CN114812107A - 一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,包括:冷媒泵送机构、压缩组件、真空泵组件和主转轴以及与主转轴一端传动连接的旋转驱动机构,冷媒泵送机构和真空泵组件固定安装于压缩组件的两端,冷媒泵送机构包括输送泵盒、密封压盖、离合传动环以及转动安装于冷媒泵送机构内部的泵送叶轮和密封抵轮,离合传动环固定套接于压缩组件的外侧并转动套接于输送泵盒和密封压盖的表面。本发明中,通过设置一体式双头泵系统结构,分别利用冷媒泵送机构和真空泵组件进行冻干机组冷媒系统的加注冷媒和抽真空操作,在压缩组件和真空泵组件的工作下进行冻干机组系统内部的抽真空,并同步进行冷媒加注以保证系统中高真空度。

Description

一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法
技术领域
本发明涉及冻干机组技术领域,具体为一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法。
背景技术
真空冷冻干燥机主要用于制药及食品行业,用于对热敏性物质的脱水干燥,其工作原理是利用高真空度,使物料中的水分在低温状态下升华,从而使物料达到干燥。(制成品的含水率在1%-5%)。冷冻干燥机的使用过程中有一项重要的步骤是保持真空,由于空气含有水蒸气和不凝性气体,真空度达不到要求时可能会导致系统冰堵或凝汽器散热不好,造成空调系统效果差,甚至出现可靠性问题,危害用户的人身财产安全。
为此在制冷剂加注前,往往通过真空泵使制冷系统达到真空状态,以此来有效去除制冷系统中的水分,同时由于制冷系统长时间的运行,相关的管路部件难免产生锈蚀、松动漏泄现象,为此加注制冷剂前还需要对制冷系统进行检漏。而现有的冷媒加注方法一般是:用真空泵连接表组,通过手动进行系统抽真空、保压检漏、冷媒充注的系列转换操作,往往需要熟练的专业人员进行操作,不仅操作过程烦琐,费时费力,且极易产生误操作,存在一定的安全隐患。
有鉴于此,针对现有的问题予以研究改良,提供一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,来解决目前存在的制冷剂加注中真空度不足和无法恒定真空度的问题,旨在通过该技术,达到解决问题与提高实用价值性的目的。
发明内容
本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此,本发明所采用的技术方案为:一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,包括:冷媒泵送机构、压缩组件、真空泵组件和主转轴以及与主转轴一端传动连接的旋转驱动机构,所述冷媒泵送机构和真空泵组件固定安装于压缩组件的两端;所述冷媒泵送机构包括输送泵盒、密封压盖、离合传动环以及转动安装于冷媒泵送机构内部的泵送叶轮和密封抵轮,所述离合传动环固定套接于压缩组件的外侧并转动套接于输送泵盒和密封压盖的表面,所述离合传动环的表面固定套接有主动齿环,所述密封抵轮的一侧固定连接有位于密封压盖外侧的副传动齿杆,且副传动齿杆与主动齿环传动啮合,所述冷媒泵送机构的内侧开设有输送转腔,所述泵送叶轮的表面设有若干与输送转腔内侧滑动抵接的推送叶;所述压缩组件包括压缩气缸和偏心叶轮,所述偏心叶轮固定套接于主转轴的表面且转动安装于压缩气缸的内侧,偏心叶轮与压缩气缸非同圆心布置且偏心叶轮的顶面与压缩气缸的内壁滑动抵接,所述真空泵组件包括真空泵盒固定于真空泵盒一侧的导气盘,所述导气盘的表面开设有关于主转轴圆心对称的进气导孔和出气导孔。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述主转轴的表面转动套接有固定于冷媒泵送机构和真空泵组件一侧的轴架,且压缩组件的一端套接有固定于轴架表面的轴承座。
