CN108885043B - 用于计量二氧化碳雪的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于计量二氧化碳雪的设备，所述设备包括储存容器以及安排在所述储存容器的基座上的排放口。可水平移动的滑动基座安排在排放口区域中，通过所述滑动基座能够打开和关闭所述排放口。可水平移动的分离基座垂直地定位在距所述滑动基座一定距离处，所述分离基座能够在所述储存容器内移动。在对所述储存容器填充二氧化碳雪之后，通过分离基座来分离出所述分离基座与所述滑动基座之间的计量的二氧化碳雪量，所述量经由所述滑动基座移动到其打开位置而被排出。本发明允许排出精确计量的二氧化碳雪量。

Description

用于计量二氧化碳雪的设备

一种用于计量二氧化碳雪的设备，所述设备具有储存容器，用于呈液体或雪状形式的二氧化碳的供应管线和用于排放二氧化碳气体的气体抽取管线开口通向所述储存容器，并且所述储存容器配备有用于排放所计量的二氧化碳雪的排放单元。

为了能够对特别是食品的表面进行快速冷冻，用低温制冷剂喷洒这些表面，所述低温制冷剂例如是液氮或二氧化碳雪。在此，优选地通过注射喷嘴或所谓的雪角而在冷冻隧道中进行处理。

在雪角中，利用焦耳-汤姆逊效应通过使液态二氧化碳膨胀而产生二氧化碳雪。在此，雪角包括喷嘴形式的膨胀元件，其通常安排在雪角的顶部中，在垂直安排的漏斗上方。加压的液态二氧化碳在膨胀喷嘴处膨胀至低于5.18巴的压力，例如1巴，其中产生二氧化碳气体和二氧化碳雪的混合物。二氧化碳雪在重力作用下落入漏斗中，落在表面上以便进行冷却。然而，在使用这种雪角时，在膨胀过程中同时产生的大量二氧化碳气体引起较轻雪粒打旋，并因此引起雪粒在雪角的开口上游广泛分散。

已经尝试使用机械装置使雪粒更紧密地聚集，所述机械装置例如是EP 1 188 715A1、US 4 415 346 A或GB 294 584 A中所述的漏斗或导板。然而在此，二氧化碳雪在机械装置上容易结块并损害所述装置的操作。

EP 2 363 377 A1已经公开了一种雪角，其中输送螺杆安排在膨胀室与排放口之间。输送螺杆确保在膨胀过程中产生的气流与二氧化碳雪分离，并将二氧化碳雪精确地运输到使用位置。以这种方式，可以将二氧化碳雪供给消费者而不会被气体流旋动。然而，二氧化碳的供应是持续不断地进行的；这种设备对针对性冷却单独产品表现出仅有限的适用性，这些产品例如在传送带上运送通过冷却隧道。

US 4 145 894 A已经公开了一种用于将二氧化碳雪分布在产品上的设备，在所述设备中，液态二氧化碳在储存容器中膨胀。在此产生的二氧化碳雪收集在储存容器中，同时产生的二氧化碳气体经由排气管线消散。在储存容器的基座上安排有分格式轮闸，通过所述分格式轮闸，来自储存容器的二氧化碳雪可以按预定量施加到位于其下方的产品上。

EP 0 478 316 B1描述了一种用二氧化碳雪处理食品产品的设备，在所述设备中，配备有液态二氧化碳供应装置的储存容器的基座配备有多孔板，并且在多孔板上延伸有金属丝网。金属丝网保持住在液态二氧化碳在储存容器中膨胀的过程中产生的二氧化碳雪。在使用所述设备期间，擦拭器用于将二氧化碳雪挤压穿过金属丝网上的孔和多孔板上的开口，二氧化碳雪随后落在产品的表面上以便进行处理。

然而在后两种设备中，仍然存在二氧化碳雪在分格式轮闸中或在金属丝网的孔中结块、或来自周围大气的水分在那里结冰并因此使得装备的功能性受到损害的风险。

因此，本发明的目的是形成一种用于尽可能精确地计量一定量的二氧化碳雪的设备，在所述设备的情况下，将二氧化碳雪供应到产品上不会被气流中断，同时使得由于二氧化碳雪结块或水分冷冻成固体而导致功能受损的风险降到最低。

