Спосіб захисту сільськогосподарських рослинних продуктів від підморожування та пристрій для його здійснення

Пропонується винахід, який відноситься до сільськогосподарського виробництва, зокрема до технології зберігання плодоовочевих продуктів, переважно в сховищах, кагатах, траншеях та інших технічних спорудах, призначених для зберігання продуктів з використанням природного холоду. Відомий спосіб захисту сільськогосподарських рослинних продуктів від підморожування при зберіганні у вентильованих сховищах шляхом регулювання подачі в них вентилюючого повітря (Жадан В.З. Влагообмен в плодоовощехранилищах. - М.: Агропромиздат, 1985. - С.43, 44). Пристрій для реалізації способу складається із сховища, системи вентилювання, яка оснащена регулюючими заслінками, що приводяться в рух за допомогою виконавчих механізмів, які включаються в дію електросигналами терморегуляторів з датчиками захисту продуктів від підморожування (Рослов Н.Н. Комплексы для хранения картофеля и овощей. М.: Россельхозиздат, 1985. - С.80 - 87). При зниженні температури вентилюючого повітря нижче технологічно заданої з датчика терморегулятора надходить сигнал, який включає виконавчий механізм, останній приводить в рух заслінку і перекриває доступ вентилюючого повітря у сховище. Відомі технічні рішення прийняті нами як прототип. Недоліками відомого способу і пристрою є те, що захист продукту від підморожування потребує наявності джерел електроживлення, а також постійного обслуговування, що знижує їх надійність. Заявлене технічне рішення спрямоване на зменшення капітальних та експлуатаційних витрат при зберіганні продуктів, а також підвищення надійності в роботі. В основу винаходу покладена задача захисту продуктів при збереженні від підморожування шляхом використання ефекту зміни об'єму робочої рідини із зміною температури, в тому числі і при її фазовому переході. Це досягається тим, що спосіб захисту продуктів від підморожування здійснюють, використовуючи ефект зміни густини речовини у функціонально поєднаних датчика та привода виконавчого механізму регулюючої заслінки, для його управління і роботи із зміною температури, включаючи і фазовий перехід рідина - тверда речовина при зниженні температури вентилюючого повітря нижче технологічно допустимої температури зберігання продукту. У пристрої для реалізації способу, який складається із сховища з системою вентилювання, включаючого повітропровід з регулюємою заслінкою, датчик температури та виконавчий механізм виконані у вигляді ємності, яка заповнена робочою речовиною і оснащена поршнем, з'єднаним з регулюючою заслінкою, при цьому ємність може бути розташована як зовні сховища, так і у потоці вентилюючого повітря. Крім того, ємність може бути виконана оребреною, а також оснащена тепловими трубами. Запропоноване технічне рішення в переглянутих літературних джерелах відсутнє, дозволяє отримати позитивний ефект у вигляді підвищення надійності, зменшення капітальних та експлуатаційних витрат, що обумовлено незалежністю від стороннього джерела енергії для управління та регулювання подачею вентилюючого повітря у сховище. Заявлене технічне рішення дозволяє виключити необхідність використання електричної енергії у системах збереження сільськогосподарської рослинної продукції, тобто зробити її автономною, незалежною від умов електропостачання, що важливо у сільській місцевості, де часто відбуваються перерви та аварії у системі електропостачання. Останнє приводить до порушення режимів зберігання і, як наслідок, до незворотних втрат сільськогосподарської продукції. Реалізація заявленого способу пояснюється роботою пристрою, принципова схема якого зображена на кресленні (фіг.). Пристрій складається із сховища 1, оснащеного системою вентилювання 2 з розташованою в ній заслінкою 3, з'єднаною через систему важелів 4 з приводом виконавчого механізму, який складається з ємності 5, заповненої робочою речовиною 6, поршня 7, пружини 8 і штока 9. Сховище 1 заповнено продуктом 10. Як робочу речовину пропонується використовувати рідину, в якій здійснюється фазовий перехід рідина - тверда речовина при температурах близьких технологічно допустимих при зберіганні даного виду продукту, яка має значну різницю густини у рідинній та твердій фазах, наприклад воду та водні розчини солей, спиртів тощо. Захист продукту 10 від підморожування здійснюють наступним чином. При зниженні температури зовнішнього повітря нижче технологічно допустимого рівня для конкретного продукту, наприклад капусти (-1°C), робоча рідина 6, якою в даному випадку може служити, наприклад, водний розчин солі NaCl з початковою концентрацією 0,3 - 0,5мас.%. Ця речовина, вміщена в ємність 5, частково змінює свій агрегатний стан, утворюється тверда фаза (лід) у рідині із збільшенням об'єму, за рахунок чого поршень 7 витісняється робочою речовиною 6, стискає пружину 8 і через шток 9 та передаточний механізм у вигляді системи важелів 4 змінює положення заслінки 3, частково або повністю припиняючи доступ зовнішнього повітря по системі вентилювання 2 у сховище 1. При підвищенні температури зовнішнього повітря відбувається розплавлення твердої фази із зміною (зменшення) об'єму. Поршень 7 під впливом пружини 8 переміщує у початковий стан заслінку 3. Вентилювання продукту у сховищі здійснюється або під впливом природної тяги, або примусово. Таким чином, у процесах змінення стану робочої речовини відбувається припинення подачі вентилюючого повітря у сховище, захист продукту від впливу низькотемпературного зовнішнього повітря. Корпус ємності 5 доцільно виконувати із матеріалу з високим коефіцієнтом теплопровідності, наприклад, метала з l вище 200Вт/мК, заслінку - з повітронепроникливого гнучкого матеріалу (наприклад, листової резини), що забезпечить щільне перекриття перерізу повітропроводу системи вентилювання 2. Важельний механізм з визначеним співвідношенням пліч забезпечує вільне переміщення заслінки і щільне перекриття системи вентилювання при відповідній зміні густини робочої речовини. Пропонуємі спосіб та пристрій для його здійснення дозволяють реалізувати принцип саморегулювання режиму роботи системи вентилювання сховища, тобто положення заслінки змінюється в залежності від температури зовнішнього повітря, забезпечуючи захист продукту від підморожування при зниженні температури зовнішнього повітря нижче мінімально допустимої температури збереження для конкретного виду продукта. Відпадає необхідність в джерелах електроживлення, постійному обслуговуванні та контролю.