RU2092038C1

RU2092038C1 - Cooling unit for farms

Info

Publication number: RU2092038C1
Application number: RU95117527A
Authority: RU
Inventors: П.А. Андреев; В.Д. Костин; Ф.Г. Марьяхин; А.И. Учеваткин; Б.П. Коршунов; М.А. Цыганков
Original assignee: Республиканский научный хозрасчетный инновационный центр агропромышленного комплекса
Priority date: 1995-10-16
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 1997-10-10

Abstract

FIELD: cooling of liquid products, in particular, milk, in agricultural production, food-processing engineering. SUBSTANCE: cooling unit has rotary wheel mounted on central pipeline axially mounted in upper part of housing, aerodynamic blades fixed on rotary wheel. Central pipeline is communicated with feeding pump, which is connected with heat-exchanging device. Distributing pipe is arranged in mid portion of housing and provided with spraying nozzles directed upward. Distributing pipe is connected through regulating valve and filter with water supply system. Discharge branch pipe is mounted in side wall of housing lower part separated from mid portion of housing by annular space. Discharge branch pipe is separated from inner cavity of lower part of housing by vertical screen defining, together with side wall of lower part, space in upper and lower parts of housing. Discharge branch pipe is communicated with equalizing tank and heat-exchanger via vertical or inclined pipe. Equalizing tank is connected with heat-exchanger and evaporator of refrigerating machine. Evaporator is connected with pump and heat-exchanger. Discharge branch pipe connects lower part of housing via valve and container to pump, which is connected with condenser of refrigerating machine and via valve - with central pipeline. Cylindrical wall of upper part and horizontal wall of mid part of housing are provided with openings. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced reliability in operation. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области охлаждения жидких продуктов, в частности молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других пищевых продуктов. The invention relates to the field of cooling liquid products, in particular milk, and can be used in agricultural production, the food industry, as well as in the processing and storage of milk and other food products.

Известны установки для охлаждения молока на животноводческих фермах, использующие естественный холод (авт. свид. СССР N 1685324, кл. A 01 J 9/04, " Устройство для охлаждения молока на животноводческих фермах"; авт. свид. СССР N 1659690 " Устройство для аккумулирования холода на животноводческих фермах"). Недостатком этих устройств является высокая металлоемкость и стоимость. Known installations for cooling milk on livestock farms using natural cold (ed. Certificate of the USSR N 1685324, class A 01 J 9/04, "Device for cooling milk on livestock farms"; ed. Certificate of the USSR N 1659690 "Device for accumulation of cold on livestock farms "). The disadvantage of these devices is the high metal consumption and cost.

Известна градирня для охлаждения воды на животноводческих фермах, состоящая из водосборного бассейна с трубопроводами, корпуса с технологическим оборудованием и вентиляторными установками (см. Покровский Н.К. Холодильные машины и установки. М. Пищевая промышленность, 1969, с. 108.111). Known cooling tower for cooling water on livestock farms, consisting of a drainage basin with pipelines, a housing with technological equipment and fan installations (see Pokrovsky NK Refrigeration machines and installations. M. Food industry, 1969, S. 108.111).

Недостатком этого устройства является недостаточная надежность, объясняемая наличием вентиляторной установки с электродвигателем, работающим во влажной среде, сильное обмерзание в зимнее время и повышенный расход электроэнергии. The disadvantage of this device is the lack of reliability due to the presence of a fan unit with an electric motor operating in a humid environment, severe freezing in the winter and increased energy consumption.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для охлаждения молока (патент России N 1793858, кл. A 01 J 9/04, 1993, "Устройство для охлаждения молока"), содержащее корпус, вращающееся колесо, установленное на центральном трубопроводе, распылительные трубы, аэродинамические лопасти, трубопроводы, краны, экран, насос, теплообменное устройство, уравнительный бак, резервуар. The closest in technical essence to the present invention is a device for cooling milk (Russian patent N 1793858, CL A 01 J 9/04, 1993, "Device for cooling milk"), comprising a housing, a rotating wheel mounted on a central pipeline, spray pipes, aerodynamic blades, pipelines, taps, screen, pump, heat exchange device, surge tank, tank.

