CN112325524B - 流态冰冰晶制取装置 - Google Patents

Abstract

流态冰冰晶制取装置，用于快速制取冰晶，以便于对果蔬采取流态冰预冷措施。它包括：机箱，在机箱的底部设有底座；转移单元，它包括水平设置的转移台、设置在转移台与机箱底部之间的支撑杆、设置在支撑杆与机箱底部之间的转移油缸；支撑杆与机架之间、支撑杆与转移台之间均铰接连接；托举单元，它包括设置在转移台后侧的托举箱、活动设置在托举箱内的托板、设置在托举箱下方用于驱动托板上下移动的托举油缸，所述托举箱的上侧和前侧均敞口，托板位于最低位置时与位于最高位置的转移台平齐；刮取单元，它设置在托举箱上方用于刮取冰晶。本发明可以高效实现冰晶刮取。

Description

流态冰冰晶制取装置

技术领域

本发明涉及农产品保鲜技术领域，具体地说是一种流态冰冰晶制取装置。

背景技术

预冷是对农产品进行快速冷却，是运输、贮藏或加工以前必不可少的环节，预冷操作必须在产地园艺产品采收后立即实施，迅速除去田间热，降低呼吸热，减缓园艺产品的呼吸强度，减少微生物的侵袭，防止园艺产品的腐烂，最大限度地保持园艺产品的新鲜品质。由于果蔬的成熟期一般在夏秋两季，环境温度相对较高，采摘的果蔬自身携带有大量的田间热，果蔬的温度较高，呼吸作用旺盛，在产品成分不断变化的同时，释放的呼吸热又使得果蔬品温度持续升高，较高的温度又促进呼吸作用，甚至失水腐烂而失去食用价值。预冷包括真空预冷、冷水预冷、冰预冷、冷库预冷及压差预冷等几种方式。

真空预冷是新鲜果蔬放在密闭的容器中，迅速抽出空气和水蒸汽，随着压力的持续降低，果蔬会因不断地、快速地蒸发水分而冷却。基本原理是水的蒸发温度与压力成正比的关系。真空预冷的缺点是：真空预冷设备造价非常高；仅仅是预冷库而不能作为储藏库，必须配套果蔬恒温贮藏库；只适用于叶菜类蔬菜，不适宜表面积较小的果菜类和根菜类蔬菜冷却。

水预冷是指以冷水作为冷媒，将装箱的果蔬，浸泡在流动的冷水中或采用冷水喷淋使果蔬降温的一种预冷方法。冷却水有低温水(一般在0-3℃左右)和自来水两种。为提高冷却效果，可以用制冷水或加冰的低温水处理。水冷却方法降温速度快、成本低，但要防止冷却水对果实的污染。其缺点是：产品淋湿后易携带细菌，导致病害发生和腐烂增加；必须配套恒温贮藏库。

在远离冷库或者短途运输的情况下,加冰预冷是保持产品新鲜度的有效方法。在运输容器中加入细碎的冰削，利用冰体融化吸热，降低产品温度。这种方法简便、易操作，冷却效果好，果蔬不易失水，适合与冰接触不会产生冷害的果蔬，对于长途运输来说，如果采用冰预冷，则需要在路程中增设加冰点，增加了初投资，另外冰融化之后，如果水不能长时间排出，则有可能造成果蔬腐烂。

冷库预冷是利用风机强制冷空气在果蔬包装箱之间循环流动，产品在冷空气的作用下进行冷却。冷库预冷是最普遍的预冷方式，预冷装置比较简单，但应保证冷风机有足够的风量和风压。同时，产品在循环风流场内的水分蒸发量很大，必要时需要给产品洒水，以保持表面一定的湿度。

差压预冷技术是在冷库预冷技术的基础上发展起来的。为了弥补冷藏库预冷速度慢、冷却不均匀等方面的不足，压差预冷是通过对两侧带有通风孔的包装箱进行特殊码垛，利用差压风机在包装箱的两侧造成压力差，使冷空气强制从包装箱内部通过，直接与箱内果蔬接触的强制对流换热冷却方式。

流态冰预冷是通过制冷机组过冷法或者刮削法制取动态冰浆，然后对果蔬进行浸泡、喷淋等方式进行冷却，因为水中携带大量的冰晶，可充分利用冰晶融化时的相变潜热，相对于真空预冷、冷水预冷、冰预冷、冷库预冷及压差预冷等几种方式冷却效率更高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流态冰冰晶制取装置，用于快速制取冰晶，以便于对果蔬采取流态冰预冷措施。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：流态冰冰晶制取装置，其特征是，它包括：

