Устройство для охлаждения жидкости в резервуаре

 

Использование: в холодильной технике для охлаждения жидкостей, например молока и соков. Сущность изобретения: устройство содержит емкость для охлаждения жидкости с расположенной в ней капсулой для дозированной подачи хладагента и пробкой и размещенной над последней камерой . В каналах пробки размещены трубопроводы для сообщения верхней части капсулы и газовой полости емкости с камерой и нижней части капсулы с полостью вводимой в резервуар штанги. На ней укреплены защитный кожух и установлена с возможностью вращения распылительная головка, содержащая сопла и поворотный стакан с лопастями. Последний содержит участки большего и меньшего поперечного сечения. Сопла укреплены на стенках стакана на участке большего сечения и расположены под защитным кожухом. В полости стакана установлен поршень для обеспечения подачи хладагента к соплам через окна в стенке стакана и подачи газа через участок меньшего поперечного сечения к лопастям. 4 ил.

союз советских социялистических

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 F 25 D 13/00, А 01 J 9/04

ГОСУДЛРСТВЕННЫй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к холодильной — жен в нижней части капсулы и связан со технике и может быть использовано для ox- - штангой, лаждения жидкостей, например молока и Известно устройство, содержащее емсоков. кость (сосуд Дьюара) с охлаждающей жидкоИзвестно устройство, содержащее ем-: стью(жидким азотом), снабженную пробкой кость для молока (флягу) и сосуд Дьюара с и камерой, капсулой и трубопроводом. Емжидким азотом, снабженный капсулой с от- кость через коллектор сообщена с полостью верстием и клапаном, двумя трубопровода- штанги, в нижней части которой установлеми, двухходовым краном и источником на снабженная защитным кожухом поворот.сжатого газа, а в емкости для молока уста- ная распылительная головке. На ней новлена п()лая штанга с распылительной го- .закреплены направляющие втулки, охватыловкой и конусообразными элементами. ваемые лопастями сильфонного типа. На

Капсула смонтирована на выходных участ- концах лопастей установлены сопла, выходКВх трубопроводов. один из которых распо- ные участки которых направлены в противоложен s верхней части капсулы и связан с положные стороны, За счет действия источником сжатого газа. а другой располо- реактивных сил, создаваемых выходящей иэ сопел струей газифицированной охлаждаю4

00 фь

Q0 î (21) 4898664/13 (22) 02.01.91 (46) 30,12.92. Бюл. ¹ 48 (71) Конструкторское бюро Производственного объединения "Полет" (72) В.В.Рудаков и Ю,Н.Сеченов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1671204, кл. А 01 J 9/04, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ

ЖИДКОСТИ В РЕЗЕРВУАРЕ (57) Использование: в холодильной технике для охлаждения жидкостей, например молока и соков. Сущность изобретения: устройство содержит емкость для охлаждения жидкости с расположенной в ней капсулой для дозированной подачи хладагента и пробкой и размещенной над последней камерой. В каналах пробки размещены трубопроводы для сообщения верхней части капсулы и газовой полоСти емкости с камерой и нижней части капсулы с полостью вводимой в резервуар штанги. На ней укреплены защитный кожух и установлена с возможностью вращения распылительная головка, содержащая сопла и поворотный стакан с лопастями, Последний содержит участки большего и меньшего поперечного сечения. Сопла укреплены на стейках стакана на участке большего сечения и расположены под защитным кожухом. В полости стакана установлен поршень для обеспечения подачи хладагента к соплам через окна в стенке стакана и подачи газа через участок меньшего поперечного сечения к лопастям.

4 ил.

1784810 щей жидкости, происходит вращение распылительной головки и лопастей, которые перемешивают охлаждаемую жидкость в резервуаре.

Недостатком этого устройства является обрастание сопел и лопастей льдом, приводящее к закупорке сопел и невозможности изъявя штаны из резервуара с охлаждаемой жидкостью; :. .".

Цель изобретения — йовышейие удобства пользования и надежности в работе устройства для охлаждения жидкости в резервуаре.

Сущность изобретения заключается в предотвращении обрастания сопл и лопастей льдом за счет исключения контакта сопел с охлаждающей жидкостью и лопастей — с йизкотемпературным газом, поступающим из полости штанги. Для этого поворотный стакан распылительной головки выполняется содержащим сообщенные один с другим участки большего и меньшего поперечных сечений, первый иэ которых расположен выше нижней кромки защитного кожуха; Сопла укреплены на стенках поворотного стакана в верхней его части и сообщены с рабочей полостью через выполненные в стенках окна. В частй поворотного стакана большего поперечного сечения установлен с возможностью вертикального перемещения поршень для "обеспечения подачи хладагента к соплам и газа через участок" меньшего поперечйого сечения к лопастям.

На фиг. 1 показано устройство; на фиг. 2 — узел l на фиг, 1, выполненный с разрезом; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг, 2; на фиг.

4 — узел!! на фиг. 1.

