АГРЕГАТИРОВАННЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНО-ПЛИТОЧНЫЙ СКОРОМОРОЗИЛЬНЫЙ АППАРАТ

Область техники
Полезная модель относится к морозильной технике и касается конструкции агрегатированного горизонтально-плиточного скороморозильного аппарата, основной функцией которого является быстрая и глубокая заморозка пищевых продуктов: морепродуктов, в том числе рыбы, мяса, мясного фарша и т.п.в блоках (в таре или без тары) с установленными линейными размерами. Преимущественно, предлагаемый морозильный аппарат предназначен для применения на судах рыбопромыслового флота и на береговых рыбоперерабатывающих предприятиях при замораживании морепродуктов от начальной температуры плюс 10°С до конечной температуры минус 18°С в стандартных блок-формах, в которые загружают продукт перед его заморозкой.
Уровень техники
Известен морозильный аппарат, содержащий теплоизолированный цилиндрический корпус, расположенный на раме, и установленный в корпусе ротор с приводом его поворота. Ротор состоит из двух торцевых дисков, между которыми установлены радиальные замораживающие элементы и коробчатые блок-формы. Замораживаемый продукт подается в блок-формы посредством загрузочного механизма. Аппарат содержит также разгрузочный механизм, который обеспечивает выгрузку замороженного продукта. Загрузочный и разгрузочный механизмы разнесены в пространстве (см. патент RU 2123160). Известный аппарат не может быть отнесен к числу скороморозильных, т.к. используемый в нем принцип замораживания не обеспечивает быструю заморозку продуктов. Кроме того, обслуживание аппарата значительно затруднено, т.к. для его полной загрузки и выгрузки необходим постепенный поворот ротора на полный оборот для вывода блок - форм на позиции загрузки и выгрузки, причем загрузка и выгрузка блок-форм производятся с разных сторон аппарата. Проблематичной является и гигиеническая уборка аппарата, т.к. доступ к замораживающим элементам затруднен.
В качестве ближайшего аналога к предлагаемому аппарату принят агрегатированный горизонтально-плиточный скороморозильный аппарат для замораживания пищевых продуктов, включающий морозильную камеру и компрессорно-конденсаторный агрегат.Морозильная камера содержит теплоизолированный корпус с расположенным внутри корпуса стеллажом, состоящим из набора параллельных горизонтально расположенных морозильных плит, гидравлический привод, обеспечивающий раздвижение плит друг относительно друга, для загрузки и выгрузки блок-форм с замораживаемым продуктом, и сближение плит, для обеспечения необходимого давления на продукт (контакта с продуктом) в процессе замораживания, и коллектор подачи хладагента к морозильным плитам. Нижняя морозильная плита закреплена на основании, а верхняя - неподвижно крепится на верхней передвижной раме, связанной с гидроцилиндрами гидравлического привода. Верхняя подвижная рама подвешена на двух тросах трособлочной системы, которые синхронизируют работу гидроцилиндров, обеспечивая равномерное и параллельное перемещение плит вверх и вниз. По бокам морозильных плит установлены дистанционные болты, определяющие гарантированные зазоры между плитами и передающие движение от гидроцилиндров через верхнюю раму поочередно ко всем плитам. По краям морозильных плит приварены ребра, препятствующие смещению блок-форм с замораживаемым продуктом (В.Л. Коновалов и Н.А. Смелков. Холодильное оборудование промысловых судов. Москва. ВО «Агропромиздат», 1990, с.127-133). К недостаткам известной конструкции следует отнести использование в ней, для предотвращения перекоса верхней подвижной рамы, ненадежного подвеса указанной рамы с помощью трособлочной системы. Наличие в известном аппарате жестко приваренных про краям морозильных плит ребер с одной стороны позволяет защитить блок-формы от выпадения из морозильного аппарата, однако, с другой стороны, такие ребра становятся препятствием как при загрузке блок-форм, так и при их выгрузке, а также при гигиенической обработке морозильных плит.В известном аппарате не решен вопрос предотвращение выпадения блок-формы из морозильного аппарата, например, при бортовой качке рыбопромыслового судна, что усложняет процесс обслуживания аппарата и приводит к повреждению замораживаемого продукта.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание агрегатированного горизонтально-плиточного скороморозильного аппарата, обеспечивающего быструю и глубокую заморозку широкого ассортимента продуктов с целью их длительного хранения.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в исключении повреждения замораживаемого продукта и в повышении удобства обслуживания аппарата. Дополнительный результат, достигаемый при использовании ряда развивающих признаков полезной модели, выражается в увеличении скорости замораживания (т.е. в повышении производительности аппарата) за счет увеличения интенсивности теплообмена.
