СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ЛИНИИ ПОДАЧИ НАПИТКА

Область техники
Заявленное техническое решение относится к оборудованию для обслуживания точек разлива пищевых продуктов, а именно к системам для охлаждения линии подачи напитков.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известно выбранный в качестве ближайшего аналога устройство для охлаждения жидкости [1].
Взятое за ближайший аналог устройство содержит термоизолированный резервуар, например, емкостью 22,5 л, заполненный теплоносителем, например, водой, в котором по периферии размещен трубопровод испарителя с намороженным запасом льда. Устройство для охлаждения жидкости содержит последовательно соединенные компрессор, конденсатор, обдуваемый вентилятором, фильтр-осушитель и капиллярную трубку.
В резервуар, заполненный теплоносителем погружена спиральная часть трубопровода линии подачи напитка, предназначенного для транспортирования жидкости, в частности пива, от герметичной емкости (кег, бочка) к разливочной колонке.
Насос-мешалка установлен в резервуаре внутри спиральной части трубопровода линии подачи напитка. Внешний контур рециркуляции выполнен в виде трубопровода, сложенного вдвое - петлей и размещенного внутри теплоизолированного трубчатого коллектора, где он примыкает к трубопроводу с уже охлажденным напитком, при этом патрубки подачи и возврата внешнего контура рециркуляции теплоносителя размещены внутри резервуара с теплоносителем.
Трубопровод линии подачи напитка связан с автономным внешним источником подачи жидкости под давлением.
В резервуаре теплоносителя смонтировано термореле, электрически связанное с компрессором и электродвигателем вентилятора конденсатора, которое при охлаждении теплоносителя в резервуаре до заданной температуры выключает компрессор и электродвигатель вентилятора конденсатора.
Насос-мешалка обеспечивает интенсивный теплообмен между теплоносителем в резервуаре и трубопроводом теплообменника, а также прокачивает воду в питоне (изолированные трубопроводы, которые соединяют охладитель с раздаточной колонной) для поддержания температуры напитка в трубопроводах и охлаждения раздаточной колонны.
Недостатками ближайшего аналога является постоянная работа насоса-мешалки в независимости от изменения температуры продукта в линии подачи напитка.
Задача
Оптимизировать подачу электроэнергии для работы насоса-мешалки в зависимости от температурных параметров напитка в линии подачи напитка.
Технический результат:
- уменьшение энергопотребления системы охлаждения линии подачи напитка за счет включения и отключения насоса-мешалки в зависимости от значений температуры жидкости в трубопроводе теплообменника линии подачи напитка;
- увеличение срока службы насоса-мешалки за счет пониженного износа его частей, вследствие возникновения периодов отключения его электропитания;
- улучшение геометрии ледяного поля и, как следствие, увеличение банка намораживаемого и поддерживаемого во время работы льда, за счет уменьшения зон размытого льда в местах быстрого движения воды, вследствие возникновения периодов отключения электропитания насоса-мешалки.
Раскрытие технического решения
В системе охлаждения линии подачи напитка, которая содержит, линию циркуляции хладагента (2а), внешний контур рециркуляции (5с) теплоносителя (10) гидравлически связанный с резервуаром (1) теплоносителя (10), в который погружены трубопровод испарителя (2) линии циркуляции хладагента (2а), по меньшей мере, один трубопровод теплообменника (6) линии подачи напитка (6а), насос-мешалка (5), предлагается, дополнительно в систему ввести, релейный блок управления (7), который взаимодействует, по меньшей мере, с одним датчиком (7а), установленным в системе для снятия физических параметров жидкости в линии подачи напитка (6а), при этом релейный блок управления (7) выполнен с возможностью периодической активации и деактивации насоса-мешалки (5).
Перечисленные выше признаки, отличные от ближайшего аналога, необходимые и достаточные во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны полезной модели.
Таким образом, новым в заявляемом техническом решении является то, что:
дополнительно в систему введен, релейный блок управления (7), который взаимодействует, по меньшей мере, с одним датчиком (7а), установленным в системе для снятия физических параметров жидкости в линии подачи напитка (6а), при этом релейный блок управления (7) выполнен с возможностью периодической активации и деактивации насоса-мешалки (5).
Кроме того, предлагается:
- датчик (7а) разместить в резервуаре (1) теплоносителя (10), выполнить сопряженным с трубопроводом теплообменника (6) и выполнить с возможностью снятия показателей температуры жидкости через стенки трубопровода теплообменника (6).
