CN109458552B - 一种果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置 - Google Patents

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Abstract

一种果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置，包括液氮罐、温度传感器、温控箱、储液箱、进液泵、出液泵和控制模块；所述储液箱内填充有蓄冷剂，储液箱的出口通过进液泵与温控箱的蓄冷入口相连通，温控箱的蓄冷出口通过出液泵与储液箱的入口相连通；温控箱内至少设有两根管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管，液氮罐的出口与气化管的进管口连接，气化管的出管口与一输出管相连接；气化管的进管口处设有常闭电磁阀，温度传感器设在输出管上用于获得液氮气化后的温度，温度传感器与控制模块的输入端电连接，控制模块的输出端分别与常闭电磁阀、进液泵和出液泵的控制端电连接。本发明实现对气化后氮气的温度进行分级调控，避免对产品造成危害。

Description

一种果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置
技术领域
本发明涉及一种果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置。
背景技术
目前，一般使用气调保鲜运输的方式运输果蔬，而这种运输方式的优点是，可以通过调节运输工具中箱体内的温度、湿度、氧气体积分数和二氧化碳浓度等参数来延长果蔬的保鲜周期和保障果蔬的品质。
果蔬运输过程中，是通过控制箱体内环境气体的成分来抑制果蔬的呼吸，从而延长了果蔬保鲜周期。目前，存在的气调方式有：自发气调、双相变动气调、减压气调。这些气调方式普遍存在气调效率低或成本高等问题。而液氮充注气调具有气调效率高和成本低等优点，逐渐成为现在主流的气调方式。
然而在液氮充注气调中会存在以下的问题：一方面，氮气是以液体的形式储存在液氮罐中，而所储存的液氮的温度为零下-196℃，当直接将液氮通入箱体时，会对箱体中的果蔬产生低温伤害。因此需要首先通过汽化器对液氮进行汽化升温之后再注入箱体内。液氮是吸收汽化器管道外空气的热量而气化升温的，由于不能够控制升温后氮气的温度，就无法保证氮气不会对产品造成危害。
因此，亟需一种能够解决上述问题的一种果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置，以实现液氮气化温度可控，保证氮气不会对产品造成危害。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置，包括液氮罐、温度传感器、温控箱、储液箱、进液泵、出液泵和控制模块；所述储液箱内填充有蓄冷剂，所述温控箱设有蓄冷入口和蓄冷出口，储液箱设有出口和入口，储液箱的出口通过进液泵与温控箱的蓄冷入口相连通，温控箱的蓄冷出口通过出液泵与储液箱的入口相连通；所述温控箱内至少设有两根管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管，所述液氮罐的出口与气化管的进管口连接，所述气化管的出管口与一输出管相连接；所述气化管的进管口处设有常闭电磁阀，温度传感器设在输出管上用于获得液氮气化后的温度，温度传感器与控制模块的输入端电连接，控制模块的输出端分别与常闭电磁阀、进液泵和出液泵的控制端电连接。
由上可知，本发明工作原理如下：可先通过在控制模块里设置液氮气化所需的预设温度，控制模块控制进液泵向温控箱注入蓄冷剂，直至蓄冷剂的注入量达到温控箱的设定值，控制模块控制进液泵停止注入蓄冷剂，然后控制模块根据预设温度打开其中一根气化管进管口处的常闭电磁阀，液氮从液氮罐流入至气化管，液氮在经过温控箱时发生气化并与蓄冷剂进行热交换，液氮气化后从输出管输出至果蔬冷蔵库，当温度传感器获得气化后氮气的温度发生变化后，控制模块根据气化管的管程而关闭当前气化管进管口处的常闭电磁阀，并打开其他气化管进管口处的常闭电磁阀，因为液氮经过的气化管管程不同，所以液氮经过温控箱的时间不同，从而实现对气化后氮气的温度进行分级调控，避免气化后氮气温度过高或过低而对产品造成危害。如果需要温度较低氮气则液氮选择通过较短管程的气化管，如果需要温度较高的氮气则液氮选择通过较长管程的气化管，而蓄冷剂用于回收液氮气化的冷能，实现液氮的冷能回收，提高能量的利用率。
综上可知，本发明利用管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管对液氮进输送，因为液氮经过的气化管管程不同，所以液氮经过温控箱的时间不同，并对在液氮进行气化过程中的热交换进行调节，从而实现对气化后氮气的温度进行分级调控，避免气化后氮气温度过高或过低而对产品造成危害；蓄冷剂用于回收液氮气化的冷能，实现液氮的冷能回收，提高能量的利用率。
作为本发明的一种改进，所述温控箱内设有三根管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管，所述三根气化管分别短程气化管、中程气化管和长程气化管。
