CN115669718B - 脉动式真空预冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脉动式真空预冷系统，包括：储物件，其内部构造有容纳腔；真空泵组件，设置于所述储物件的外侧，且通过风道连通于所述容纳腔；脉动式阀门组件，设置在所述风道上，所述脉动式阀门组件周期性启闭所述风道。在开启风道时，真空泵组件对容纳腔内抽真空，排气通道可能出现挤压封闭的情况。在关闭风道时，真空泵组件与容纳腔隔绝，果蔬组织内的排气通道在自身的弹性作用下恢复至张开状态，有利于水分的蒸发。脉动式阀门组件可以使排气通道在真空度较高的情况下依旧保持通畅状态，进而增加了排气通道的蒸发效率，降低了真空泵组件的能耗。

Description

脉动式真空预冷系统

技术领域

本发明涉及农产品保鲜运输技术领域，特别是涉及一种脉动式真空预冷系统。

背景技术

在正常大气压下，水在100摄氏度蒸发，如果大气压为610Pa，水在0摄氏度就蒸发，水的沸点随着环境大气压的降低而下降。真空预冷利用该技术原理，将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。由于果蔬组织内外的压力差，组织内的催熟气体和水分被抽出，热量随着水分排出，可以推迟果蔬跃变型呼吸高峰的到来。这样，在真空冷却情况下，冷却从组织内部到外表面同时进行，即均匀冷却，这是真空冷却所独有，因而预冷速度快。

相关技术中，通过真空泵对容纳腔抽真空形成一定的真空度，从而促进果蔬内部水分的蒸发，同时将其中的热量带出。在抽真空初期，果蔬组织内部的空隙较大，水蒸气容易抽出。随着水蒸气的不断排出，果蔬的组织内部出现塌缩，果蔬组织的排气通道受到挤压，真空度的传递能力下降，导致真空泵功耗的增加。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种脉动式真空预冷系统，储物件的容纳腔与真空泵之间通过风道连通，风道上设置有脉动式阀门组件，脉动式阀门组件可以周期性启闭风道，使果蔬内的排气通道周期性启闭，有利于水蒸气的散发，降低了真空泵的功耗。

本发明实施例提供一种脉动式真空预冷系统，包括：

储物件，其内部构造有容纳腔；

真空泵组件，设置于所述储物件的外侧，且通过风道连通于所述容纳腔；

脉动式阀门组件，设置在所述风道上，所述脉动式阀门组件周期性启闭所述风道。

根据本发明的一个实施例，所述脉动式阀门组件包括高频电磁阀以及电连接于所述高频电磁阀的频率控制器。

根据本发明的一个实施例，还包括水分捕集系统，所述水分捕集系统设置在所述风道上，所述水分捕集系统包括冷凝结构。

根据本发明的一个实施例，还包括补水系统，所述补水系统连接于所述储物件，所述补水系统向所述容纳腔内补充水分。

根据本发明的一个实施例，所述补水系统包括补水控制器以及连接于所述补水控制器的喷嘴，所述喷嘴设置在所述容纳腔内。

根据本发明的一个实施例，所述喷嘴的数量至少为两个，所述喷嘴在所述容纳腔内阵列分布。

根据本发明的一个实施例，所述补水系统通过管路连接于所述水分捕集系统。

根据本发明的一个实施例，所述补水控制器电连接于所述频率控制器。

根据本发明的一个实施例，所述储物件为预冷箱。

根据本发明的一个实施例，所述储物件为预冷仓库。

本发明中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

脉动式真空预冷系统包括储物件、真空泵组件以及脉动式阀门组件。储物件内部构造有容纳腔，用于放置果蔬，真空泵组件设置在储物件的外侧，通过风道连通于容纳腔，可以对容纳腔抽真空。脉动式阀门组件设置在风道上，可以周期性启闭风道。使用时，在容纳腔内放入果蔬，通过真空泵组件对容纳腔抽真空，随着容纳腔内气压的降低，果蔬内的水分通过果蔬组织的排气通道蒸发，实现果蔬的快速预冷。随着真空度的提高以及组织内水分的蒸发，排气通道的支撑力不足以抵抗气压差带来的挤压力，在持续挤压作用下会出现坍塌，排气通道挤压密闭，导致水分无法继续沿着排气通道蒸发，增加了真空泵组件的功耗。本发明实施例提供的脉动式真空预冷系统，风道上设置有脉动式阀门组件，可以周期性启闭风道。在风道开启时，真空泵组件对容纳腔内抽真空，排气通道可能出现挤压封闭。在风道关闭时，真空泵组件与容纳腔隔绝，果蔬组织内的排气通道在自身的弹性作用下恢复至张开状态，有利于水分的蒸发。脉动式阀门组件可以使排气通道在真空度较高的情况下依旧保持通畅状态，提升了排气通道的蒸发效率，降低了真空泵组件的能耗。

附图说明

图1为本发明实施例提供的脉动式真空预冷系统的示意性结构图。

附图标记：

1、储物件；10、容纳腔；2、真空泵组件；3、阀门组件；31、高频电磁阀；32、频率控制器；4、水分捕集系统；5、补水系统；51、补水控制器；52、喷嘴。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

