Устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах Советский патент 1991 года по МПК A01J9/04 

Изобретение относится к устройствам для охлаждения жидкости, например молока, в теплообменниках проточного типа и может найти применение в сельскохозяйственном производстве и пищевой промышленности для охлаждения молока и других жидкостей в процессе их обработки и хранения.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена за счет повышения аккумулирующей способности охладителя для хладоносителя.

На фиг. 1 изображено устройство для охлаждения молока в теплообменниках проточного типа, общий вид; на фиг. 2 - устройство для охлаждения молока в

теплообменниках резервуарного типа, общий вид

Устройство содержит ряд вертикально расположенных один под другим резервуаров, В верхнем резервуаре 1 введен пода- ющий патрубок 2, проходящий через теплоизолирующую вставку 3 для отвода отработанного хладоносителя и подачи воды.

В верхнем резервуаре установлены набор вертикальных перегородок 4 и 5, цент- ральный патрубок 6 для перетока хладоносителя, отводящая труба 7, крайний патрубок 8 для отвода хладоносителя, установленные под крайними патрубками в расположенных ниже резервуарах отра- жательные экраны 9. В промежуточных и нижнем резервуарах установлены центральные патрубки 10 с теплоизолированными стенками для перетока хладоносителя, В промежуточных резервуарах 11 установ- лены крайние патрубки 12 ля отвода хла- доносителя, расположенные в крайних частях промежуточных резервуаров с установленными концентрично кольцевыми экранами 13. В центральной зоне нижнего резервуара 14 установлен центральный патрубок 10, на котором концентрично размещен кольцевой экран 15.

Под днищем нижнего резервуара непосредственно под его центральным пат- рубком установлен сборный резервуар 16с теплоизолированными нагревателями 17. Сборный резервуар 16 соединен наклонным теплоизолированным желобом 18 с теплоизолированной промежуточной емкостью 19, который соединен с водяным насосом 20 и через трубку 21 соединен с теплообменником 22, к которому по трубам 23 и 24 подводится теплое и отводится охлажденное молоко.

Теплообменник 22 трубой 25, петлеобразным изгибом 26 и подводящим патрубком 2 соединяется с периферийной зоной верхнего резервуара.

Противоположная периферийная зона верхнего резервуара 1 через петлеобразный изгиб 27 соединена с теплоизолированным резервуаром.

Устройство работает следующим образом,

В охладителе хладоносителя, состоящем из трех видов резервуаров: верхнего, промежуточного и нижнего, атмосферным воздухом охлаждается хладоноситель (вода). Ее уровень определяется в верхнем ре- зервуаре 1 высотой патрубка 8, в промежуточных резервуарах - высотой патрубка 12, а в нижнем резервуаре 14 - высотой патрубка 10 Устройство работоспособно и при использовании только верхнего и нижнего резервуаров в районах с большой продолжительностью холодного времени года.

Установка может работать в следующих режимах: хладоноситель (вода) во всех резервуарах не замерзла; хладоноситель(вода) замерз в нижних резервуарах, но не замерз (или не полностью замерз) в верхнем резервуаре;

вода замерзла во всех резервуарах,

8 первом режиме устройство работает следующим образом. Насос 20 подает воду из теплоизолированной промежуточной емкости 19 по трубе 21 к теплообменнику 22, к которому по трубе 23 подводится, а по трубе 24 отводится молоко. От теплообменника потрубе 25через петлеобразный изгиб 26 по подающему патрубку 2 вода подается в периферийную часть центральной зоны верхнего резервуара, проходит над верхними и под нижними краями перегородок 5 и 4 и, пройдя по кольцевому зазору между патрубками 8 и кольцевым экраном 13, переливается через край патрубка 8, попадает в расположенный ниже промежуточный резервуар 11 и, отразившись от отражательного экрана 9, растекается в верхнем слое резервуара 11. Холодные слои воды, поднявшись по кольцевому зазору между крайним патрубком 12 и кольцевым экраном 13, переливаются через край крайнего патрубка 12 и попадают в расположенный под ним промежуточный резервуар 11. Дойдя до нижнего резервуара 14 и поднявшись по кольцевому зазору между центральным патрубком 10 и кольцевым экраном 15, хладоноситель (вода), перелившись через край патрубка 10, поступает в сборный резервуар 16 и далее по желобу 18 попадает в теплоизолированный резервуар 19, в насос 20. и контур циркуляции замыкается.

