Устройство для регулирования температурного режима хранения картофеля

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована предприятиями сельского хозяйства для поддержания температурного режима в овощехранилищах, в частности картофелехранилищах.

Основными элементами данного устройства являются: основной электронный трехходовой вентиль; два дополнительных электронных трехходовых вентиля, твердый наполнитель; электронагреватель; картофелехранилище; датчик температуры; источники тепловой энергии и холода; электромагнитные клапаны; объект отопления; потребитель холода; элементы автоматики.

Электронные трехходовые вентили содержат твердый наполнитель, электронагреватель, которые воздействием на шток с клапанами регулируют открытие и закрытие клапанов на картофелехранилище, объект отопления, и потребителя холода. При понижении температуры с помощью данного устройства происходит подача тепловой энергии в картофелехранилище для достижения требуемых параметров микроклимата. При повышении температуры происходит подача хладоносителя в картофелехранилище, что также обеспечивает поддержание температурного режима воздуха картофелехранилища.

Таким образом, благодаря конструкции данного устройства удается поддерживать температурный режим картофелехранилища, что приводит к уменьшению потерь картофеля при его длительном хранении.

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована предприятиями сельского хозяйства для поддержания температурного режима в овощехранилищах, в частности картофелехранилищах.

Известно устройство для хранения картофеля - патент РФ 100873, F24J 2/04, опубл. 10.01.2011 [1]. Устройство содержит термоэлектрический охладитель - нагреватель, электронагреватель и элементы автоматики, которые предназначены для регулирования температурного режима картофелехранилища. Устройство позволяет поддерживать заданный температурный режим в картофелехранилище в течение круглого года.

Основным недостатком данного устройства является низкий коэффициент полезного действия термоэлектрического охладителя - нагревателя, поэтому в результате хранения картофеля при помощи данного устройства резко будет повышаться себестоимость картофеля.

Известен также патент 2270923 "Электрический термостат" [2]. Данное изобретение содержит трехходовой вентиль, твердый наполнитель, установленный вне корпуса вентиля; к нему установлен нагревательный элемент в виде электронагревателя или термоэлектрического нагревателя (охладителя). Этот элемент через шток связаны с клапанами трехходового вентиля. При работе устройства нагревательный элемент воздействует на твердый наполнитель, в результате расширения которого происходит открытие или закрытие клапанов трехходового вентиля и распределение охлаждающей жидкости на объект по заданному закону. Однако данный термостат не может быть использован для регулирования температурного режима картофеля в картофелехранилище, так как во время хранения картофеля в зависимости от температуры окружающей среды воздух картофелехранилища следует охлаждать или нагревать.

Наиболее близким техническим решением является патент на изобретение 2120206 «Способ хранения картофеля» [3]. Данное изобретение предназначено для хранения картофеля в погребах, подвалах и хранилищах. В заявленном способе для хранения картофеля в емкости используется нетканый укрывной материал, выполненный из полипропилена, обладающий способностью отфильтровывать проходящий через емкости воздух, не пропуская инфицированные частицы и создавая благоприятный микроклимат в емкости. После прохождения лечебного периода емкости с картофелем закладывают в хранилище на постоянное хранение, при этом температура хранилища снижается естественным путем до температуры хранения.

Основным недостатком данного способа является то, что без искусственного теплоснабжения и хладоснабжения в хранилище не может быть достигнута требуемый температурный режим картофеля в период его хранения. Осенью, весной и летом (в июне до нового урожая) для поддержания требуемого температурного режима картофеля следует уменьшить температуру картофелехранилища искусственным путем, а в зимнее время, когда температура окружающей среды, например, понижается до 35°C и более необходим подогрев хранилища. Кроме того, осенью во время прохождения картофеля лечебного периода в картофелехранилище необходимо поддерживать температуру, равную 18°C. После завершения лечебного периода картофеля температуру хранилища следует снижать постепенно на 0,5°C в сутки в течение 2030 дней до температуры основного хранения. А перед отгрузкой картофеля к потребителю следует повысить температуру картофеля до 12°C.

Заявляемая полезная модель решает задачу создания устройства, позволяющего регулировать необходимые параметры картофелехранилища путем использования энергоносителей.