所述目的是通过本发明的设备实现的。

因此，如在引言中提到的类型和目的设备的特征在于，所述排放单元包括排放口，所述排放口安排在所述储存容器的基座侧；可水平移动的滑动基座，所述滑动基座与所述排放口相互作用，并且所述滑动基座可在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置，所述滑动基座关闭所述储存容器的排放口，在所述第二位置，所述滑动基座打开所述排放口；以及至少一个同样可水平移动的分离基座，所述分离基座安排在所述滑动基座上方并与其间隔开。

连接至二氧化碳源的供应管线打开通入垂直安排的储存容器的内部，所述储存容器例如是管状形式。所述供应管线例如是液态二氧化碳的供应管线，所述供应管线在膨胀喷嘴处打开通入所述储存容器的内部。所述储存容器在其下端侧具有排放口，所述排放口可以通过滑动基座封闭。排放口在储存容器的基座表面的一部分上或在储存容器的整个基座表面上延伸。滑动基座是可水平移动或枢转的元件，例如金属板，其适配于排放口的尺寸和形状。在关闭位置，滑动基座完全地或部分地延伸到排放口中并将所述排放口关闭，其关闭程度使得供应到储存容器中或在储存容器中产生的二氧化碳雪不能从排放口逸出、或者可以仅以可忽略的程度逸出，而是收集在滑动基座上方的储存容器中。在打开位置，滑动基座打开排放口，并且位于滑动基座上方的储存容器中的二氧化碳雪从储存容器中掉出。

安排在滑动基座上方的分离基座是例如薄的、尺寸稳定的金属片的元件，其可可水平移位或枢转到储存容器的内部。分离基座可以通过驱动器而从第一位置(在此也称为“打开位置”)移动到第二位置(在此也称为“关闭位置”)，在所述第一位置，分离基座位于储存容器的内部空间之外，在所述第二位置，分离基座以不透雪的方式关闭储存容器的内部空间的截面，并且如此将位于储存容器的位于分离基座(在此称为“计量部分”)下方的那部分中的二氧化碳雪与分离基座上方的其余二氧化碳雪分离。同时，处于其关闭位置的分离基座防止二氧化碳雪从储存容器的上部区域落入计量部分。因此，当滑动基座移动到打开位置时，只有位于计量部分中的那部分二氧化碳雪从储存容器掉出。

因此，通过分离基座和滑动基座的交替致动，由计量部分的体积限定的一定量的二氧化碳雪被排出，而例如不会使雪粒被二氧化碳气体旋动，二氧化碳气体是在液态二氧化碳膨胀过程中在膨胀喷嘴处产生的。二氧化碳经由供应管线持续供应到储存容器，其中，所产生的二氧化碳气体经由气体抽取管线排出。

在本发明的一个优选实施例中，滑动基座和/或至少一个分离基座配备有驱动单元。例如配备有电动马达的驱动单元控制滑动基座或分离基座从相应的打开位置自动移动到相应的关闭位置和返回。

本发明的一个特别有利的实施例设置了滑动基座与分离基座之间的垂直间距是可变的。例如，为此目的，储存容器包括两个可相对于彼此垂直移位的部分，其中，滑动基座安排在下部部分中，并且分离基座安排在上部部分中。通过这两个部分相对于彼此的移位，滑动基座和分离基座之间的垂直间距可以以连续的方式变化，并且因此计量部分的体积也可以以连续的方式变化。这两个部分相对于彼此的运动是手动或以马达驱动的方式实现的。在特别优选的实施例中，储存容器的两个部分以伸缩方式彼此接合，并且可以沿其共同纵向轴线以连续可变的方式相对于彼此移位。

本发明的一个特别有利的实施例设置了排放单元具有两个或更多个分离基座，所述分离基座安排成彼此垂直地间隔开，所述分离基座可彼此独立地移动。通过多个分离基座，排出的二氧化碳雪的量可以以针对性的方式变化并适应于各自的要求。特别地，以这种方式，二氧化碳量可以适应于用于冷却的产品的尺寸和/或适应于各自的冷却任务的制冷要求，而不必为此目的而对设备进行繁琐的转换。

根据本发明的设备的优选用途在于使产品表面达到低温，或者例如在运输期间保持所述产品表面的低温。一种特别优选的用途在于冷却或保持食品低温，所述食品例如是面团、肉、鱼、水果和蔬菜，但本发明并不限于这些。相反，也可以将其他产品(例如化学品或药品)冷却或保持在低温下。根据本发明的设备特别地还可以安排在冷却隧道中，以便将二氧化碳雪施加到产品表面上。

