Климат-контроль раздаточного узла аквавендингового аппарата
Изобретение относится к аквавендинговым аппаратам (автоматам продажи воды), предназначенным для работы при отрицательных температурах окружающего воздуха, и непосредственно касается раздаточного узла аквавендингового аппарата, включающего камеру налива и трубопроводы, связанные с этой камерой, а конкретно, - соответствующего климат-контроля раздаточного узла для обеспечения возможности его (узла) работы в условиях отрицательной температуры окружающего воздуха. Техническая проблема заключается в необходимости повышения энергоэффективности климат-контроля раздаточного узла аквавендингового аппарата (обеспечение надёжной работоспособности узла при отрицательных температурах окружающего воздуха при минимальных затратах электроэнергии на обогрев). Технический результат заключается в выделении в раздаточном узле критических в температурном отношении зон (днище камеры налива и связанные с ней входной и выходной трубопроводы), в термоизоляции этих зон от окружающего воздуха и в обеспечении относительно равномерного и автоматически регулируемого нагревания этих зон в процессе эксплуатации раздаточного узла в условиях отрицательной температуры окружающего воздуха. Климат-контроль раздаточного узла представляет собой систему автоматического двухпозиционного регулирования температуры трёх критических в температурном отношении зон раздаточного узла. К этим зонам относятся днище 4 камеры 1 и трубопроводы 6 и 7 вместе с соответствующими патрубками 3 и 5. Климат-контроль содержит блок управления, нагревательный элемент и датчик температуры. Нагревательный элемент обеспечивает нагревание критических в температурном отношении зон раздаточного узла и функционально выполнен в виде трёх отрезков 8, 9, 10 греющего кабеля, электрически соединённых с блоком управления. Отрезок 8 предназначен для нагревания днища 4 камеры налива 1. Отрезок 9 предназначен для нагревания входного трубопровода 6. Отрезок 10 предназначен для нагревания выходного трубопровода 7. Днище 4 и отрезок 8 помещены в теплоизолирующий корытообразный чехол 12. Трубопровод 6 с отрезком 9 помещены в термоизолирующий шланг 13. Трубопровод 7 с отрезком 10 помещены в термоизолирующий шланг 14. Датчик температуры установлен на патрубке 3 выше крышки 2 камеры 1. 8 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к аквавендинговым аппаратам (автоматам продажи воды), предназначенным для работы при отрицательных температурах окружающего воздуха, и непосредственно касается раздаточного узла аквавендингового аппарата, включающего камеру налива и трубопроводы, связанные с этой камерой, а конкретно, - соответствующего климат-контроля раздаточного узла для обеспечения возможности его (узла) работы в условиях отрицательной температуры окружающего воздуха.
Уровень техники
Известен киоск-автомат для продажи воды, предназначенный для работы при отрицательной температуре окружающего воздуха и содержащий соответствующую систему климат-контроля (климат-контроль киоска-автомата), включающую термоизоляцию корпуса, а также узел термоконтроля и обогрева (см., например, описание полезной модели по патенту RU №113043 U1, МПК G07F 13/00, опубликовано 27.01.2012 Бюл. № 3, патентообладатель Бакалейко В.В.; описание полезной модели по патенту RU № 173506 U1, МПК G07F 13/00, опубликовано 29.08.2017 Бюл. № 25, патентообладатель Решетников М.В.).
Признаки известного киоска-автомата, общие с признаками заявленного технического решения, заключаются в наличии узла термоконтроля и обогрева.
Причина, препятствующая получению в известном киоске-автомате технического результата, который обеспечивается заявленным для патентования техническим решением, заключается в том, что упомянутый узел термоконтроля и обогрева осуществляет регулируемый нагрев всей внутренней полости корпуса киоска-автомата, включая и расположенный в корпусе раздаточный узел (камеру налива и связанные с ней трубопроводы), вследствие чего имеет место большой расход электроэнергии для поддержания работоспособности раздаточного узла при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Известен климат-контроль раздаточного узла аквавендингового аппарата (прототип), содержащий блок управления и электрически соединённые с ним датчик температуры и нагревательный элемент, выполненные с возможностью поддержания заданного положительного значения температуры внутри камеры налива воды (см. описание полезной модели к патенту RU №121382 U1, МПК G07F 7/00, опубликовано 20.10.2012 Бюл. № 29, патентообладатель ООО «Аквапост»).
Признаки известного климат-контроля (прототипа), общие с признаками заявленного технического решения, заключаются в том, что он содержит блок управления и электрически соединённые с ним датчик температуры и нагревательный элемент.
