CN104697263A - 自预冷式液氮隧道速冻机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种速冻装置。为解决上述现有技术中所存在的液氮浪费的技术问题，本发明提供一种自预冷式液氮隧道速冻机，包括一隧道型冷冻室、环绕型输送带，在所述冷冻室进料端及出料端上分别设有液氮封堵装置，其特征在于：在冷冻室进料端的外部设有预冷室，预冷室的室壁与冷冻室进料端的室壁衔接固定，所述预冷室的外侧端口设有前述的液氮封堵装置；所述输送带穿过预冷室，输送带该侧端部伸出预冷室外部。该自预冷式液氮速冻机结构合理、操作简便，速冻效率高、生产成本可得到有效降低，具有广泛的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种速冻装置，具体是指一种自预冷式液氮隧道速冻机。
背景技术
本申请人于2014年12月4日提交了一种隧道型液氮速冻机的专利申请，申请号为：201420750986.X，该隧道型液氮速冻机主要解决目前液氮速冻机液氮泄漏严重、液氮使用量高的技术问题，采用的技术方案是在冷冻室的进料端及出料端分别设有液氮封堵装置；所述的液氮封堵装置包括设置在输送网带顶部的风箱，风箱的顶部设有进风通道，风箱的底部设有吹风口，风箱与冷冻室的顶板及两侧壁之间密封固定，在冷冻室顶板上设有与风箱进风通道贯通的进风口，进风口上设有风机。通过上述设计，液氮冷冻机可以有效降低液氮的使用量，保持冷冻室内的低温。但在使用过程中发现，虽然在冷冻室的两端加装液氮封堵装置可以有效降低液氮的使用量，但是由于液氮在汽化后体积急剧膨胀，导致冷冻室内的压力增高，仍然会有部分汽化后的液氮由冷冻室的进料端及出料端逸出，而该部分逸出的液氮气会被直接抽走排掉，不但导致了液氮的浪费，同时也造成冷量的流失。另外，在使用过程中申请人还进行了下列实验，在冷冻室进料端内部加装温度传感器，将速冻机的冷冻温度设置为-90℃，空转速冻机，待冷冻室内的温度降至-90℃后开始进料，当常温条件下的物料进入冷冻室后，物料与冷冻室内部快速进行热交换，根据仪表显示，冷冻室进料端内部的温度会被迅速提升至-30℃左右，此时控制器会控制液氮喷淋管加大对冷冻室内部的液氮喷淋量，造成液氮喷淋量出现过量，而过量的液氮在汽化后进一步加剧了体积的膨胀，液氮气会穿过液氮封堵装置由进料端及出料端逸出，造成速冻机液氮使用量的增加。
发明内容
为解决上述现有技术中所存在的液氮浪费的技术问题，本发明提供一种自预冷式液氮隧道速冻机。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为：一种自预冷式液氮隧道速冻机，包括一隧道型冷冻室、环绕型输送带，冷冻室的两端分别为进料端及出料端，所述的环绕型输送带穿过冷冻室形成上下两层输送带，输送带的两端分别伸出冷冻室的进料端及出料端；在所述冷冻室进料端及出料端上分别设有液氮封堵装置，所述的液氮封堵装置包括设置在输送带顶部的风箱，风箱的顶部设有进风风机，风箱的底部设有吹风口，风箱与冷冻室的顶板及两侧壁之间密封固定，其特征在于：在冷冻室进料端的外部设有预冷室，预冷室的室壁与冷冻室进料端的室壁衔接固定，所述预冷室的外侧端口设有前述的液氮封堵装置；所述输送带穿过预冷室，输送带该侧端部伸出预冷室外部。
进一步的，所述预冷室的外部还设有氮气排放腔，所述氮气排放腔的腔壁与预冷室的腔壁衔接固定，在液氮排放腔的顶壁上设有排氮风机，排氮风机与排氮管连接。
进一步的，所述预冷室的长度为冷冻室长度的3/20-1/5。
进一步的，所述氮气排放腔的长度为预冷室长度的3/20-1/5。
进一步的，在冷冻室出料端的外部设有余冷收集腔，余冷收集腔的腔壁与冷冻室出料端的室壁衔接固定；在所述预冷室内的上下两层输送带之间设有吹风管，所述的吹风管上设有指向上层输送带底部的吹风孔；在余冷收集腔的腔壁内设有余冷排放管，余冷排放管上设有余冷抽风机，余冷抽风机的进风口与余冷收集腔贯通，在所述的吹风管与余冷排放管之间设有连接管路，该连接管路位于上下层输送带之间。
进一步的，在所述氮气排放腔的内部设有氮气浓度传感器，排氮风机的运转受氮气浓度传感器输出信号控制。
