CN107202461A - 一种液氮冷冻设备的液氮控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种液氮冷冻设备的液氮控制系统包括液氮输送总管，与液氮输送总管相连的液体分配阀，与分配阀相连的多个液氮输送分管道，所述的多个液氮输送分管道均布于液氮冷冻设备的冷冻仓内，多个温度感测器间隔均匀地布设于冷冻仓内，所述的液氮输送总管的阀门、分配阀、温度感测器、压力感测器均与PLC控制模块相连，且所述的PLC控制模块内包括PID调节单元；本发明的液氮冷冻设备的液氮控制系统，可以即时监控设备内的温度及压力状态，并通过PLC控制模块进行自动调整，保证设备冷冻仓内的温度和温度场以及压力的精确控制，保证冷冻效果以及设备的安全性。

Description

一种液氮冷冻设备的液氮控制系统
技术领域
本发明涉及液氮冷冻技术领域，特别涉及一种液氮冷冻设备的液氮控制系统。
背景技术
液氮是当今最环保最高效的冷却及冷冻方式，其可应用于食品冷冻加工及金属热处理工艺的深冷处理技术领域。
在食品冷冻领域，利用液氮对肉、禽、水产、乳、蛋、蔬菜和水果等易腐食品进行冷冻加工、运输和贮藏，液氮的超冷温度，可以快速有力地使食品降温，确保食品的水分和品质被完整的保存，保证了冷冻食品的原色、原味和原质；经液氮冷冻的食品营养保存比较好，取用方便，不容易变质，食用卫生、经济。
而深冷处理技术是近年来兴起的一种改善金属工件性能的新工艺，其可以应用于各种高速钢、轴承钢、模具钢以及铝合金、铜合金、硬质合金等进行材料改性。利用超低温的液氮(-196℃)作为冷却介质可以将淬火后的金属材料的冷却过程继续下去，达到远低于室温的某一温度，促使常规热处理后所存在的残余奥氏体得到进一步转化，从而改善金属材料性能。
液氮这些主要应用都需要专门的液氮冷冻设备，比如隧道式液氮速冻设备、柜式液氮冷冻设备、箱式液氮冷冻设备、在线式液氮冷冻设备等，而液氮冷冻设备的一个关键技术就是液氮控制系统，其对于液氮冷冻设备的冷却时间、冷却效果、能源消耗、设备内的温度控制精度及温度场的差异等都具有重要影响。因此，液氮控制系统也就成了本领域的技术人员重点研究的领域之一。
发明内容
根据现有技术中的使用需求，本发明的目的是提供一种应用与液氮冷冻设备的液氮控制系统，其可以对液氮冷冻设备的液氮供给实现精确、智能控制，从而对设备内的冷冻温度、冷冻时间等提供有效的保障。
为达到本发明的目的，本发明的一种液氮冷冻设备的液氮控制系统包括液氮输送总管，与液氮输送总管相连的液体分配阀，与分配阀相连的多个液氮输送分管道，所述的多个液氮输送分管道均布于液氮冷冻设备的冷冻仓内，多个温度感测器间隔均匀地布设于冷冻仓内，所述的液氮输送总管的阀门、分配阀、温度感测器均与PLC控制模块相连，且所述的PLC控制模块内包括PID调节单元；当设备启动开始工作时，所述的PLC控制模块控制液氮输送总管的阀门和分配阀打开，液氮通过输送总管和分配阀进入各个液氮输送分管道，冷冻仓内开始降温，当降至预设温度时，即可进行作业；在工作过程中，位于冷冻仓内各个区域的温度感测器即时监控各区的温度，当温差超过预定的冷冻温度范围时，PLC控制模块根据温度感测器反馈的信息通过PID调节单元控制分配阀调整相应的液氮输送分管道的供液氮量，使温度达到预定的值。
优选的，所述的液氮冷冻设备的冷冻仓内还包括压力感测器，其与PLC控制模块相连；液氮输送总管上还设有泄压阀，当压力感测器侦测到冷冻设备内的压力超出预定值时，PLC控制模块根据压力感测器反馈的信息控制泄压阀工作，对冷冻仓进行泄压；当工作完成后，PLC控制模块控制液氮输送总管停止供液氮，泄压阀将冷冻仓内的气压释放至常压状态。
再优选的，所述的多个温度感测器是在冷冻仓的中部间隔相等地呈一线性设置。
再优选的，所述的冷冻仓内还设有助冷冻仓内的气体流动的风扇。
再所述的，所述的风扇间隔相等地设于冷冻仓的两侧。
本发明的液氮冷冻设备的液氮控制系统，可以即时监控设备内的温度及压力状态，并通过PLC控制模块进行自动调整，保证设备冷冻仓内的温度和温度场以及压力的精确控制，减少了液氮和能源消耗，保证冷冻效果以及设备的安全性。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：
图1所示为本发明的液氮冷冻设备的液氮控制系统的组成架构示意图；
图2所示为本发明的液氮冷冻设备的液氮控制系统的工作原理示意框图。
具体实施方式
结合附图本发明的液氮冷冻设备的液氮控制系统的结构、工作原理及优点详述如下。