通过采用上述技术方案,利用轴架和轴承座进行主转轴的运动支撑提高主转轴的转动稳定性避免偏心叶轮偏心转动造成的不良影响。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述输送泵盒的顶面开设有分别位于泵送叶轮两侧的进液口和出液口,且进液口和出液口与输送转腔的内部相连通,所述密封抵轮的表面与泵送叶轮的表面滑动抵接。
通过采用上述技术方案,利用输送转腔与推送叶的转动抵接在输送转腔内部形成由泵送叶轮转动驱动的泵送流道结构,进行冷媒液体的主动输送,由泵送叶轮的转速进行冷媒液的匀速稳定注入。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述密封抵轮的表面开设有位于密封抵轮两侧的契合槽,若干所述推送叶呈圆周方向均匀间隔分布于泵送叶轮的外周,且相邻推送叶之间间隔圆周长度分布于二分之一密封抵轮周长。
通过采用上述技术方案,利用密封抵轮与泵送叶轮表面的同步抵接旋转运动提高泵送叶轮周侧流道的动态密封强度,避免真空度的耗损,且利用推送叶转动与契合槽的转动适配,协调泵送叶轮和密封抵轮之间的转动。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述副传动齿杆和密封抵轮的数量均为四个且一一对应,四个所述密封抵轮均分为两组且关于泵送叶轮对称分布,且每组所述密封抵轮之间间隔小于相邻推送叶之间间隔。
通过采用上述技术方案,利用两个密封抵轮相邻布置并小于推送叶之间间隔,使推送叶在通过密封抵轮后由两个相邻的密封抵轮保证推送叶两侧的同步密封,提高密封效果,避免真空度损耗。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述离合传动环包括内环和外环,所述外环转动套接于内环的外侧,且内环的表面倾斜固定安装有若干驱动杆,驱动杆的输出端固定连接有摩擦球头,所述摩擦球的一侧与外环的内侧摩擦抵接。
通过采用上述技术方案,利用内环表面的多个驱动杆驱动摩擦球的一侧与外环的内侧摩擦抵接从而实现内环和外环的同步运动,将主转轴的旋转动能传递至泵送叶轮,实现泵送叶轮和密封抵轮的转动驱动,在分离时通过驱动杆回退,摩擦球的一侧与外环的内侧脱离抵接,即内环与外环之间传动连接断开只是先单一压缩组件的工作。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为:所述偏心叶轮的外周设有若干叶轮片,所述进气导孔的端口直径大于出气导孔的端口直径,且所述出气导孔面积小于偏心叶轮表面相邻偏心叶轮间隙。
进一步的,所述真空泵盒的内侧设有均分真空泵盒的两个独立空腔,且两个空腔的顶端分别设有进气端口和出气端口并分别与进气导孔和出气导孔相连通。
通过采用上述技术方案,气流经由进气导孔导入,并跟随偏心叶轮转动,偏心叶轮与压缩气缸内壁抵接其叶片与压缩气缸内壁形成隔腔逐渐较小内部气流逐渐增压直至出气导孔端口逸出,随着偏心叶轮转动偏心叶轮叶片与压缩气缸的隔腔又逐渐增大内部产生负压又进气导孔端口吸入气流,重复旋转进行管路中的抽真空操作,气流在压缩组件内部提高压缩比从而更易进行气流逸出和吸入操作,提高抽真空效能。
本发明所取得的有益效果为:
1.本发明中,通过设置一体式双头泵系统结构,分别利用冷媒泵送机构和真空泵组件进行冻干机组冷媒系统的加注冷媒和抽真空操作,在压缩组件和真空泵组件的工作下进行冻干机组系统内部的抽真空,并同步进行冷媒加注以保证系统中高真空度。
2.本发明中,通过采用新型冷媒加注结构,由离合传动环的传动驱动泵送叶轮在输送转腔的内侧抵接转动形成冷媒泵送结构,由多个密封抵轮与离合传动环的转动配合以及推送叶与输送转腔内壁抵接密封保证冷媒的匀速输送控制,同步控制持续的真空抽吸从而保证真空度。
3.本发明中,通过采用同步式真空抽吸和冷媒加注结构,由程序设定所需要的真空度,当真空度高于设定参数时,程序控制设备关闭,当真空度低于设定参数时,程序控制离合传动环脱离由压缩组件和真空泵组件进行抽真空操作,保持冷媒系统中真空度既提高干燥速度,又节约电能和冷量。