Если вода в промежуточных и нижнем резервуарах замерзла (на поверхности или целиком), а в верхнем не замерзла (или замерзла неполностью) (второй режим), то вода, вытекая из крайнего патрубка 8 верхнего резервуара, протекает по поверхности льда нижестоящего промежуточного резервуара 11 и, перетекая через верхние торцы кольцевого экрана 13 и крайнего патрубка 12, попадает на поверхность льда нижестоящего промежуточного резервуара 11, затем, перетекая через верхние края кольцевого экрана 13 и крайнего патрубка 12, попадает на поверхность льда нижестоящего промежуточного резервуара и таким образом доходит до поверхности льда нижнего резервуара и, переливаясь через верхний край коль цевого экрана 15 и центрального патрубка 10, поступает в сборный резервуар

16, и контур циркуляции хладоносителя замыкается.

Если вода, переохладившись, начинает намерзать на поверхности льда, то уровень воды в резервуаре повышается и вода, пе- реливаясь через.торец центральных патрубков 6 или 10, попадает в сборный резервуар 16, в котором может включиться при низких температурах низкопотенциальный нагреватель 17, и процесс охлаждения дальше проходит, как в предыдущих режимах.

Если поверхность воды в верхнем резервуаре замерзла (третий режим), то вода поступает в подледное пространство верхнего резервуара по подающему патрубку 2 и, перейдя над верхними торцами одной группы ребер и под торцами другой группы ребер и охлаждаясь у намерзшего у поверхности и стенок резервуара льда, попадает в отводящую трубку 7. Вследствие того, что давление в подледном пространстве повышается, вода проходит по отводящей трубе 7, поднимается по изгибу 27 и по трубе 28 попадает в теплоизолированную емкость 19, затем в насос 20 и далее, как в предыду- щих режимах, поступает на охлаждение молока. Если поверхно сть воды в верхнем резервуаре оттаивает или в ней появляются трещины, то вода поступает на поверхность

льда и установка автоматически переходит

на один из предыдущих режимов. Вследствие того, что в верхний резервуар по подающему патрубку 2 поступает нагретая вода от теплообменника 22, то центральная часть резервуара 1 не замерзает.35

Устройство содержит вертикально расположенные резервуары 29, патрубки 30 с расширяющимися кверху верхними краями, торцы которых совпадают с краями отверстий 31 в днищах резервуаров. Резервуары 40 установлены на стойках 32, а концентрично патрубкам установлены кольцевые экраны 33, верхние торцы которых оканчиваются между краем резервуара и верхним торцом патрубков и нижний край которых образует 45 зазор с днищем резервуара. Под днищем нижнего резервуара установлен сборный резервуар 34 с низкотемпературным нагревателем (не обозначается) и наклонным теплоизолированным желобом 35. В поме- 50 щении молочного блока на уровне верхней части охлаждающей рубашки резервуара- охладителя молока установлена теплоизолированная емкость 36, соединенная через кран 37 с охлаждающей рубашкой резерву- 55 ара-охладителя 38 молока, которая трубой 39 соединена с водяным насосом 40. Насос трубой 41, на которой установлен датчик 42 температуры, электрически связанный с блоком 43 управления, соединен с вентиля5Ю

5 0 5

0

5

0 5 0 5

ми 44 -46, установленными на подающих трубах 47, а в резервуарах под торцами подающих труб установлены отражательные экраны 48.

Устройство работает следующим образом.

В резервуар 29 заливается вода, уровень которой определяется верхним краем патрубков 30, установленных на отверстиях 31 в днищах резервуаров. В резервуарах вода охлаждается атмосферным воздухом между дойками. Молоко помещается в резервуаре-охладителе 38. В начале цикла охлаждения открывается кран 37 и включается водяной насос 40. Хладоноситель из теплоизолированной емкости 36 поступает в охлаждающую рубашку резервуара-охладителя 38 с установленным в нем датчиком 42 температуры и по трубе 39 поступает в насос 40, а оттуда по трубе 41 с установленным на ней датчиком 42 температуры, электрически связанным с блоком 43 управления, поступает к вентилям 44-46, установленным на подающих трубах 47. При охлаждении молока первым объемом хладоносителя открыт вентиль 46. Вода поступает в нижний резервуар ряда вертикально расположенных резервуаров 29. Благодаря отражательному экрану 48 теплая вода растекается в верхнем слое нижнего резервуара. Холодная вода со дна этого резервуара поднимается между патрубком 30 и кольцевым экраном 33, переливается через край патрубка 30, и попадает в сборный резервуар 34 и по наклонному теплоизолированному желобу 35, установленному под днищем нижнего резервуара, попадает в теплоизолированный резервуар или непосредственно в охлаждающую рубашку резервуара-охладителя 38. Необходимость установки теплоизолированного резервуара зависит от типа резервуара-охладителя. Если поверхность нижнего резервуара замерзла, то вода протекает по поверхности льда и, охлаждаясь, переливается через края кольцевого экрана 33 и патрубка 30, попадает в сборный резервуар 34 с теплоизолированными стенками и далее в наклонный теплоизолированный желоб 35. Затем циркуляция хладоносителя происходит так же, как и в предыдущем случае.