° Устройство содержит емкость, выполненную в виде сосуда Дьюара 1 (фиг. 1), с охлаждающей жидкостью (жидким азотом) 2 и пробкой 3. В последней выполнены каналы 4, 5, 6, в которых размещены трубопроводы 7; 8, 9 соответственно. Трубопровод 7 сообщает верхнюю часть капсулы 10(фиг, 1) для дозированной выдачи хладагента (охлаждающей жидкости 2), расположенной в сосуде Дьюара 1, с установленной над пробкой 3 камерой 11 (фиг, 1). Трубопровод 8 сообщает газовую полость 12 (фиг. 1) сосуда

Дьюара 1 с камерой 11. Трубопровод 9 о- общает нижнюю часть капсулы 10 через коллектор 13 (фиг. 1) с полостью 14 (фиг, 2) вводимой в резервуар 15 (фиг. 1) вертикальной штанги 16. На нижнем конце последней закреплен защитный кожух 17 и установлена с возможностью вращения распылительная головка 18 (фиг. 2), содержащая диаметрально расположенные сопла

19 (фиг.2, 3) для выхода хладагента 2 и пово45 в камере 11. После помещения вертикальной штанги 16 с распылительной головкой

18 в резервуар (флягу) 15 поворотом крана

30 сообщают между собой полости камеры

11 и капсулы 10. Одновременно поворотом

50 крана 31 раэобщают полость камеры 11 с газовой полостью 12 сосуда Дьюара 1 и сообщают газовую полость 12 с атмосферой через канал 33 (фиг, 4) корпуса 34 крана 31, Это обеспечивает отсутствие дополнительного наддува капсулы 10 из газовой полости

12 сосуда Дьюара 1. При укаэанном положении крана 30 газообразный азот из камеры

11 по трубопроводу 7 под избыточным давлением поступает в капсулу 10 и вытесняет иэ нее жидкий азот 2, который по трубопро10

40 ротный стакан 20 (фиг. 2) с закрепленными на нем лопастями 21. Выходные участки сопел 19 направлены (фиг, 3) в противоположные стороны. Лопасти 21 выполнены в виде сильфонов с расположенными внутри них направляющими втулками 22 (фиг. 2). Поворотный стакан 20 содержит сообщенные один с другим участки 23 и 24 (фиг, 2) больmего и меньшего поперечных сечений соответственно. Участок 23 большего поперечного сечения расположен выше нижней кромки 25(фиг, 2) защитного кожуха

17. Сопла 19 укреплены на стенке 26 (фиг. 2) участка 23 большего поперечного сечения в верхней его части и сообщены с рабочей полостью 27 (фиг. 2) через выполненные в стенке 26 окна 28 (фиг. 2), На участке 23 большего поперечного сечения поворотного стакана 20 установлен с возможностью вертикального перемещения поршень 29 (фиг. 2) для обеспечения подачи хладагента

2 к соплам 19 и газа через участок 24 меньmего поперечного сечения поворотного стакана 20 к лопастям 21, Устройство функционирует следующим образом.

Испаряющийся в сосуде Дьюара 1 жидкий азот 2 переходит в газообразное состояние и- из газовой полости 12 по трубопроводу 8 поступает в камеру 11. При этом кран ы 30 (фиг. 1) и 31 (фиг. 4) находятся в следующих положениях; кран 30 перекрывает канал 4 и разобщает полости камеры 11 и капсулы 10, а кран 31 сообщает (фиг. 4) полость камеры 11 с газовой полостью 12 сосуда Дьюара 1, Давление газообразного азота в камере

11 увеличивается. При превышении расчетного значения давления часть азота автоматически сбрасывается в атмосферу через дренажно-предохранительный клапан 32 (фиг. 1). Таким образом создается и поддерживается необходимый для дальнейшей работы устройства запас газообразного азота

1784810

30

55 воду 9 поступает в коллектор 13, При этом жидкий азот испаряется. Затем газообразный азот поступает в полую штангу 16 (возможно попадание в штангу 20 и незначительного количества жидкой фазы, окончательное испарение которой произойдет в ней).

Под действием давления газа поршень

29 перемещается до упора в участок 24 меньшего поперечного сечения поворотноlo стакана 20, Окна 28 перестают быть перекрытыми поршнем 29, газ истекает через сопла 19. Возникающие при истечении газа реактивные силы создают момент (вследствие центрально-симметричного относительно оси штанги 16 расположения сопел 19) и лопасти 21 начинают вращаться (вместе с поворотным стаканом 20), перемешивая охлаждаемую жидкость 35 (фиг. 1), например, молока, в резервуаре(фляге) 15.

Вытесняемая из подпоршневого пространства (при перемещении поршня 29 иэ верхнего в нижнее положение) газовая среда поступает по направляющим втулкам 22 в полости 26 (фиг, 2) сильфонных лопастей

21, создает в них избыточное давление, в результате чего онй растягиваются. Растянутые лопасти 21 имеют большую площадь и, следовательно, более эффективно перемешивают охлаждаемую жидкость 35. Для достижения этой же цели между смежными гофрами сильфонных лопастей 21 закрепляются гибкие мембраны 37 (фиг, 2).