附图说明
图1为本发明一个实施例的整体结构示意图;
图2为本发明一个实施例的截面结构示意图;
图3为本发明一个实施例的压缩组件喝真空泵组件结构示意图;
图4为本发明一个实施例的真空泵组件结构示意图;
图5为本发明一个实施例的冷媒泵送机构结构示意图;
图6为本发明一个实施例的输送泵盒内部结构示意图;
图7为本发明一个实施例的真空泵组件分解结构示意图。
附图标记:
100、冷媒泵送机构;110、输送泵盒;120、密封压盖;130、离合传动环;140、主动齿环;150、副传动齿杆;160、泵送叶轮;170、密封抵轮;111、输送转腔;161、推送叶;171、契合槽;
200、压缩组件;210、压缩气缸;220、偏心叶轮;
300、真空泵组件;310、真空泵盒;320、导气盘;321、进气导孔;322、出气导孔;
400、主转轴;410、轴架;420、轴承座。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。
下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法。
结合图1-7所示,本发明提供的一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,包括:冷媒泵送机构100、压缩组件200、真空泵组件300和主转轴400以及与主转轴400一端传动连接的旋转驱动机构,冷媒泵送机构100和真空泵组件300固定安装于压缩组件200的两端;冷媒泵送机构100包括输送泵盒110、密封压盖120、离合传动环130以及转动安装于冷媒泵送机构100内部的泵送叶轮160和密封抵轮170,离合传动环130固定套接于压缩组件200的外侧并转动套接于输送泵盒110和密封压盖120的表面,离合传动环130的表面固定套接有主动齿环140,密封抵轮170的一侧固定连接有位于密封压盖120外侧的副传动齿杆150,且副传动齿杆150与主动齿环140传动啮合,冷媒泵送机构100的内侧开设有输送转腔111,泵送叶轮160的表面设有若干与输送转腔111内侧滑动抵接的推送叶161;压缩组件200包括压缩气缸210和偏心叶轮220,偏心叶轮220固定套接于主转轴400的表面且转动安装于压缩气缸210的内侧,偏心叶轮220与压缩气缸210非同圆心布置且偏心叶轮220的顶面与压缩气缸210的内壁滑动抵接,真空泵组件300包括真空泵盒310固定于真空泵盒310一侧的导气盘320,导气盘320的表面开设有关于主转轴400圆心对称的进气导孔321和出气导孔322。
在该实施例中,主转轴400的表面转动套接有固定于冷媒泵送机构100和真空泵组件300一侧的轴架410,且压缩组件200的一端套接有固定于轴架410表面的轴承座420,利用轴架410和轴承座420进行主转轴400的运动支撑提高主转轴400的转动稳定性避免偏心叶轮220偏心转动造成的不良影响。
在该实施例中,输送泵盒110的顶面开设有分别位于泵送叶轮160两侧的进液口和出液口,且进液口和出液口与输送转腔111的内部相连通,密封抵轮170的表面与泵送叶轮160的表面滑动抵接。
具体的,利用输送转腔111与推送叶161的转动抵接在输送转腔111内部形成由泵送叶轮160转动驱动的泵送流道结构,进行冷媒液体的主动输送,由泵送叶轮160的转速进行冷媒液的匀速稳定注入。
在该实施例中,密封抵轮170的表面开设有位于密封抵轮170两侧的契合槽171,若干推送叶161呈圆周方向均匀间隔分布于泵送叶轮160的外周,且相邻推送叶161之间间隔圆周长度分布于二分之一密封抵轮170周长。
具体的,利用密封抵轮170与泵送叶轮160表面的同步抵接旋转运动提高泵送叶轮160周侧流道的动态密封强度,避免真空度的耗损,且利用推送叶161转动与契合槽171的转动适配,协调泵送叶轮160和密封抵轮170之间的转动。