机箱，在机箱的底部设有底座；

转移单元，它包括水平设置的转移台、设置在转移台与机箱底部之间的支撑杆、设置在支撑杆与机箱底部之间的转移油缸；支撑杆与机架之间、支撑杆与转移台之间均铰接连接；

托举单元，它包括设置在转移台后侧的托举箱、活动设置在托举箱内的托板、设置在托举箱下方用于驱动托板上下移动的托举油缸，所述托举箱的上侧和前侧均敞口，托板位于最低位置时与位于最高位置的转移台平齐；

刮取单元，它包括刮取进给机构、刮取执行机构和清扫机构，刮取执行机构包括进给箱、设置在进给箱底部的刀架、设置在刀架上且沿刮取方向前后依次设置的第一至第三刮刀；进给箱在刮取进给机构的作用下左右移动；清扫机构包括固定在刀架上的辊架、转动安装在辊架上的清扫辊、设置在清扫辊外壁上的刷毛、驱动清扫辊转动的清扫电机。

进一步地，在转移台的顶部滑动安装有推板，在推板与转移台之间设有弹簧。

进一步地，在托板的前端的上表面内设有板槽，在板槽内铰接安装有挡板，在挡板与托板之间设有扭簧，在扭簧的作用下挡板处于竖直面内。

进一步地，第一刮刀的刀刃高于第二刮刀的刀刃，第二刮刀的刀刃高于第三刮刀的刀刃。

进一步地，第一至第三刮刀均为等间距设置的若干个。

进一步地，刮取进给机构包括设置在机箱顶部的壳体、转动安装在壳体内的丝杠、驱动丝杠转动的调节电机、与丝杠配合且与进给箱固定连接的丝杠螺母。

进一步地，清扫电机输出端与清扫辊的辊轴之间设有链传动机构。

进一步地，在进给箱的前端和后端分别设有护板，进给箱沿刮取方向移动的过程中护板与托举箱前后侧壁接触。

本发明的有益效果是：本发明提供的流态冰冰晶制取装置，可以实现对冰块的装载、刮取，在刮取冰晶的过程中，通过逐层刮取和间隔刮取，确保了刮取的冰晶具有较小的尺寸，有利于制作流态冰，且冰晶薄而软不会刺伤蔬菜。刮刀正反向移动的过程中，都可以实现冰晶刮取，制取效率高。

附图说明

图1为本发明的正面示意图；

图2为本发明内部结构示意图；

图3为转移单元的结构示意图；

图4为托举单元的正视图；

图5为托举箱的剖视图；

图6为冰块进入托举箱内的示意图之一；

图7为冰块进入托举箱内的示意图之二；

图8为冰块进入托举箱内的示意图之三；

图9为刮取进给机构的示意图；

图10为刮取执行机构的示意图；

图11为刮刀排布示意图；

图12为正向刮取时冰块上刮痕分布图；

图13为反向刮取时冰块上刮痕分布图；

图14为清扫机构正面示意图；

图15为清扫机构侧视图；

图16为储存桶的剖视图；

图中：1底座，2机箱，3转移台，31耳板，32支撑杆，33推板，34转移油缸，4托举箱，41缺口，42托板，43挡板，44托举油缸，5壳体，6进给电机，61丝杠，62支座，63丝杠螺母，7进给箱，71护板，72转轴，73调节电机，74主动齿轮，75从动齿轮，76第一刮刀，77第二刮刀，78第三刮刀，79刀架，8辊架，81清扫辊，82刷毛，83辊轴，84链传动机构，85清扫电机，9冰块，10正向刮痕，11反向刮痕，12储存桶，121内桶，122保温层。

具体实施方式

如图1至图16所示，本发明主要包括机箱2、转移单元、托举单元和刮取单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1、图2所示，底座1为本发明的基础部件，在底座上固定有机箱2，底座的设置可以实现机箱与地面之间的隔离，避免地面与机箱之间的直接接触导致的热传导。在机箱的前端设有转移单元，转移单元的作用是将位于低处(地面)的冰块转移至机箱内的托举单元上。

