устройство для охлаждения жидкости

Формула изобретения

Устройство для охлаждения жидкости, транспортируемой по трубчатому продуктопроводу, спиральная часть которого погружена в резервуар с теплоносителем, где установлен змеевик испарителя холодильной машины с намороженным запасом льда, насос и лопастной винт, связанный с приводом вращения, при этом насос сообщается с теплоносителем и соединен с петлевым трубопроводом, сложенным вдвое, свободный конец которого сообщен с резервуаром, причем петлевой трубопровод помещен внутри теплоизолированного трубчатого коллектора, где примыкает к выходному продуктопроводу, и последний связан с автономным внешним механизмом подачи жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области холодильного оборудования, используемого для охлаждения напитков в разливочных аппаратах, и может быть использовано для розлива охлаждаемого пива, кваса и тому подобных продуктов в теплое время года в передвижных прицепах - фургонах, открытых павильонах и барных стойках, находящихся на открытом воздухе.

Известно устройство для охлаждения жидкости (напитков), содержащее емкость с разливаемым напитком, в которой смонтирован охлаждающий прибор в виде тепловой трубы, передающей тепло от жидкости к испарителю холодильной машины, включающей компрессор и конденсатор (SU N 811059, В 67 D 6/62, 09.04.81).

Известно устройство для охлаждения жидкости, в котором для повышения эффективности теплообмена внутри емкости смонтирован насос для циркуляции охлаждаемой жидкости путем подачи ее на испаритель холодильной машины для принудительного теплообмена (Л. Г.Каплан, "Торговое холодильное оборудование", справочник, М. , "Космос", 1995, глава 4, с.59-61). Емкость снабжена выходным трубопроводом с пружинно-рычажным отсекателем.

Указанное устройство неэффективно по энергопотреблению, потому что охлаждается весь объем жидкого продукта, который не поступает на реализацию длительное время, при этом постоянно перемешивается, перекачивается в замкнутом объеме, что ухудшает его потребительские качества, питательные и биологические свойства. Для пива подобная схема неприемлема в принципе по определению.

Отмеченные недостатки устранены в устройстве, которое по большинству совпадающих признаков и технической сущности выбраны в качестве наиболее близкого аналога. Это - устройство для охлаждения жидкости, транспортируемой по трубчатому продуктопроводу, спиральная часть которого погружена в резервуар с теплоносителем, где установлен змеевик испарителя холодильной машины с намороженным запасом льда, насос и лопастной винт, связанный с приводом вращения (GB 2227085 А, 18.07.90, В 67 D 5/62).

Насос в известном устройстве сообщен со спиральной частью продуктопровода и обеспечивает перекачку продукта.

Однако жесткая кинематическая связь двигателя насоса охлаждаемой жидкости с лопастным винтом для перемешивания теплоносителя определяет постоянный режим вращения винта и как следствие принудительную конвекцию жидкого продукта в спиральной части продуктопровода посредством непрерывной ротации теплоносителя от намороженного на змеевике испарителя льда к спирали продуктопровода и тогда, когда нет расхода охлажденного продукта.

Необходимости в принудительном конвективном теплообмене нет, когда нерасходуемая жидкость в спиральной части трубчатого продуктопровода достигает температуры нижней границы технологического диапазона. Вынужденное дальнейшее охлаждение пива ухудшает его потребительские свойства.

Кроме того, технологические возможности известного устройства ограничены временем выдержки охлажденного продукта после его выхода из резервуара до розлива и расстоянием до места розлива. Из этого следует, что устройство может располагаться только непосредственно у разливной колонки, а это не всегда удобно в торговом зале, в зоне отдыха потребителей. Практически не представляется технически возможным розлив жидкого продукта из нескольких параллельных колонок охлажденным, что необходимо в специализированных общественных заведениях.

При нерегулярном, циклическом расходе жидкий продукт на участке между охлаждением и розливом нагревается до температуры окружающей среды, что затрудняет розлив жидкого продукта охлажденным.