Для достижение указанного технического результата предлагается, согласно формуле полезной модели, аппарат для замораживания пищевых продуктов, включающий морозильную камеру и компрессорно-конденсаторный агрегат. Морозильная камера содержит теплоизолированный корпус и расположенный внутри корпуса стеллаж, состоящий из набора установленных с зазором по отношению друг к другу параллельных горизонтально расположенных морозильных плит, наполняемых хладагентом, со средством, обеспечивающим раздвижение плит друг относительно друга, для загрузки и выгрузки блок-форм с замораживаемым продуктом, и их сближение, для обеспечения необходимого давления на продукт в процессе замораживания, и включающим силовой привод, силовые цилиндры которого расположены с боковых сторон стеллажа. Для каждой морозильной плиты предусмотрено использование ограничительного упора, установленного со стороны зоны загрузки/выгрузки замораживаемых продуктов с возможностью перевода (поворота) его из положения, при котором обеспечен доступ к пространству между соседними плитами для загрузки/выгрузки замораживаемого продукта, в положение, при котором доступ в указанное пространство и выход из него ограничены этим упором. С боковых сторон морозильных плит смонтированы боковые упоры, предотвращающие возможность смещения блок-форм в зону размещения оборудования, обеспечивающего подачу хладагента в морозильные плиты.
Ограничительный упор представляет собой стержень, выполненный в виде трубки, расположенной вдоль продольного края плиты, со стороны которого производится загрузка и выгрузка замораживаемого продукта, и закрепленной но боковым сторонам плиты посредством кронштейнов, смонтированных на торцах трубки, каждый из которых посажен на ось, установленную с возможностью поворота в держателе, закрепленном с боковой стороны плиты.
В аппарате для каждой морозильной плиты предусмотрена пара пластин-держателей, на которых съемно закреплена плита, при этом боковые упоры смонтированы на пластинах-держателях.
Верхняя плита стеллажа закреплена на верхней передвижной раме, связанной со штоками гидравлических цилиндров.
На каждой плите установлены регулируемые ограничители, которые позволяют устанавливать минимальное расстояние между плитами.
В компрессорно-конденсаторном агрегате использована инжекторная система подачи хладагента в морозильные плиты, и введены маслоотделители и теплообменник-выпариватель хладагента.
Благодаря использованию ограничительных (так называемых «штормовых») упоров и боковых упоров обеспечивается ограждение пространства, в котором происходит замораживание продукта. Поскольку загрузка продукта между плитами и его выгрузка осуществляется поэтажно и при поднятом положении всех плит в нерабочее положение, то при обслуживании каждой конкретной пары плит, продукты, находящиеся на других плитах, могут выпадать из межплиточного пространства и повреждаться в результате падения, особенно в условиях качки при установке морозильного аппарата на борту рыбопромыслового судна; ограничительные (так называемый «штормовые») упоры после загрузки пространства между соответствующей парой плит поднимаются в рабочее положение и перекрывают указанное пространство со стороны загрузки и выгрузки замораживаемого продукта, а боковые упоры предотвращают смещение продукта в сторону боковых стенок аппарата и исключают тем самым повреждение как самого продукта, так и возможную поломку оборудования. Выполнение «штормовых» упоров откидными позволяет беспрепятственно загружать и выгружать продукт и также беспрепятственно производить гигиеническую обработку морозильных плит.
Краткое описание чертежей.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где
На фиг.1 изображен предлагаемый аппарат, вид спереди;
На фиг.2 - то же, вид сбоку;
На фиг.3 - компрессорно - конденсаторный агрегат;
На фиг.4 - узел ограничительного упора;
На фиг.5 - схема силового привода;
На фиг.6 - сочленение плиты с пластиной - держателем.
Осуществление полезной модели
Предлагаемый горизонтально-плиточный скороморозильный аппарат предназначен для замораживания пищевых продуктов, преимущественно рыбопродуктов, и включает морозильную камеру (фиг.1, 2) и выносной холодильный компрессорно-конденсаторный агрегат (фиг.3), устанавливаемый на некотором расстоянии от морозильной камеры.
Морозильная камера содержит теплоизолированный корпус 1, представляющий собой сборно-разборную конструкцию, собираемую из панелей 2, выполненных из оцинкованной стали и заполненных пеннополиуретаном. Панели 2 корпуса 1 соединены между собой крепежными элементами. Дверной проем корпуса 1 перекрывается распашными дверями или шторкой, управляемой вручную или электрически. Использование шторки является предпочтительным поскольку она не занимает лишнего пространства при открывании, что является особенно актуальным при использовании аппарата на судах. Возможно выполнение корпуса с двумя дверными проемами сзади и спереди морозильного аппарата с соответствующей установкой шторок в каждом из проемов.