在该实施例中,副传动齿杆150和密封抵轮170的数量均为四个且一一对应,四个密封抵轮170均分为两组且关于泵送叶轮160对称分布,且每组密封抵轮170之间间隔小于相邻推送叶161之间间隔。
具体的,利用两个密封抵轮170相邻布置并小于推送叶161之间间隔,使推送叶161在通过密封抵轮170后由两个相邻的密封抵轮170保证推送叶161两侧的同步密封,提高密封效果,避免真空度损耗。
在该实施例中,离合传动环130包括内环和外环,外环转动套接于内环的外侧,且内环的表面倾斜固定安装有若干驱动杆,驱动杆的输出端固定连接有摩擦球头,摩擦球的一侧与外环的内侧摩擦抵接。
具体的,利用内环表面的多个驱动杆驱动摩擦球的一侧与外环的内侧摩擦抵接从而实现内环和外环的同步运动,将主转轴400的旋转动能传递至泵送叶轮160,实现泵送叶轮160和密封抵轮170的转动驱动,在分离时通过驱动杆回退,摩擦球的一侧与外环的内侧脱离抵接,即内环与外环之间传动连接断开只是先单一压缩组件200的工作。
在该实施例中,偏心叶轮220的外周设有若干叶轮片,进气导孔321的端口直径大于出气导孔322的端口直径,且出气导孔322面积小于偏心叶轮220表面相邻偏心叶轮220间隙,真空泵盒310的内侧设有均分真空泵盒310的两个独立空腔,且两个空腔的顶端分别设有进气端口和出气端口并分别与进气导孔321和出气导孔322相连通。
具体的,气流经由进气导孔321导入,并跟随偏心叶轮220转动,偏心叶轮220与压缩气缸210内壁抵接其叶片与压缩气缸210内壁形成隔腔逐渐较小内部气流逐渐增压直至出气导孔322端口逸出,随着偏心叶轮220转动偏心叶轮220叶片与压缩气缸210的隔腔又逐渐增大内部产生负压又进气导孔321端口吸入气流,重复旋转进行管路中的抽真空操作,气流在压缩组件200内部提高压缩比从而更易进行气流逸出和吸入操作,提高抽真空效能。
本发明的工作原理及使用流程:
在使用该真空度恒定的设备时,首先将冷媒泵送机构100的两端分别与冷媒管路和冷媒储存罐进行接通,并将真空泵组件300的端口与远离冷媒管路的两端接通,且进气端口与冷媒泵送机构100远离冷媒管路的连接端,由控制端设定冷媒管路中的真空度,通过管路中压力检测结构进行真空度检测反馈测量电信号;开始时由控制端控制离合传动环130分离,即主转轴400与泵送叶轮160脱离传动,由驱动机构驱动偏心叶轮220旋转运动;
偏心叶轮220在压缩气缸210内部偏心转动,将冷媒管路中气流经由进气导孔321导入,并跟随偏心叶轮220转动,偏心叶轮220与压缩气缸210内壁抵接其叶片与压缩气缸210内壁形成隔腔逐渐较小内部气流逐渐增压直至出气导孔322端口逸出,随着偏心叶轮220转动偏心叶轮220叶片与压缩气缸210的隔腔又逐渐增大内部产生负压又进气导孔321端口吸入气流,重复旋转进行管路中的抽真空操作,当抽真空达到设定真空度后,由控制端控制离合传动环130闭合,在压缩组件200的持续工作中离合传动环130传动泵送叶轮160和密封抵轮170在输送转腔111的内部转动运动,液流经冷媒储罐通过泵送叶轮160的转动输入管路中,由多个密封抵轮170与离合传动环130的转动配合以及推送叶161与输送转腔111内壁抵接密封保证冷媒的匀速输送控制,同步控制持续的真空抽吸从而保证真空度。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解,在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,其特征在于,包括:冷媒泵送机构(100)、压缩组件(200)、真空泵组件(300)和主转轴(400)以及与主转轴(400)一端传动连接的旋转驱动机构,所述冷媒泵送机构(100)和真空泵组件(300)固定安装于压缩组件(200)的两端;所述冷媒泵送机构(100)包括输送泵盒(110)、密封压盖(120)、离合传动环(130)以及转动安装于冷媒泵送机构(100)内部的泵送叶轮(160)和密封