ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПИЩЕВАРОЧНЫЙ КОТЕЛ

Полезная модель относится к тепловому оборудованию, в частности к пищеварочным котлам с косвенным обогревом, в которых нагрев и варка производится с помощью пароводяных рубашек, и может быть использовано на предприятиях общественного питания для варки бульонов, овощей, гарниров, а также приготовления первых блюд, компотов, напитков, кипячения молока.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является пищеварочный электрический котел КПЭ-60, содержащий варочную емкость с пароводяной рубашкой, для нагрева которой используются трубчатые электронагреватели [Белобородов В.В., Гордон Л.И. Тепловое оборудование предприятий общественного питания: Учеб. пособие для технол. фак. торг.вузов. - М.: Экономика, 1983. - 117-119 с.].
Основным недостатком данного котла является повышенные металлоемкость и затраты тепла на разогрев конструкции, связанные с необоснованным выбором потребной теплопередающей поверхности варочной емкости и мощности электронагревателей. Площадь теплопередающей поверхности сосуда в таком аппарате определяется расположением сварного соединения сосуда с наружной обечайкой паровой полости, т.е. вертикальным расстоянием от нижней точки сосуда до горизонтальной плоскости сварного шва или, что то же, высотой верхней части рубашки. Конструкцией известного котла предусмотрено использование рубашки по всей высоте варочного сосуда. Повышенная мощность электронагревателей приводит к частому срабатыванию пуско - и терморегулирующей аппаратуры во время разогрева.
Кроме того, конструкцией известного котла предусмотрено удаление воздуха из рубашки вручную. Качество такой операции, от которой зависят продолжительность разогрева котла и его теплопотери, определяются субъективными факторами, такими как внимание и квалификация обслуживающего персонала, поскольку момент окончания продувки определяется визуально по интенсивности выхода пара из продувочного устройства.
Предполагаемая полезная модель направлена на повышение тепловой экономичности пищеварочного котла и экономии ресурсов по сравнению с прототипом, выражающееся в сокращении времени разогрева на 3,4%, снижении температуры облицовки ниже допускаемой на 18°C, сокращении числа срабатывания контрольно-предохранительной аппаратуры.
Это достигается тем, что пищеварочный котел, содержит корпус, размещенный в нем варочный сосуд и парогенератор, причем имеет автоматическое устройство удаления воздуха из рубашки, которое состоит из емкостного датчика ВБ1.18М.75.10.7.2.К, установленного диаметрально противоположно на патрубке удаления воздуха, соленоидного клапана, электромагнитного реле, а высота верхней части пароводяной рубашки котла может быть сокращена до 50% по уточненному расчету потребной площади теплопередающей поверхности варочной емкости:
2
где F - площадь теплопередающей поверхности варочного сосуда, м;
Q - количества тепла, переданного продукту за время разогрева, Дж;
к
2
k - коэффициент теплопередачи от пара к продукту, Вт/(м·°С);
- соответственно разность температур пара и продукта в конце и в начале процесса разогрева котла, °C;
p
τ - время разогрева котла, с;
н
τ - время разогрева теплоносителя в парогенераторе, с.
к
к
н
p
H
2
По результатам теплотехнического расчета для котла емкостью 60 литров получено Q=19656000 Дж, k=1366 Вт(м·°C), Δt=13,1°C, Δt=40,4°C. Время разогрева, принятое не более нормативного (2700 с.), составило τ=2610 с, время разогрева теплоносителя τ=300 с.
Искомую высоту верхней части пароводяной рубашки можно рассчитать исходя из геометрического определения площади теплопередающей поверхности варочной емкости, т.е. суммы потребной площади цилиндрической и полусферической части сосуда:
где D - диаметр варочного сосуда, м;
2
Из формулы (2) с учетом D=0,425 м и F=0,476 м получаем потребную высоту цилиндрической части варочного сосуда, равную высоте верхней части пароводяной рубашки:
Таким образом полученное по формуле (1) значение потребной площади теплопередающей поверхности позволяет сократить высоту верхней части рубашки от начальной 0,282 м до потребной 0,144 м, т.е. на 138 мм (50%).
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1, 2, 3 изображен пищеварочный котел с разрезами и на фиг.4 представлена схема блока автоматической продувки с емкостным датчиком.
Пищеварочный котел содержит корпус 1 (фиг.1), окруженный термоизоляцией 2, внутри которого находится варочный сосуд 3, закрываемый крышкой 4. Стенки варочной емкости и корпуса образуют пароводяную рубашку 5 с уменьшенной высотой на 138 мм. К нижней части корпуса прикреплен парогенератор с трубчатыми нагревателями 6 и кран уровня 7. Аппарат снабжен заливной воронкой 8, контрольно-предохранительной аппаратурой 9 и блоком автоматического удаления воздуха из рубашки 10 (фиг.1), который содержит емкостной датчик 11 ВБ1.18М.75.10.7.2.К (фиг.2), установленный диаметрально противоположно на патрубке удаления воздуха 12 в горловине 13 (фиг.3), соленоидный клапан Y, электромагнитное реле К1 (фиг.4).
Котел работает следующим образом.
После заполнения корпуса 1 рабочей жидкостью через заливную воронку 8 до нормы кран уровня 7 закрывается, и включаются в работу трубчатые нагреватели 6. По мере нагревания и испарения теплоносителя его пары заполняют пароводяную рубашку 5, вытесняя из нее воздух, и отдают скрытую теплоту парообразования варочному сосуду 3. После чего начинается тепловая обработка содержимого варочного сосуда. Выпустив воздух из рубашки, блок 10 автоматически ее герметизирует.
Принцип работы блока автоматического удаления воздуха из рубашки заключается в следующем. В момент включения котла соленоидный клапан Y (фиг.4) открывается, обеспечивая свободный выход воздуха из паровой рубашки. После удаления воздуха из рубашки в отводящей линии появляется практически чистый пар, диэлектрическая проницаемость, которого отличается от воздушной среды. В этот момент срабатывает емкостной датчик А1, параметры которого настроены на свойства среды близкие к чистому пару, и реле К1. Его контакты К1.1 размыкаются, и соленоидный клапан Y закрывается, автоматически герметизируя рубашку котла. Для стабильности работы блока в схеме предусмотрена автоблокировка датчика с помощью контактов К1.2, которые подключают электромагнитное реле в момент его срабатывания.
Обоснованный выбор площади теплопередающей поверхности варочного сосуда позволяет уменьшить металлоемкость вследствие сокращения высоты рубашки, сократить время разогрева пищеварочного котла, уменьшить тепловые потери в окружающую среду при той же мощности электронагревателей. Кроме того, использование автоматического устройства продувки рубашки позволяет четко фиксировать момент окончания удаления воздуха из рубашечного пространства, что также уменьшает теплопотери с выбросом пара в атмосферу, сокращает число срабатывания контрольно-предохранительной аппаратуры, улучшает микроклимат в зоне обслуживания котла.
Список литературных источников
Белобородов В.В., Гордон Л.И. Тепловое оборудование предприятий общественного питания: Учеб. пособие для технол. фак. торг. вузов. - М.: Экономика, 1983. - 117-119 с.].