Недостатком этого устройства является его большая материалоемкость и ограниченная хладопроизводительность, что ограничивает область его применения. The disadvantage of this device is its high material consumption and limited refrigeration capacity, which limits its scope.

Задачей изобретения является повышение хладопроизводительности и снижение материалоемкости, расширение области применения водоохлаждающих установок на фермах. The objective of the invention is to increase the cooling capacity and reduce material consumption, expanding the scope of water-cooling plants on farms.

В результате использования изобретения достигается возможность снизить материалоемкость устройств, повысить его хладопроизводительность и расширить область применения водоохлаждающих установок на фермах России. As a result of the use of the invention, it is possible to reduce the material consumption of devices, increase its refrigerating capacity and expand the scope of water-cooling installations on Russian farms.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что корпус выполнен из трех составных частей: нижней, средней и верхней, причем вращающееся колесо с распылительными форсунками расположено внутри верхней части корпуса, а в боковой стенке нижней части корпуса установлен сливной патрубок, отделенный от внутреннего объема нижней части корпуса вертикальным экраном, образующим в верхней и нижней частях зазоры с боковой стенкой нижнего корпуса, причем сливной патрубок соединен с уравнительным бачком вертикальной или наклонной трубой, а в средней части корпуса установлены трубы с распылительными форсунками, направленными вверх, соединенные через кран-регулятор и фильтр с системой водоснабжения, а в стенке верхней части корпуса и в горизонтальной стенке средней части корпуса имеются отверстия, при этом уравнительный бачок соединен с теплообменником и испарителем холодильной машины и через краны со сливным патрубком, установленным в нижней части корпуса, при этом установлена дополнительная емкость, соединенная через кран со сливным патрубком, а в нижней части с подающим насосом и далее с конденсатором холодильной машины. The above technical result is achieved in that the housing is made of three components: lower, middle and upper, and a rotating wheel with spray nozzles is located inside the upper part of the housing, and a drain pipe is installed in the side wall of the lower part of the housing, separated from the internal volume of the lower part of the housing vertical screen, forming in the upper and lower parts of the gaps with the side wall of the lower housing, and the drain pipe is connected to the surge tank of a vertical or inclined pipe, and in the middle part of the casing there are pipes with spray nozzles directed upwards, connected through a faucet-regulator and a filter to the water supply system, and there are openings in the wall of the upper part of the casing and in the horizontal wall of the middle part of the casing, while the surge tank is connected to the heat exchanger and the refrigeration evaporator machines and through taps with a drain pipe installed in the lower part of the housing, while an additional tank is installed, connected through a crane with a drain pipe, and in the lower part with a supply m pump and further with the condenser of the refrigeration machine.

На чертеже изображен общий вид предлагаемой установки. The drawing shows a General view of the proposed installation.