Техническим результатом при этом является поддержание требуемого температурного режима картофеля при его длительном хранении.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем картофелехранилище, электронный основной трехходовой вентиль с тремя патрубками, электронагреватель, твердый наполнитель, оно дополнительно содержит источники тепловой энергии и холода, входы которых подключены к объекту отопления и холода, а выход через электромагнитные клапаны - к одному из патрубков основного электронного трехходового вентиля, другой же его патрубок служит для отвода энергоносителя в картофелехранилище, оснащенное датчиком, выход которого связан через блок сравнения с блоком управления, а третий - для отвода энергоносителя во вход первого из двух дополнительных трехходовых вентилей, при этом один из выходов первого дополнительного электронного трехходового вентиля подключен к объекту отопления, другой - потребителю холода; вход второго дополнительного электронного трехходового вентиля подключен к картофелехранилищу, один из выходов связан с источником тепловой энергии, а другой - с источником холода.

На фигуре представлено устройство для регулирования температурного режима картофеля, которое содержит основной электронный трехходовой вентиль 1 с тремя патрубками: 2 - для подвода энергоносителя; 3 - для отвода энергоносителя в картофелехранилище 13; 4 - для отвода энергоносителя по каналу 34 в дополнительный электронный трехходовой вентиль 19; 5 - шток; 6, 7 - клапаны; 8, 9 - седла; 10 - корпус наполнителя; 11 - твердый наполнитель; 12 - электронагреватель; 13 - картофелехранилище; 14 - датчик температуры; 15 - источник тепловой энергии; 16 - источник холода; 17, 18 - электромагнитные клапаны; 19, 20 - дополнительные электронные трехходовые вентили; 21 - объект отопления; 22 - потребитель холода; 23 - блок управления; 24 - блок сравнения; 25 - задатчик; 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 - каналы энергоносителей; 39, 40, 41, 42, 43 - каналы подачи электроэнергии; 44, 45, 46 - каналы подачи электрических сигналов.

В корпусе 10 находится твердый наполнитель 11, электронагреватель 12, которые связаны со штоком 5. В устройстве предусматриваются источник тепловой энергии 15 и источник холода 16 любой конструкции, энергоносители которых через электромагнитные клапаны 17, 18 и основной электронный трехходовой вентиль 1 поддерживают требуемый температурный режим картофелехранилища 13. Седла 8, 9 обеспечивают плотное закрытие клапанов 6, 7.

Дополнительные электронные трехходовые вентили 19, 20 могут быть выполнены по патенту [2].

В зависимости от требований к температурному режиму картофелехранилища задатчик 25 устанавливается на заданные температурные режимы.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При отсутствии электропитания устройство не работает.

При подаче электроэнергии устройство начинает работать.

В источниках тепловой энергии и холода энергоноситель находится под необходимым давлением.

Пусть в картофелехранилище 13 находится картофель, температура которого должна поддерживаться на уровне 2°C. При этом температура воздуха картофелехранилища t_пом.<2°C. В этом случае датчик температуры 14 по каналу 44 подает сигнал на блок сравнения 24, сюда же подается сигнал по каналу 45 от задатчика 25. В блоке сравнения 24 происходит вычисление этих сигналов, и полученный сигнал рассогласования подается на блок управления 23. Блок управления 23 подает электроэнергию по каналу 39 на электромагнитный клапан 17. Одновременно электроэнергия подается на дополнительные электронные трехходовые вентили 19, 20 и электронагреватель 12, который, нагреваясь, расширяет твердый наполнитель 11, что приводит в действие шток 5 с клапанами 6, 7. Электромагнитный клапан 17 открывается и тепловая энергия в виде теплоносителя по каналу 27 подается в основной электронный трехходовой вентиль 1. В основном электронном трехходовом вентиле 1 происходит перераспределение теплоносителя через патрубок 3, канал 30, в картофелехранилище 13, а через патрубок 4, канал 34 в дополнительный электронный трехходовой вентиль 19. В картофелехранилище 13 в результате теплообмена между теплоносителем и воздухом хранилища происходит повышение его температуры и картофеля до заданного значения. Отработанный теплоноситель из картофелехранилища 13 по каналу 31 поступает в дополнительный электронный трехходовой вентиль 20 и по каналам 32, 36 возвращается в источник тепловой энергии 15. При этом канал 33 под действием вентиля 20 находится в закрытом положении. В вентиле 19 под действием электроэнергии закрывается патрубок канала 37, открывается патрубок канала 35 и по данному каналу теплоноситель поступает в объект отопления 21, отдает свою теплоту, а по каналу 36 возвращается в источник тепловой энергии 15. При достижении заданной температуры блок сравнения 24 прекращает подавать сигнал рассогласования на блок управления 23, который в свою очередь прекращает подачу электроэнергии на электромагнитный клапан 17, электронагреватель 12, дополнительные электронные трехходовые вентили 19, 20.