Внутри теплоизолированного корпуса 1 размещен морозильный стеллаж 3, который состоит из набора горизонтальных морозильных плит 4 из алюминиевого сплава, расположенных одна под другой параллельно друг другу. Пространство между каждой парой соседних плит 4 стеллажа 3 служит для размещения замораживаемого продукта либо без тары, либо в таре (в блок-формах), в которую предварительно помещается подлежащий замораживанию продукт.
Аппарат содержит силовой, преимущественно гидравлический, привод, который обеспечивает раздвижение морозильных плит 4 друг относительно друга для загрузки и выгрузки замораживаемого продукта и сближение морозильных плит для поддержания необходимого давления на замораживаемый продукт.
Гидравлический привод содержит два гндравличайких цилиндра 5 с гидрораспределителем 6, расположенным на раме 7 стеллажа в удобном для оператора месте, и насосную станцию 8. Гидравлические цилиндры 5 расположены с боковых сторон стеллажа 3. Нижняя плита 4а стеллажа 3 жестко закреплена на нижней раме 9 стеллажа. Верхняя плита 46 стеллажа 3 неподвижно крепится на верхней передвижной раме 10, связанной со штоками гидравлических цилиндров 5. Морозильные плиты 4 соединены между собой дистанционными болтами 11, установленными по бокам каждой плиты 4 и определяющими гарантированные зазоры между плитами. Расстояние между плитами 4 регулируется гайками и контргайками дистанционных болтов 11.
Предлагаемая конструкция аппарата предусматривает наличие «штормовых» ограничительных упоров 13 для каждой морозильной плиты 4. Каждый упор установлен вдоль продольного края 12 соответствующей плиты 4 со стороны загрузки/выгрузки замораживаемых продуктов через дверной проем. При наличии в аппарате двух дверных проемов и возможности загрузки/выгрузки замораживаемых продуктов с двух сторон целесообразно использовать для каждой плиты по два ограничительных упора 13, устанавливаемых с двух продольных противолежащих сторон плиты 4 вдоль продольных краев 12.
На фиг.4 показан конкретный предпочтительный вариант выполнения «штормового» ограничительного упора. В соответствии с этим вариантом ограничительный упор представляет собой стержень, выполненный, преимущественно, в виде трубки 14 из нержавеющего материала. Трубка 14 расположена вдоль продольного края 12 плиты 4 и закреплена по боковым сторонам плиты. Крепление трубки 14 выполнено следующим образом. На торцах трубки смонтированы кронштейны 15, каждый из которых посажен на соответствующую ось 16. Ось 16 установлена с возможностью поворота в держателе 16а, закрепляемом с боковой стороны морозильной плиты 4. Возможны и другие варианты выполнения ограничительного упора, например, в виде ряда расположенных вдоль продольного края плиты 4 и сидящих на одной поворотной оси ограничительных пальцев (на чертежах не показано).
В аппарате предусмотрена возможность, в случае необходимости, замены любой морозильной плиты 4 без демонтажа при этом всего морозильного стеллажа. Для этого дистанционные болты 11, которые обеспечивают раскрытие стеллажа, закручиваются в пластины-держатели 17. Пластина-держатель 17 проходит по всей ширине плиты 4, т.е. вдоль стороны плиты, перпендикулярной ее продольному краю. На каждую плиту 4 приходится пара пластин-держателей 17, располагаемых с боковых частей плиты. Плита 4 и пластины-держатели 17 соединены посредством разъемного болтового соединения. В результате значительно упрощается процесс демонтажа плиты 4 из собранного морозильного стеллажа. Такой процесс не требует демонтажа всего морозильного стеллажа. При этом для демонтажа морозильной плиты 4 надо открутить болты 18, освободив плиту от скрепления с пластиной-держателем 17 и извлечь плиту из стеллажа в сторону рабочего проема.
На каждой морозильной плите 4 установлены ограничители (не показаны), положение (вылет) которых может регулироваться в плоскости, перпендикулярной рабочим поверхностям плит 4. Ограничители позволяют регулировать минимальное расстояние между плитами 4 в зависимости от вида замораживаемой рыбы Введение регулируемых ограничителей предотвращает чрезмерную подпрессовку, особенно нижних рядов, продукта, что уменьшает брак, в виде «лопанца», замораживаемой рыбы.
С боковых сторон морозильных плит смонтированы боковые упоры 20, предотвращающие возможность смещения блок-форм в зону размещения оборудования аппарата, в том числе коллекторов, обеспечивающих подачу хладагента в морозильные плиты 4. Как видно на фиг.6, боковые упоры 20 представляют собой планки уголкового профиля, которые, как и пластина-держатель 17, проходят по всей ширине плиты. При этом планка одной своей стороной 34 закреплена болтами на пластине-держателе 17, а ее другая сторона 35 частично перекрывает зазор между плитами 4, препятствуя выходу блок-форм из зазора между плитами 4 в боковом направлении из стеллажа.