如图2、图3所示，转移单元包括水平设置的转移台3、与转移台底部铰接连接的两对支撑杆32、设置在后侧的两根支撑杆与机箱之间的转移油缸34，在机箱上、转移台底部均设有用于与支撑杆铰接连接的耳板31。转移台、支撑杆和机箱之间形成平行四边形连杆机构，在转移油缸的驱动下可以驱使转移台进出机箱，且转移台可以在后上方和前下方之间来回移动。在转移台的顶部设有推板33，推板与转移台之间滑动连接，推板的底部固定有滑块，滑块与转移台滑动连接，为此，在转移台上表面内设有与滑块滑动连接的滑槽，在滑槽内壁与滑块之间设有弹簧，用于推板的复位，推板初始位置为转移台前端。当需要将较重的冰块由机箱外部转移至机箱内侧时，将冰块放置在转移台上，启动转移油缸，转移台由前下方向后上方移动进而进入机箱内。

如图4所示，托举单元包括位于最高位置的转移台后侧的托举箱4、活动设置在托举箱内的托板42、设置在托举箱下方并与托板固定连接驱动托板上下移动的托举油缸44，托举箱固定在机箱内，如图5所示，托举箱上部和前部均敞口，在托举箱的右侧壁设有缺口41。在托板的前端设有板槽，在板槽内铰接安装有挡板43，在挡板与托板之间设有扭簧，在扭簧的作用下挡板的自然状态为处于竖直面内、与托板垂直。托举箱下侧壁的上表面与最低位置的托板上表面平齐，推动推板将冰块由转移台推动至托板上，完成对冰块的装载。如图6所示，冰块进入托举箱内后，冰块与挡板接触进而挤压挡板使其由竖直状态变为倾斜状态；如图7所示，随着冰块不断进入托举箱内，冰块将挡板压平；如图8所示，当冰块越过挡板后，挡板在扭簧作用下复位。冰块限制在托举箱内，这样做可以避免在刮取冰晶时冰块从托板上掉落。托举油缸活塞杆伸出时，每动过一次驱动托板向上移动固定的高度(5-10mm)，此时冰块的顶部与缺口对齐。

如图1所示，在机箱顶部固定有壳体5，在壳体和机箱之间设有刮取单元，通过刮取单元从冰块上逐步刮取冰晶。刮取单元包括刮取执行机构、刮取进给机构和清扫机构，如图10所示，刮取执行机构包括方形的进给箱7、转动设置在进给箱内的转轴72、固定在转轴上的从动齿轮75、固定在进给箱内的调节电机73、固定在调节电机输出端且与从动齿轮啮合的主动齿轮74、固定在转轴底部且置于进给箱下方的刀架79、固定在刀架底部的第一刮刀76和第二刮刀77和第三刮刀78，在调节电机的作用下可以驱动刀架在水平面内的旋转，且调节电机每动作一次，刀架转动180度。第一、第二和第三刮刀的结构形状均相同，区别在于第一刮刀的刀刃高于第二刮刀的刀刃，第二刮刀的刀刃高于第三刮刀的刀刃，且第一、第二和第三刮刀自前向后(该前后是以刮取冰晶时的移动方向而言的)依次设置，这样在一次进给过程中可以依次刮取三个不同深度层次的冰晶(第一刮刀先刮取最上层的冰晶，第二刮刀再刮取中间的冰晶，第三刮刀最后刮取最下层的冰晶)。如图11所示，第一、第二和第三刮刀均为等间距设置的若干个。初始位置时，进给箱位于冰块的右侧，进给箱自右向左为正向刮取，自左向右为反向刮取；当进给箱自右向左移动到终点后，调节电机动作使得刀架旋转180度，此时第一、第二和第三刮刀再次朝向冰块，此后进给箱自左向右移动，这样在双向移动的过程中均可以对冰块起到刮取的作用。在进给箱的前端和后端均设有护板71，托举箱置于前后两护板之间，且托举箱与护板接触。护板的设置，可以避免刮取下来的冰晶向托举箱后侧和前侧崩落。

如图12所示，进给箱正向移动时，第一至第三刮刀在冰块上留下等间距设置的正向刮痕10；进给箱反向移动时，第一至第三刮刀在冰块上留下等间距设置的反向刮痕11；反向刮痕位于等间距设置的两条正向刮痕之间。这样，正向、反向刮取冰晶时，均可以从不同深度刮取冰晶，且正向、反向刮取冰晶为一个周期，在该周期内可以对某一深度范围的冰从冰块上刮取下来得到冰晶。进给箱运动一个周期后，托举油缸动作一次，将冰块抬高一次，以便于下个周期的冰晶刮取。

