CN112918941A - 一种水封装置及其氮封系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水封装置,包括:水封箱体、储罐连接管、补气管、连通管以及排水管;水封箱体内固定有一隔板,隔板将水封箱体分隔为上箱体和下箱体;储罐连接管的底端设于上箱体内,其顶端连接至酱油储罐;补气管的顶端连通外界大气,其底端设于上箱体内;连通管固定于隔板,其顶端设于上箱体内,其底端设于下箱体内;排水管的顶端设于下箱体内,其底端伸出于水封箱体外;连通管顶端的水平高度大于补气管底端的水平高度,连通管底端的水平高度小于排水管顶端的水平高度。本发明具有低成本的优点,且不会出现机械故障失效,能稳定可靠地维持气压恒定;同时本发明的密封性良好,罐内氮气不易外泄,能有效保证酱油氮封的效果,提升酱油品质。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域,具体涉及一种水封装置,以及包括这种水封装置的氮封系统。
背景技术
在酱油行业内,对于日式酱油的存储要求逐渐提高,需要通过对酱油进行氮气密封并保存,具体操作是往酱油储罐内通入氮气。在氮封的过程中,酱油储罐内的气压需保持恒定,否则会对罐体造成损伤。例如,往储罐内注入酱油时,罐内气压增大,如没有往罐外卸压,则罐体发胀变形,造成胀罐现象;从储罐内卸出酱油时,罐内气压降低,如没有向罐内进行补压,则罐体凹陷变形,造成憋罐现象。
目前,行业内主要是通过在储罐上安装呼吸阀来实现恒定气压,当罐内气压过高时,通过呼吸阀往外界排出气体;当罐内气压过低时,通过呼吸阀从外界补充空气,以保持罐内气压恒定。但是,呼吸阀的经济成本较高,并且是采用机械结构来实现的,若阀体出现机械故障失效,则储罐气体直接连通外界空气,造成氮气外漏,导致酱油密封失败。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种水封装置,以及包括这种水封装置的氮封系统,其可以低成本、低故障率地保证酱油储罐内的气压恒定。
本发明通过以下的技术方案来实现:
一种水封装置,包括:水封箱体、储罐连接管、补气管、连通管以及排水管;其中,所述水封箱体内固定有一隔板,所述隔板将所述水封箱体分隔为上箱体和下箱体;所述储罐连接管的底端设于所述上箱体内,其顶端连接至酱油储罐;所述补气管的顶端连通外界大气,其底端设于所述上箱体内;所述连通管固定于所述隔板,其顶端设于所述上箱体内,其底端设于所述下箱体内;所述排水管的顶端设于所述下箱体内,其底端伸出于所述水封箱体外;所述连通管顶端的水平高度大于所述补气管底端的水平高度,所述连通管底端的水平高度小于所述排水管顶端的水平高度。
进一步地,所述水封装置还包括进水管,所述进水管固定设置于所述水封箱体的顶部,其底端连通于所述上箱体。
进一步地,所述水封装置还包括固定在所述上箱体内的第一液位计;所述上箱体内具有第一液位线,所述第一液位线的水平高度与所述连通管的顶端齐平,所述第一液位计的安装高度与所述第一液位线齐平。
进一步地,所述水封装置还包括固定在所述下箱体内的第二液位计;所述下箱体内具有第二液位线,所述第二液位线的水平高度与所述排水管的顶端齐平,所述第二液位计的安装高度与所述第二液位线齐平。
进一步地,所述上箱体的液体高度小于所述下箱体的液体高度。
进一步地,所述水封装置还包括固定架,所述水封箱体固定在所述固定架上。
进一步地,所述储罐连接管、所述补气管、所述排水管三者与所述水封箱体的连接位置处均设置有连接法兰。
进一步地,所述水封箱体的整体为亚克力材质。
进一步地,所述隔板上开设有一个安装孔,所述连通管固定于所述安装孔内,所述隔板与所述水封箱体之间密封连接。
一种氮封系统,包括酱油储罐、氮气管道以及所述的水封装置;所述酱油储罐连接有通气管道,所述酱油储罐的通气管道、所述水封装置的所述储罐连接管、所述氮气管道的出气端通过一个三通连接。
相比于现有技术,本发明能达到的有益效果为:
当酱油储罐内气压高于预设值时,需要卸压,罐内气体通过储罐连接管进入到水封箱体内,上箱体气压升高,形成正压,将上箱体内的液体下压,使补气管内液位升高、同时上箱体内液面下降;气体通过连通管从上箱体进入到下箱体,下箱体内气压升高,形成正压,下箱体内液面整体上升,液面漫过排水管顶端并通过排水管溢流至箱外,同时气体也通过排水管排出至箱外。
当酱油储罐内气压低于预设值时,需要补压,上箱体内的气体通过储罐连接管进入到罐内,上箱体内形成负压,补气管从外界空气向箱内补入气体,维持罐内气压恒定。
本发明提供的水封装置可替代以往呼吸阀的作用,用于维持酱油储罐内的气压恒定。本发明采用了双层溢流箱体结构,具有低成本的优点,且不会出现机械故障失效,能稳定可靠地维持气压恒定;同时,在气压恒定的情况下,由于具有水封结构,酱油储罐内的氮气与外界空气难以透过两层液体实现气体交换,因此本发明的密封性良好,罐内氮气不易外泄,能有效保证酱油氮封的效果,提升酱油品质。