该液氮隧道型速冻机通过设置预冷室后，物料在进入冷冻室之前得到预先冷却，使物料与冷冻室内的温度差进一步减小，防止冷冻室内的温度在物料进入后大幅提高，从而减少了液氮的喷淋量，进一步减少了速冻成本，该带有自预冷式液氮隧道速冻机与不带有预冷的液氮速冻机相比，其液氮的使用量可进一步降低15-20%。该自预冷式液氮速冻机结构合理、操作简便，速冻效率高、生产成本可得到有效降低，具有广泛的市场前景。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
附图2为附图中A-A向结构剖视图。
附图3为附图1中B-B向结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如附图1所示，一种自预冷式液氮隧道速冻机，包括一隧道型冷冻室1、环绕型输送带2，冷冻室的两端分别为进料端3及出料端4，所述的环绕型输送带穿过冷冻室形成上下两层输送带，输送带的两端分别伸出冷冻室的进料端及出料端。
该冷冻室1的结构与传统液氮隧道型速冻机的结构一致，在冷冻室内的顶部设有液氮喷淋管5，同时在冷冻室的顶壁上设有下压扩散风机6，其具体的结构及工作方式在此不作详细介绍。
如附图1所示，冷冻室的进一步设置如同本申请人在2014年12月4日提交的申请号为：201420750986.X、名称：一种隧道型液氮速冻机的专利申请中的结构一致，在冷冻室进料端3及出料端4上分别设有液氮封堵装置7，该液氮封堵装置7的结构在前述的专利申请中有过详细描述，其包括设置在输送带顶部的风箱7-1，风箱的顶部设有进风风机7-2，风箱的底部设有吹风口，风箱与冷冻室的顶板及两侧壁之间密封固定。
在本申请中对上述的液氮隧道速冻机做进一步改进，如附图1所示，在冷冻室进料端3的外部设有预冷室8，预冷室8的室壁与冷冻室1进料端的室壁衔接固定。如附图1所示，在预冷室的外侧端口设有前述的液氮封堵装置7，即预冷室的两端端口分别采用液氮封堵装置7进行封堵。如附图1所示，输送带2的长度进一步延长，其穿过预冷室，输送带该侧端部伸出预冷室8外部。
由于冷冻室的进料端即使加装了前述的液氮封堵装置，但在使用过程中只能起到降低液氮逸出量的作用，液氮在冷冻室内汽化后，由于体积膨胀、压力增大，仍会有汽化后的液氮由冷冻室进料端的液氮封堵装置的底部逸出，在已申请的专利中，该部分逸出的氮气被直接抽走排放，由于逸出的氮气仍处于极低的温度，被直接抽走排放不但造成了冷量损失，同时也造成了液氮的浪费。同时物料在常温环境下直接进入冷冻室，由于温度差极大，会造成进料端部位温度的急剧变化，为控制冷冻室内的低温，液氮喷淋量也会相应增加，进一步加剧了液氮的逸出量。由此在冷冻室进料端的外部设置预冷室8，冷冻室进料端逸出的氮气进入到预冷室8内，使预冷室8得到充分冷却，这样物料在进入预冷室8内后可以得到充分预冷。根据实际测量，当冷却室1的温度设置为-90℃时，工作时，预冷室8的温度可降至-40-50℃之间，物料通过预冷后其自身温度与冷冻室1内的温度差进一步缩小，从而防止冷冻室进料端温度的急剧变化，减小了液氮的喷淋量。而在预冷室8的外侧端口设置液氮封堵装置为了将冷冻室逸出的氮气尽量封堵在预冷室8内对预冷室进行冷却，当预冷室8内氮气量达到较大浓度时，氮气由预冷室8外侧液氮封堵装置的底部逸出。需要注意的是，冷冻室1进料端逸出的氮气包括已完全汽化的液氮，同时也包括未完全汽化的液氮，其中未完全汽化的液氮在预冷室内会进一步汽化，吸收预冷室内的热量，使预冷室内的压力增加，但预冷室内的压力即使增大也不会超过冷冻室内的压力，因此预冷室内汽化后的液氮达到一定浓度后只会由预冷室外侧的液氮封堵装置底部逸出而不会进入冷冻室内。
为防止预冷室8逸出的氮气造成操作环境中氮气浓度过高，如附图1所示，在预冷室8的外部还设有氮气排放腔9，该氮气排放腔9的腔壁与预冷室8的腔壁衔接固定，在液氮排放腔的顶壁上设有排氮风机10，排氮风机10与排氮管连接（附图中未示出排氮管）。
如附图1所示，氮气排放腔9的外侧部的顶壁向输送带2方向倾斜形成进料倾斜端部11，该进料倾斜端部11的底部与输送带2之间形成物料进口。如附图1所示，在进料倾斜端部11的底部悬挂硅胶片12用于遮挡物料进口。如附图1所示，在本实施例中，所述液氮封堵装置7的底部皆挂有硅胶帘布12用于各腔室之间的分隔。
为使物料得到充分预冷，在制造时，预冷室8的长度一般控制为冷冻室1长度的3/20-1/5，如10m的冷冻室，预冷室的长度一般为1.5-2m之间，这样物料在预冷室内具有相对足够的预冷时间，使物料的温度得到充分下降。相应为使氮气能够及时排除，氮气排放腔的长度不宜过长，一般控制为预冷室长度的3/20-1/5之间。
