CN109764594B

CN109764594B - 一种低温冷冻处理装置

Info

Publication number: CN109764594B
Application number: CN201910084313.2A
Authority: CN
Inventors: 门正兴; 周树强; 韩枝昌; 郑金辉; 袁品均; 唐鑫; 唐越
Original assignee: Chengdu Aeronautic Polytechnic
Current assignee: Chengdu Aeronautic Polytechnic
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2039-01-29
Also published as: CN109764594A

Abstract

本发明公开了一种低温冷冻处理装置，属于低温冷冻技术领域。一种低温冷冻处理装置，包括：支架、保温桶、驱动装置、降温装置以及控制器；支架上设有光电传感器以及称重传感器；保温桶的内部设有温度传感器；驱动装置带动保温桶旋转；降温装置通过活塞组件设置在支架的顶部，降温装置通过喷出液氮对保温桶中的物体降温；控制器通过光电传感器、称重传感器、温度传感器传递信号来控制电机、活塞组件以及降温装置的运动。本发明采用液氮作为冷冻源，能够快速对物体进行冷冻处理。此外，本发明具有较高的自动化程度，在减少工作量的同时，还可以避免操作者被液氮低温冻伤，具有较高的安全性能。

Description

一种低温冷冻处理装置

技术领域

本发明涉及低温冷冻技术领域，具体涉及一种低温冷冻处理装置。

背景技术

目前，对物品进行冷冻保藏等都需要机器或设备，即制冷机，如机械压缩式制冷机、吸收式制冷机、冰箱以及空调等。制冷机都是依靠内部循环流动的工作介质来实现制冷过程，它不断地与外界产生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境介质排放热量。

制冷机的特点是制冷速度慢，消耗能量较大，会污染环境，不能够达到保存温度。而对有的物体，如动物尸体的保藏，需要保存在较低温度下，并且还需要快速进行冷冻，以防止动物尸体败坏，采用常规的制冷机均不能达到要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温冷冻处理装置，以解决现有制冷机不能快速对物体进行降温的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种低温冷冻处理装置，包括：支架、保温桶、驱动装置、降温装置、活塞组件以及控制器；支架上设有光电传感器以及称重传感器；驱动装置与保温桶的外侧旋转连接；降温装置设置在支架的顶部，降温装置包括载板、以及均设置在载板上的液氮缸和液氮枪；载板通过活塞组件与支架连接，液氮枪与液氮缸连通；控制器分别与光电传感器、称重传感器、驱动装置以及活塞组件通信连接。

本发明采用液氮作为冷冻源，能够快速对物体进行冷冻处理。液氮为－196℃，达到了超低温的范畴，液氮与物体接触后，能够快速对物体进行降温。液氮易挥发，生成的氮气无毒，对人体、环境无害；液氮易生产，成本较低，比制冷机消耗的能量小。

本发明的保温桶用于盛装待冷冻的物体以及液氮，保温桶在电机的带动下可以旋转，从而其桶口可以朝向多个方向，方便物品的取、放。降温装置中的载板不但可以承载液氮缸、液氮枪等物品，还可以作为保温桶的桶盖，对保温桶进行保温的同时还能防止液氮飞溅，增加装置的安全性。由于载板可以在支架上通过活塞组件进行滑动，从而可以盖紧桶口而且不会阻碍保温桶的旋转。

本发明的光电传感器用于捕捉保温桶的位置信号，即捕捉保温桶所处的角度，光电传感器将位置信号传递给控制器，控制器控制保温桶的旋转。称重传感器将捕捉到的重量信号传递给控制器，控制器控制液氮的喷出量，对液氮定量使用，防止浪费。通过各种传感器捕捉的信号，控制器可以自动控制保温桶的旋转、降温装置的移动、液氮的排放等操作，实现冷冻过程自动化，防止人为操作被液氮冻伤。

冷冻过程：(1)保温桶在电机的带动下旋转，通过光电传感器捕捉的保温桶位置信号，控制器将保温桶停在桶口朝上的倾斜位置；(2)将物品从保温桶的桶口滑入，通过光电传感器捕捉的保温桶位置信号，控制器将保温桶停在竖直位置；(3)载板在活塞组件的作用下向下移动，直到与保温桶配合；(4)控制器控制液氮枪工作，通过承重传感器捕捉的重量信号，控制器控制液氮从液氮枪中喷出的量；(5)停止喷氮，并保温一段时间；(6)载板在活塞组件的作用下向上移动；(7)保温桶在电机的带动下旋转，通过光电传感器捕捉的保温桶位置信号，电机将保温桶停在倒立位置，取出物品，即完成冷冻操作。