进一步地，所述长程气化管管程是中程气化管管程的1.5倍，所述短程气化管管程是中程气化管管程的0.5倍
作为本发明的一种改进，所述储液箱的数量为三个，三个储液箱分别填充有低浓度、中浓度和高浓度的蓄冷剂，三个储液箱的出口分布通过排液管与进液泵的入口相连通，所述三个储液箱对应的排液管上分别设有排液常闭电磁阀，排液常闭电磁阀与控制模块的输出端电连接；三个储液箱的入口分布通过回液管与出液泵的出口相连通，所述三个储液箱对应的回液管上分别设有回液常闭电磁阀，回液常闭电磁阀与控制模块的输出端电连接。
进一步地，所述温控箱内设有两个隔板，两个隔板将温控箱内分割为三个独立空间，所述气化管由温控箱一端穿入经过三个独立空间后从温控箱另一端穿出；所述三个独立空间分别设有蓄冷入口和蓄冷出口，独立空间的蓄冷入口通过进液管与进液泵的出口相连通，独立空间的蓄冷出口通过出液管与出液泵的入口相连通，所述三个独立空间对应的进液管上设有进液常闭电磁阀，所述三个独立空间对应的出液管上设有出液常闭电磁阀，进液常闭电磁阀和出液常闭电磁阀分别与控制模块的输出端电连接。
进一步地，所述控制模块为单片机。
进一步地，所述蓄冷入口设在温控箱的上部侧壁上，所述蓄冷出口设在温控箱的下部侧壁上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明利用管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管对液氮进输送，因为液氮经过的气化管管程不同，所以液氮经过温控箱的时间不同，并对在液氮进行气化过程中的热交换进行调节，从而实现对气化后氮气的温度进行分级调控，避免气化后氮气温度过高或过低而对产品造成危害；蓄冷剂用于回收液氮气化的冷能，实现液氮的冷能回收，提高能量的利用率。
附图说明
图1为本发明果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置的立体图；
图2为本发明果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置温控箱的内部结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例
请参考图1和图2，一种果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置，包括液氮罐10、温度传感器20、温控箱30、储液箱40、进液泵50、出液泵60和控制模块；
所述储液箱40内填充有蓄冷剂，所述温控箱30设有蓄冷入口31和蓄冷出口32，储液箱40设有出口41和入口42，储液箱40的出口41通过进液泵50与温控箱30的蓄冷入口31相连通，温控箱30的蓄冷出口32通过出液泵60与储液箱40的入口42相连通；
所述温控箱30内至少设有两根管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管70，所述液氮罐10的出口与气化管70的进管口连接，所述气化管70的出管口与一输出管80相连接；
所述气化管70的进管口处设有常闭电磁阀71，温度传感器20设在输出管80上用于获得液氮气化后的温度，温度传感器20与控制模块的输入端电连接，控制模块的输出端分别与常闭电磁阀71、进液泵50和出液泵60的控制端电连接。
由上可知，本发明工作原理如下：可先通过在控制模块里设置液氮气化所需的预设温度，控制模块控制进液泵向温控箱注入蓄冷剂，直至蓄冷剂的注入量达到温控箱的设定值，控制模块控制进液泵停止注入蓄冷剂，然后控制模块根据预设温度打开其中一根气化管进管口处的常闭电磁阀，液氮从液氮罐流入至气化管，液氮在经过温控箱时发生气化并与蓄冷剂进行热交换，液氮气化后从输出管输出至果蔬冷蔵库，当温度传感器获得气化后氮气的温度发生变化后，控制模块根据气化管的管程而关闭当前气化管进管口处的常闭电磁阀，并打开其他气化管进管口处的常闭电磁阀，因为液氮经过的气化管管程不同，所以液氮经过温控箱的时间不同，从而实现对气化后氮气的温度进行分级调控，避免气化后氮气温度过高或过低而对产品造成危害。如果需要温度较低氮气则液氮选择通过较短管程的气化管，如果需要温度较高的氮气则液氮选择通过较长管程的气化管，而蓄冷剂用于回收液氮气化的冷能，实现液氮的冷能回收，提高能量的利用率。
综上可知，本发明利用管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管对液氮进输送，因为液氮经过的气化管管程不同，所以液氮经过温控箱的时间不同，并对在液氮进行气化过程中的热交换进行调节，从而实现对气化后氮气的温度进行分级调控，避免气化后氮气温度过高或过低而对产品造成危害；蓄冷剂用于回收液氮气化的冷能，实现液氮的冷能回收，提高能量的利用率。
在本实施例中，所述温控箱30内设有三根管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管70，所述三根气化管70分别短程气化管72、中程气化管73和长程气化管74。具体地，所述长程气化管74管程是中程气化管73管程的1.5倍，所述短程气化管72管程是中程气化管73管程的0.5倍。设有短程气化管、中程气化管和长程气化管三级气化管，可以实现对气化后氮气的温度进行三种级别的调控，因为液氮经过的气化管管程不同，所以液氮经过温控箱的时间不同，液氮发生气化并与蓄冷剂进行热交换，得到不同的气化后氮气的温度。
