ШКАФ РАССТОЙНЫЙ

Область техники
Полезная модель относится к оборудованию пищевой промышленности, в частности к шкафам расстойным, применяемым для окончательной расстойки тестовых заготовок на предприятиях хлебопекарной и кондитерской промышленности. За счет создания и поддержания температурно-влажностного режима шкафы окончательной расстойки обеспечивают увеличение объема и увлажнение поверхности тестовых заготовок.
Уровень техники
1
2
Известен расстойный шкаф с установкой для увлажнения воздуха фирмы OSCAR LUCKS COMPANY (США) по патенту US 4373430 (дата публикации 15.02.1983). Расстойный шкаф имеет изотермическую камеру с двумя распашными дверями и климатической установкой. Панель управления расположена на крыше шкафа над дверью. Самоочищающийся увлажнитель для расстойного шкафа с высокой производительностью и быстрым нагревом имеет алюминиевую парогенерирующую нагревательную панель, включающую как минимум один литой термоэлектрический нагреватель (ТЭН), емкость и присоединенный к нагревательной панели изгибом канала поплавковый клапан, поддерживающий уровень воды в нагревательной панели в / дюйма (12,7 мм). Нагревательная панель монтируется с возможностью вращения на оси, под нагревательной панелью размещается поддон. Для очистки от накапливающихся минеральных отложений сухую нагревательную панель нагревают до 100°С и подают на нее холодную воду, что приводит к тепловому удару с последующим отторжением накипи от стенок увлажнителя. Накипь и отложения, содержащиеся на нагревательной панели, опрокидываются в поддон.
По сравнению с заявляемой полезной моделью аналог имеет ряд недостатков.
Во-первых, вода испаряется из открытой емкости увлажнителя постоянно проходящим над ней потоком воздуха, что ведет к выделению тепла даже при неработающих ТЭНах для нагрева воздуха; то есть при малой разности температур между расстойной камерой и помещением пекарни даже при отключенных ТЭНах температура внутри шкафа будет расти.
Во-вторых, поддон не имеет переливной трубки, через которую вода могла бы отводиться в канализационный сток в случае засорения канала поплавкового клапана подачи воды в устройстве поддержания постоянного уровня воды в емкости.
В-третьих, очистку емкости от накипи приходится производить вручную путем опрокидывания кипящей воды с откипевшей накипью и грязью в поддон, что создает опасность ожогов рук.
В-четвертых, расположение панели управления над дверью приводит к увлажнению панели.
Другим известным аналогом является устройство фирмы STANDEX INT. CORP. (США) для разморозки, замедления брожения и расстойки тестовых заготовок по патенту US 4674402 (дата публикации 23.06.1987). Устройство состоит из изотермической камеры с двумя распашными дверями и климатической установкой, в которую входят: ТЭНы для оттаивания замороженных тестовых заготовок, рефрижераторные ограждения для замедления затвердевания тестовых заготовок, котел, находящийся внутри камеры над полом и калорифер, находящийся на потолке камеры. Котел и калорифер образуют систему парогенерирования и используются для расстойки тестовых заготовок. В передней части камеры размещены вентиляторы. Во время расстойки нагнетаемый вентиляторами воздух циркулирует от калорифера к котлу, где забирает влагу и поднимает ее вверх к тестовым заготовкам. Параметры режима работы устройства регулируются органами
управления, расположенными на крыше устройства.
Данный аналог также имеет ряд недостатков по сравнению с заявляемой полезной моделью.
Во-первых, размещение парогенератора внутри изотермической камеры ведет к повышению температуры в зоне его работы и неконтролируемому повышению температуры при увеличении влажности воздушной среды в камере при отключенных ТЭНах.
Во-вторых, размещенный внутри расстойной камеры парогенератор является локальным источником тепла с повышенной температурой в зоне его работы.
В-третьих, панель управления расположена над дверью, что приводит к ее увлажнению.
В-четвертых, панель управления установлена слишком высоко. Для управления работой шкафа оператору приходится поднимать руки выше головы, смотреть вверх, напрягать зрение, что приводит к высокой утомляемости оператора во время работы.
Наибольшим числом общих с заявляемой полезной моделью признаков обладает шкаф расстойный изотермический сборный «КЛИМАТ-АГРО», выпускаемый предприятием ТАГРО (РФ), выбранный в качестве прототипа (См., например, информацию на сайте http://cmo-tv.narod.ru/). Шкаф поставляется покупателю в разобранном виде. Основу конструкции расстойного шкафа составляет изотермический шкаф, собираемый из комплекта унифицированных сэндвич-панелей с теплоизоляцией из пенополиуретана толщиной 80 мм. Размеры панелей обеспечивают возможность их транспортировки к месту установки шкафа через стандартные дверные проемы и лестничные марши. Шкаф имеет две распашные двери со смотровыми окнами. Герметизация дверей по периметру, прилегающему к фронтальной части шкафа, обеспечивается сдвоенным уплотнительным профилем
из эластичного материала с магнитными вставками. Для поддержания температурно-влажностного режима и принудительной циркуляции воздуха имеется климатическая установка тоннельного типа, размещенная в передней части (у дверей) на потолке расстойной камеры. Управление климатической установкой и контроль параметров осуществляет специализированная программируемая микропроцессорная система управления. Тангенциальный вентилятор забирает воздух из камеры шкафа и прогоняет его через блок ТЭНов для его нагрева и через парогенератор для его увлажнения. Воздух идет по отдельному каналу, который заканчивается на выходе направляющей пластиной, распределяющей нагретый и влажный воздух по камере шкафа.