Причина, препятствующая получению в известном аквавендинговом аппарате технического результата, который обеспечивается заявленными для патентования техническим решением, заключается в том, что конструктивно и функционально данный климат-контроль осуществляет регулируемый нагрев всей внутренней полости камеры налива раздаточного узла аквавендингового аппарата и при этом не осуществляет регулируемый нагрев трубопроводов указанного раздаточного узла, вследствие чего имеет место низкая эффективность поддержания работоспособной (положительной) температуры раздаточного узла в условиях его работы при отрицательных температурах окружающего воздуха. Таким образом, в известном техническом решении (прототипе) имеет место, с одной стороны, чрезмерный и неэффективный расход электроэнергии на обогрев камеры налива, а с другой стороны, отсутствие обогрева трубопроводов (подводящего и отводящего), имеющего критическое значение для обеспечения работоспособности раздаточного узла при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявленное для патентования техническое решение, заключается в необходимости повышения энергоэффективности климат-контроля раздаточного узла аквавендингового аппарата (обеспечение надёжной работоспособности узла при отрицательных температурах окружающего воздуха при минимальных затратах электроэнергии на обогрев).
Раскрытие сущности изобретения
Технический результат, опосредствующий решение данной технической проблемы, заключается в выделении в раздаточном узле критических в температурном отношении зон (днище камеры налива и связанные с ней входной и выходной трубопроводы), в термоизоляции этих зон от окружающего воздуха и в обеспечении относительно равномерного и автоматически регулируемого нагревания этих зон в процессе эксплуатации раздаточного узла в условиях отрицательной температуры окружающего воздуха.
Достигается технический результат тем, что климат-контроль раздаточного узла аквавендингового аппарата содержит блок управления и электрически соединённые с ним датчик температуры и нагревательный элемент, при этом раздаточный узел включает камеру налива воды и связанные с ней входной и выходной трубопроводы, первый из которых предназначен для подачи воды в камеру налива воды, а второй – для отвода пролитой воды из камеры налива воды, нагревательный элемент выполнен в виде отрезков греющего кабеля, установленных с закреплением непосредственно снаружи как на указанных трубопроводах, так и на днище камеры налива воды, так что указанные трубопроводы по их длине и указанное днище по его площади находятся в непосредственном тепловом контакте с соответствующими отрезками греющего кабеля и при этом эти трубопроводы вместе с нагревающими их отрезками греющего кабеля помещены в теплоизолирующие шланги, указанное днище вместе с нагревающим его площадь отрезком греющего кабеля помещено в теплоизолирующий корытообразный чехол, а датчик температуры установлен с возможностью преобразования в электрический сигнал температуры входного трубопровода в области того конца этого трубопровода, которым этот трубопровод связан с камерой налива воды.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 приведена функциональная схема раздаточного узла аквавендингового аппарата; на фиг. 2 приведена функциональная схема произвольного участка входного трубопровода раздаточного узла вместе с отрезком соответствующего греющего кабеля и теплоизолирующего шланга; на фиг. 3 приведена функциональная схема произвольного участка выходного трубопровода раздаточного узла вместе с отрезком соответствующего греющего кабеля и теплоизолирующего шланга; на фиг. 4 приведена фотография фрагмента аквавендингового аппарата (опытного образца) с климат-контролем раздаточного узла, на которой показана с тыльной стороны и сверху верхняя часть камеры налива с входным трубопроводом, к которому прикреплён греющий кабель (без теплоизолирующего шланга); на фиг. 5 приведена фотография фрагмента аквавендингового аппарата с климат-контролем раздаточного узла, на которой показана с тыльной стороны и сверху нижняя часть камеры налива с выходным трубопроводом, к которому прикреплён греющий кабель (без теплоизолирующего шланга и без теплоизолирующего корытообразного чехла); на фиг. 6 приведена фотография фрагмента камеры налива, на которой показана с тыльной стороны камеры и снизу нижняя часть этой камеры с прикреплённой к днищу камеры теплоизолирующей подложкой с греющим кабелем (кабель не виден) и закрытым теплоизолирующим шлангом фрагмента выходного трубопровода с греющим кабелем (виден теплоизолирующий шланг красного цвета, трубопровод и греющие кабели не видны; при этом позиционные обозначения, взятые в штриховые овалы, указывают на конструктивные элементы, которые не видны на фотографии, но при этом они есть); на фиг. 7 приведена фотография теплоизолирующей подложки с уложенным на неё сверху и приклеенным к ней отрезком соответствующего греющего кабеля; на фиг. 8 приведена фотография фрагмента аквавендингового аппарата с заявленным климат-контролем раздаточного узла, на которой показана с тыльной стороны и снизу нижняя часть камеры налива, закрытая снизу теплоизолирующим корытообразным чехлом, показан также фрагмент выходного трубопровода, к которому прикреплён соответствующий отрезок греющего кабеля, при этом трубопровод и отрезок кабеля закрыты теплоизолирующим шлангом (виден шланг красного цвета, трубопровод и греющие кабели не видны; при этом позиционные обозначения, взятые в штриховые овалы, указывают на конструктивные элементы, которые не видны на фотографии, но при этом они есть).