在本实施例中，所述储液箱40的数量为三个，三个储液箱40分别填充有低浓度、中浓度和高浓度的蓄冷剂，三个储液箱40的出口41分布通过排液管43与进液泵50的入口相连通，所述三个储液箱40对应的排液管43上分别设有排液常闭电磁阀44，排液常闭电磁阀44与控制模块的输出端电连接；三个储液箱40的入口42分布通过回液管45与出液泵60的出口相连通，所述三个储液箱40对应的回液管45上分别设有回液常闭电磁阀46，回液常闭电磁阀46与控制模块的输出端电连接。通过设有三个储液箱，而且三个储液箱分别填充有低浓度、中浓度和高浓度的蓄冷剂，也即是通过向温控箱注入不同浓度的蓄冷剂，而可以控制液氮气化过程冷能的回收效率。
在上述基础上，本实施例再作进一步地改进，所述温控箱30内设有两个隔板33，两个隔板33将温控箱30内分割为三个独立空间34，所述气化管70由温控箱30一端穿入经过三个独立空间34后从温控箱30另一端穿出；所述三个独立空间34分别设有蓄冷入口31和蓄冷出口32，独立空间34的蓄冷入口31通过进液管35与进液泵50的出口相连通，独立空间34的蓄冷出口32通过出液管37与出液泵60的入口相连通，所述三个独立空间34对应的进液管35上设有进液常闭电磁阀36，所述三个独立空间34对应的出液管37上设有出液常闭电磁阀38，进液常闭电磁阀36和出液常闭电磁阀38分别与控制模块的输出端电连接。温控箱内的三个独立空间可以注入同种浓度的蓄冷剂，也可以注入不同浓度的蓄冷剂，通过向温控箱内的三个独立空间注入不同浓度的蓄冷剂可以改善液氮冷能的回收效果，液氮在气化管输送过程中，液氮位于气化管的初段时，液氮气化产生的冷能最大，此时在温控箱位于气化管初段的独立空间注入高浓度的蓄冷剂，则可以最大化地吸收冷能，而液氮位于气化管的末段时，液氮气化产生的冷能最小，因此，在位于气化管中段的独立空间注入中浓度的蓄冷剂，在位于气化管末段的独立空间注入低浓度的蓄冷剂，则可以用最低的成本，达到最好的冷能回收效率
在本实施例中，所述控制模块为单片机。当然本发明中控制模块也可以为PLC，或者具有与单片机同等控制功能的处理器都属于本发明控制模块所保护的范畴。
在本实施例中，所述蓄冷入口31设在温控箱30的上部侧壁上，所述蓄冷出口32设在温控箱30的下部侧壁上。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置，其特征在于：包括液氮罐、温度传感器、温控箱、储液箱、进液泵、出液泵和控制模块；所述储液箱内填充有蓄冷剂，所述温控箱设有蓄冷入口和蓄冷出口，储液箱设有出口和入口，储液箱的出口通过进液泵与温控箱的蓄冷入口相连通，温控箱的蓄冷出口通过出液泵与储液箱的入口相连通；所述温控箱内至少设有两根管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管，所述液氮罐的出口与气化管的进管口连接，所述气化管的出管口与一输出管相连接；所述气化管的进管口处设有常闭电磁阀，温度传感器设在输出管上用于获得液氮气化后的温度，温度传感器与控制模块的输入端电连接，控制模块的输出端分别与常闭电磁阀、进液泵和出液泵的控制端电连接；
所述储液箱的数量为三个，三个储液箱分别填充有低浓度、中浓度和高浓度的蓄冷剂，三个储液箱的出口分别通过排液管与进液泵的入口相连通，所述三个储液箱对应的排液管上分别设有排液常闭电磁阀，排液常闭电磁阀与控制模块的输出端电连接；三个储液箱的入口分别通过回液管与出液泵的出口相连通，所述三个储液箱对应的回液管上分别设有回液常闭电磁阀，回液常闭电磁阀与控制模块的输出端电连接；
所述温控箱内设有两个隔板，两个隔板将温控箱内分割为三个独立空间，所述气化管由温控箱一端穿入经过三个独立空间后从温控箱另一端穿出；所述三个独立空间分别设有蓄冷入口和蓄冷出口，独立空间的蓄冷入口通过进液管与进液泵的出口相连通，独立空间的蓄冷出口通过出液管与出液泵的入口相连通，所述三个独立空间对应的进液管上设有进液常闭电磁阀，所述三个独立空间对应的出液管上设有出液常闭电磁阀，进液常闭电磁阀和出液常闭电磁阀分别与控制模块的输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置，其特征在于：所述温控箱内设有三根管程不同的用于输送液氮的蛇形气化管，三根所述气化管分别为短程气化管、中程气化管和长程气化管。
3.根据权利要求2所述的果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置，其特征在于：所述长程气化管管程是中程气化管管程的1.5倍，所述短程气化管管程是中程气化管管程的0.5倍。
4.根据权利要求1所述的果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置，其特征在于：所述控制模块为单片机。
5.根据权利要求1所述的果蔬保鲜用液氮气化温度多级调控装置，其特征在于：所述蓄冷入口设在温控箱的上部侧壁上，所述蓄冷出口设在温控箱的下部侧壁上。
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