参照图1所示的本发明的液氮冷冻设备的液氮控制系统的组成架构示意图，所述的液氮冷冻设备100的液氮控制系统包括液氮输送总管10，与液氮输送总管10相连的液体分配阀20，与分配阀20相连的多个液氮输送分管道12，所述的多个液氮输送分管道12均匀布设于液氮冷冻设备100的冷冻仓110内，多个温度感测器14间隔均匀地布设于冷冻仓110内，所述的液氮输送总管10的阀门22、分配阀20、温度感测器14均与PLC控制模块30相连，且所述的PLC控制模块30内包括PID调节单元。
参照图2所示的本发明的液氮冷冻设备的液氮控制系统的工作原理示意框图，以隧道式食品液氮冷冻设备为例，所述的液氮控制系统的工作原理如下：当设备启动开始工作时，所述的PLC控制模块30控制液氮输送总管10的阀门22和分配阀20打开，液氮通过输送总管10和分配阀20进入各个液氮输送分管道12，冷冻仓内开始降温，当降至预设温度时，通过温度感测器反馈的信息，PLC控制模块30将指示信息显示出来，操作人员即可将待冷冻食品放于循环运动的传送网板112上开始冷冻过程；在冷冻过程中，位于冷冻仓内各个区域的温度感测器即时监控各区的温度，当温差超过预定的冷冻温度值时，PLC控制模块根据温度感测器反馈的信息通过PID调节单元控制分配阀调整相应的液氮输送分管道12的供液氮量，使温度达到预定的值；如此，整个液氮控制系统即可即时监控冷冻仓内的温度并进行自动调节。在一优选的实施方式中，所述的多个温度感测器14是在冷冻仓的中部间隔相等地呈一线性设置。在另一优选的实施方式中，为了提高冷冻仓内的温度场的精度，所述的冷冻仓内还设有风扇18，其可以帮助冷冻仓内的气体流动，提高冷冻仓内的温度场的均匀性，提高食品冷冻的效果；所述的风扇间隔相等地设于冷冻仓的两侧。
对于柜式液氮冷冻设备或设备用于深冷处理时，由于冷冻设备是在密闭的状态下进行工作，因此，除了监控和自动调整冷冻仓内的温度以外，还需对冷冻仓内的压力进行监控，这种情况下，所述的冷冻仓内还应包括压力感测器16，其也与PLC控制模块30相连；液氮输送总管10上还设有泄压阀(未图示)，当压力感测器16侦测到冷冻设备内的压力超出预定值时，PLC控制模块根据压力感测器反馈的信息控制泄压阀工作，对冷冻仓进行泄压；温度控制原理与上述的内容类似，在此不再重复赘述。当冷冻或深冷处理工作完成后，PLC控制模块控制液氮输送总管10停止供液氮，泄压阀10将冷冻仓内的气压释放至常压状态，液氮冷冻设备的柜门即可打开。
本发明的液氮冷冻设备的液氮控制系统，可以即时监控设备内的温度及压力状态，并通过PLC控制模块进行自动调整，保证设备冷冻仓内的温度和温度场以及压力的精确控制，减少了液氮和能源消耗，保证冷冻效果以及设备的安全性。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种液氮冷冻设备的液氮控制系统，其特征在于，所述的液氮控制系统包括液氮输送总管，与液氮输送总管相连的液体分配阀，与分配阀相连的多个液氮输送分管道，所述的多个液氮输送分管道均布于液氮冷冻设备的冷冻仓内，多个温度感测器间隔均匀地布设于冷冻仓内，所述的液氮输送总管的阀门、分配阀、温度感测器均与PLC控制模块相连，且所述的PLC控制模块内包括PID调节单元；其中，当设备启动开始工作时，所述的PLC控制模块控制液氮输送总管的阀门和分配阀打开，液氮通过输送总管和分配阀进入各个液氮输送分管道，冷冻仓内开始降温，当降至预设温度时，即可进行作业；在工作过程中，位于冷冻仓内各个区域的温度感测器即时监控各区的温度，当温差超过预定的冷冻温度范围时，PLC控制模块根据温度感测器反馈的信息通过PID调节单元控制分配阀调整相应的液氮输送分管道的供液氮量，使温度达到预定的值。
2.如权利要求1所述的一种液氮冷冻设备的液氮控制系统，其特征在于，所述的液氮冷冻设备的冷冻仓内还包括压力感测器，其与PLC控制模块相连；液氮输送总管上还设有泄压阀，当压力感测器侦测到冷冻设备内的压力超出预定值时，PLC控制模块根据压力感测器反馈的信息控制泄压阀工作，对冷冻仓进行泄压；当工作完成后，PLC控制模块控制液氮输送总管停止供液氮，泄压阀将冷冻仓内的气压释放至常压状态。
3.如权利要求1或2所述的一种液氮冷冻设备的液氮控制系统，其特征在于，所述的多个温度感测器是在冷冻仓的中部间隔相等地呈一线性设置。
4.如权利要求1或2或3所述的一种液氮冷冻设备的液氮控制系统，其特征在于，所述的冷冻仓内还设有助冷冻仓内的气体流动的风扇。
5.如权利要求4所述的一种液氮冷冻设备的液氮控制系统，其特征在于，所述的风扇间隔相等地设于冷冻仓的两侧。
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