воздуховодов рассматриваемой конструкции позволяет обеспечить равномерный симметричный обдув продукта со всех сторон, а изогнутый профиль пластин воздуховодов позволяет ускорить потоки воздуха, сокращая, тем самым, потери напора, что приводит к увеличению интенсивности теплообмена и уменьшению продолжительности процесса. В конечном итоге достигается сокращение затрат на производство быстрозамороженной продукции при условии обеспечения высоких качественных показателей.

Устройство для замораживания пищевых продуктов содержит теплоизолированный корпус, воздуховоды и грузовые тележки, теплоизолированный корпус состоит из одного или нескольких идентичных отсеков, содержащих на каждый отсек раздельно теплоизолированную дверь, половые дренажные стоки, которые выполнены с уклоном, пандуз для закатывания тележек, устройство для отвода воздуха в нижней части продольной стены и систему подачи низкотемпературного воздуха от одного или нескольких турбодетандерных агрегатов, которая состоит из подводящей магистрали с запорными вентилями, которая выполнена из одной или нескольких труб Н-образной, Ж-образной и вмонтированной в продольную стену отсека корпуса, в верхней его части, трубы-переходника сужающегося сечения, коллекторной трубы, которая снабжена потолочными креплениями с хомутами для ее фиксации относительно потолка, и ответвлениями, которые выполнены в виде колена круглого сечения с уклоном к горизонтальной плоскости, снабженного выпуклым кольцевым буртом для фиксации вертикальных воздуховодов, которые размещены по углам отсека и выполнены сборно-разборными из двух или более насадков равной длины, причем все насадки образованы трубой конического сечения с зазором в вертикальной плоскости и горизонтальными прямоугольными щелями в углу конуса и содержат по образующей хомуты с зажимами для стягивания насадков между собой и ответвлениями коллекторной трубы, а также изогнутые жесткосмонтированные пластины для ускорения и равномерной раздачи потоков воздуха, два теплопоглащающих ребра с наружной стороны, которые расположены под углом к оси насадка, при этом нижний насадок выполнен сужающимся в конусной его части и содержит винтовые опоры для вращения воздуховодов вокруг своей оси. Использование данного устройства позволяет сократить продолжительность процесса, сохранить высокие качественные показатели продукции, сократить капитальные и эксплуатационные затраты и обеспечить экологическую безопасность производства. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для замораживания пищевых продуктов, содержащее теплоизолированный корпус, воздуховоды и грузовые тележки, отличающееся тем, что теплоизолированный корпус состоит из одного или нескольких идентичных отсеков, содержащих на каждый отсек раздельно теплоизолированную дверь, половые дренажные стоки, выполненные с уклоном, пандуз для закатывания тележек, устройство для отвода воздуха в нижней части продольной стены и систему подачи низкотемпературного воздуха от одного или нескольких турбодетандерных агрегатов, состоящую из подводящей магистрали с запорными вентилями, выполненной из одной или нескольких труб Н-образной или Ж-образной формы и вмонтированной в продольную стену отсека корпуса, в верхней его части, трубы-переходника сужающегося сечения, коллекторной трубы, снабженной потолочными креплениями с хомутами для ее фиксации относительно потолка, и ответвлениями, выполненными в виде колена круглого сечения с уклоном к горизонтальной плоскости, снабженного выпуклым кольцевым буртом для фиксации вертикальных воздуховодов, размещенных по углам отсека и выполненных сборно-разборными из двух или более насадков равной длины, причем все насадки образованы трубой конического сечения с зазором в вертикальной плоскости и горизонтальными прямоугольными щелями в углу конуса и содержат по образующей хомуты с зажимами для стягивания насадков между собой и ответвлениями коллекторной трубы, а также изогнутые жесткосмонтированные пластины для ускорения и равномерной раздачи потоков воздуха, два теплопоглащающих ребра с наружной стороны, расположенных под углом к оси насадка, при этом нижний насадок выполнен сужающимся в конусной его части и содержит винтовые опоры для вращения воздуховодов вокруг своей оси.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используемые в нем грузовые тележки выполнены сборно-разборными и образованы секциями, представляющими собой каркас из жесткосмонтированных металлических профилей прямоугольного сечения, содержащий горизонтальные направляющие уголкового профиля для размещения поддонов с продуктом, при этом вертикальные профили каркаса снабжены поручнями и в верхней части имеют паз, а в нижней - выступ, с отверстиями для болтовых соединений и фиксации секций между собой и относительно рамы, выполненной также из жесткосмонтированных металлических профилей прямоугольного сечения и содержащей колесные пары, смонтированные с возможностью вращения относительно оси их крепления к раме.