抵轮(170),所述离合传动环(130)固定套接于压缩组件(200)的外侧并转动套接于输送泵盒(110)和密封压盖(120)的表面,所述离合传动环(130)的表面固定套接有主动齿环(140),所述密封抵轮(170)的一侧固定连接有位于密封压盖(120)外侧的副传动齿杆(150),且副传动齿杆(150)与主动齿环(140)传动啮合,所述冷媒泵送机构(100)的内侧开设有输送转腔(111),所述泵送叶轮(160)的表面设有若干与输送转腔(111)内侧滑动抵接的推送叶(161);所述压缩组件(200)包括压缩气缸(210)和偏心叶轮(220),所述偏心叶轮(220)固定套接于主转轴(400)的表面且转动安装于压缩气缸(210)的内侧,偏心叶轮(220)与压缩气缸(210)非同圆心布置且偏心叶轮(220)的顶面与压缩气缸(210)的内壁滑动抵接,所述真空泵组件(300)包括真空泵盒(310)固定于真空泵盒(310)一侧的导气盘(320),所述导气盘(320)的表面开设有关于主转轴(400)圆心对称的进气导孔(321)和出气导孔(322)。
2.根据权利要求1所述的一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,其特征在于,所述主转轴(400)的表面转动套接有固定于冷媒泵送机构(100)和真空泵组件(300)一侧的轴架(410),且压缩组件(200)的一端套接有固定于轴架(410)表面的轴承座(420)。
3.根据权利要求1所述的一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,其特征在于,所述输送泵盒(110)的顶面开设有分别位于泵送叶轮(160)两侧的进液口和出液口,且进液口和出液口与输送转腔(111)的内部相连通,所述密封抵轮(170)的表面与泵送叶轮(160)的表面滑动抵接。
4.根据权利要求1所述的一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,其特征在于,所述密封抵轮(170)的表面开设有位于密封抵轮(170)两侧的契合槽(171),若干所述推送叶(161)呈圆周方向均匀间隔分布于泵送叶轮(160)的外周,且相邻推送叶(161)之间间隔圆周长度分布于二分之一密封抵轮(170)周长。
5.根据权利要求1所述的一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,其特征在于,所述副传动齿杆(150)和密封抵轮(170)的数量均为四个且一一对应,四个所述密封抵轮(170)均分为两组且关于泵送叶轮(160)对称分布,且每组所述密封抵轮(170)之间间隔小于相邻推送叶(161)之间间隔。
6.根据权利要求1所述的一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,其特征在于,所述离合传动环(130)包括内环和外环,所述外环转动套接于内环的外侧,且内环的表面倾斜固定安装有若干驱动杆,驱动杆的输出端固定连接有摩擦球头,所述摩擦球的一侧与外环的内侧摩擦抵接。
7.根据权利要求1所述的一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,其特征在于,所述偏心叶轮(220)的外周设有若干叶轮片,所述进气导孔(321)的端口直径大于出气导孔(322)的端口直径,且所述出气导孔(322)面积小于偏心叶轮(220)表面相邻偏心叶轮(220)间隙。
8.根据权利要求1所述的一种保持食品冻干中真空度恒定的设备及工艺方法,其特征在于,所述真空泵盒(310)的内侧设有均分真空泵盒(310)的两个独立空腔,且两个空腔的顶端分别设有进气端口和出气端口并分别与进气导孔(321)和出气导孔(322)相连通。
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