УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ МОЛОКА НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ

Полезная модель относится к пищевой промышленности и может быть использована для регулирования температуры молока в любое время года, а также других жидкостей, например питьевой воды.
Известна полезная модель «Терморегулирующее устройство для перевозки молока на автомобилях» [1]. Устройство содержит газовую холодильную установку, которая работает на сжиженном газе. Сжиженный газ, кроме этого, используется в качестве топлива для транспортного автомобильного двигателя. Основным недостатком этого устройства является то, что в настоящее время не все автомобили работают на сжиженном газе, поэтому предлагаемое устройство не может быть использовано на других транспортных средствах.
Наиболее близким техническим решением является «Устройство для регулирования температуры молока при его транспортировке» [2]. Предлагаемое устройство содержит термоэлектрический охладитель (ТЭО), который во время транспортировки молока автоматически поддерживает заданную оптимальную температуру, особенно в жаркое время года. Основным недостатком данного патента является то, что ТЭО потребляет электрическую энергию бортовой сети автомобиля, потребление энергии ТЭО может оказать отрицательное влияние на существующие потребители электроэнергии автомобиля.
Заявленная полезная модель решает задачу создания дополнительного источника электрической энергии.
Техническим результатом при этом является увеличение мощности бортовой электростанции, необходимой для использования ТЭО.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем систему охлаждения автомобильного двигателя, цистерну для молока, термоэлектрический охладитель, датчик температуры, блок управления, теплообменники термоэлектрического охладителя и теплообменник молока, дополнительно содержит термоэлектрический генератор, установленный на выхлопном трубопроводе отработавших газов двигателя и включает в себя горячий теплообменник, подключенный к горячим спаям и связан с отработавшими газами; холодный теплообменник, подключенный к холодным спаям и связан с системой охлаждения автомобильного двигателя. Кроме того, устройство содержит аккумуляторную батарею и главный распределительный щит, вход которых связаны с источниками электрической энергии, выход подключен к блоку управления.
На фигуре представлено заявляемое устройство для перевозки молока, которое содержит: цистерну для хранения молока 1; ТЭО 2, включающий в себя термоэлектрические модули 3, горячий теплообменник 4, холодный теплообменник 5; термоэлектрический генератор 6, который включает в себя выхлопной трубопровод 7, горячий теплообменник 8, термоэлектрические модули 9, холодный теплообменник 10; автомобильный двигатель 11; штатный генератор 12; змеевиковый теплообменник молока 13; теплообменник (радиатор) 14; термостат 15; электронный трехходовой кран 16; насос системы охлаждения 17; электрический насос 18; датчик температуры 19; задатчик 20; блок сравнения 21; блок управления 22, аккумуляторную батарею 23; главный распределительный щит 24; каналы подачи рассола 25, 26; каналы подачи охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34; канал подачи отработавших газов 35; каналы подачи электроэнергии 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44; каналы подачи электрических сигналов 45, 46, 47.
2
Электрический насос 18, канал 25, змеевиковый теплообменник 13, канал 26, холодный теплообменник 5 образуют замкнутый контур охлаждения молока, по которому циркулирует раствор соли СаСl или NaCl.
На выхлопном трубопроводе 7 устанавливается горячий теплообменник 8, который в результате теплообмена с выхлопным трубопроводом 7 нагревается, и теплота передается горячим спаям термоэлектрических модулей 9.
Термоэлектрические модули 9 соединяются между собой, их количество выбирается расчетным путем.
Холодный теплообменник 10 конструктивно прижимается к холодным спаям термоэлектрических модулей 9. Холодный теплообменник 10 имеет сквозные отверстия А, Б,…, по которым проходит охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя 11, при этом происходит теплообмен между охлаждающей жидкостью системы охлаждения холодными спаями термоэлектрических модулей 9.
Электронный трехходовой кран 16 согласно патенту №2270923 [3] устроен таким образом, что часть охлаждающей жидкости может быть направлена по каналу 28, другая часть - по каналу 30, или весь поток охлаждающей жидкости направляется по каналу 28, при этом канал 30 находится в закрытом положении.
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.
м
После заправки автомобиля холодным молоком (Т=2°С) устройство начинает работать. При этом пусть требуется поддерживать температуру молока в цистерне 1, равную 4°С. Тогда может быть рассмотрена работа устройства, состоящая из двух режимов.