如附图1所示，为防止氮气排放腔顶壁上的排氮风机10在运转时将预冷室8内的氮气及冷风抽出，在氮气排放腔9的内部设有氮气浓度传感器13，排氮风机10的运转受氮气浓度传感器输出信号控制。即当氮气排放腔9内的氮气浓度未达到规定浓度时，排氮风机停止运转，只有当氮气排放腔9内的氮气浓度达到规定浓度时，排氮风机10才开始运转，当氮气浓度下降后，排氮风机停止。
由于工作时，随着冷冻室内液氮的汽化，液氮汽化后的体积增大，冷冻室内的压力增高，此时汽化后的液氮不但会由冷冻室进料端逸出，同时也会由冷冻室1出料端4逸出，而出料端4逸出的氮气同样具备较低的温度，为充分利用该部分冷量，在本实施例中设置了下列装置加以利用。
如附图1及附图3所示，在冷冻室出料端的外部设有余冷收集腔13，余冷收集腔13的腔壁与冷冻室出料端的室壁衔接固定，在余冷收集腔的腔壁内设有余冷排放管14，余冷排放管上设有余冷抽风机15，余冷抽风机15的进风口与余冷收集腔贯通，余冷抽风风机15将余冷收集腔13内的氮气及冷量强制抽吸进余冷排放管14内部。同时如附图1及附图2所示，在所述预冷室内的上下两层输送带之间设有吹风管16，所述的吹风管上设有指向上层输送带底部的吹风孔17。如附图1-3所示，在所述的吹风管16与余冷排放管14之间设有连接管路18，该连接管路18位于上下层输送带之间。
如附图1所示，余冷收集腔13外侧部的顶壁如同氮气排放腔外侧部的顶壁一样向输送带2方向倾斜形成出料倾斜端部19，该出料倾斜端部19的底部与输送带2之间形成物料出口。如附图1所示，在出料倾斜端部19的底部同样悬挂硅胶片12用于遮挡物料出口。
采用上述设置后，可以将冷冻室逸出的冷量进行集中收集，利用余冷抽风机15将冷风强制送至预冷室内的上层输送带的底部，进一步增加预冷室的冷却效果。
该自预冷式液氮隧道速冻机通过采用上述几部分的设置后，冷冻室内的冷量能够得到充分利用，在液氮排放腔及余冷收集腔的外端部基本无结霜现象，表面液氮逸出量极其微小，液氮能够得到充分利用。同时设置预冷室后，物料在经过预冷后，液氮的使用量会得到显著降低，通过相比，液氮的使用量可降低15-20%，有效降低了物料的速冻成本。
如附图1-3所示，为保证输送带2的平稳运转，在上层输送带两侧的底部设有支撑导轨20。该支撑导轨20与速冻机的侧壁固定设置。
Claims (6)
1.一种自预冷式液氮隧道速冻机，包括一隧道型冷冻室、环绕型输送带，冷冻室的两端分别为进料端及出料端，所述的环绕型输送带穿过冷冻室形成上下两层输送带，输送带的两端分别伸出冷冻室的进料端及出料端；在所述冷冻室进料端及出料端上分别设有液氮封堵装置，所述的液氮封堵装置包括设置在输送带顶部的风箱，风箱的顶部设有进风风机，风箱的底部设有吹风口，风箱与冷冻室的顶板及两侧壁之间密封固定，其特征在于：在冷冻室进料端的外部设有预冷室，预冷室的室壁与冷冻室进料端的室壁衔接固定，所述预冷室的外侧端口设有前述的液氮封堵装置；所述输送带穿过预冷室，输送带该侧端部伸出预冷室外部。
2.根据权利要求1所述的一种自预冷式液氮隧道速冻机，其特征在于：所述预冷室的外部还设有氮气排放腔，所述氮气排放腔的腔壁与预冷室的腔壁衔接固定，在液氮排放腔的顶壁上设有排氮风机，排氮风机与排氮管连接。
3.根据权利要求1所述的一种自预冷式液氮隧道速冻机，其特征在于：所述预冷室的长度为冷冻室长度的3/20-1/5。
4.根据权利要求2所述的一种自预冷式液氮隧道速冻机，其特征在于：所述氮气排放腔的长度为预冷室长度的3/20-1/5。
5.根据权利要求1所述的一种自预冷式液氮隧道速冻机，其特征在于：在冷冻室出料端的外部设有余冷收集腔，余冷收集腔的腔壁与冷冻室出料端的室壁衔接固定；在所述预冷室内的上下两层输送带之间设有吹风管，所述的吹风管上设有指向上层输送带底部的吹风孔；在余冷收集腔的腔壁内设有余冷排放管，余冷排放管上设有余冷抽风机，余冷抽风机的进风口与余冷收集腔贯通，在所述的吹风管与余冷排放管之间设有连接管路，该连接管路位于上下层输送带之间。
6.根据权利要求2所述的一种自预冷式液氮隧道速冻机，其特征在于：在所述氮气排放腔的内部设有氮气浓度传感器，排氮风机的运转受氮气浓度传感器输出信号控制。
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