Охладитель-аккумулятор естественного холода с водораспылителем

(51)25 3/00,01 9/04 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное научно-исследовательское предприятие Институт механизации сельского хозяйства Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Дашков Владимир Николаевич Зуйкевич Дмитрий Александрович Капустин Николай Федорович Литовский Андрей Максимович Снежко Эдуард Константинович Янушкевич Александр Борисович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное научно-исследовательское предприятие Институт механизации сельского хозяйства Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Охладитель-аккумулятор естественного холода с водораспылителем, содержащий аккумулирующий резервуар-теплообменник, корпус распылителя с размещенным в нем сетчатым отражателем капель и коллектором с распылительными форсунками, воздуховходной патрубок с вентилятором и вытяжную трубу, отличающийся тем, что аккумулирующий резервуар-теплообменник заключен в разъемном корпусе распылителя и выполнен в виде ряда лотков, установленных горизонтально и равномерно по периферии корпуса с одинаковым зазором по высоте относительно друг друга, причем центры тяжести этих лотков с содержащимся в них рабочим телом аккумулятора холода расположены на цилиндрической спирали между коллектором с распылительными форсунками и воздуховходным патрубком с вентилятором. 13812. Приемник-аккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что воздухо-входной патрубок и вытяжная труба смонтированы тангенциально относительно корпуса распылителя. 3. Приемник-аккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что аккумулирующие лотки резервуара-теплообменника выполнены в виде равнобедренных трапеций в плане, боковые стороны которых образуют относительно основания угол от 45 до 60.(56) 1. Патент РФ 1793858, МПК 01 9/04, 1993. 2. Патент РФ 2147716, МПК 25 3/00, 2001. 3. Патент РФ 2153134, МПК А 01 9/04, 2001 (прототип). Полезная модель относится к области охлаждения жидких продуктов и может быть использована в сельскохозяйственном производстве, в пищевой промышленности и при первичной обработке и хранении молока и других пищевых продуктов. Известны установки для охлаждения молока на животноводческих фермах с использованием естественного холода, содержащие корпус распылителя с форсунками, аэродинамические пластины, вращающиеся обоймы и водоподающий и сливной патрубки 1. Недостатками этого устройства являются большая материалоемкость и невозможность круглогодичного использования. Известен также лишенный этих недостатков приемник-аккумулятор естественного холода для сельскохозяйственных объектов 2, содержащий резервуар-теплообменник в виде емкости с размещенной в верхней ее части горизонтальной перегородкой с вертикальной трубой, соединяющей полость над перегородкой с нижней частью резервуара теплообменника, при этом стенки последнего выполнены полыми и эластичными, а над резервуаром установлен полый цилиндр с вращающейся в нем вертикальной трубой, на которой смонтированы аэродинамические лопасти и патрубки с форсунками. Недостатками такого типа устройств являются недостаточная надежность в работе и обмерзание подшипниковых опор вращающихся элементов при низких отрицательных температурах наружного воздуха, а также большой унос охлаждаемой жидкости, что ограничивает область их применения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является выбранный нами в качестве прототипа приемник естественного холода с водоэжекторным распылителем, содержащий аккумулирующий холод резервуар, установленный на открытом воздухе, цилиндрический стакан, вентилятор, коллектор с вертикально установленными распылительными форсунками и сетчатый отражатель капель 3. К недостаткам такого приемника естественного холода относятся невысокая удельная хладопроизводительность аккумулятора холода и ограниченное высотой цилиндрического стакана время контакта капель охлаждаемой жидкости с охлаждающим ее наружным воздухом. Задачей полезной модели является увеличение удельной хладопроизводительности аккумулирующего холод резервуара-теплообменника за счет многократного увеличения площади рабочей поверхности теплообмена путем размещения его в корпусе распылителя, выполнения его в виде ряда лотков, установленных горизонтально и равномерно по периферии корпуса и создания вынужденного потока охлаждающего воздуха вдоль развитых рабочих поверхностей теплообмена. Попутно решается задача увеличения времени контакта капель распыленной охлаждаемой жидкости с холодным воздухом при их движении по спирали, создаваемым вихревым потоком, сформированным в корпусе распылителя с помощью ряда лотков и тангенциально установленных относительно корпуса воздухо-входного патрубка с вентилятором и вытяжной трубой. 