При уравнивании температуры молока и хладоносителя по сигналу с датчиков 42 температуры с блока 43 управления поступает команда на закрытие вентиля 46 и открытие вентиля 45 и в контур циркуляции хладоносителя включается объем хладоносителя, заключенный в вышестоящем резервуаре 29. Переключение объемов хладоносителя происходит поочередно до

тех пор, пока молоко не достигнет требуемой температуры. Переключение вентилей может производиться и по временной программе с заранее рассчитанным периодом переключений. При низких температурах может включатся низкопотенциальный нагреватель.

Конические расширения патрубков сделаны для компенсации возможных неточностей при установке резервуаров на стойках 4. Теплоизоляция стенок патрубков и установка низкопотенциального нагревателя производится для предотвращения возможного намерзания воды.

Формула изобретения

1. Устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах, включающее теплообменник для молока, связанный с охладителем для хладоносителя, установленным на открытом воздухе и состоящим из вертикального ряда резервуаров с системой патрубков для их сообщения, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена за счет повышения аккумулирующей способности охладителя для хладоносителя, каждый резервуар последнего снабжен отражательным экраном, размещенным под патрубком подачи в него хладоносителя и кольцевым экраном, укреп0

5

ленным с зазором к днищу резервуара над патрубком для отвода хладоносителя из резервуара, при этом патрубок отвода хладоносителя из нижнего резервуара связан с теплообменником для молока при помощи наклонного теплоизолированного желоба и теплоизолированной промежуточной емкости.

2.Устройство по п. отличающееся тем, что для охлаждения молока в теплообменниках проточного типа верхний резервуар снабжен набором вертикальных перегородок, укрепленных поочередно с зазором в верхней и нижней частях резервуара, при этом устройство снабжено обводным контуром, сыязывающим центральную часть верхнего резервуара с промежуточной емкостью и состоящим из дополнительного трубопровода с петлеобраз0 ным изгибом, верхний участок которого расположен выше уровня верхнего резервуара, а патрубок для отвода отработанного хладоносителя выполнен с петлеобразным изгибом над дополнительным трубопроводом параллельно последнему.

3.Устройство по п. отличающееся тем, что для охлаждения молока в теплообменниках резервуарного типа, каждый резервуар имеет патрубок для перетока хладоносителя, выполненный соосно с аналогичным патрубком смежного резервуара.

5

0

Изобретение Относится к устройствам для охлаждения молока и может найти применение в пищевой промышленности. Цель - интенсификация теплообмена за счет повышения аккумулирующей способности охладителя для хладоносителя. Устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах включает теплообменник для молока и установленный на открытом воздухе охладитель для хладоносителя, который связан с теплообменником для молока. Охладитель для хладоносителя состоит из вертикального ряда резервуаров с системой патрубков для их сообщения. Каждый резервуар снабжен отражательным экраном, размещенным под патрубком подачи в него хладоносителя, и кольцевым экраном, прикрепленным с зазором к днищу резервуара над патрубком для отвода хладоносителя из резервуара. Патрубок отвода хладоносителя из нижнего резервуара связан с теплообменником для молока при помощи наклонного теплоизолированного желоба и термоизолированной промежуточной емкости. Верхний резервуар можно снабдить набором вертикальных перегородок, укрепленных поочередно с зазором в верхней и нижней частях резервуара, при этом устройство может быть снабжено обводным контуром. Каждый резервуар может иметь патрубок для перетока хладоносителя, выполнений соосно с аналогичным патрубком смежного резервуара. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. ЈЯВОХЭ нвсв СП ы

Z3

-8

-9

ет ТЩЖР

fffff/////fff//// ff/Mff////////ffff///////ff//ff/f//ff//////ff////ff/fffff////f//ffj/ЯГ

Фае. 2