Установка содержит вращающееся колесо 1, установленное на центральном трубопроводе 2, расположенном по оси верхней части корпуса 3, а на вращающемся колесе 1 укреплены трубы 4 с распылительными форсунками, аэродинамические лопасти 5 и сальниковое уплотнение 6, причем центральный трубопровод 2 соединен с подающим насосом 7, который в свою очередь соединен с теплообменником 8, а внутри средней части корпуса 9 установлена труба 10 с распылительными форсунками 11, направленными вверх, соединенная через фильтр 12 с системой водоснабжения, а в боковой стенке нижней части корпуса 13, отделенного от средней части корпуса 9 кольцевым зазором, установлен сливной патрубок 14, отделенный от внутреннего объема нижней части корпуса 9 вертикальным экраном 15, образующим в верхней и нижней частях зазор с боковой стенкой нижнего корпуса 13, причем сливной патрубок 14 соединен с вертикальной или наклонной трубой с уравнительным бочком 16 и далее теплообменником 8 и испарителем холодильной машины 17, соединенным в свою очередь через кран 18 с насосом 7 и теплообменником 8, кроме того, сливной патрубок соединен через кран 19 и емкость 20 с насосом 21, соединенным в свою очередь с конденсатором 22 холодильной машины и через кран 23 с центральным трубопроводом 2. На трубопроводе, соединяющем систему водоснабжения с распределительной трубой 10, установлен кран-регулятор 24, в цилиндрической стенке верхней части корпуса 3 и в горизонтальной стенке средней части корпуса 9 сделаны отверстия 25. The installation comprises a rotating wheel 1 mounted on a central pipe 2, located along the axis of the upper part of the housing 3, and pipes 4 with spray nozzles, aerodynamic blades 5 and an oil seal 6 are fixed on the rotating wheel 1, the central pipe 2 being connected to the feed pump 7, which in turn is connected to a heat exchanger 8, and inside the middle part of the housing 9 a pipe 10 is installed with spray nozzles 11 directed upward, connected through a filter 12 to a water supply system, and in the side a drain pipe 14 is installed to the wall of the lower part of the housing 13, separated from the middle part of the housing 9 by an annular gap, separated from the internal volume of the lower part of the housing 9 by a vertical screen 15, forming a gap in the upper and lower parts with the side wall of the lower housing 13, the drain pipe 14 connected to a vertical or inclined pipe with equalization barrel 16 and further heat exchanger 8 and the evaporator of the refrigeration machine 17, connected in turn through a valve 18 to the pump 7 and the heat exchanger 8, in addition, the drain pipe is connected n through a valve 19 and a container 20 with a pump 21, which in turn is connected to the condenser 22 of the refrigeration machine and through a valve 23 with a central pipe 2. On the pipeline connecting the water supply system to the distribution pipe 10, a control valve 24 is installed, in the cylindrical wall of the upper parts of the housing 3 and in the horizontal wall of the middle part of the housing 9 holes 25 are made.

Водоохлаждающая установка работает следующим образом. Water-cooling installation operates as follows.

Установка устанавливается на открытом воздухе над теплообменником 8 и уравнительным бачком 16. В нижнюю часть корпуса 13, в уравнительный бачок 16, расположенный в производственном помещении, и в водяную рубашку теплообменника 8 заливается вода. Для охлаждения молока, помещаемого в теплообменник 8 в холодное время года, включается насос 7. Отепленная вода из водяной рубашки теплообменника 8 через краны 18 и 23 подается в центральный трубопровод 2, откуда поступает во внутренний объем вращающегося колеса 1 и трубы 4 с распылительными форсунками и выбрасывается через них, создавая вращающий момент. От вытекания в зазор по оси предохраняет сальниковое уплотнение 6. Вращающееся колесо вращает и аэродинамические лопасти 5, создавая воздушный поток, направленный навстречу распыленной воде и охлаждает ее. В установку может подаваться вода через трубу 10 и распылительные форсунки 11, соединенные с системами водоснабжения фермы. Количество этой воды регулируется краном-регулятором 24. Охлажденная вода стекает в нижнюю часть корпуса 13. Если вода в нем замерзла, то протекая по поверхности льда, и охлаждаясь, вода перетекает верхний край экрана и через верхний зазор между экраном 15 и боковой стенкой нижнего корпуса 13 попадает к сливному патрубку 14, если же вода не замерзла или замерзла неполностью, то нижние холодные слои воды "вытесняются" через нижний зазор между экраном 15 и боковой стенкой нижней части корпуса 13 и также поступают в сливной патрубок 14, а оттуда попадают в уравнительный бачок 16, далее поступают к водяной рубашке теплообменника 8, а затем в насос 7 и далее в центральный трубопровод 2 и цикл повторяется. В теплое время года, когда работает холодильная машина, установка может быть использована в качестве градирни. Отепленная вода насосом 7 через кран 18 подается в испаритель холодильной машины 17, откуда в уравнительный бачок 16 и в водяную рубашку теплообменника 8, охлаждая молоко. Охлажденная вода из сливного патрубка 14 через кран 19 и емкость 20 подается в насос 21, далее в конденсатор 22 холодильной машины, охлаждая его, и далее через кран 23 подается на вращающееся колесо 1, а затем процесс идет так, как описано выше. Дополнительно охлаждение может производиться водой, поступающей из системы водоснабжения фермы. Количество ее регулируется краном-регулятором 24. Часть воды через отверстия 25 может проникать на наружную цилиндрическую поверхность верхней части корпуса 3 стекает по этой поверхности и через отверстия 25 горизонтальной поверхности средней части корпуса заливается обратно. Верхняя часть корпуса при этом охлаждается. The installation is installed outdoors above the heat exchanger 8 and the surge tank 16. In the lower part of the housing 13, in the surge tank 16 located in the production room, and water is poured into the water jacket of the heat exchanger 8. To cool the milk placed in the heat exchanger 8 in the cold season, the pump 7 is turned on. Heated water from the water jacket of the heat exchanger 8 is supplied through the taps 18 and 23 to the central pipe 2, from where it enters the internal volume of the rotating wheel 1 and pipe 4 with spray nozzles and ejected through them, creating torque. The gland packing 6 protects against leakage in the axial clearance. The rotating wheel rotates the aerodynamic blades 5, creating an air flow directed towards the sprayed water and cools it. Water can be supplied to the installation through a pipe 10 and spray nozzles 11 connected to the farm's water supply systems. The amount of this water is regulated by a faucet-regulator 24. Chilled water flows into the lower part of the casing 13. If the water in it is frozen, then flowing over the ice surface and cooling, the water flows over the upper edge of the screen and through the upper gap between the screen 15 and the side wall of the lower case 13 gets to the drain pipe 14, if the water did not freeze or did not completely freeze, then the lower cold layers of water are "forced out" through the lower gap between the screen 15 and the side wall of the lower part of the housing 13 and also enter the drain pipe 14, and from there I get t into the equalization tank 16, then they go to the water jacket of the heat exchanger 8, and then to the pump 7 and then to the central pipe 2 and the cycle repeats. In the warm season, when the refrigeration machine is operating, the unit can be used as a cooling tower. The heated water by the pump 7 through the valve 18 is fed to the evaporator of the refrigerating machine 17, from where it goes to the equalization tank 16 and to the water jacket of the heat exchanger 8, cooling the milk. Cooled water from the drain pipe 14 through the valve 19 and the container 20 is supplied to the pump 21, then to the condenser 22 of the refrigeration machine, cooling it, and then through the valve 23 is supplied to the rotating wheel 1, and then the process proceeds as described above. Additionally, cooling can be done with water coming from the farm's water supply system. Its amount is regulated by a regulating valve 24. Part of the water through the holes 25 can penetrate the outer cylindrical surface of the upper part of the housing 3 flows down this surface and is poured back through the holes 25 of the horizontal surface of the middle part of the housing. The upper part of the body is cooled.

