CN115025520A - 超声消泡设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种超声消泡设备，其包括超声消泡件和控制柜，所述超声消泡件包括超声发射组件，所述控制柜内设置有电源转换设备和冷媒循环装置，所述超声发射组件通过电源线与所述电源转换设备连接，所述超声发射组件通过冷却循环管与所述冷媒循环装置连接。本申请具有降低消泡过程对食品成分产生影响的效果。

Description

超声消泡设备

技术领域

本申请涉及食品加工技术领域，尤其是涉及一种超声消泡设备。

背景技术

在食品加工领域，蛋白质、糖、淀粉等成分是食品加工的主要对象，其中广泛存在着因糖类、蛋白类以及各种相关的表面活性成分作用在加工过程中形成大量泡沫，以至于影响食品加工的顺利进行。

目前，食品加工过程中用于消除泡沫的主要方法是添加消泡剂，不过，由于人们的物质生活水平不断地提高，人们越来越追求食品的健康安全，即要求食品中尽可能少地使用添加剂。

针对上述中的相关技术，发明人发现添加消泡剂消泡的方法存在有不能满足人们对食品安全的预期和要求的缺陷。

发明内容

为了降低消泡过程对食品成分产生的影响，本申请提供一种超声消泡设备。

本申请提供的一种超声消泡设备采用如下的技术方案：

一种超声消泡设备，包括超声消泡件和控制柜，所述超声消泡件包括超声发射组件，所述控制柜内设置有电源转换设备和冷媒循环装置，所述超声发射组件通过电源线与所述电源转换设备连接，所述超声发射组件通过冷却循环管与所述冷媒循环装置连接。

通过采用上述技术方案，工作人员可操作控制柜，以启动电源转换设备，驱动超声消泡件发出超声波，以对食品液体中的泡沫进行除泡，使用超声波对泡沫进行物理除泡，减小了在食品中投放消泡剂而对食品成品产生的影响，更加安全可靠，符合人们对食品安全的要求和预期；当启动冷媒循环装置时，冷媒循环装置通过冷却循环管对超声消泡件进行降温，延长了超声消泡件的使用寿命，进而延长了超声消泡设备的使用寿命。

优选的，所述超声发射组件包括竖直设置的防水密封罩、设置于防水密封罩内的换能器以及超声波发射头，所述换能器与所述电源转换设备连接，所述换能器的连接端从防水密封罩的下端面穿出，所述超声波发射头位于所述换能器下方且与所述换能器的连接端连接。

通过采用上述技术方案，电源转换设备启动换能器时，换能器将电信号转化为超声波，并通过与换能器连接的超声波发射头射出，当超声波发射头射出的超声波接触泡沫表面时，超声波的高频震动击碎泡沫，其破裂产生的液体会强化高频振动，使超声波消泡的效果更为显著；液体较多时便会在重力的作用下流回食品液体中，以达到超声波消泡的目的；换能器位于防水密封罩内，减小了泡沫直接接触换能器，进而造成换能器损坏的风险。

优选的，所述换能器上还设置有导热板。

通过采用上述技术方案，导热板可提高热交换的效率，进而延长换能器的使用寿命。

优选的，所述超声消泡件还包括导向器，所述导向器呈锥状，所述导向器竖直设置于防水密封罩下方，所述导向器围设于超声波发射头的外周。

通过采用上述技术方案，当超声波发射头与泡沫表面接触，以利用超声波除泡时，泡沫容易飞溅，造成除泡效率低，且易对外周环境造成影响，围设于超声波发射头外周的导向器可将泡沫聚拢富集，以减小泡沫飞溅的风险，进而提高了除泡效率。

优选的，所述导向器的侧壁上设置有泡沫传感器，所述泡沫传感器通过信号线与所述冷媒循环装置连接。

通过采用上述技术方案，当泡沫传感器接触到泡沫后，泡沫传感器通过信号线向冷媒循环装置传输信号，冷媒循环装置随即启动并通过冷却循环管对换能器进行降温，以降低换能器在工作过程中因温度过高而损坏的风险。

优选的，还包括支撑架，所述支撑架包括水平设置的底座和竖直设置的立柱，所述立柱上滑移连接有承托架，所述超声消泡件设置于承托架上，所述底座上设置有盛液盘，所述导向器悬垂于盛液盘的正上方。