Прошедший через сопла 19 низкотемпературный газ выходит из-под кожуха 17 и поднимаясь вверх, охлаждает жидкость 35.

Поскольку растягиван le лопастей 21 производится не образующимся низкотемпературным газом, а газом, вытесняемым поршнем 29 иэ участк: 23 большего попе- 4 речного сечения поворотного стакана 20, то температура лопастей 21 будет примерно равной температуре охлаждающей жидкости 35, т,е. лопасти 21 не будут обрастать льдом.

Наличие у поворотного стакана 20 участка 23 большего поперечногэ сечения обеспечивает необходимый запас не низкотемпературного ("теплого") газа., требуемого для растяжения лопастей 21.

Наличие участка 24 меньшего поперечного сечения на поворо., ном стакане 20 так-, же способствует этому, т.к. и оскол ьку сильфонные лопасти 21 являются упругими и для их растяжения требуется повышенное давление, то дополнительный балластный обьем уменьшил бы с епень растяжеНия сильфонных лопастей 21.

Размещение участка 23 большего поперечного сечения повар >тного стакана 20 выше нижней кромки 25 защитного кожуха 17 исключает его обмерзание льдом (при нижнем положении поршня 29, т.е. когда на участке 23 большего поперечного сечения поворотного стакана 20 находится холодный газ).

Перекрытие поршнем 29 (в его верхнем положении) окон 28, выполненных на стенках 26 участка 23 большего поперечного сечения поворотного стакана 20 обеспечивает исключение сообщения полостей 36 (фиг, 2) сильфонных лопастей 21 с пространством, ограниченным защитным кожухом 17, т.е, исключает попадание холодного газа в лопасти 21.

Для обеспечения нахожденйя поршня

29 в нижнем положении(для максимального растягивания сильфонных лопастей 21 при подаче газа) нужно повышенное давление газа над поршнем 29, что обеспечивается соответствующим выбором геометрических размеров сопел 19 и лопастей 21 (учитывается создаваемое ими противодавление при движении поршня 29), Когда весь жидкий азот 2 из капсулы 10 вытеснен, газифицировался и вышел через сопла 19, то давление над поршнем 29 падает и становится меньшим, чем давление под поршнем 29. Сильфонные лопасти 21 сжимаются, и поршень 29 перемещается, занимая верхнее положение. Затем штангу 16 поднимают, резервуар 15 отводят в сторону и закрывают, а на его место устанавливают другой резервуар (флягу) 15

Перед поднятием штанги 16 из резервуара 15 поворотом крана 30 разабщают полость капсулы 10 от полости камеры 11 и поворстом крана 31 сообщают полость камеры 11 с газовой полостью 12 сосуда Дьюара 1, Газообразный азот заполняет камеру

11, Одновременно давлением столба жидкого азота 2 в сосуде Дьюара 1 клапан 38(фиг.

1) открывается и через отверстие 39 капсула

10 заполняется очередной дозой жидкого азота 2, Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повь1сить удобство пользования и надежность в работе устройства для охлаждения жидкости в резервуаре (за счет исключения закупоривания сопел и нарастания льда на сильфонных лопастях) и может быть использовано для охлаждения жидкостей (молока, молочных продуктов, соков и т.д.) в мелкотоварном производстве, например в сельском хозяйстве.

cDормула изобретения

Устройство для охлаждения жидкости в резервуаре, содержащее емкость для ох1784810 лаждающей жидкости с расположенной в ней капсулой для дозированной подачи хладагента и пробкой, в каналах которой размещены трубопроводы, один из которых сообщает верхнюю часть капсулы с установленной над пробкой камерой, другой — газовую полость емкости с указанной камерой, а третий — нижнюю часть капсулы через коллектор с полостью вводимой в резервуар вертикальной штанги; на нижнем конце которой укреплен защитный кожух и установлена с возможностью вращения распылительная головка, содержащая диаметральна расположенные сопла для выхода хладагента, выходные участки которых направлены в противоположные стороны, и поворотный стакан с закрепленными на нем лопастями, выполненными в виде сильфонов с расположенными внутри них направляющими втулками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения удобства в

5 пользовании и надежности в работе, поворотный стакан содержит сообщенные один с другим участки большего и меньшего поперечного сечения, первый из которых расположен выше нижней кромки кожуха, при

10 этом сопла укреплены Hà его стенках в верхней части и сообщены с рабочей полостью через выполненные в стенке окна, причем в этой части поворотного стакана установлен с возможностью вертикального перемеще15 ния поршень для обеспечения подачи хладагента к соплам и газа через участок меньшего поперечного сечения к лопастям. пела о

1784810

28.ЯуР

6аг, Составитель Ю.Сеченов

Техред М.Моргейтал Корректор Н,Слободянйк ..

Редактор

Заказ 4357 Тираж Подписйое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при fKHT СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина; 101