Устройство для концентрирования растворов вымораживанием и получения льда Российский патент 2018 года по МПК F25C1/08 

Описание патента на изобретение RU2651279C1

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам, использующимся в пищевой, фармацевтической и микробиологической отраслях промышленности, предназначенным для концентрирования жидких сред вымораживанием и получения льда.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, включающее корпус, внутри которого располагаются льдоприготовительное отделение и расположенное под ним машинное отделение. В льдоприготовительном отделении расположены: испаритель, установленная с обеспечением теплового контакта с ним льдоформа, система подачи воды, включающая трубопровод подачи воды от водопровода, подсоединенный к установленной под льдоформой ванне со сливным и переливным патрубками и насосом, сообщенным с распределительным коллектором, установленным над льдоформой, и льдобункер. В машинном отделении расположен холодильный агрегат с воздушным конденсатором, компрессором и системой оттайки [Патент SU №1725044 А1, заявл. 05.02.90, опубл. 07.04.92. Бюл. №13, МПК F25C 1/12].

Недостатками данного устройства являются низкая производительность из-за неэффективного использования поверхности испарителя, большой объем потребления воды, нерациональный способ получения «сверхчистого льда», орошаемые водой конденсатор и теплообменник, значительная продолжительность процесса получения льда, низкая гигиена производства.

Технической задачей изобретения является повышение производительности установки за счет увеличения площади поверхности теплообмена, снижение энергозатрат и повышение надежности работы, гигиена производства.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что устройство для концентрирования жидких сред вымораживанием и получения льда, содержит испаритель, систему подачи продукта, включающую трубопровод подачи продукта, подсоединенный к ванне, насос, сообщенный с распределительными коллекторами, льдобункер и холодильный агрегат с воздушным компрессором и системой оттайки, при этом внутренняя полость вертикально установленного испарителя с развитой теплообменной поверхностью имеет вытеснительную вставку для хладагента, коллекторы имеют форсунки для орошения испарителя продуктом с двух сторон, а холодильная установка оснащена регенеративным теплообменником, установленным перед терморегулирюущим вентилем.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительности установки, снижении энергозатрат и повышении надежности работы.

На фиг. 1 представлено устройство для концентрирования растворов вымораживанием и получения льда; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 представлен коллектор с форсунками; на фиг. 4 - схема холодильной установки.

Устройство для концентрирования растворов вымораживанием и получения льда содержит корпус 1, внутри которого вертикально располагается испаритель 2 с развитой поверхностью теплообмена, внутри которого выполнен вытеснительный элемент 17 (фиг. 2), с целью экономии хладагента. На испарителе установлен датчик 11 толщины льда, под которым располагается ванна 3. Из ванны 3 при помощи насоса 4 подается исходный продукт в коллекторы с форсунками 15, откуда разбрызгивает исходный продукт, намораживаемый на поверхности испарителя в виде слоя льда, намороженный лед сползает по наклонному желобу 10 на режущую решетку 8 и падает в льдобункер 5, в котором расположено термореле 9. В нижней части устройства расположены воздушный конденсатор 7, вентилятор 12, электродвигатель 13 вентилятора, компрессор 6. Из воздушного конденсатора 7 хладагент поступает в рекуперативный теплообменник 14, после чего проходит через терморегулирующий вентиль 16 и поступает в испаритель 2, где кипит, отбирая теплоту от подаваемого на него исходного продукта.

Устройство для концентрирования растворов вымораживанием и получения льда работает следующим образом.

Исходный продукт по трубопроводу 19 поступает в ванну 3, откуда подается насосом 4 по трубопроводу 20 через форсунки 18 (фиг. 3) на поверхность испарителя 2, в который через терморегулирующий вентиль 16 подается хладагент из воздушного конденсатора 7, обеспечивающий намораживание льда за счет отвода теплоты от концентрируемого продукта.

Конструктивно испаритель 2 выполнен вертикально, внутри которого имеется вытеснительный элемент 17 (фиг. 2), имеющий развитую теплообменную поверхность волнообразной формы, обеспечивающий равномерное намораживания льда.

Продукт подается насосом 4 из ванны 3 в коллекторы с форсунками 15, которые разбрызгивают продукт на испаритель 2, незамерзший исходный продукт самотеком стекает обратно в ванну 3.

При этом с помощью вентилятора 12 подается воздух на воздушный конденсатор 7 холодильного агрегата. Подача охлажденного воздуха на теплообменную поверхность конденсатора 7, приводит к снижению давления, при котором происходит конденсация холодильного агента. При этом обеспечивается рост холодопроизводительности за счет переохлаждения хладагента перед терморегулирующим вентилем, при одной и той же температуре кипения холодильного агента обеспечивается конденсация хладагента при температуре значительно более низкой, чем температура окружающей среды.

Сокращению времени концентрированного продукта способствует то, что на испаритель 2 поступает предварительно охлажденный в рекуперативном теплообменнике 14 хладагент. По достижении заданной толщины льда срабатывает датчик 11 толщины льда. Подача исходного продукта в коллекторы 15, далее на испаритель 2 прекращается. Горячими парами холодильного агента из нагнетательной линии компрессора 6 отепляется испаритель 2, пласт льда сползает по наклонному желобу 10 и попадает на режущую решетку 8, где он подтаивает и разрезанный на порции падает в льдобункер 5.

По достижении заданной толщины льда срабатывает датчик 11, реагирующий на наличие льда на поверхности испарителя 2. Он дает сигнал на включение в работу испарителя 2 с распределительными коллекторами 15, после чего процесс повторяется до достижения требуемой концентрации продукта. Затем сконцентрированный продукт отводится из устройства через трубопровод 21.