为驱动进给箱的自右向左移动和自左向右移动，如图9所示，包括固定在壳体内的进给电机6和支座62、设置在两支座之间的丝杠61、与丝杠配合的两个丝杠螺母63，丝杠螺母与进给箱顶部固定连接。进给电机正反向动作，实现进给箱的正反向刮取冰晶。

为将刮取下来的冰晶进行清扫，在刀架上还设有清扫机构，如图14、图15所示，清扫机构包括固定在刀架上的辊架8、转动安装在辊架下部的清扫辊81、设置在清扫辊表面的刷毛82、固定在辊架上的清扫电机85、设置在顶清扫电机输出端与清扫辊的辊轴83之间的链传动机构84。在清扫电机的作用下，可以驱动清扫辊的旋转，当刷毛与冰块上的冰晶接触后，便可以拨动冰晶移动，进而将冰晶从冰块上扫除。

如图2所示，在托举箱的左侧和右侧均设有储存桶12，如图16所示，在储存桶的内侧设有内桶121，在内桶与储存桶的内壁之间设有保温层122，刷毛清扫下来的冰晶直接落在内桶中。

对托举箱内的冰块进行刮取时，留下1-2cm的冰块不再进行刮取，而是直接加入储存桶内。在利用第一至第三刮刀刮取冰晶的过程中，难免有部分冰因摩擦而融化成水。这部分水可以收集至储存桶的内桶中，以备使用。整块冰块刮取完成后，转移单元、托举单元和刮取单元复位，以备再次使用。

本发明可以实现对冰块的装载、刮取，在刮取冰晶的过程中，通过逐层刮取和间隔刮取，确保了刮取的冰晶具有较小的尺寸，有利于制作流态冰，且冰晶薄而软不会刺伤蔬菜。刮刀正反向移动的过程中，都可以实现冰晶刮取，制取效率高。

Claims (7)

1.流态冰冰晶制取装置，其特征是，它包括：

机箱，在机箱的底部设有底座；

转移单元，它包括水平设置的转移台、设置在转移台与机箱底部之间的支撑杆、设置在支撑杆与机箱底部之间的转移油缸；支撑杆与机架之间、支撑杆与转移台之间均铰接连接；

托举单元，它包括设置在转移台后侧的托举箱、活动设置在托举箱内的托板、设置在托举箱下方用于驱动托板上下移动的托举油缸，所述托举箱的上侧和前侧均敞口，托板位于最低位置时与位于最高位置的转移台平齐；

刮取单元，它包括刮取进给机构、刮取执行机构和清扫机构，刮取执行机构包括进给箱、设置在进给箱底部的刀架、设置在刀架上且沿刮取方向前后依次设置的第一至第三刮刀；第一刮刀的刀刃高于第二刮刀的刀刃，第二刮刀的刀刃高于第三刮刀的刀刃；进给箱在刮取进给机构的作用下左右移动；清扫机构包括固定在刀架上的辊架、转动安装在辊架上的清扫辊、设置在清扫辊外壁上的刷毛、驱动清扫辊转动的清扫电机。

2.根据权利要求1所述的流态冰冰晶制取装置，其特征是，在转移台的顶部滑动安装有推板，在推板与转移台之间设有弹簧。

3.根据权利要求1所述的流态冰冰晶制取装置，其特征是，在托板的前端的上表面内设有板槽，在板槽内铰接安装有挡板，在挡板与托板之间设有扭簧，在扭簧的作用下挡板处于竖直面内。

4.根据权利要求1所述的流态冰冰晶制取装置，其特征是，第一至第三刮刀均为等间距设置的若干个。

5.根据权利要求1所述的流态冰冰晶制取装置，其特征是，刮取进给机构包括设置在机箱顶部的壳体、转动安装在壳体内的丝杠、驱动丝杠转动的调节电机、与丝杠配合且与进给箱固定连接的丝杠螺母。

6.根据权利要求1所述的流态冰冰晶制取装置，其特征是，清扫电机输出端与清扫辊的辊轴之间设有链传动机构。

7.根据权利要求1所述的流态冰冰晶制取装置，其特征是，在进给箱的前端和后端分别设有护板，进给箱沿刮取方向移动的过程中护板与托举箱前后侧壁接触。

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