通过采用上述技术方案，超声消泡件设置于承托架上，且承托架可沿竖直放置的立柱滑移，使得工作人员可根据承液盘内食品液体上表面的泡沫高度调节超声消泡件的悬垂高度，使得超声波发射头与泡沫表面相接触，以对泡沫进行消泡操作。

优选的，所述立柱内设置有丝杠，所述丝杠上套设有与丝杠适配的第一滑块，所述承托架设置于第一滑块上，所述丝杠同轴连接有第一电机。

通过采用上述技术方案，工作人员启动第一电机转动，由于第一电机的输出轴与丝杠同轴设置，因此第一电机带动丝杠转动，由于丝杠在竖直位置上不会产生位移，故而带动第一滑块沿丝杠进行竖直方向上的滑移，进而带动承托架上的超声消泡件进行竖直方向上的滑移，实现调节超声消泡件高度的目的。

优选的，所述承托架包括水平设置的支撑台和滑移连接于支撑台上表面的第二滑块，所述第二滑块的上表面滑移连接有夹持架，所述超声消泡件设置于夹持架上；所述第二滑块沿支撑台上表面的滑移轨迹在水平面上的投影与所述夹持架沿第二滑块上表面的滑移轨迹在水平面上的投影相互垂直。

通过采用上述技术方案，由于第二滑块沿支撑台上表面的滑移轨迹在水平面上的投影与夹持架沿第二滑块上表面的滑移轨迹在水平面上的投影相互垂直，设定第二滑块的滑移轨迹为X轴，设定夹持架的滑移轨迹为Y轴，使得工作人员可以通过调节第二滑块和夹持架的滑移，调节超声消泡件在水平面上的位置，以使得超声消泡件的消泡范围能够覆盖盛液盘内食品液体的面积。

优选的，所述支撑台上开设有第一滑槽，所述第一滑槽沿支撑台的长度方向设置，所述第二滑块由第一驱动件驱动以往复滑移连接于所述第一滑槽内。

通过采用上述技术方案，第一驱动件驱动第二滑块沿第一滑槽的长度方向作往复运动，以提高超声消泡件在水平方向上沿X轴进行消泡的效率。

优选的，所述第二滑块的上表面开设有第二滑槽，所述夹持架由第二驱动件驱动以滑移连接于第二滑槽内。

通过采用上述技术方案，第二驱动件驱动夹持架沿第二滑槽滑移，工作人员可首先启动第一驱动件以使得超声消泡件沿X轴进行消泡，当该侧泡沫消除完毕后，可启动第二驱动件以使得超声消泡件沿Y轴进行移动，配合超声消泡件继续沿X轴方向进行消泡，使得超声消泡件的消泡范围覆盖盛液盘内食品液体的面积。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.使用超声波对泡沫进行物理除泡，工作人员可操作控制柜，以启动电源转换设备，驱动超声消泡件发出超声波，以对食品液体中的泡沫进行除泡，进而减小了在食品中投放消泡剂而对食品成品产生的影响，更加安全可靠，符合人们对食品安全的要求和预期；

2.换能器位于防水密封罩内，减小了泡沫直接接触换能器，进而造成换能器损坏的风险，电源转换设备启动换能器时，换能器将电信号转化为超声波，并通过与换能器连接的超声波发射头射出，当超声波发射头射出的超声波接触泡沫表面时，超声波的高频震动击碎泡沫，其破裂产生的液体会强化高频振动，使超声波消泡的效果更为显著；

3.超声消泡件的消泡范围能够覆盖盛液盘内食品液体的面积，由于第二滑块沿支撑台上表面的滑移轨迹在水平面上的投影与夹持架沿第二滑块上表面的滑移轨迹在水平面上的投影相互垂直，工作人员可以通过调节第二滑块和夹持架的滑移，调节超声消泡件在水平面上的位置。

附图说明

图1是体现本申请中超声消泡设备的整体结构示意图。

图2是体现图1中细节A处的局部放大示意图。

图3是体现图1中细节B处的局部放大示意图。

图4是体现图1中细节C处的局部放大示意图。

图5是体现本申请中超声发射组件与控制柜之间连接方式的示意图。

附图标记说明：1、支撑架；11、底座；111、盛液盘；12、立柱；121、丝杠；122、第一电机；123、第一滑块；2、承托架；21、支撑台；211、第一滑槽；22、第二滑块；221、第二滑槽；23、第一驱动件；231、立架；232、曲柄；233、连杆；234、第二电机；24、夹持架；25、第二驱动件；251、第三电机；252、蜗轮；253、蜗杆；3、超声消泡件；31、支架；311、第一竖杆；312、第二竖杆；313、横杆；32、超声发射组件；321、防水密封罩；322、换能器；323、导热板；324、超声波发射头；325、第四电机；326、连接块；33、导向器；34、泡沫传感器；341、信号线；4、控制柜；41、电源转换设备；411、电源线；42、冷媒循环装置；421、冷却循环管；43、控制面板。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