Схема холодильной установки (фиг. 4) работает следующим образом. Пары холодильного агента сжимаются в компрессоре 6 до 0,6…0,8 МПа и нагнетаются в конденсатор 7. Холодильный агент конденсируется, отдавая теплоту наружному воздуху. Жидкий холодильный агент сливается в ресивер 22, затем проходит через фильтр-осушитель 23, где удаляются следы воды и осуществляется контрольная фильтрация. После фильтрации холодильный агент поступает в регенеративный теплообменник 14, в котором происходит теплообмен между жидким холодильным агентом и его парами, идущими из испарителя. В терморегулирующем вентиле 16 давление холодильного агента снижается и он в виде парожидкостной смеси поступает в испаритель 2, где кипит, отнимая теплоту у намораживаемого льда. Пары холодильного агента проходят через регенеративный теплообменник 14 и засасываются в компрессор 6. По окончании стадии намораживания автоматически открываются электромагнитные клапаны 24, 25 и горячие пары холодильного агента из компрессора 6 поступают непосредственно в испаритель 2. Намороженный лед подтаивает, отделяется от плоскости испарителя 2 и, сползая по наклонному желобу 10, попадает на решетку 8 для резки. Сконденсировавшийся холодильный агент из испарителя 2 стекает в ресивер 22. После освобождения поверхности испарителя 2 от льда электромагнитные клапаны 24 и 25 закрываются.

Для получения «сверхчистого льда» ванна 3 заполняется питьевой водой и описанный процесс повторяется.

Предложенное устройство для вымораживания и получения льда позволяет повысить производительность по получению необходимой концентрации жидкого продукта, надежность работы установки и снизить энергозатраты.

Похожие патенты RU2651279C1

название год авторы номер документа
Льдогенератор 1990
  • Смирнов Юрий Анатольевич
  • Филин Сергей Олегович
  • Буданов Василий Алексеевич
SU1725044A1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ВЫМОРАЖИВАНИЕМ 2015
  • Антипов Сергей Тихонович
  • Овсянников Виталий Юрьевич
  • Кондратьева Яна Игоревна
  • Бостынец Наталья Игоревна
  • Денежная Анастасия Николаевна
RU2581874C1
Сушильная установка 2023
  • Жлобо Руслан Андреевич
  • Шамаров Максим Владимирович
  • Степанова Евгения Григорьевна
  • Ивченко Екатерина Олеговна
  • Саркисян Роман Каренович
RU2808072C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО ВЫМОРАЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 2016
  • Короткий Игорь Алексеевич
  • Федоров Дмитрий Евгеньевич
  • Гущин Алексей Алексеевич
RU2654867C1
Устройство для производства льда 1988
  • Филин Сергей Олегович
  • Кваша Владимир Васильевич
  • Бублик Игорь Николаевич
SU1532777A1
ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА С АККУМУЛЯТОРОМ ХОЛОДА ИЗ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ 2001
  • Шляховецкий В.М.
  • Хамие Х.Н.
RU2190813C1
Сушильная установка 2022
  • Жлобо Руслан Андреевич
  • Шамаров Максим Владимирович
  • Степанова Евгения Григорьевна
  • Мойдинов Даниил Рустамович
  • Зайцев Артём Сергеевич
RU2784632C1
Комбинированный тепловой насос 1987
  • Таубман Ефим Исаакович
  • Погорелов Валентин Федорович
  • Савинкин Валерий Игоревич
  • Кивензор Семен Ушерович
SU1495602A1
ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ 1994
  • Росинский В.З.
  • Шулипа А.И.
  • Романовский В.Г.
  • Пальянов А.И.
RU2064635C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫМОРАЖИВАНИЯ ВЛАГИ В ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ ВЫМОРАЖИВАЮЩЕЙ УСТАНОВКЕ 2002
  • Антипов С.Т.
  • Овсянников В.Ю.
RU2235581C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 651 279 C1

Реферат патента 2018 года Устройство для концентрирования растворов вымораживанием и получения льда

Устройство для концентрирования растворов вымораживанием и получения льда содержит испаритель, систему подачи продукта, включающую трубопровод подачи продукта, подсоединенный к ванне, насос, сообщенный с распределительными коллекторами, льдобункер и холодильный агрегат с воздушным конденсатором и системой оттайки. Испаритель размещен вертикально и имеет развитую поверхность теплообмена, орошается продуктом из форсунок коллекторов с двух сторон и во внутренней полости содержит вытеснительную вставку для хладагента. Холодильная установка оснащена регенеративным теплообменником, установленным перед терморегулирующим вентилем. Предложенное устройство для вымораживания и получения льда позволяет повысить производительность при получении необходимой концентрации жидкого продукта, надежность работы установки при снижении энергозатрат. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 651 279 C1

Устройство для концентрирования жидких сред вымораживанием и получения льда, содержащее испаритель, систему подачи продукта, включающую трубопровод подачи продукта, подсоединенный к ванне, насос, сообщенный с распределительными коллекторами, льдобункер и холодильный агрегат с воздушным компрессором и системой оттайки, при этом внутренняя полость вертикально установленного испарителя с развитой теплообменной поверхностью имеет вытеснительную вставку для хладагента, коллекторы имеют форсунки для орошения испарителя продуктом с двух сторон, а холодильная установка оснащена регенеративным теплообменником, установленным перед терморегулирюущим вентилем.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2651279C1

Установка для концентрирования жидкостей 1983
  • Денисов Юрий Павлович
SU1146525A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
JP 2003275748 A, 30.09.2003
JP 20011128937 A, 18.05.1999.

RU 2 651 279 C1

Авторы

Антипов Сергей Тихонович

Овсянников Виталий Юрьевич

Денежная Анастасия Николаевна

Даты

2018-04-19Публикация

2017-03-16Подача