附图说明
图1所示为水封装置的结构示意图;
图2所示为氮封系统的连接关系示意图。
图中:10、水封装置;11、水封箱体;12、上箱体;13、下箱体;14、隔板;15、储罐连接管;16、补气管;17、连通管;18、排水管;19、进水管;110、第一液位计;111、第二液位计;113、固定架;20、酱油储罐;21、通气管道;30、氮气管道;31、管道开关;32、一级减压阀;33、二级减压阀;34、二级减压阀反馈管道;35、氮气压力表。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明公开了一种水封装置10,其连接酱油储存罐来使用,用于酱油的氮封工序,本发明可以起到密封和维持酱油储存罐内气压恒定的作用。
参阅图1,这种水封装置10包括:水封箱体11、储罐连接管15、补气管16、连通管17以及排水管18。其中,水封箱体11内固定有一块隔板14,该隔板14将水封箱体11分隔成上箱体12和下箱体13,上箱体12和下箱体13内均注有液体,选用空气不可溶或空气可溶性低的液体,如水。储罐连接管15、补气管16、连通管17和排水管18均于垂直方向上布置;其中,储罐连接管15的底端设于上箱体12内,其顶端连接到酱油储罐20;补气管16的顶端连通外界大气,其底端设于上箱体12内;连通管17固定于隔板14,其顶端设于上箱体12内,其底端设于下箱体13内;排水管18的顶端设于下箱体13内,其底端伸出到水封箱外。同时,连通管17顶端的水平高度大于补气管16底端的水平高度,上箱体12内的液面与连通管17的顶端齐平,补气管16的底端浸入到上箱体12的液层内,以保证进箱的气体需经过液面;连通管17底端的水平高度小于排水管18顶端的水平高度,排水管18顶端的水平高度与下箱体13的液面齐平,连通管17的底端浸入到下箱体13的液层内,保证从上箱体12进入下箱体13的气体需经过液面。
参阅图2,这种水封装置10需连接酱油储罐20和氮气管道30进行使用,组成氮封系统,氮气管道30的出气端同时连接水封装置10和酱油储罐20,水封装置10通过储罐连接管15以连接至酱油储罐20处。
氮封工作开始时,氮气管道30供气,同时往酱油储罐20和水封箱体11内通入氮气。酱油储罐20上可以安装压力表,以检测罐内实时的气压值。
当酱油储罐20内气压高于预设值时(如往罐内注入酱油时),酱油储罐20需要卸压,罐内气体通过储罐连接管15通入到水封箱体11内,使上箱体12气压升高,形成正压,将上箱体12内的液体下压,将液体压至补气管16内部,此时补气管16内液位升高、同时上箱体12内液面下降;气体通过连通管17从上箱体12进入到下箱体13,使下箱体13内气压升高,形成正压,下箱体13内液面整体上升,液面漫过排水管18顶端并通过排水管18溢流至箱外,同时气体也通过排水管18排出至箱外,完成卸压。
当酱油储罐20内气压低于预设值时(如往罐外卸出酱油时),酱油储罐20需要补压,酱油储罐20内形成负压,使上箱体12内的气体通过储罐连接管15进入到罐内,上箱体12内形成负压,补气管16往上箱体12内补入外界空气,维持罐内气压恒定。
需要说明的是,由于氮封工作开始时,水封箱体11已经通有一定量氮气;当补气管16从外界补入空气后,空气(主要由氮气和氧气组成)的密度大于氮气的密度,因此空气处于下沉位置,上箱体12优先将箱体上部原有的氮气补入储气罐。因此,当罐内产生较大负压,需补充空气量较大时,补入的空气才会影响酱油储罐20内的氮气浓度,且影响幅度不大(因本实施例中酱油储罐20体积达到50m3);当氮封系统使用时间较长后,罐内氮气浓度累积降低值较大时,生产人员会将罐内空气排空,并重新组织氮封生产。
本发明提供的水封装置10可替代以往呼吸阀的作用,用于维持酱油储罐20内的气压恒定。以往,如呼吸阀发生机械故障,处于常开状态,则储罐内氮气和外界空气直接连通,并直接产生气体交换,导致氮气大量外泄;又或者,呼吸阀处于常闭状态,则无法实现维持气压的功能,罐体出现胀罐或憋罐现象。而本发明采用了双层溢流箱体结构,具有低成本的优点,且不会出现机械故障失效,能稳定可靠地维持气压恒定;同时,在气压恒定的情况下,由于具有水封结构,酱油储罐20内的氮气与外界空气难以透过两层液体实现气体交换,因此本发明的密封性良好,罐内氮气不易外泄,能有效保证酱油氮封的效果,提升酱油品质。
优选地,本发明还包括进水管19,进水管19固定设置在水封箱体11的顶部,其底端连通于上箱体12。由于本发明采用双层溢流结构,水封箱体11内的液体会损失,因此设置进水管19对水封箱体11进行液体补充,保证上箱体12和下箱体13均处于理想的液位线。