将基于附图更详细地讨论本发明的示例性实施例，在分别以示意图表示的附图中：

图1示出了根据本发明的设备的垂直截面图，

图2a至图2f示出了在图1的设备的操作过程中的不同工作步骤，

图3示出了另一个实施例中的根据本发明的设备，

图4示出了在又一个实施例中的根据本发明的设备。

图1中所示的设备1包括具有隔热良好的壁的储存容器2。用于供应液态二氧化碳的供应管线3通向储存容器2的内部，在所述供应管线的端部安排有膨胀喷嘴。在本发明的上下文内也可以想到直接供应二氧化碳雪，如EP 2 363 377 A1中所述的类型，而不是如在此所示的液态二氧化碳的供应管线3。多条用于液态二氧化碳和/或二氧化碳雪的供应管线也是可以的。排放单元4(下面更详细地描述)位于储存容器2的下部区域中，并且气体抽取管线5打开通入储存容器2的上部区域。

排放单元4包括排放口7，所述排放口安排在储存容器2的下端侧6，并且所述排放口完全地或部分地填充端侧6，并且所述排放口可以通过可水平移动的滑动基座8封闭。通过驱动单元9致动滑动基座8，所述驱动单元例如包括电动马达，并且所述驱动单元可以通过中央控制器(在此未示出)致动。在图1所示的位置上，滑动基座9封闭排放口7。如果需要，排放口7可以通过计量漏斗(在此未示出)相接。

被安排成与滑动基座8垂直间隔开的是同样可水平移动或枢转的分离基座11，所述分离基座例如是薄金属片或可移位基座，其面向储存容器的内部空间的边缘可以是以刀刃的方式形成。分离基座11可通过驱动单元12移动或枢转，所述驱动单元例如从打开位置被电驱动到关闭位置，在所述打开位置，分离基座11位于储存容器2的内部空间之外，在所述关闭位置，分离基座11以不透雪的方式将储存容器2的内部空间分成两个部分体积，其中，在分离基座11与滑动基座9之间延伸的下部体积限定了计量部分10。

驱动单元9和/或驱动单元12可以与传感器装置14交互，所述传感器装置检测要施加二氧化碳雪的产品(在此未示出)或者要填充二氧化碳雪的容器(同样未示出)的位置，以便允许针对性地将二氧化碳雪施加到产品表面或对容器填充二氧化碳雪。

图2a-f示出了设备1的各种操作状态。在根据本发明的设备1的进行中的操作期间，将二氧化碳雪15持续地供应到储存容器2。这是通过从储罐(此处未示出)经由供应管线3供应液态二氧化碳来实现的，液态二氧化碳在储存容器2内、在安排在供应管线3的开口点处的膨胀喷嘴处膨胀至低于5.18巴的压力，优选地至大气压(1巴)，并且变成由二氧化碳雪和二氧化碳气体组成的混合物。而在储存容器2中通过膨胀或升华产生的二氧化碳气体经由气体抽取管线5排出，二氧化碳雪15的大部分收集在储存容器2的内部。

在图2a所示的操作状态下，分离基座11安排在储存容器2的内部空间一侧。由于持续产生或供应雪状二氧化碳，储存容器2的滑动基座8上方的内部空间逐渐充满二氧化碳雪15。

通过驱动单元12的致动，分离基座11沿箭头16的方向移动到关闭位置(图2b)。因此，位于储存容器2的计量部分10中的二氧化碳雪15与位于储存容器2内的其余二氧化碳雪15分离。

通过驱动单元9的致动，滑动基座8沿箭头17的方向移位或枢转到其打开位置，并且因此将排放口7打开(图2c)。因此，位于计量部分10中的二氧化碳雪15从储存容器2中掉出，而其余的二氧化碳雪15通过分离基座11保留在储存容器中(图2d)。排出的二氧化碳雪例如直接落在产品上以便冷却或落在容器中，或者供应到计量漏斗(在此未示出)。

通过驱动单元9的再次致动，滑动基座8随后移动回到关闭位置，如箭头18所指示的(图2e)。因此再次关闭排放口7。随后，通过驱动单元12的驱动，分离基座沿箭头19的方向移动到其打开位置(图2f)，并且二氧化碳雪15从储存容器2的上部落入计量部分10，如箭头21所指示的。通过排放口7排放的二氧化碳雪是通过在供应管线3处不间断的供应或不间断的产生来补充的，由此再次开始图2a中所示的操作状态。