Цель изобретения достигается, т.к. отпадает необходимость в теплоизолированном корпусе, что уменьшает материалоемкость. Увеличение хладопроизводительности и области применения достигается за счет применения льдоаккумулятора. The purpose of the invention is achieved, because there is no need for a thermally insulated casing, which reduces material consumption. The increase in refrigerating capacity and scope is achieved through the use of an ice accumulator.

Claims

1. Water-cooling installation for farms, comprising a housing with a central pipeline located along the axis of the housing, on which aerodynamic blades and pipes with spray nozzles are mounted using a rotating wheel, a feed pump connected on one side to the central pipeline and on the other to a heat exchange device , surge tank, reservoir, refrigeration machine, characterized in that the housing is made of three parts: lower, middle and upper, and the rotating wheel with spray nozzles is located inside the upper part of the casing, and in the side wall of the lower part of the casing, a drain pipe is installed, separated from the internal volume of the lower part of the casing by a vertical screen forming gaps in the upper and lower parts with the side wall of the lower casing, and the drain pipe is connected to the surge tank by a vertical or inclined pipe .

2. Installation according to claim 1, characterized in that in the middle part of the casing pipes are installed with spray nozzles directed upward, connected through a faucet-regulator and a filter to the water supply system.

3. Installation according to claim 1, characterized in that there are holes in the wall of the upper part of the body and in the horizontal wall of the middle part of the body.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the surge tank is connected to the heat exchanger and the evaporator of the refrigeration machine and through taps with a drain pipe installed in the lower part of the housing.

5. Installation according to claim 1, characterized in that an additional tank is installed, connected through a tap with a drain pipe, and in the lower part with a feed pump and further with a condenser of the refrigeration machine.