进一步地，上述保温桶的内层与外层之间的夹层为真空并填充有棉花层。

本发明的真空层结构能够有效地进行保温，降低液氮的汽化速度以及防止保温桶对操作者低温冻伤。

进一步地，上述保温桶的内部设有温度传感器，温度传感器与控制器通信连接。

本发明的温度传感器用于检测保温桶内壁的温度，并将温度信号传递给控制器，当温度传感器检测到的温度为－196摄氏度时，控制器控制液氮枪停止工作，开始保温。

进一步地，上述驱动装置包括与保温桶的外侧旋转连接的电机以及均设置在电机上的抱闸和减速器；电机、抱闸和减速器均与控制器通信连接。

本发明的抱闸和减速器可以实现对装置精准的控制，使装置能够精准地停留在指定位置，如倾斜位置、竖直位置、倒立位置等。

进一步地，上述活塞组件包括活塞以及与活塞连通的气缸；载板通过活塞与支架连接；气缸设置在支架上并与控制器通信连接。

本发明的活塞采用气压作为动力源来实现活塞的运动，控制器通过控制气缸来控制活塞的伸缩。

进一步地，上述活塞组件还包括用于检测活塞位置信号的磁感应器，磁感应器安装在所述气缸上并与控制器通信连接。

本发明的磁感应器用于检测活塞的位置信号，控制器接收到磁感应器传递的位置信号(此时保温桶和载板贴合)后控制液氮枪开始工作。

进一步地，上述液氮枪上设有超低温电磁阀；超低温电磁阀与控制器通信连接。

本发明液氮枪上的超低温电磁阀用于液氮的截断。超低温电磁阀能够在超低温环境中工作，并且还具有响应快的特点，可以精准控制液氮的使用量，降低液氮的浪费。

进一步地，上述控制器的主控芯片为S7－300PLC。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用液氮作为冷冻源，能够快速对物体进行冷冻处理，并且液氮无毒无味，对人体、环境无害，此外，液氮生产成本低，降低冷冻成本。

(2)本发明采用液氮进行冷冻时，制冷速度快，效果好，额外消耗的能量小。

(3)本发明具有较高的自动化程度，在减少工作量的同时，还可以避免操作者被液氮低温冻伤，具有较高的安全性能。

附图说明

图1为本发明的低温冷冻处理装置的立体结构示意图；

图2为本发明的低温冷冻处理装置的正视结构示意图；

图3为本发明的低温冷冻处理装置旋转一定角度后的结构示意图；

图4为本发明的低温冷冻处理装置进行冷冻处理的流程框图。

图中：10－支架；20－保温桶；30－驱动装置；31－电机；32－抱闸；33－减速器；40－降温装置；41－载板；42－液氮缸；43－液氮枪；44－低温电磁阀；50－活塞组件；51－活塞；52－气缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参照图1和图2，一种低温冷冻处理装置，包括：支架10、保温桶20、两个驱动装置30、降温装置40以及控制器。支架10呈门型，保温桶20置于其内侧，2个驱动装置30分别设置在其两侧，降温装置40设置在其顶部。两个驱动装置30与保温桶20连接，使保温桶20悬置在支架10的内侧。

保温桶20竖直放置并且保温桶20的桶口朝上，保温桶20的两侧均通过轴承与支架10连接。保温桶20具有内层和外层，内层与外层之间为真空层，真空层中填充棉花。外层设有用于抽真空的真空口，真空口有橡胶垫和真空噻进行密封，从而使真空层持续保持真空状态。

驱动装置30包括电机31、抱闸32以及减速器33，抱闸32和减速器33均设置在电机31上，用于控制电机31的速度。电机31水平位置安装在支架10的侧面，电机轴与轴承连接，从而使电机轴与保温桶20进行连接。2个电机31相对设置，并且2个电机轴位于一条直线上，电机31工作时，保温桶20绕电机轴做旋转运动，从而改变桶口的朝向。在本发明的其它实施例中，驱动装置30的数量还可以为1，此时，保温桶20的另一侧悬置或者连接旋转轴。