Прототип обладает рядом недостатков.
Во-первых, размещение климатической установки с блоками ТЭНов внутри расстойной камеры создает в ней локальный источник тепла, приводящий к неравномерному нагреву воздуха в камере - вблизи климатической установки температура выше.
Во-вторых, размещение парогенератора внутри расстойной камеры приводит к невозможности регулировки температуры при малой разности температур в расстойной камере и в помещении пекарни. В теплое время года температура в пекарне может достигать температуры 35°С и выше, что близко к температуре расстаивания тестовых заготовок (35-45°С). При достижении заданной температуры устройство контроля температуры отключит нагреватели воздуха. Однако заданная влажность может быть не достигнута, поэтому парогенератор будет продолжать работать и повышать уже и так завышенную температуру. Устройство контроля температуры не сможет регулировать изменение температуры, как следствие произойдет ее неконтролируемый рост.
В-третьих, поскольку нагретый и увлажненный воздух из климатической установки подается тангенциальным вентилятором на направляющую
пластину, а канала, по которому он мог бы достичь пола, нет, воздух совершает оборот между выпускным и заборным отверстиями. Из-за того, что оба эти отверстия находятся на потолке расстойной камеры, воздух перемешивается только в ограниченном пространстве под потолком. Это приводит к неравномерности распределения температуры и влажности по объему камеры.
В-четвертых, ширины крыльчатки тангенциального вентилятора недостаточно для равномерного перемещения воздушных масс по всему объему расстойной камеры.
В-пятых, сэндвич-панели с теплоизоляцией из слоя пенополиуритана толщиной 80 мм достаточно тяжелы для переноски и монтажа.
В-шестых, при открывании дверей увлажняется панель управления, что ведет к покрытию кнопок и информационного табло влагой и продуктами испарения с поверхности тестовых заготовок и противней, снижает надежность и долговечность устройства, удобство работы с ним.
В-седьмых, панель управления расположена над дверями шкафа. Из-за большой высоты это требует от оператора частого поднятия рук, напряжения зрения и приводит к высокой утомляемости при работе.
Раскрытие полезной модели
В заявляемой полезной модели предпринята попытка устранить недостатки, присущие аналогам и прототипу. Техническими результатами заявляемой полезной модели являются:
- повышение пространственной и временной равномерности температурно-влажностного режима внутри камеры;
- повышение надежности работы шкафа;
- снижение толщины и удельной массы сборных панелей при сохранении их теплоизолирующих свойств;
- эргономическое удобство управления при эксплуатации шкафа.
Сущность полезной модели состоит в следующем. Расстойный шкаф включает: собираемый из сэндвич-панелей изотермический шкаф, по крайней мере одну распашную дверь, электроотсек с панелью управления, климатическую установку, содержащую парогенератор и нагреватель воздуха. Достижению заявленных технических результатов способствуют отличительные признаки полезной модели, перечисленные ниже.
Климатическая установка размещена на крыше изотермического шкафа. Выпускное отверстие воздуховода расположено в нижней части расстойной камеры, а заборное отверстие вентилятора - в верхней части у противоположной стенки. Выпускное отверстие воздуховода выполнено протяженным по всей ширине расстойной камеры.
Предложены, кроме того, отличия, характеризующие полезную модель в конкретных формах выполнения.
Во-первых, парогенератор и нагреватель воздуха в климатической установке пространственно разнесены и соединены между собой патрубком для подачи пара в нагреватель воздуха.
Во-вторых, в качестве теплоизолятора в сборных сэндвич-панелях использован пенофол.
В третьих, панель управления размещена сбоку от двери в углублении электроотсека, на удобной для оператора высоте.
Краткое описание чертежей
Заявляемая полезная модель проиллюстрирована чертежами. На фиг.1 представлен главный вид шкафа расстойного со стороны дверей расстойной камеры; на фиг.2 - вид шкафа сверху; на фиг.3 - разрез вдоль левой двери шкафа; на фиг.4 - главный вид климатической установки; на фиг.5 - вид климатической установки сверху. На фигурах приняты следующие обозначения:
1 - изотермический шкаф;
2 - распашная дверь;
3 - смотровое окно;
4 - панель управления;
5 - климатическая установка;
6 - крыша;
7 - вентилятор;
8 - плафон;
9 - электроотсек;
10 - расстойная камера;
11 - панели;
12 - измеритель влажности;
13 - измеритель температуры;
14 - тележка стеллажная;
15 - парогенератор;
16 - нагреватель воздуха;
17 - датчик уровня жидкости;
18 - патрубок для подачи пара;
19 - заливная трубка;
20 - переливная трубка;
21 - сливная трубка;
22 - электромагнитный клапан.