Пусть температура воздуха картофелехранилища t_пом.>2°C. В этом случае датчик температуры 14 по каналу 44 подает сигнал на блок сравнения 24, сюда же подается сигнал по каналу 45 от задатчика 25. В блоке сравнения 24 происходит вычисление этих сигналов, и полученный сигнал рассогласования подается на блок управления 23. Блок управления 23 подает электроэнергию по каналу 40 на электромагнитный клапан 18. Одновременно электроэнергия подается на дополнительные электронные трехходовые вентили 19, 20 и электронагреватель 12, который, нагреваясь, расширяет твердый наполнитель 11, что приводит в действие шток 5 с клапанами 6, 7. Электромагнитный клапан 18 открывается и хладоноситель под определенным давлением по каналам 29, 27 подается в основной электронный трехходовой вентиль 1.

В основном электронном трехходовом вентиле 1 происходит перераспределение хладоносителя через патрубок 3, канал 30 в картофелехранилище 13, а через патрубок 4, канал 34 в дополнительный электронный трехходовой вентиль 19. В картофелехранилище 13 в результате теплообмена между хладоносителем и воздухом хранилища происходит понижение его температуры и картофеля до заданного значения. Отработанный хладоноситель из картофелехранилища 13 по каналу 31 поступает в дополнительный электронный трехходовой вентиль 20 и по каналам 33, 38 возвращается в источник холода 16. При этом канал 32 под действием вентиля 20 находится в закрытом положении. В дополнительном электронном трехходовом вентиле 19 под действием электроэнергии закрывается патрубок канала 35, открывается патрубок канала 37 и по данному каналу хладоноситель поступает в потребитель холода 22, а по каналу 38 возвращается в источник холода 16. При достижении заданной температуры в картофелехранилище и достижения заданной температуры картофеля блок сравнения 24 прекращает подавать сигнал рассогласования на блок управления 23, который в свою очередь прекращает подачу электроэнергии на электромагнитный клапан 18, электронагреватель 12, дополнительные электронные трехходовые вентили 19, 20.

Таким образом, благодаря конструкции данного устройства удается поддерживать микроклимат картофелехранилища и требуемый температурный режим картофеля, что приводит к увеличению качества и уменьшению потерь картофеля при его длительном хранении.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ 100873, A01F 25/00. Устройство для хранения картофеля / В.Н. Тимофеев, И.Г. Васильева; опубл. в БИ 1 от 10.01.2011.

2. Патент РФ 2270923, F01P 7/16. Электрический термостат / В.Н. Тимофеев, Н.П. Кузин, А.Н. Краснов; опубл. 27.02.2006 в БИ 6.

3. Патент РФ 2120206, A01F 25/00. Способ хранения картофеля / И.С. Шмаков, А.И. Леонов, B.C. Серебренников, В.И. Черников; опубл. 20.10.1998.

Устройство для регулирования температурного режима хранения картофеля, содержащее картофелехранилище, электронный основной трехходовый вентиль с тремя патрубками, электронагреватель, твердый наполнитель, дополнительно содержит источники тепловой энергии и холода, входы которых подключены к объекту отопления и холода, а выход через электромагнитные клапаны - к одному из патрубков основного электронного трехходового вентиля, другой же его патрубок служит для отвода энергоносителя в картофелехранилище, оснащенное датчиком, выход которого связан через блок сравнения с блоком управления, а третий - для отвода энергоносителя во вход первого из двух дополнительных трехходовых вентилей, при этом один из выходов первого дополнительного электронного трехходового вентиля подключен к объекту отопления, другой - потребителю холода; вход второго дополнительного электронного трехходового вентиля подключен к картофелехранилищу, один из выходов связан с источником тепловой энергии, а другой - с источником холода.