Осуществление изобретения
Раздаточный узел аквавендингового аппарата (фиг. 1) содержит камеру 1 налива воды с крышкой 2, в которой установлен входной патрубок 3, и днищем 4, в котором установлен выходной патрубок 5, а также входной трубопровод 6, предназначенный для подачи воды в камеру 1 через патрубок 3, и выходной трубопровод 7, предназначенный для отвода пролитой воды из камеры 1 через патрубок 5 в канализацию. Входной трубопровод 6 является гладкостенным, что исключает образование внутри этого трубопровода даже минимальных застойных зон воды, в которых могут задерживаться и развиваться патогенные микроорганизмы. Выходной трубопровод 7 является гофрированным, что обусловлено требованием к его повышенной гибкости из-за того, что камера налива установлена на двери корпуса аквавендингового аппарата и её периодически открывают для осуществления технического обслуживания аквавендингового аппарата. При этом выходной трубопровод, через который пролитая вода сбрасывается в канализацию, к образованию застойных зон не критичен. Что касается гибкости входного трубопровода 6, то из-за его выполнения гладкостенным его гибкость ограничена и эта ограниченность в конструкции аквавендингового аппарата компенсируется особым расположением данного трубопровода, а именно, его вертикально ориентированным расположением с некоторым отклонением от вертикали, не превышающим 30°.
Климат-контроль данного раздаточного узла представляет собой систему автоматического двухпозиционного регулирования температуры трёх критических в температурном отношении зон раздаточного узла. К этим зонам относятся днище 4 камеры 1 и трубопроводы 6 и 7 вместе с соответствующими патрубками 3 и 5 (фиг. 1).
Более детально рассматриваемый климат-контроль включает следующие конструктивные элементы.
Блок управления (не показан) может быть выполнен в виде отдельного блока (аналогового или цифрового) или может функционально входить в контроллер аквавендингового аппарата, осуществляющий полное управление аквавендинговым аппаратом, включая и указанное регулирование температуры указанных критических зон.
Нагревательный элемент обеспечивает нагревание критических в температурном отношении зон раздаточного узла и функционально выполнен в виде трёх отрезков 8, 9, 10 греющего кабеля, электрически соединённых с блоком управления (фиг. 1-3). При этом отрезок 8 (фиг. 1, 7) предназначен для нагревания днища 4 камеры налива 1. Отрезок 9 (фиг. 2, 4) предназначен для нагревания входного трубопровода 6. Отрезок 10 (фиг. 3, 5) предназначен для нагревания выходного трубопровода 7. Все три отрезка могут быть выполнены физически (конструктивно) автономными, так что каждый из них самостоятельно подключен к блоку управления. Но может быть и так, что отрезки 8 и 10 физически представляют собой один отрезок греющего кабеля. Однако и в этом случае они рассматриваются (в рамках заявленных патентных притязаний) как функционально различные.
Датчик температуры (не показан) осуществляет непрерывное преобразование температуры входного патрубка 3 или входного трубопровода 6 в области его конца, соединённого с входным патрубком 3, в аналоговый электрический сигнал. В качестве датчика температуры может быть использован, например, термометр-сопротивление, который электрически соединён с блоком управления либо непосредственно, либо через аналого-цифровой преобразователь (в зависимости от конструкции блока управления). При этом датчик температуры установлен на патрубке 3 выше крышки 2 камеры 1с обеспечением непосредственного теплового контакта с этим патрубком.