- датчик (7а) установить на линии подачи напитка (6а) и выполнить с возможностью фиксации движения жидкости в линии подачи напитка (6а).
- датчик (7а) выполнить сопряженным, по меньшей мере, с одним трубопроводом теплообменника (6) через дополнительно введенную в резервуар (1) теплоносителя (10) тепловую шину (11), соединенную со стенкой входного участка, по меньшей мере, одного трубопровода теплообменника (6).
Заявляемое техническое решение поясняется примером, выполнение которого не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения технического результата предложенной новой совокупностью существенных признаков.
Сущность заявляемого технического решения представлена на чертежах, где:
- на фиг. 1 представлена схема системы охлаждения линии подачи напитка с датчиком для снятия показателей температуры жидкости;
- на фиг. 2 представлена схема системы охлаждения линии подачи напитка с датчиком для фиксации движения жидкости;
- на фиг. 3 представлена в собранном виде тепловая шина (9).
Краткое описание элементов чертежей
1 - резервуар;
2 - трубопровод испарителя;
2а - линия циркуляции хладагента;
3 - компрессор;
4 - конденсаторный блок;
4а - вентилятор;
4b - трубопровод конденсатора;
5 - насос-мешалка;
5а - трубопровод подачи;
5b - трубопровод возврата;
5с - внешний контур рециркуляции;
6 - трубопровод теплообменника;
6а - линия подачи напитка;
7 - релейный блок управления;
7а - датчик;
7b - термостат;
7с - микропроцессор;
7d - электрическое реле;
7е - модуль силовой коммутации;
8 - релейный блок управления;
8а - тепловой датчик;
8b - термостат;
9 - тепловая шина;
9а - часть тепловой шины;
9b - элемент крепления;
9с - монтажное отверстие;
10 - теплоноситель (вода);
11 - фильтр осушитель;
11а - расширительное устройство;
12 - источник напитка;
13 - разливная колонна;
14 - разливной кран;
15 - резервуар для напитка.
Промышленная применимость
Насос-мешалка (5) представляет собой, выполненные в одном корпусе, насос для перекачивания теплоносителя (10) во внешний контур рециркуляции (5с) и мешалку - для интенсификации теплообмена между теплоносителем (10) и трубопроводами теплообменника (6) в резервуаре (1). Внешний контур рециркуляции (5с) используется для охлаждения линии подачи напитка (6а) на участке между теплообменником (6) и разливочной колонны (13), а также самой разливочной колонны (13). Допускается эксплуатация системы охлаждения линии подачи напитка с насосом и мешалкой выполненными как отдельные комплектующие.
Датчик (7а) для снятия физических параметров жидкости в линии подачи напитка (6а) является устройством для считывания и передачи параметров состояния напитка в релейный блок управления (7), которыми могут быть как значения температуры, так и наличие движения напитка в линии подачи напитка (6а).
Релейный блок управления (7), предназначенный для активации и деактивации насоса-мешалки (5), представлен на примере термостата (7b) с датчиком (7а) для снятия показателей температуры жидкости (фиг. 1) и на примере микропроцессора (7с), который через модуль силовой коммутации (7е) управляет электрическим реле (7d) (фиг. 2) и получает показания датчиков (7а) для фиксации движения жидкости в линии подачи напитка (фиг. 2).
Выполнение релейного блока управления (7) с микропроцессором (7с) и модулем силовой коммутации (7е) может быть реализовано и в схеме с датчиком (7а) для снятия показателей температуры жидкости, однако на фиг. 1 не представлено.
Тепловая шина (9) выполнена из материала с высокой теплопроводностью и состоит из двух частей (9а), зафиксированных креплением (9b) на трубопроводах теплообменников (6). В тепловой шине (9) выполнено монтажное отверстие (9с) для установки датчика (7а), для снятия показателей температуры (фиг. 3). Тепловая шина (9) устанавливается на входе трубопроводов теплообменников (6) в резервуар (1) для создания теплового контакта между трубопроводами теплообменников (6) и датчиком (7а) для снятия показателей температуры. Применение тепловой шины позволяет использовать один датчик (7а) для двух и более трубопроводов теплообменников (6).
В случае использования только одного трубопровода теплообменника (6), тепловая шина (9) может не устанавливаться, а датчик (7а) для снятия показателей температуры жидкости крепится в резервуаре (1) теплоносителя (10) непосредственно к входному участку трубопровода теплообменника (6).