降温装置40包括载板41、液氮缸42以及液氮枪43。载板41处于水平位置并且其大小与保温桶20的桶口相配合，载板41通过活塞组件50与支架10的顶部连接，载板41在活塞组件50的运动下可以在竖直方向做往复运动，从而载板41可以与桶口相配合或分开。液氮缸42固定设置在载板41的上板面。液氮枪43固定在载板41的下板面上，当载板41与保温桶20配合时，液氮枪43位于保温桶20的内部。液氮枪43通过波纹管与液氮缸42连通，并且在液氮枪43上还设有低温电磁阀44，用于控制液氮的流动。

活塞组件50包括活塞51和气缸52，气缸52安装在支架10的顶部，活塞51连接载板41和支架10，气缸52控制活塞51的运动。气缸52上还设有磁感应器，磁感应器对准活塞51。

保温桶20的内部设有温度传感器，支架10的轴承处设有光电传感器，底部设有称重传感器。温度传感器、光电传感器、称重传感器、电机31、抱闸32、减速器33、低温电磁阀44以及气缸52均与控制器通信连接，实现冷冻过程的自动化。在本实施例中，控制器的主控芯片为S7－300PLC。

请参照图3和图4，本发明的冷冻过程：(1)保温桶20在电机31的带动下旋转，通过光电传感器捕捉的保温桶位置信号，控制器将保温桶20停在桶口朝上的倾斜位置；(2)将物品从保温桶20的桶口滑入，通过光电传感器捕捉的保温桶位置信号，控制器将保温桶20停在竖直位置；(3)载板41在活塞组件50的作用下向下移动，直到与保温桶20配合；(4)通过磁磁感应器传递的位置信号，控制器控制液氮枪43工作，通过承重传感器捕捉的重量信号，控制器控制液氮从液氮枪43中喷出的量；(5)通过温度传感器传递的温度信号，停止喷氮，并保温一段时间；(6)载板41在活塞组件50的作用下向上移动；(7)保温桶20在电机31的带动下旋转，通过光电传感器捕捉的保温桶位置信号，电机31将保温桶20停在倒立位置，取出物品，即完成冷冻操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种低温冷冻处理装置，其特征在于，包括：支架(10)、保温桶(20)、驱动装置(30)、降温装置(40)、活塞组件(50)以及控制器；所述支架(10)上设有光电传感器以及称重传感器；所述驱动装置(30)与所述保温桶(20)的外侧旋转连接；所述降温装置(40)设置在所述支架(10)的顶部，所述降温装置(40)包括载板(41)、以及均设置在所述载板上的液氮缸(42)和液氮枪(43)；所述载板(41)通过活塞组件(50)与所述支架(10)连接，所述液氮枪(43)与所述液氮缸(42)连通；所述控制器分别与所述光电传感器、称重传感器、驱动装置(30)以及活塞组件(50)通信连接。

2.根据权利要求1所述的低温冷冻处理装置，其特征在于，所述保温桶(20)的内层与外层之间的夹层为真空并填充有棉花层。

3.根据权利要求2所述的低温冷冻处理装置，其特征在于，所述保温桶(20)的内部设有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器通信连接。

4.根据权利要求1所述的低温冷冻处理装置，其特征在于，所述驱动装置(30)包括与所述保温桶(20)的外侧旋转连接的电机(31)以及均设置在所述电机(31)上的抱闸(32)和减速器(33)；所述电机(31)、所述抱闸(32)和所述减速器(33)均与所述控制器通信连接。

5.根据权利要求1所述的低温冷冻处理装置，其特征在于，所述活塞组件(50)包括活塞(51)以及与所述活塞(51)连通的气缸(52)；所述载板(41)通过活塞(51)与所述支架(10)连接；所述气缸(52)设置在支架上并与所述控制器通信连接。

6.根据权利要求5所述的低温冷冻处理装置，其特征在于，所述活塞组件(50)还包括用于检测活塞位置信号的磁感应器，所述磁感应器安装在所述气缸(52)上并与控制器通信连接。

7.根据权利要求1所述的低温冷冻处理装置，其特征在于，所述液氮枪(43)上设有超低温电磁阀(44)；所述超低温电磁阀(44)与所述控制器通信连接。

8.根据权利要求1所述的低温冷冻处理装置，其特征在于，所述载板(41)的大小与所述保温桶(20)的桶口相匹配。

9.根据权利要求1至8任一项所述的低温冷冻处理装置，其特征在于，所述控制器的主控芯片为S7－300PLC。