Осуществление полезной модели
Основу конструкции шкафа расстойного составляет изотермический шкаф 1, который собран из нержавеющих панелей 11 с теплоизоляцией из пенофола толщиной 5 мм. Шкаф имеет две распашные двери 2 со смотровыми окнами 3. Внутренний объем, образованный панелями и дверями, представляет собой расстойную камеру 10. Климатическая установка 5 вынесена за пределы расстойной камеры и размещена на крыше 6 изотермического шкафа. Герметизация дверей по периметру осуществлена уплотнительными
профилями, прилегающими к полу и к фронтальной поверхности шкафа. Тележки стеллажные 14 предназначены для размещения на их полках противней с тестовыми заготовками.
Парогенератор 15 выполнен в виде закрытой камеры из нержавеющей стали с залитыми водой ТЭНами, заливной 19, переливной 20, сливной 21 трубками и патрубком для подачи пара 18. Уровень воды контролируется датчиком уровня жидкости 17 при помощи электромагнитного клапана 22.
Нагреватель воздуха 16 выполнен в виде закрытой камеры из нержавеющей стали с ТЭНами и патрубком для подачи пара 18 из парогенератора. Защиту ТЭНов от перегрева обеспечивает терморегулятор.
Центробежный с двусторонним всасыванием вентилятор 7 установлен в передней части крыши изотермического шкафа.
Освещение обеспечивается двумя плафонами 8, установленными внутри расстойной камеры на электроотсеке 9. Электроотсек выполнен в виде герметичного коррозионно-стойкого короба. Со стороны расстойной камеры на нем размещены плафоны освещения, измеритель влажности 12 и измеритель температуры 13. С наружной стороны электроотсека установлена заглубленная в корпус панель управления 4. На панели управления размещены органы управления: переключатели (вводной, «Пуск» и «Стоп»), измерители-регуляторы температуры и влажности. Приборы управления расположены в стороне от основной зоны выхода испарений при открывании дверей и углублены в корпус электроотсека. Обеспечиваемая при этом защита от паров позволяет достичь повышения надежности, долговечности и безопасности устройства. Расположение приборов управления на уровне глаз обеспечивает эргономическое удобство управления работой шкафа.
Шкаф расстойный собирается из отдельных панелей многослойной структуры (так называемых сэндвич-панелей) и узлов при помощи болтовых
соединений. За счет применения пенафола в качестве теплоизолятора в сэндвич-панелях собираемые части шкафа максимально облегчены при сохранении их теплоизолирующих свойств. Габариты и масса (в среднем около 35 кг) панелей позволяет двум сборщикам переносить их через стандартные дверные проемы и по стандартным лестничным маршам к месту сборки шкафа.
Шкаф расстойный работает следующим образом. Включают переключатель, устанавливают требуемую температуру на измерителе-регуляторе температуры и требуемую влажность на измерителе-регуляторе влажности. После установки необходимых параметров открывают одну из дверей, закатывают в камеру шкафа тележку с тестовыми заготовками, закрывают дверь. Аналогично через другую дверь закатывают вторую тележку.
Расстойка тестовых заготовок происходит в расстойной камере. Климатическая установка обеспечивает поддержание температурно-влажностного режима и принудительной циркуляции воздуха. Размещенная на крыше изотермического шкафа климатическая установка изолирована от расстойной камеры и не нарушает равномерности температурно-влажностного режима воздушной среды в камере.
Полезная модель обеспечивает новую схему создания рабочего тела - подогретого и увлажненного воздуха. Вентилятор подает воздух из расстойной камеры только в блок ТЭНов нагревателя воздуха. Пар из парогенератора в нагреватель воздуха поступает при необходимости увеличения влажности в камере шкафа. Пар подается на ТЭНы, тем самым увеличивая кинетическую энергию молекул пара. Нагретый и увлажненный воздух подается вентилятором через выпускное отверстие воздуховода в нижней части стенки расстойной камеры и уходит в заборное отверстие вентилятора, расположенного в передней части потолка. Поток воздуха при этом проходит камеру по диагонали, интенсивно перемешивая и равномерно
распределяя воздушные массы по объему камеры.
В зависимости от назначения и качества тестовых заготовок процесс расстойки может длиться от 30 до 90 минут. Освещение позволяет осуществлять визуальный контроль процесса расстойки тестовых заготовок через смотровые окна. По истечении времени расстойки открывают двери шкафа и последовательно вывозят тележки из камеры.