优选地,本发明还包括固定在水封箱体11内的第一液位计110。上箱体12内具有第一液位线,第一液位线的水平高度和连通管17的顶端齐平,第一液位计110的安装高度和第一液位线齐平。第一液位线可用于指示上箱体12内的液位高度,第一液位计110可用于检测上箱体12内的液位高度是否处于第一液位线,并可以配合进水管19实现液体补充。
类似地,本发明还包括固定在水封箱体11内的第二液位计111。下箱体13内具有第二液位线,第二液位线的水平高度与排水管18的顶端齐平,第二液位计111的安装高度和第二液位线齐平。第二液位线可用于指示下箱体13内的液位高度,第二液位计111可用于检测下箱体13内的液位高度是否处于第二液位线,并可以配合进水管19以实现液体补充。
当酱油储罐20需要补压时,为了保证上箱体12内形成的负压不能过大,压力值保持在一定范围内,从而使连通于上箱体12的补气管16易于补入外界空气,优选地,上箱体12的液体高度小于下箱体13的液体高度。若上箱体12内液位较深,则需要较大的负压才能启动补气,气压调整的精确度就比较小。
优选地,本发明还包括固定架113,水封箱体11固定设置在固定架113上。通过固定架113可以使水封箱体11悬空,从而便于排水管18的底端伸出;也可以进一步在排水管18下方设置排水箱,以收集溢流至箱外的液体。
为了保证水封箱体11整体的密封性,储罐连接管15、补气管16、排水管18三者和水封箱体11的连接位置处均设置有连接法兰(图未示)。
优选地,水封箱体11的整体采用亚克力材质制成,以减轻水封箱的整体重量。
优选地,隔板14上开设有一个安装孔,用于安装连通管17;连通管17固定于安装孔内,隔板14和水封箱体11之间密封连接,这种实施方式可保证水封箱内的密封性。
本发明还请求保护一种氮封系统,参阅图2,包括酱油储罐20、氮气管道30以及上述任一项的水封装置10。酱油储罐20连接有通气管道21,该通气管道21和水封装置10的储罐连接管15、氮气管道30的出气端通过一个三通连接,使得酱油储罐20、水封装置10和氮气管道30三者相互连通。当然,为了实现氮气的通断以及控制通入氮气的气压值,在氮气管道30上设有相应的管道开关31、一级减压阀32、二级减压阀33、二级减压阀反馈管道34以及氮气压力表35,这些均为本领域技术人员可以知悉的技术手段。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种水封装置,其特征在于,包括:水封箱体、储罐连接管、补气管、连通管以及排水管;其中,所述水封箱体内固定有一隔板,所述隔板将所述水封箱体分隔为上箱体和下箱体;所述储罐连接管的底端设于所述上箱体内,其顶端连接至酱油储罐;所述补气管的顶端连通外界大气,其底端设于所述上箱体内;所述连通管固定于所述隔板,其顶端设于所述上箱体内,其底端设于所述下箱体内;所述排水管的顶端设于所述下箱体内,其底端伸出于所述水封箱体外;所述连通管顶端的水平高度大于所述补气管底端的水平高度,所述连通管底端的水平高度小于所述排水管顶端的水平高度。
2.如权利要求1所述的水封装置,其特征在于,所述水封装置还包括进水管,所述进水管固定设置于所述水封箱体的顶部,其底端连通于所述上箱体。
3.如权利要求1所述的水封装置,其特征在于,所述水封装置还包括固定在所述上箱体内的第一液位计;所述上箱体内具有第一液位线,所述第一液位线的水平高度与所述连通管的顶端齐平,所述第一液位计的安装高度与所述第一液位线齐平。
4.如权利要求3所述的水封装置,其特征在于,所述水封装置还包括固定在所述下箱体内的第二液位计;所述下箱体内具有第二液位线,所述第二液位线的水平高度与所述排水管的顶端齐平,所述第二液位计的安装高度与所述第二液位线齐平。
5.如权利要求1所述的水封装置,其特征在于,所述上箱体的液体高度小于所述下箱体的液体高度。
6.如权利要求1所述的水封装置,其特征在于,所述水封装置还包括固定架,所述水封箱体固定在所述固定架上。
7.如权利要求1所述的水封装置,其特征在于,所述储罐连接管、所述补气管、所述排水管三者与所述水封箱体的连接位置处均设置有连接法兰。
8.如权利要求1所述的水封装置,其特征在于,所述水封箱体的整体为亚克力材质。
9.如权利要求1所述的水封装置,其特征在于,所述隔板上开设有一个安装孔,所述连通管固定于所述安装孔内,所述隔板与所述水封箱体之间密封连接。
10.一种氮封系统,其特征在于,包括酱油储罐、氮气管道以及权利要求1~9任一项所述的水封装置;所述酱油储罐连接有通气管道,所述酱油储罐的通气管道、所述水封装置的所述储罐连接管、所述氮气管道的出气端通过一个三通连接。
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