Данное изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в обеспечении подачи потребителю жидкого продукта с заданной температурой охлаждения. Для достижения этого технического результата в устройстве для охлаждения жидкости, транспортируемой по трубчатому продуктопроводу, спиральная часть которого погружена в резервуар с теплоносителем, где установлен змеевик испарителя холодильной машины с намороженным запасом льда, насос и лопастной винт, связанный с приводом вращения, насос сообщается с теплоносителем и соединен с петлевым трубопроводом, сложенным теплоносителем вдвое, свободный конец которого сообщен с резервуаром, причем петлевой трубопровод помещен внутри теплоизолированного трубчатого коллектора, где примыкает к выходному продуктопроводу, и последний связан с автономным внешним механизмом подачи жидкости.

Сущность изобретения поясняется чертежами где изображены

на фиг. 1 - схема устройства для охлаждения, общий вид,

на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг.2,

на фиг. 3 - схема холодильной машины.

Устройство для охлаждения жидкости содержит термоизолированный резервуар 1, например, емкостью 22,5 л, заполненный теплоносителем 2, например водой, в котором по периферии размещен змеевик 3 испарителя холодильной машины с намороженным запасом льда 4. Холодильная машина установлена в машинном отделении 5 и включает последовательно соединенные компрессор 6, конденсатор 7, обдуваемый вентилятором 8, фильтр-осушитель 9 и капиллярную трубку 10.

В резервуар 1 погружена спиральная часть 11 трубчатого продуктопровода 12, предназначенного для транспортирования жидкости, в частности пива, от герметичной емкости 13 (кег, бочка) к разливочной колонке (на чертеже условно не показана).

На крышке 14 резервуара 1 смонтирован электродвигатель 15 вращения насоса 16 и лопастного винта 17, установленного в резервуаре 1 внутри спиральной части 11 продуктопровода 12. Выход насоса 16 сообщен с теплоносителем 2 и соединен с петлевым трубопроводом 18, сложенным вдвое, свободный конец которого сообщен с резервуаром 1. Петлевой трубопровод 18 помещен внутри теплоизолированного трубчатого коллектора 19, где примыкает к выходному продуктопроводу 12, на участке уже охлажденной жидкости (пива).

Продуктопровод 1 связан с автономным внешним механизмом подачи жидкости, включающим газовый баллон 20 под давлением (например, с углекислым газом), смонтированный на входе герметичной емкости 13 с жидкостью (пивом), в которую погружен конец продуктопровода 12.

В резервуаре 1 смонтировано термореле 21, электрически связанное с компрессором 6 и электродвигателем вентилятора 8 конденсатора 7.

Продуктопровод 12 изготовлен из коррозионностойкой стали, допущенной к контакту с пищевыми продуктами.

Работу с устройством осуществляют следующим образом.

Холодильная машина работает по принципу одноступенчатой компрессии с циркуляцией экологически безопасного хладагента - фреона R 12. Регулирующим элементом поступления хладагента в змеевик 3 испарителя является капиллярная трубка 10.

Производительность по пиву с температурой охлаждения 6 -15^oC составляет 50 -100 л/ч при максимальном запасе льда в 6 кг, который замораживается за 4,5-5,0 ч работы холодильной машины.

Устройство может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха до 30^oC с влажностью не выше 60%.

После установки устройства охлаждения в подходящем месте, недоступном прямым солнечным лучам и где поблизости нет источников тепла, резервуар 1 заполняют теплоносителем 2 - дистиллированной или кипяченой водой до высоты на 1 см ниже края переливной трубки.

Включив электропитание, следует выждать 20-30 мин, когда теплоноситель 2 (вода) достаточно охладится при циркуляции хладагента R12 холодильной машины.

Из конденсатора 7 жидкий хладагент проходит через фильтр-осушитель 9, дросселируясь в капиллярной трубке 10, заполняет змеевик 3 испарителя. Пары хладагента отсасываются компрессором 6.