Отрезок 8 греющего кабеля, предназначенный для нагревания днища 4 камеры налива 1, расположен на теплоизолирующей подложке 11, представляющей собой кусок самоклеящегося рулонного энергофлекса (вспененного полиэтилена), вырезанный по форме и размеру днища 4 с отверстием по центру под патрубок 5. При этом отрезок 8 уложен на подложке 11 в форме змейки, причём он приклеен к подложке 11 сверху с использованием липкого слоя самой подложки (фиг. 1, 7). Форма змейки даёт возможность охватить нагревом всю площадь днища 4. Для этого подложка 11 при помощи того же липкого слоя приклеена к днищу 4 снизу, так что отрезок 8 греющего кабеля оказывается непосредственно прижат к этому днищу. Кроме того, на нижнюю часть камеры налива 1 (вместе с закреплённой на днище 4 подложкой 11 с отрезком 8 греющего кабеля) надет теплоизолирующий корытообразный чехол 12, выполненный, например, из куска самоклеящегося рулонного энергофлекса. Чехол имеет форму корыта с собственным днищем и боковыми стенками, выполненными с возможностью охвата камеры 1 по её периметру снаружи и снизу, так что своими боковыми стенками чехол приклеен к боковой стенке камеры 1 с соответствующим прижатием подложки 11 с кабелем 8 к днищу 4 камеры 1 (фиг. 1, 8).
Отрезок 9 греющего кабеля расположен непосредственно на наружной поверхности входного трубопровода 6 вдоль всей длины этого трубопровода, включая и патрубок 3 (обвивая его), и зафиксирован на трубопроводе 6 при помощи фиксирующих элементов 15 (скотч, хомуты и т.п.) с обеспечением плотного контакта этого кабеля с этим трубопроводом (фиг. 2, 4). При этом трубопровод 6 вместе с соответствующим отрезком 9 греющего кабеля помещён в термоизолирующий шланг (рукав, трубку) 13, выполненный, например, в виде готовой трубки из энергофлекса, выпускаемой промышленностью в широком ассортименте, или изготовленный из кусков самоклеящегося рулонного энергофлекса (фиг. 2).
Отрезок 10 греющего кабеля расположен непосредственно на наружной поверхности выходного трубопровода 7 вдоль всей длины этого трубопровода, включая и патрубок 5 (обвивая его), и зафиксирован на трубопроводе 7 при помощи фиксирующих элементов 15 (скотч, хомуты и т.п.) с обеспечением плотного контакта этого кабеля с этим трубопроводом (фиг. 3, 5). При этом трубопровод 7 вместе с соответствующим отрезком 10 греющего кабеля помещён в термоизолирующий шланг (рукав, трубку) 14, выполненный, например, в виде готовой трубки из энергофлекса, выпускаемой промышленностью в широком ассортименте, или изготовленный из кусков самоклеящегося рулонного энергофлекса (фиг. 3, 6, 8).
Работа климат-контроля раздаточного узла заключается в следующем.
В блоке управления заранее (т.е. до наступления холодов) выставляют требуемое положительное значение температуры критических зон раздаточного узла (днище 4 камеры налива 1, входной 6 и выходной 7 трубопроводы с соответствующими патрубками 3 и 5). При этом датчик температуры осуществляет непрерывное преобразование температуры патрубка 3 (или трубопровода 6 в области патрубка 3) в электрический сигнал, который, будучи релевантным (в силу расположения датчика) в отношении текущего температурного режима указанных критических зон, поступает в блок управления. В блоке управления осуществляется практически непрерывное сравнение сигналов, поступающих от датчика температуры, с заданным положительным значением температуры, и на основании этого сравнения осуществляется двухпозиционное регулирование температуры днища 4 и трубопроводов 6 и 7 (включая патрубки 3 и 5), так что в итоге температура этого днища и этих трубопроводов колеблется около заданного положительного значения, не переходя при этом в область её отрицательных значений.
Климат-контроль раздаточного узла аквавендингового аппарата, содержащий блок управления и электрически соединенные с ним датчик температуры и нагревательный элемент, при этом раздаточный узел включает камеру налива воды и связанные с ней входной и выходной трубопроводы, первый из которых предназначен для подачи воды в камеру налива воды, а второй - для отвода пролитой воды из камеры налива воды, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен в виде отрезков греющего кабеля, установленных с закреплением непосредственно снаружи как на указанных трубопроводах, так и на днище камеры налива воды, так что указанные трубопроводы по их длине и указанное днище по его площади находятся в непосредственном тепловом контакте с соответствующими отрезками греющего кабеля и при этом эти трубопроводы вместе с нагревающими их отрезками греющего кабеля помещены в теплоизолирующие шланги, указанное днище вместе с нагревающим его площадь отрезком греющего кабеля помещено в теплоизолирующий корытообразный чехол, а датчик температуры установлен с возможностью преобразования в электрический сигнал температуры входного трубопровода в области того конца этого трубопровода, которым этот трубопровод связан с камерой налива воды.