由于在食品中添加消泡剂进行消泡的操作，不能满足人们对食品安全越来越高的预期和要求，为此，本发明公开了一种超声消泡设备，采用超声波对食品中的泡沫进行消泡，减小了人们因食品中添加了消泡剂而产生对食品安全的顾虑的风险。

参照图1，为本发明公开的一种超声消泡设备，包括立设于桌面或地面等水平面上的支撑架1、滑移连接于支撑架1上的承托架2以及设置于承托架2上超声消泡件3。

参照图1和图2，支撑架1包括放置于水平面上的底座11和立设于底座11上表面的立柱12，底座11上表面还配置有用于盛放食品液体的盛液盘111，立柱12位于底座11的端部，立柱12内开设有空腔，且立柱12的一侧设置为开口，立柱12的开口侧与空腔连通，立柱12内设置有丝杠121，立柱12的空腔内设置有第一电机122，第一电机122固定连接于立柱12上表面上，且第一电机122的输出轴与丝杠121同轴连接；丝杠121上滑移连接有与丝杠121相适配的第一滑块123，本实施例中，第一电机122采用伺服电机，当工作人员启动第一电机122正向旋转时，第一电机122带动丝杠121正向转动，由于丝杠121在竖直方向不会产生位移，因此第一滑块123沿丝杠121竖直向上滑移；当第一电机122带动丝杠121反向转动时，第一电机122带动丝杠121反向转动，使得第一滑块123沿丝杠121竖直向下滑移。

参照图1和图3，承托架2包括水平设置的支撑台21、滑移连接于支撑台21上的第二滑块22和用于驱动第二滑块22作往复直线运动的第一驱动件23。支撑台21为上端开口的壳体，支撑台21的一侧与第一滑块123固定连接；支撑台21内空腔下端的内壁上开设有与第二滑块22相适配的第一滑槽211，以便第二滑块22可沿第一滑槽211水平滑移。

参照图1和图3，第一驱动件23包括固定连接于支撑台21上的立架231、设置于立架231上的曲柄232、用于连接曲柄232和第二滑块22的连杆233以及用于驱动曲柄232旋转的第二电机234，本实施例中，曲柄232转动连接于立架231远离支撑台21的一端，且曲柄232的长度小于立架231的高度；连杆233的两端分别与曲柄232和第二滑块22转动连接，且第二电机234也采用伺服电机。当工作人员启动第二电机234时，曲柄232围绕立架231的端部旋转，曲柄232的转动带动连杆233产生位移，由于连杆233与第二滑块22转动连接，在第一滑槽211的限位下，第二滑块22沿第一滑槽211作水平方向的往复运动。

参照图1和图4，第二滑块22的上表面水平开设有第二滑槽221，第二滑槽221的长度方向与第一滑槽211的长度方向在水平面上的投影相互垂直，即设定第一滑槽211的长度方向为X轴方向，第二滑槽221的长度方向为Y轴方向。第二滑槽221内滑移连接有夹持架24；第二滑块22的上表面还设置有第二驱动件25，第二驱动件25位于第二滑块22的端部，且第二驱动件25位于第二滑槽221的延长线上；第二驱动件25包括固定连接于第二滑块22上表面的第三电机251、与第三电机251同轴连接的蜗轮252以及与蜗轮252啮合连接的蜗杆253，蜗杆253的一端固定连接于夹持架24的侧壁上。

本实施例中，第三电机251也采用伺服电机，当第三电机251正向转动时，蜗轮252正向转动，带动蜗杆253推动夹持架24沿第二滑槽221向远离蜗轮252的一端滑移；当第三电机251反向转动时，蜗轮252反向转动，带动蜗杆253拉动夹持架24沿第二滑槽221向靠近蜗轮252的一端滑移。