При охлаждении теплоносителя 2 в резервуаре 1 до заданной температуры термореле 21 выключает компрессор 6 и электродвигатель вентилятора 8 конденсатора 7.

На змеевике 3 испарителя намораживается запас льда 4, который обеспечивает продолжительную (3 ч) работу устройства без электропитания до достижения теплоносителем 2 верхней границы температурного диапазона, после чего компрессор включается вновь и цикл работы повторяется без остановки.

По продуктопроводу 12 жидкость (пиво) подается регулируемым давлением углекислого газа баллона 20, которое вытесняет жидкость (пиво) из емкости 13.

Вода служит теплоносителем 2, обеспечивающим отвод тепла от пива, протекающего по спиральной части 11 продуктопровода 12 из нержавеющей стали, а также аккумулятором холода при намораживании запаса льда 4 на змеевике 3 испарителя, погруженного в резервуар 1 с теплоносителем 2 (водой).

При подаче к потребителю на значительное расстояние обеспечивается термостатическое сопровождение охлажденного пива. Насосом 16 холодный теплоноситель 2 (вода) из резервуара 1 нагнетается в петлевой трубопровод 18, размещенный в термоизолированном коллекторе 19 на протяженности до 20 м, где естественным теплообменом поддерживается режим практического термостатирования охлажденного пива, находящегося в протуктопроводе 12, примыкающем к петлевому трубопроводу 18.

По обратной ветви трубопровода 18 теплоноситель 2 (вода) сливается в резервуар 1.

Изобретение обеспечивает гарантированное охлаждение жидкого продукта вне зависимости от его расхода, создает возможность контролирования заданной температуры при регулировании принудительного конвективного теплообмена внутри устройства.

Также обеспечивается возможность пространственно разнести устройство охлаждения и розлива, которых может быть несколько с равным заданным качеством продукта, причем устройство розлива может быть установлено в непосредственной близости к потребителю, в баре, на пляже, в бане.

Осуществлены независимая автономная подача жидкого продукта по магистральному продуктопроводу и независимое от подачи жидкого продукта вращение лопастного винта для принудительного перемешивания теплоносителя, при котором осуществляется необходимый конвективный теплообмен и охлаждение жидкости в спиральной части продуктопровода до заданной температуры, которая сохраняется до розлива потребителям.

Связь насоса с жидким теплоносителем и соединение его с петлевым трубопроводом, сложенным вдвое, который помещен внутри теплоизолированного трубчатого коллектора, где примыкает к выходному продуктопроводу с охлаждаемой жидкостью, позволяют обеспечить термоизоляцию выходного продуктопровода на всем протяжении до удаленно размещенного (-ых) устройства розлива с сохранением заданного уровня температуры отпускаемой жидкости без специальных механизмов и дополнительных энергозатрат, энергией теплоносителя.

Автономный внешний механизм подачи охлаждаемой жидкости по продуктопроводу может независимо функционировать при регламентной установке вращения лопастного винта для перемешивания теплоносителя, температура которого соответствует нижнему пределу заданного диапазона, при запасе намороженного льда.

Выполнение сообщенного с насосом трубопровода петлевым, сложенным вдвое, обеспечивает хороший контакт и теплообмен с продуктопроводом и, кроме того, дает возможность теплоносителю циркулировать по этому трубопроводу, через свободный конец сливаться в резервуар. Тем самым поддерживается пониженная температура охлажденной жидкости (пива) без дополнительного расхода на охлаждение теплоносителя.

Устройство охлаждения универсально в применении при различной комплектации , как для непосредственного розлива на выходе, так и с протяженной (до 20 м) транспортировкой в термозащищенном коллекторе к одному или нескольким разливным головкам.

Предложенное устройство охлаждения жидких продуктов, транспортируемых по трубопроводу, является эффективным, экономичным и компактным, надежным в работе, мобильным и переналаживаемым как на розлив различных жидких продуктов и напитков, так и для удаленных к потребителю раздаточных колонок с монтажом термостатирующего коллектора сопровождения.