2 1381 В результате использования полезной модели достигается возможность интенсификации тепломассообмена между охлаждаемой жидкостью и охлаждающей ее воздушной средой и повышения тем самым удельной хладопроизводительности резервуара-теплообменника и водоэжекторного распылителя, что позволит снизить удельную металлоемкость, расширить область применения и повысить надежность работы охладителей, использующих естественный холод. Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в охладителе, содержащем резервуар-теплообменник, корпус распылителя с размещенным в нем сетчатым отражателем капель и коллектором с распылительными форсунками, патрубок с вентилятором и вытяжную трубу, между коллектором с распылительными форсунками и воздуховходным патрубком с вентилятором в разъемном корпусе распылителя установлен аккумулирующий холод резервуар-теплообменник, выполненный в виде ряда лотков, установленных горизонтально и равномерно по периферии корпуса с одинаковым зазором по высоте относительно друг друга. При этом центры тяжести этих лотков с содержащимся в них рабочим телом аккумулятора холода расположены по цилиндрической спирали, а сами лотки выполнены в виде равнобедренных трапеций в плане, боковые стороны которых образуют относительно основания угол от 45 до 60. Причем воздухо-входной патрубок и вытяжная труба смонтированы тангенциально относительно корпуса распылителя. На фигуре изображен общий вид предлагаемого охладителя. Охладитель-аккумулятор естественного холода с водораспылителем содержит разъемный корпус 1 водораспылителя, на котором смонтированы днище 2, крышка 3, тангенциально установленные воздухо-входной патрубок 4 с вентилятором 5 и вытяжная труба 6 и направляющие кронштейны длинные центральные 7 и короткие периферийные 8. В направляющих кронштейнах 7 и 8 в горизонтальном положении зафиксированы лотки 9 равномерно по периферии корпуса 1 с одинаковым по высоте зазором между ними и таким образом, что центры тяжести лотков 9 с содержащимся в них рабочим телом 10 хладоносителя располагались на цилиндрической спирали между коллектором 11 с форсунками 12 и воздухо-входным патрубком 4. Лотки 9 выполнены в виде равнобедренных трапеций в плане, боковые стенки которых снабжены водоприемными щитками 13 и сливными полками 14 и образуют относительно основания трапеции угол 60 - при расположении центров тяжести трех полок на одном витке спирали, угол 45 - при расположении центров тяжести четырех полок на одном витке и т.д. Корпус водораспылителя 1 герметично сообщен с днищем 2, снабженным кольцевой установленной соосно ему перемычкой 15 с окнами 16 в нижней ее части и сообщенным со сливным патрубком 18 и с подающим центральным трубопроводом 17, сочлененным через коллектор 11 с форсунками 12, установлен на раздвижных трубчатых опорах 19 прямоугольного сечения и оснащен боковыми технологическими крышками 20 и сетчатым отражателем капель 21. Охладитель монтируется на открытом воздухе вблизи здания цеха первичной обработки молока и сообщается с установленным в цехе водяным насосом через наклонный центральный трубопровод 17, через который подается вода на коллектор 11 и распылительные форсунки 12. Охлаждаемая вода разбрызгивается форсунками внутри корпуса 1,попадает на верхние лотки 9 и рабочее тело хладоносителя 10 и стекает по ним на днище 2. Через отверстия 16 или, в случае их перекрытия льдом, через верхний край перемычки 15 охлажденная вода сливается по наклонному патрубку 18 в установленный в цехе сборник ледяной воды, идущей на охлаждение молочной ванны. В ночное время и в перерывах между работой водяного насоса, подающего воду по центральному трубопроводу 17 на коллектор 11 с форсунками 12, при обдувании с двух сторон холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором 5, лотков 9 идет двухсторонний процесс намораживания льда в находящихся в них слоях воды, и, таким образом, происходит быстрое аккумулирование естественного холода. 3 1381 За счет нарушения естественной конвекции воды в мелких лотках 9 движение границы раздела фаз жидкость-твердое тело идет как от поверхности лотков 9, так и от их днищ, что значительно снижает термическое сопротивление слоев намораживаемого льда 10 и соответственно время его намораживания. В режиме разрядки аккумулятора естественного холода, выполненного в виде лотков 9, когда работает водораспылитель с форсунками 12, капли охлаждаемой воды, совершив несколько витков при движении вместе с охлаждающим их воздухом по спирали в верхней части корпуса и частично охладившись, попадают на верхние лотки 9 и, стекая в виде пленки жидкости по обратной спирали изо льда лотков 9 навстречу подаваемому воздуху,доохлаждаются до температур, близких к нулевым. Продолжительность работы вентилятора 5 и водяного насоса зависит от температуры наружного воздуха, чем она ниже, тем короче время их работы. Заявленная полезная модель позволяет увеличить хладопрозводительность охладителя за счет интенсификации процессов переноса тепла как при зарядке, так и при разрядке аккумулятора естественного холода, уменьшить его удельную материалоемкость и расширить область применения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.