参照图1和图5，超声消泡件3包括滑移连接于支杆上的支架31、可拆卸连接于支架31上的超声发射组件32以及用于富集泡沫的导向器33，支架31通过第一定位件可拆卸连接于夹持架24上，本实施例中，支架31包括相互平行的第一竖杆311、第二竖杆312以及水平连接于第一竖杆311和第二竖杆312之间的横杆313，第一竖杆311的长度大于第二竖杆312的长度，第一竖杆311远离横杆313的一端插设于夹持架24内，且第一竖杆311与夹持架24采用螺纹连接，第一定位件采用定位螺栓，夹持架24的侧壁和支架31的下端对应的位置上均预留有螺纹孔，当工作人员将支架31的下端插设于夹持架24内时，使用定位螺栓将支架31固定于夹持架24上。

参照图1和图5，超声发射组件32包括设置于第二竖杆312上的防水密封罩321、设置于防水密封罩321内的换能器322以及与换能器322连接的超声波发射头324；第二竖杆312的下端面固定连接有第四电机325，第四电机325的输出轴竖直向下，且第四电机325的输出轴上同轴固定有连接块326，防水密封罩321可拆卸连接于连接块326的下表面上，使得防水密封罩321悬垂于盛液盘111的正上方；本实施例中，防水密封罩321与连接块326之间采用螺纹连接。

参照图5，换能器322的连接端穿设于防水密封罩321的下表面，且换能器322的连接端与超声波发射头324固定连接，且超声波发射头324悬垂于盛液盘111的正上方，当超声波发射头324与泡沫接触时，防水密封罩321减小了泡沫进入防水密封罩321内并对换能器322造成损坏的风险。

参照图1和图5，导向器33固定连接于防水密封罩321的下表面，使得导向器33围设于超声波发射头324的外周，当工作人员启动第四电机325正向转动时，第四电机325驱动连接块326正向旋转，进而使得防水密封罩321和导向器33正向转动；当工作人员启动第四电机325反向转动时，第四电机325驱动连接块326反向旋转，进而使得防水密封罩321和导向器33反向转动。本实施例中，导向器33呈锥状，工作人员可将待消泡的食品液体倒入盛液盘111内，并启动第一电机122驱动承托架2沿立柱12滑移，以调节超声波发射头324距离盛液盘111的高度，使得导向器33伸入泡沫中，锥形的导向器33将泡沫聚拢于导向器33内部，直至超声波发射头324与泡沫表面接触，以减小后续消泡过程中，泡沫被超声波的高频震动冲散的风险，提高了消泡效率；由于在消泡过程中，浮在盛液盘111上表面的泡沫随着超声波的冲击会产生漂移，工作人员不仅可以利用第一驱动件23和第二驱动件25以调节导向器33在水平方向上的位置，还可以启动第四电机325，以调节导向器33的旋转角度，提高了利用导向器33消泡的灵活性和消泡效率。

参照图1和图5，导向器33的侧壁上还设置有用于感应泡沫高度的泡沫传感器34，立柱12远离盛液盘111的一侧固定连接有控制柜4，控制柜4内设置有电源转换设备41和冷媒循环装置42，泡沫传感器34上设置有信号线341，信号线341与和冷媒循环装置42连接；电源转换设备41和冷媒循环装置42分别通过电源线411和冷却循环管421与换能器322连接；换能器322上还设置有导热板323。

当泡沫传感器34感应到泡沫后，换能器322将电信号转换为超声波，使得超声波从超声波发射头324处射出，以对位于超声波发射头324正下方的泡沫进行消泡；上述由于防水密封罩321围设于换能器322外周，换能器322在工作过程中产生的热量以及因泡沫及蒸汽通过换能器322的连接端传导带至换能器322附近的热量，均会对换能器322的正常运转产生影响，因此，当泡沫传感器34将信号传至控制柜4内后，启动冷媒循环装置42，换能器322外周的热量通过冷却循环管421进行热量交换，以降低换能器322外周的温度，换能器322上的导热板323可提高热交换的效率，进而延长换能器322的使用寿命。

参照图1和图5，上述第一电机122、第二电机234（参照图3）、第三电机251（参照图4）和第四电机325也均与控制柜4内的电源转换设备41连接；控制柜4的一侧设置有控制面板43，控制面板43上对应设置有多个控制按钮，以便工作人员通过操作对应的控制按钮，即可启停第一电机122、第二电机234、第三电机251和第四电机325的正转和反转以调节超声波发射头324的位置和角度，以及启停超声消泡件3以对泡沫进行消泡。