Возможен вариант, когда вместо тепловой шины (9) с каждым трубопроводом теплообменника (6) сопряжен отдельный датчик (7а) для снятия показателей температуры. При использовании варианта системы на фиг. 2 - датчик (7а) для фиксации движения жидкости устанавливаться на любом участке линии подачи напитка (6а).
Техническое решение представлено на примере системы охлаждения линии подачи напитка, в которой линия циркуляции хладагента (2а) содержит гидравлически связанные и последовательно установленные компрессор (3), конденсаторный блок (4), фильтр осушитель (11), расширительное устройство (11а), погруженный в резервуар (1) теплоносителя (10) испаритель (2); погруженный в резервуар (1) теплоносителя (10) насос-мешалку (5), сопряженный с трубопроводами подачи и возврата (5а и 5b) внешнего контура рециркуляции (5 с) теплоносителя (10); релейный блок управления (8) с датчиком (8а) для управления компрессором (3) и конденсаторным блоком (4); релейный блок управления (7) с датчиком (7а).
Каждая из двух представленных на фиг. 1 и фиг. 2 линий подачи напитка (6а) содержит гидравлически связанные и последовательно соединенные источник напитка (12), трубопровод теплообменника (6) погруженный в резервуар (1) теплоносителя (10), разливную колонну (13) с разливным краном (14) и резервуар для напитка (15).
После заполнения резервуара (1) теплоносителем (10), электроэнергия подается через контакт линии электропитания в релейном блоке управления (8) на компрессор (3) линии циркуляции хладагента (2а) и двигатель вентилятора (4а), а через контакт линии электропитания в релейном блоке управления (7) на насос-мешалку (5).
Теплоноситель (10) (вода) в резервуаре (1) начинает охлаждаться, достигает температуры фазового перехода и на испарителе начинает намораживаться лед. После охлаждения теплоносителя (10) в резервуаре (1) или намораживания заданного банка льда на трубопроводе испарителя (2), система охлаждения линии подачи напитка готова к работе (разливу). Тепловой датчик (8а) фиксирует температуру ниже порогового значения температуры, установленного в релейном блоке управления (8), вследствие чего, термостат (8b) размыкает контакт линии электропитания компрессора (3) и вентилятора (4а) конденсаторного блока (4). Обдув трубопровода конденсатора (4b) прекращается.
В релейном блоке управления (7), в случае использования датчика (7а) для снятия показателей температуры жидкости (фиг. 1), задано пороговое значение температуры, ниже которого насос-мешалка (5) выключается, а также задано пороговое значение температуры, выше которого происходит включение насоса-мешалки (5). После начала разлива за счет поступления теплого напитка происходит повышение температуры трубопровода теплообменника (6), что воспринимается датчиком (7а) напрямую при контакте с трубопроводом теплообменника (6) или через тепловую шину (9). Когда температура в месте установки датчика (7а) достигает температуры включения насоса-мешалки (5), термостат (7b) замыкает контакт линии питания насоса-мешалки (5) и насос-мешалка (5) активируется. Насос-мешалка (5) продолжает работать как во время разлива, так и после его окончания, пока температура в месте установки датчика (7а) не достигнет заданной температуры, при которой термостат (7b) размыкает контакт линии питания насоса-мешалки (5) и насос-мешалка (5) деактивируется.
В случае использования датчика (7а) для фиксации движения жидкости в линии подачи напитка (6а), команда на включение микропроцессором (7 с) насоса-мешалки (5) поступает на модуль силовой коммутации (7е) после начала разлива, а на выключение после остановки разлива.
Во время работы нососа-мешалки (5) теплоноситель (10) подается на внешний контур рециркуляции (5с) через трубопровод подачи (5а) и сбрасывается в резервуар (1) через трубопровод возврата (5b) для охлаждения линии подачи напитка (6а) на участке между теплообменником (6) и разливной колонной (13), а также самой колонны (13).
Чтобы избежать нагрева охлажденного напитка в линии подачи напитка (6а) во время отсутствия разлива, когда насос-мешалка (5) не работает и, как следствие, холодный теплоноситель (10) из резервуара (1) не подается во внешний контур рециркуляции (5с), релейный блок управления (7) может активировать насос-мешалку (5) на определенный уставкой период, если время простоя насоса-мешалки (5) достигает значения уставки срабатывания релейного блока управления (7). Также возможен режим работы релейного блока управления (7) когда активация и деактивация насоса-мешалки (5) выполняется по заданному времени работы и времени стоянки без учета показаний датчика (7а).
Источник информации:
1. Патент РФ на изобретение №2161290 «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ».