Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Терморегулятор молока

 
Международная патентная классификация:       A01J

Патент на изобретение №:      2297760

Автор:      Селиванов Иван Михайлович (RU), Тимофеев Виталий Никифорович (RU), Петрова Оксана Ивановна (RU), Ермакова Юлия Вадимовна (RU), Лебедева Светлана Владимировна (RU), Рогожина Татьяна Николаевна (RU), Скородумов Максим Геннадьевич (RU)

Патентообладатель:      Селиванов Иван Михайлович (RU)

Дата публикации:      27 Января, 2007

Начало действия патента:      20 Июля, 2005

Адрес для переписки:      429959, Чувашская Республика, г. Новочебоксарск, Ельниковский пр-д, 6А, И.М.Селиванову


Изображения





Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при хранении молока. Терморегулятор молока включает источник холода в виде емкости с охлаждающим агентом, связанной через фильтр, и насос с установленным в резервуаре молока змеевиковым охладителем, термоэлектрический охладитель, электрический регулирующий орган и блок управления. Термоэлектрический охладитель обеспечивает дополнительное охлаждение посредством подачи от него охлажденной воды в дополнительный змеевиковый теплообменник, находящийся в резервуаре с молоком. Регулирующий орган терморегулятора обеспечивает различные схемы охлаждения молока при различных температурах окружающей среды, что способствует поддержанию требуемой температуры молока в любое время года и увеличивает срок хранения и качество молока. 1 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для регулирования температуры молока в любое время года, а также других жидкостей, например температуры питьевой воды.

Известно изобретение "Установка для охлаждения молока" [1]. Установка содержит теплообменник, в котором происходит теплообмен между молоком и водой; льдогенератор и установленный под ним охладитель молока. Изобретение позволяет эффективно регулировать температуру молока, однако не позволяет поддерживать требуемую температуру молока в любое время года.

Наиболее близким техническим решением является "Устройство для охлаждения молока" [2]. Устройство содержит резервуар для молока, источники холода в виде емкостей с охлаждающей жидкостью.

Недостатком данного изобретения является то, что устройство, хотя и позволяет поддерживать температуру молока в пределах 10°С, однако, учитывая, что температура родниковой воды летом ниже 10°С, поэтому получить заданную температуру молока невозможно и соответственно срок хранения молока снижается.

Заявленное изобретение решает задачу создания быстродействующего терморегулятора, автоматически поддерживающего требуемую температуру молока.

Техническим результатом при этом является увеличение срока хранения молока и соответственно качества молока поддержанием требуемой его температуры в любое время года.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем резервуар для молока, источник холода, выполненный в виде емкости с охлаждающим агентом и связанной через фильтр, насос с змеевиковым теплообменником, установленным в резервуаре молока, он содержит дополнительный змеевиковый теплообменник, термоэлектрический охладитель с горячими и холодными спаями, электрический регулирующий орган, выполненный с возможностью воздействия на клапан подачи воды из теплообменника в электрический регулирующий орган и на клапан возврата воды в источник холода из теплообменника, причем вход электрического регулирующего органа соединен со змеевиковым тепообменником, связанным с источником холода, а один из выходов электрического регулирующего органа соединен через клапан возврата воды с источником холода, а другой выход подсоединен к входу горячих спаев термоэлектрического охладителя, выход которых подсоединен к источнику холода, выход дополнительного теплообменника соединен с входом холодных спаев термоэлектрического охладителя, выход которых соединен с входом дополнительного змеевикового теплообменника, при этом термоэлектрический охладитель электрически подсоединен к выходу блока управления, который подсоединен к задатчику программы через блок сравнения, связанный с датчиком температуры молока, причем один из выходов блока управления соединен с возможностью подачи сигнала с электронагревателем, выполненным с возможностью воздействия на электрический регулирующий орган для открывания и закрывания клапанов, другой выход блока управления электрически соединен с насосом подачи воды от источника холода в змеевиковый теплообменник, третий выход блока управления соединен с насосом подачи молока из резервуара молока в транспортное средство, четвертый выход блока управления электрически соединен с насосом подачи воды от холодных спаев термоэлектрического охладителя к входу дополнительного змеевикового теплообменника.

На чертеже представлен заявляемый терморегулятор, который содержит резервуар 1 для хранения молока; источник холода, например резервуар-колодец 2 с охлаждающим агентом, в качестве которого может быть использована родниковая вода, температура которой 10÷12°С; теплообменники 3, 4; электрический регулирующий орган 5, выполненный с возможностью воздействия на клапан 6 возврата воды в источник холода, и клапан 7 подачи воды в термоэлектрический охладитель 30, шток 8 и пружину 9, твердый наполнитель 10, электронагреватель 11, патрубки 12, 13, 14 соответственно приема, подачи воды в источник холода и к горячим спаям термоэлектрического охладителя 30; электрические насосы 15, 16, 17; фильтр 18; каналы подачи воды 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26; канал 27 подачи молока на транспортное средство; датчик температуры 28 молока; датчик уровня 29 молока; термоэлектрический охладитель 30 с теплообменником 31 холодных спаев и теплообменником 32 горячих спаев; задатчик 33 температуры молока; блок сравнения 34; блок управления 35, выполненный с возможностью реверсирования спаев термоэлектрического охладителя; каналы подачи электроэнергии 36, 37, 38, 39, 40, 41; транспортное средство 42.

Таким образом, в заявляемом терморегуляторе молока помимо источника холода, выполненного в виде колодца, предусмотрен второй источник холода, выполненный в виде термоэлектрического охладителя 30, холодные спаи которого охлаждают молоко, а горячие спаи охлаждаются охлаждающей водой первого источника холода. При необходимости получения более высокой температуры молока, например, в зимнее время года термоэлектрический охладитель 30 становится термоэлектрическим нагревателем, при этом блок управления 35 производит реверс, тогда холодные спаи термоэлектрического охладителя становятся горячими, а горячие - холодными. Работа терморегулятора осуществляется следующим образом.

1. Если охлаждение молока происходит только от первого источника холода, т.е. от колодца 2, то клапан 6 открыт, клапан 7 закрыт, при этом положение клапанов контролируется пружиной 9. В этом случае охлаждающая вода через патрубок 12 поступает в регулирующий орган 5, проходит через открытый клапан 6, патрубок 13 и по каналам 26, 19 вновь возвращается в колодец 2.

2. Подача холодной воды от источника холода 2 на горячие спаи термоэлектрического охладителя 30 осуществляется следующим образом. Если охлаждение молока происходит от источников холода 2, 30, то блок управления 35 включает электронагреватель 11, который нагревает твердый наполнитель и приводит его в рабочее состояние. Масса твердого наполнителя, например церезина, колеблется от 1 до 2 г. Эту работу может выполнить любой микроэлектронагреватель при минимальной затрате электрической энергии. При этом увеличивается объем наполнителя и создаваемое им осевое усилие через шток 8 воздействует на клапана 6, 7, в результате чего клапан 6 закрывается, клапан 7 открывается. Тогда охлаждающая вода через клапан 7, патрубок 14, канал 24 поступает в теплообменник 32 и происходит теплообмен между охлаждающей водой и горячими спаями термоэлектрического охладителя 30.

Теплообменник 4, электрический насос 16 и каналы 22, 23 образуют замкнутый жидкостный контур холодильной установки, который подключен к холодным спаям термоэлектрического охладителя 30. По этому контуру циркулирует охлаждающая жидкость, например раствор солей CaCl2 или NaCl, которая в результате теплообмена с холодными спаями в теплообменнике 31 охлаждается и поступает в теплообменник-змеевик 4, где в результате теплообмена с молоком, находящийся в резервуаре 1, его температура понижается до заданного значения.

Для уменьшения потерь энергии нижняя часть резервуара 2 с молоком помещается в грунт. Охлажденное молоко может быть отправлено потребителю или заказчику с помощью насоса 17, канала 27 и транспортного средства 42. Количество молока в резервуаре 2 контролируется с помощью датчика уровня 29.

Заявляемый терморегулятор молока работает следующим образом.

Подлежащее охлаждению теплое молоко заливается в резервуар 1 и одновременно в задатчике 33 задается требуемая температура. При этом возможны следующие случаи.

1. Температура окружающей среды То.с 20°С. Температура молока в резервуаре должна поддерживаться, например, Тм=5°С.

В этом случае от датчика температуры 28 поступает сигнал в блок сравнения 34, куда одновременно поступает сигнал от задатчика 33. В блоке сравнения 34 происходит формирование сигнала, который поступает в блок управления 35. Блок управления 35 формирует соответствующие сигналы, которые могут подаваться в зависимости от задачи:

- сигнал от блока управления 35 по каналу 39 подается на электрический насос 15, который начинает работать, охлаждающая вода из колодца 2 через фильтр 18 по каналу 20 поступает в теплообменник 3, находящийся в резервуаре 1 с молоком, происходит теплообмен между теплообменником 3 и молоком и его охлаждение, а охлаждаемая вода по каналу 21 поступает в регулирующий орган 5;

- сигнал от блока управления 35 по каналу 38 подается на электронагреватель 11, который начинает работать, в результате чего закрывается клапан 6, открывается клапан 7 и охлаждающая вода через клапан 7, патрубок 14 и канал 24 поступает на термоэлектрический охладитель 30, охлаждает горячие спаи термоэлектрического охладителя и по каналам 22, 19 возвращается в источник холода 2;

- сигнал от блока управления 35 по каналу 37 поступает на термоэлектрический охладитель 30, включается этот охладитель и начинает охлаждать холодные спаи термоэлектрического охладителя;

- сигнал от блока управления 35 по каналу 41 поступает на электрический насос 16, который начинает работать, при этом рассол в виде раствора соли CaCl2 или NaCl начинает циркулировать по замкнутому кругу: насос 16, теплообменник 4, канал 23, теплообменник 31 и канал 22. В теплообменнике 31 происходит теплообмен между холодными спаями и рассолом - раствором соли CaCl2 или NaCl. Охлажденный раствор соли поступает в теплообменник, происходит теплообмен между теплообменником 4 и молоком. Работа вышеуказанных механизмов проводится до тех пор, пока молоко в резервуаре 1 не станет равной заданной температуре, например, Тм=5°С.

2. Температура окружающей среды То.с 0°С. Температура молока в резервуаре должна поддерживаться, например, Тм 10°С. В этом случае температура молока может поддерживаться только от работы первого источника холода 2.

В этом случае от датчика температуры поступает соответствующий сигнал в блок сравнения 34, куда одновременно поступает сигнал от задатчика 33. В блоке сравнения 34 формируется сигнал управления и подается в блок управления 35. Блок управления 35 подает сигнал на электрический насос 15, включает его, и охлаждающая вода из источника холода 2 по каналу 20 поступает в теплообменник 3, где происходит теплообмен между теплообменником 3 и молоком и этот механизм будет работать до тех пор, пока температура молока не доводится до заданного значения, например, Тм 10°С. Охлаждаемая вода по каналу 21, патрубку 12, клапану, 6, патрубку 13 и каналам 26, 19 возвращается обратно в источник холода 2.

3. Температура окружающей среды Т о.с 35°С. Температура молока в резервуаре Т м=0°С. Температура молока в резервуаре должна поддерживаться, например, Тм 5°С. При этом блок управления 35 формирует все сигналы на 11, 15, 30, 16, предусмотренные в "1". Кроме того, в этом случае сигнал от датчика температуры 28 поступает в блок сравнения 34, куда одновременно поступает сигнал от задатчика 33. В блоке сравнения формируется требуемый сигнал, который поступает в блок управления 35, где происходит реверс термоэлектрического охладителя, и сигнал подается в термоэлектрический охладитель 30, который включается и начинает работать. При этом горячие спаи термоэлектрического охладителя становятся холодными и охлаждают охлаждающую воду, поступающую из первого источника холода 2, а холодные спаи термоэлектрического охладителя становятся горячими и при теплообмене между теплообменником 31 и раствором соли CaCl 2 или NaCl происходит нагрев этого раствора, а в резервуаре с молоком в результате теплообмена между теплообменником 4 и молоком происходит нагрев молока до заданного значения.

Заявляемый терморегулятор молока может работать в соответствии с любой программой по поддержанию температуры во время хранения молока после его доения.

Для отправки охлажденного молока потребителю в терморегуляторе предусмотрен электрический насос 17, который при получении сигнала от блока питания 35 по каналу 41 включается и нужное количество молока по каналу 27 отправляется в транспортное средство 42, при этом количество молока контролируется датчиком уровня 29.

Таким образом, предложенный терморегулятор, используя кроме первого источника холода термоэлектрический охладитель и электрический регулирующий орган, использующий для автоматической подачи охлаждающей воды к горячим спаям терморегулирующего охладителя, может быть вполне использован на существующих фермах во всех регионах России, что существенно позволит повысить срок хранения молока в любое время года и соответственно его качество.

При этом в терморегуляторе использован термоэлектрический охладитель, который обладая такими свойствами, как

- возможность получения холода и теплоты на основе использования эффекта Пельтье при отсутствии движущихся частей и холодильного агента;

- универсальность, то есть возможность перевода термоэлектрического устройства из режима охлаждения в режим нагрева путем реверса;

- сочетание в едином устройстве таких традиционно реальных элементов, как источник холода или теплоты и теплообменный аппарат;

- простота устройства, компактность и взаимозаменяемость, возможность применения любой компоновочной схемы;

- высокая надежность;

- практически неограниченный срок службы - позволяют создать быстродействующий терморегулятор, позволяющий повысить эффективность автоматического регулирования температуры молока.

Использование электрического регулирующего органа с твердым наполнителем и электрическими элементами в терморегуляторе молока позволит своевременно подать охлаждающую воду на горячие спаи термоэлектрического охладителя. При этом электронагреватели отличаются целым рядом преимуществ. К ним относятся: быстрота включения и доведения до номинальной мощности, возможность концентрации большой мощности в малом объеме, достижение требуемых температур, простота регулирования температурного режима при высокой степени равномерности нагрева, возможность герметизации рабочей зоны, удобство механизации и автоматизации работы, улучшение условий эксплуатации, полное отсутствие выбросов в окружающую среду и, наконец, компактность.

Источники информации

1. А.с. 1409168 СССР, МКИ А 01 J 9/04. Установка для охлаждения молока / В.М.Шлейников (СССР); Опубл. 15.07.88. Бюл. №26.

2. А.с.1353366 СССР, МКИ А 01 J 9/04. Устройство для охлаждения молока / А.П.Меркулов (СССР); Опубл. 23.11.87. Бюл.№43.

Формула изобретения

Терморегулятор молока, содержащий резервуар для молока, источник холода, выполненный в виде емкости с охлаждающим агентом, связанной через фильтр и насос с змеевиковым теплообменником, установленным в резервуаре молока, отличающийся тем, что он содержит дополнительный змеевиковый теплообменник, термоэлектрический охладитель с горячими и холодными спаями, электрический регулирующий орган, выполненный с возможностью воздействия на клапан подачи воды из теплообменника в электрический регулирующий орган и на клапан возврата воды в источник холода из теплообменника, причем вход электрического регулирующего органа соединен со змеевиковым теплообменником, связанным с источником холода, а один из выходов электрического регулирующего органа соединен через клапан возврата воды с источником холода, а другой выход подсоединен к входу горячих спаев термоэлектрического охладителя, выход которых подсоединен к источнику холода, выход дополнительного теплообменника соединен с входом холодных спаев термоэлектрического охладителя, выход которых соединен с входом дополнительного змеевикового теплообменника, при этом термоэлектрический охладитель электрически подсоединен к выходу блока управления, который подсоединен к задатчику программы через блок сравнения, связанный с датчиком температуры молока, причем один из выходов блока управления соединен с возможностью подачи сигнала с электронагревателем, выполненным с возможностью воздействия на электрический регулирующий орган с целью открывания и закрывания клапанов, другой выход блока управления электрически соединен с насосом подачи воды от источника холода в змеевиковый теплообменник, третий выход блока управления соединен с насосом подачи молока из резервуара молока в транспортное средство, четвертый выход блока управления электрически соединен с насосом подачи воды от холодных спаев термоэлектрического охладителя к входу дополнительного змеевикового теплообменника.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 21.07.2007

Извещение опубликовано: 27.02.2009        БИ: 06/2009





Популярные патенты:

2452165 Высевающий аппарат зерновой сеялки с централизованным дозированием семян

... тем, что высевающий аппарат зерновой сеялки включает приемные камеры с загрузочными окнами, соединенными с бункером для семян. Дозирующее устройство состоит из закрепленных на приводном валу двух пар цилиндров, при этом между внутренним и внешним цилиндрами пары размещены по винтовым линиям многозаходные плоские витки, в одной из пар цилиндров витки с левосторонней навивкой, а в другой - с правосторонней. Основания внешних цилиндров надеты на концевые части приемных камер. Между парами цилиндров установлен щиток с выгрузным окном. Дозирующее устройство выполнено с возможностью вращения с различной частотой. На концевые части приводных валов установлены ворошилки.Краткое описание ...


2064741 Устройство для обработки почвы

... дуги, по которой он выполнен. 12. Устройство по п.1,отличающееся тем, что на поверхности клина имеется по меньшей мере один выступ для раздвигания почвы во время заглубления до необратимых деформаций. 13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство снабжено механизмом перемещения заднего колеса гусеничного движителя в вертикальном направлении. 14. Устройство по п.3 или 5, отличающееся тем, что устройство снабжено механизмами изменения кривизны лекал. 15. Устройство по п.4, отличающееся тем, что ролики внедрения прикреплены к раме с возможностью перемещения вдоль линии, составляющей с направлением давления на рычаг рабочего органа угол до 90o. 16. Устройство по п.3, 4 или 5, ...


2185045 Способ посева, устройство для его осуществления и семявысевающий аппарат конструкции ибрагимова

... по одному семени между зубьями. Передача вращения им и туковысевающему аппарату 8 производится основной секции катков 16. Скорость вращения диска 4 выбирается относительно ширины сторон квадратной площади, оптимальной для данной сельхозкультуры и структуры почвы, определенной расстоянием между семенами. В то же время ограничитель 3 в виде пластины выдерживает уровень семян в зоне действия зубчатого диска 4 ниже отражателя 5, не позволяя подниматься. Переход на другую культуру производится сменными зубчатыми дисками 4 с разной глубиной межзубьев или обернув существующий зубчатый диск 4 с большей глубиной, накладной лентой 6 с прорезями для зубьев, концы которой между собой крепятся ...


2438304 Улей

... (зимовник) на зимовку. Таким образом, в средней полосе России в заявленной конструкции пчелы зимуют в омшанике всего 3-3,5 месяца. Это позволяет им легко перенести зиму и сохранить сильную семью.Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 967434, приоритет 26.06.1981 г., «Улей». 2. Авторское свидетельство СССР 1155221, приоритет 01.04.1983 г., «Улей». 3. Коллапс пчелиных семей: цельная картина из маленьких кусочков. Пантюхина С. Журнал «Пчеловодство» 1 08.4. Причина коллапса пчелиных семей. Корзун А. Журнал «Пчеловодство» 7 08.5. Улей-лежак. Чертежи и схемы. http://www.beeland.ru/beekeeping/beekeepinq1_32.htm 6. Улей-лежак, ...


2157064 Способ промышленного производства миниклубней картофеля в искусственном климате культивационного сооружения (фитотроне)

... - в корневой, при этом абсолютная величина градиента температуры увеличивается в процессе роста растений и достигает своего максимума в период клубнеобразования картофеля; атмосфера в стеблевой зоне фитотрона постоянно и принудительно перемешивается; в световой период вегетации растений в атмосфере стеблевой зоне устанавливают содержание углекислого газа в размере 0,04-0,3%, в атмосфере корневой зоны растений картофеля устанавливают содержание углекислого газа в размере 0,04-0,19%; подвод питательного минерального раствора с рН 4-7,2 осуществляют при многократном, кратковременном опрыскивании или аэрозольном орошении всего объема корневой части растений; рН питательного ...


Еще из этого раздела:

2197082 Установка для охлаждения молока с использованием естественного холода

2095957 Устройство для транспортирования подстилочного навоза

2407280 Устройство и способ для осушения воздуха в теплице и теплица

2406295 Способ экологического мониторинга лесов

2423033 Способ укрепления склонов посевом семян древесных растений

2415570 Искусственное роение и борьба с естественным роением пчелиных семей

2195801 Картофелекопатель швыряльного типа

2154629 Производные оксима, способ их получения, фунгицидное средство и способ борьбы с грибковыми заболеваниями

2127038 Лесозаготовительная машина

2138949 Комбинированный препарат для борьбы с таежными и лесными клещами, способ борьбы и аттрактант