本申请实施例一种超声消泡设备的实施原理为：工作人员首先将待去泡的食品液体倒入盛液盘111中，并将盛液盘111放置于底座11上，操作控制面板43上对应的控制按钮，启动电源转换设备41，再根据导向器33与盛液盘111之间的初始高度，启动第一电机122以调节导向器33的高度，直至导向器33伸入泡沫中，且超声波发射头324接触泡沫表面，此时，在泡沫传感器34的传感作用下启动换能器322，换能器322将电信号转换为超声波并由超声波发射头射向泡沫，超声波的高频振动导致泡沫破裂，其破裂产生的液体会强化高频振动，使超声波消泡的效果更为显著；液体较多时便会在重力的作用下流回盛液盘111，以达到超声波消泡的目的；启动第二电机234以驱动超声波发射头324沿水平方向的X轴作往复运动，再启动第三电机251以驱动超声波发射头324沿水平方向的Y轴滑移，使得超声波发射头324的消泡范围可覆盖盛液盘111的横截面积；最后，对于零散分布的泡沫，工作人员启动第四电机325，以旋转导向器33的角度，以使得导向器33与零散分布的泡沫的形状和角度适配，提高消泡效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声消泡设备，其特征在于：包括超声消泡件(3)和控制柜(4)，所述超声消泡件(3)包括超声发射组件(32)，所述控制柜(4)内设置有电源转换设备(41)和冷媒循环装置(42)，所述超声发射组件(32)通过电源线(411)与所述电源转换设备(41)连接，所述超声发射组件(32)通过冷却循环管(421)与所述冷媒循环装置(42)连接。

2.根据权利要求1所述的超声消泡设备，其特征在于：所述超声发射组件(32)包括竖直设置的防水密封罩(321)、设置于防水密封罩(321)内的换能器(322)以及超声波发射头(324)，所述换能器(322)与所述电源转换设备(41)连接，所述换能器(322)的连接端从防水密封罩(321)的下端面穿出，所述超声波发射头(324)位于所述换能器(322)下方且与所述换能器(322)的连接端连接。

3.根据权利要求2所述的超声消泡设备，其特征在于：所述换能器(322)上还设置有导热板(323)。

4.根据权利要求2所述的超声消泡设备，其特征在于：所述超声消泡件(3)还包括导向器(33)，所述导向器(33)呈锥状，所述导向器(33)竖直设置于防水密封罩(321)下方，所述导向器(33)围设于超声波发射头(324)的外周。

5.根据权利要求4所述的超声消泡设备，其特征在于：所述导向器(33)的侧壁上设置有泡沫传感器(34)，所述泡沫传感器(34)通过信号线(341)与所述冷媒循环装置(42)连接。

6.根据权利要求1所述的超声消泡设备，其特征在于：还包括支撑架(1)，所述支撑架(1)包括水平设置的底座(11)和竖直设置的立柱(12)，所述立柱(12)上滑移连接有承托架(2)，所述超声消泡件(3)设置于承托架(2)上，所述底座(11)上设置有盛液盘(111)，所述导向器(33)悬垂于盛液盘(111)的正上方。

7.根据权利要求6所述的超声消泡设备，其特征在于：所述立柱(12)内设置有丝杠(121)，所述丝杠(121)上套设有与丝杠(121)适配的第一滑块(123)，所述承托架(2)设置于第一滑块(123)上，所述丝杠(121)同轴连接有第一电机(122)。

8.根据权利要求6所述的超声消泡设备，其特征在于：所述承托架(2)包括水平设置的支撑台(21)和滑移连接于支撑台(21)上表面的第二滑块(22)，所述第二滑块(22)的上表面滑移连接有夹持架(24)，所述超声消泡件(3)设置于夹持架(24)上；所述第二滑块(22)沿支撑台(21)上表面的滑移轨迹在水平面上的投影与所述夹持架(24)沿第二滑块(22)上表面的滑移轨迹在水平面上的投影相互垂直。

9.根据权利要求8所述的超声消泡设备，其特征在于：所述支撑台(21)上开设有第一滑槽(211)，所述第一滑槽(211)沿支撑台(21)的长度方向设置，所述第二滑块(22)由第一驱动件(23)驱动以往复滑移连接于所述第一滑槽(211)内。

10.根据权利要求8所述的超声消泡设备，其特征在于：所述第二滑块(22)的上表面开设有第二滑槽(221)，所述夹持架(24)由第二驱动件(25)驱动以滑移连接于第二滑槽(221)内。

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