在图3中所示的根据本发明的设备22的实施例中，动作相同的部件由与设备1中相同的附图标记表示。设备22与设备1的不同之处仅在于，设置了多个分离基座11a、11b、11c，在示例性实施例中为三个，而不是单个分离基座11，每个分离基座都安排成彼此垂直间隔开。与分离基座11构造相同的分离基座11a、11b、11c可以通过驱动单元12a，12b，12c彼此独立地移动。

多个分离基座11a、11b、11c允许改变二氧化碳雪的计量量。根据预期的量，选择分离基座11a、11b或11c之一以分离位于储存容器2中的二氧化碳雪。计量量分别对应于滑动基座8与相应所选的分离基座11a、11b、11c之间的体积中的二氧化碳雪的量。

图4中所示的设备24允许连续可变地调节要排出的二氧化碳雪的计量量。在这种情况下，动作相同的部件也用与设备1和22中相同的附图标记表示。设备24具有进料容器25，所述进料容器被分成两个部分26、27，这两个部分被设计成以伸缩方式可相对于彼此移位，如箭头28所指示的。滑动基座8安排在下部部分26中，并且配备有驱动器12d的分离基座11d安排在上部部分27中。滑动基座8和分离基座11d以与设备1中相同的方式构造在设备24中。为了改变排出的二氧化碳雪的量，下部部分26相对于上部部分27移位，直到在滑动基座8与分离基座11d之间形成计量部分10的体积足以容纳所需的二氧化碳的计量量。两个部分26、27相对于彼此的移位以连续可变的方式进行，并且可以手动或通过在此未示出的驱动单元进行。

本发明允许相对于现有技术的相应设备精确计量二氧化碳量，并且由于形成的结块雪或水冰体而表现出较低的故障易发性。本发明特别适用于二氧化碳雪的剂量，例如超过100g，优选地超过500g，将其以持续几秒的短时间间隔施加到物体上以便进行处理。此外，与二氧化碳雪同时产生的二氧化碳气体在形成后立即排出，而不与周围大气混合。因此，所述二氧化碳气体具有较高纯度，并且可以易于进一步使用或再利用。此外，根据本发明的设备而且还允许精确计量二氧化碳雪，以便填充运输容器的冷却剂隔室，所述运输容器用于运输要冷却的产品。

附图标记清单

1 设备

2 储存容器

3 供应管线

4 排放单元

5 气体抽取管线

6 下端侧

7 排放口

8 滑动基座

9 驱动单元

10 计量部分

11，11a，11b，11c，11d 分离基座

12，12a，12b，12c，12d 驱动单元

13 -

14 传感器装置

15 二氧化碳雪

16 箭头

17 箭头

18 箭头

19 箭头

20 -

21 箭头

22 设备

23 -

24 设备

25 进料容器

26 下部

27 上部

28 箭头

Claims (4)

1.一种用于计量二氧化碳雪的设备，所述设备具有储存容器(2)，用于液体或雪状形式的二氧化碳的供应管线(3)和用于排放二氧化碳气体的气体抽取管线(5)通向所述储存容器，并且所述储存容器配备有用于排放所计量的二氧化碳雪(15)的排放单元(4)，

其特征在于，

所述排放单元(4)包括排放口(7)，所述排放口安排在所述储存容器(2)的基座侧；可水平移动的滑动基座(8)，所述滑动基座与所述排放口(7)相互作用，并且所述滑动基座可在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置，所述滑动基座关闭所述储存容器(2)的所述排放口(7)，在所述第二位置，所述滑动基座打开所述排放口(7)；以及至少一个可水平移动的分离基座(11，11a，11b，11c，11d)，所述分离基座安排在所述储存容器(2)的所述滑动基座(8)上方，并且所述分离基座可从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，所述分离基座将所述储存容器(2)的内部空间分成两个部分体积，在所述第二位置，所述分离基座与所述储存容器(2)的内部空间隔开，其中所述滑动基座(8)与所述分离基座(11d)之间的垂直间距是可变的。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述滑动基座(8)和所述分离基座(11，11a，11b，11c，11d)、或所述分离基座(11a，11b，11c，11d)各自配备有一个驱动单元(9，12，12a，12b，12c，12d)。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述储存容器(2)包括两个部分(26，27)，所述两个部分以伸缩方式可相对于彼此移位，其中，滑动基座(8)安排在下部部分(26)中，而分离基座(11d)安排在上部部分(27)中。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述排放单元(4)具有多个彼此上下安排的分离基座(11a，11b，11c)，所述分离基座可彼此独立地水平移动。

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