Первый режим. При запуске двигателя 11 начинает работать система охлаждения, штатный генератор 12, термоэлектрический генератор (ТЭГ) 6. Штатный генератор 12 вырабатывает электроэнергию, которая подается по каналам 36, 40 в главный распределительный щит 24 и в аккумуляторную батарею 23, при этом происходит зарядка аккумуляторной батареи 23.
Одновременно начинает работать ТЭГ 6. На горячих спаях ТЭГ 6 происходит поглощение теплоты от отработавших газов (ОГ), а с холодной стороны отводится теплота охлаждающей жидкости за вычетом электроэнергии, полученной на внешней нагрузке. На внешней нагрузке ТЭГ 6 создает напряжение, равное электродвижущей силе (э.д.с.) за вычетом падения напряжения и внутреннего сопротивления, выработанная электроэнергия по каналам 39, 41 поступает в главный распределительный щит 24 и в аккумуляторную батарею 23, происходит ее усиленная зарядка.
м
Так как температура заправленного молока Т=2°С, то ТЭО после запуска двигателя не работает. В этом случае трехходовой кран 16 держит канал 28 в закрытом положении, а охлаждающая жидкость по каналу 30 поступает в ТЭГ 6 и по каналам 31, 29 поступает в термостат 15. Термостат 15 часть потока охлаждающей жидкости по каналу 33 направляет в двигатель 11, другая часть по каналу 32 направляется в теплообменник (радиатор) 14 и после теплообмена охлаждающая жидкость по каналам 34, 33 направляется в двигатель 11.
м
Второй режим. Если Т≥4°С, то сигнал от датчика температуры 19 подается в блок сравнения 21, сюда же задатчик 20 по каналу 46 подает сигнал в блок сравнения 21, где формируется сигнал управления, и подается в блок управления 22, который подает по каналу 44 электроэнергию в электронный трехходовой кран 16; по каналу 37 подается электроэнергия в ТЭО 2, а по каналу 38 - в электрический насос 18. Электронный трехходовой кран 16 открывает канал 28, запускает ТЭО 2 и электрический насос 18. При этом часть охлаждающей жидкости через трехходовой кран 16 по каналу 30 направляется на ТЭГ 6, а по каналу 28 - в горячий теплообменник 4, где охлаждает горячие спаи термоэлектрических модулей 3 и по каналу 29 поступает в термостат 15 и аналогичным образом (см. фиг.) поступает в двигатель 11.
2
Электрический насос 18 по каналу 25 подает охлажденный раствор соли СаСl или NaCl в змеевиковый теплообменник 13, находящийся в цистерне молока 1, здесь происходит теплообмен между молоком и раствором соли и понижение температуры молока. Далее по каналу 26 раствор соли поступает в холодный теплообменник 5, в результате теплообмена с холодными спаями термоэлектрических модулей 3 происходит понижение температуры раствора соли и цикл повторяется.
м
По достижении заданной температуры Т=4°С датчик температуры 19 подает сигнал в блок сравнения 21, формируется сигнал управления и подается в блок управления 22, который прекращает подачу электроэнергии на трехходовой кран 16, ТЭО 2 и электрический насос 18, и предлагаемое устройство переходит на работу в первом режиме.
При вынужденных остановках автомобиля, когда ТЭГ 6, штатный генератор 12 не могут вырабатывать электроэнергию, все потребители электроэнергии устройства питаются от аккумуляторной батареи 23.
При перевозке молока в холодной время года ТЭО 2 может работать как нагреватель, и молоко может подогреваться до оптимальной температуры.
Таким образом, устройство для перевозки молока на автомобильном транспорте, особенно в жаркое время года, позволяет поддерживать во время перевозки молока его оптимальную заданную температуру, при которой молоко можно сохранить без заметного повышения кислотности до доставки на молочные предприятия.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент на п/м №52468, МПК F0125B 7/16. Терморегулирующее устройство для перевозки молока на автомобилях / М.И.Селиванов, В.Н.Тимофеев, Г.Е.Чекмарев и др.; опубл. в БИ 28.03.2006.
2. Патент на п/м №31637, МПК F25B 21/02. Устройство для регулирования температуры молока при его транспортировке / В.Н.Тимофеев, Г.Е.Чекмарев, Н.А.Галкина и др.; опубл. 20.08.2003.
3. Патент №2270923, МПК F01P 7/16. Электрический термостат / В.Н.Тимофеев, Н.П.Кузин, А.Н.Краснов. Опубл. 27.02.06. Бюл.№6.