Компрессорно-конденсаторный агрегат содержит винтовой компрессор 21, конденсатор 22, маслоотделители 23 и 24, линейный ресивер 25, фильтр-осушитель 26, теплообменник-выпариватель 27, инжектор 28, циркуляционный ресивер 29, отделитель жидкости 30. В агрегате предусмотрено воздушное либо водяное охлаждением конденсатора 22. Коллектор 31 обеспечивает подачу хладагента в морозильные плиты 4, а коллектор 32 - отвод парожидкостной смеси из морозильных плит 4. В качестве ответвлений коллектора использованы нержавеющие металлорукава, связанные с плитами 4 шаровым соединением. Ресивер и отделитель жидкости расположены на нижнем уровне морозильного стеллажа для повышение компактности аппарата.
Горизонтально-плиточный скороморозильный аппарат эксплуатируется следующим образом.
Открывают доступ к морозильному стеллажу 3 через дверной проем или дверные проемы в корпусе 1. Регулируемые ограничители выставляют в положение, при котором они обеспечивают соблюдение такого минимального расстояния между плитами при контакте их с замораживаемым продуктом, при котором предотвращается чрезмерная подпрессовка, особенно нижних рядов, продукта. Дистанционные болты 11, объединяющие морозильные плиты 4 в единый плиточный узел, при поступлении команды на гидравлический привод на подъем плит, передают движение от гидравлических цилиндров 5 через верхнюю раму 10 поочередно ко всем плитам. В результате подъема соседние плиты 4 располагаются одна от другой на расстоянии, достаточном для беспрепятственной загрузки между ними замораживаемого продукта. Расстояние между плитами 4 регулируется гайками и контргайками дистанционных болтов 11.
Сырье, предназначенное для замораживания, укладывают в блок-формы и помещают на плиты, начиная с самой нижней. При загрузке отдельной морозильной плиты 4 штормовой упор, принадлежащий этой плите, откидывают.После загрузки продукта штормовой упор поднимают и запирают блок-формы внутри пространства, ограниченного соседними морозильными плитами. После этого переходят к загрузке следующей плиты. Штормовые упоры предотвращают возможное смещение продукта в пространстве между плитами во время загрузки последующих плит и позволяют производить загрузку и выгрузку продукта в условиях длительных крена и дифферента, предотвращая выпадение блок-форм из морозильного аппарата условиях качки во время загрузки/выгрузки продукта на борту рыбопромыслового судна.
По окончании загрузки морозильного стеллажа на гидравлический привод поступает команда на опускание плит 4. В результате перемещения плит 4 происходит подпрессовка продукта, что обеспечивает его хороший контакт с охлаждаемой поверхностью и способствует интенсификации теплообмена.
Морозильные плиты 4 заполняют жидким хладагентом через коллектор 31. Аппарат может работать на озонобезопасном хладагенте, имеющим нулевой озоноразрушающий потенциал. В предлагаемом аппарате использована инжекторная система подачи для заполнения плит 4 жидким хладагентом. Степень заполнения плит хладагентом при такой системе подачи максимально высокая, причем предлагаемая схема предусматривает введение дополнительных элементов - маслоотделителей 23 и 24 и теплообменника-выпаривателя 27 хладона, которые обеспечивают необходимый для нормальной работы возврат масла в компрессор. Пары хладона, сжатые компрессором 21, через маслоотделители 23 и 24 поступают в конденсатор 22, где охлаждаются и конденсируются. Из конденсатора 22 и линейного ресивера 25 жидкий хладагент проходит через фильтр-осушитель 26, теплообменник-выпариватель 27 и подается в рабочее сопло инжектора 28. За счет увеличения скорости при прохождении через сопло инжектора, струя хладагента подсасывает в цилиндрическую камеру инжектора жидкий хладагент из циркуляционного ресивера 29.
Парожидкостная смесь из плит 4 через коллектор 32 поступает в циркуляционный ресивер 29, где разделяется на жидкость, отсасываемую инжектором 28 и пар, отсасываемый компрессором 21. Возврат уносимого с хладагентом масла в компрессор 21 предусматривается следующим образом. Смесь хладона и масла через коллектор из циркуляционного ресивера 29 поступает в наружную трубу теплообменника-выпаривателя 27. Хладон из нее выпаривается за счет обогрева теплым хладоном, проходящим по внутренней трубе теплообменника-выпаривателя. После завершения морозильного цикла плиты 4 раздвигаются, замороженный продукт выгружается и затем загружается новая партия.