真空冷却的失水一般在3％左右，不会引起果蔬发生萎软、失鲜。由于果蔬组织内外的压力差，组织内的催熟气体和水分也随之被抽出，热量随水分排出，可以推迟果蔬跃变型呼吸高峰的到来。这样，在真空冷却情况下，冷却从组织内部到外表面同时进行，即均匀冷却，这是真空冷却所独有，因而预冷速度快。。

真空预冷设备是一种冷却加工设备，不是冷藏设备。它的用途只是让果蔬迅速冷却到设定的温度，之后进行冷藏或运输。因果蔬处于休眠状态，其生命力的恢复需要时间过程，这一过程就是保鲜期。

相关研究表明，真空预冷可以对雨天采收的果蔬表面去水，可以使果蔬表面的小创伤“愈合”，减少微生物侵入的机会，增加了果蔬的保鲜期。

根据本发明实施例提供的一种脉动式真空预冷系统，请参阅图1，包括储物件1、真空泵组件2和脉动式阀门组件3。

储物件1内部构造有容纳腔10，容纳腔10为可以打开的密封结构。

开启容纳腔10后，可以将果蔬放在容纳腔10内。关闭容纳腔10后，可以形成密闭的真空室。

在一项实施例中，储物件1为预冷箱，可以实现少量果蔬的快速预冷。

在另一项实施例中，储物件1为预冷仓库，可以进行果蔬的批量预冷。

真空泵组件2设置在储物件1的外侧，通过风道连通于储物件1的容纳腔10，可以对密闭的容纳腔10抽真空。

在一项实施例中，真空泵组件2可以与储物件1间隔设置，两者之间通过管路连接，管路内部形成有风道。

在另一项实施例中，真空泵组件2直接设置在储物件1的外侧壁上，通过风道连通于容纳腔10。

脉动式阀门组件3设置在风道上，可以周期性启闭风道，使容纳腔10与真空泵组件2周期性连通。

现有技术中，随着真空度的提升以及果蔬组织内水分的蒸发，果蔬组织内排气通道的支撑力不足以抵抗果蔬组织内外气压差带来的挤压力，排气通道被挤压密闭，水分不能继续从排气通道内蒸发。为了继续蒸发果蔬中的水分，只能继续提升真空度。然而，随着真空度的提高，排气通道受到的挤压力也进一步增加，形成自锁效应，导致真空泵组件的能耗提升，但是水分蒸发的效率下降。

本发明实施例提供的脉动式真空预冷系统，真空泵组件2与储物件1之间的风道上设置有脉动式阀门组件3，可以周期性启闭风道，脉动式真空预冷系统在工作时包括风道开启状态和风道关闭状态。

在风道开启状态下，真空泵组件2在容纳腔10内抽真空，水分沿着排气通道蒸发出来。随着真空度的提高以及水分的蒸发，排气通道存在挤压闭合的情况，水分难以继续蒸发。

在风道关闭状态下，真空泵组件2与容纳腔10之间隔绝，果蔬组织内外的气压平衡，排气通道在组织自身弹性作用下恢复，水分可以在恢复后的排气通道内蒸发。

脉动式阀门组件3周期性启闭风道，既保证了容纳腔10内的真空度，确保水分的蒸发，又可以使果蔬的排气通道处于通畅状态，不会挤压闭合排气通道。

在真空度提升以及水分蒸发后，果蔬组织内的排气通道通畅，降低了真空泵组件2的能耗，提升了水分的蒸发效率。

根据本发明的一个实施例，脉动式阀门组件3包括高频电磁阀31和频率控制器32，频率控制器32电连接于高频电磁阀31。

使用时，频率控制器32产生高频控制电流，用于驱动高频电磁阀31周期性通断，进而实现风道的周期性启闭。

频率控制器32不仅可以控制高频电磁阀31的工作频率，还可以控制高频电磁阀31的启动时长和关闭时长，可以针对不同类型的果蔬进行调整。

本发明实施例提供的脉动式真空预冷系统，真空泵组件2对容纳腔10抽真空时，空气中的水蒸气沿着风道抽出。

根据本发明的一个实施例，脉动式真空预冷系统还包括水分捕集系统4，水分捕集系统4设置在风道上。

使用时，水蒸气沿着风道流出，水蒸气接触水分捕集系统4内部的冷凝结构形成冷凝水。水蒸气冷凝后存放在水分捕集系统4内，可以统一排出或者再次利用。

真空预冷系统在使用时可以使果蔬快速、均匀降温，有利于提升果蔬的保鲜能力。然而，在长时间的真空状态下，水分持续蒸发会导致果蔬在一定程度下失水，进而影响果蔬的新鲜度。

根据本发明的一个实施例，脉动式真空预冷系统还包括补水系统5，补水系统5连接在储物件1上，用于向容纳腔10内补充水分。

使用时，随着果蔬水分的蒸发，果蔬内的含水量降低，根据经验或者精确的试验数据，制定合理的补水计划。打开补水系统5，补水系统5向果蔬上喷洒水分。

在一项实施例中，补水系统5包括补水控制器51和喷嘴52，喷嘴52设置在容纳腔10内。

使用时，补水控制器51用于控制喷嘴52喷洒水雾的时间和喷水量，有利于果蔬的科学补水，提升了果蔬的保鲜效果。

在另一项实施例中，喷嘴52的数量至少为两个，多个喷嘴52在容纳腔10内阵列分布。

使用时，多个喷嘴52在容纳腔10内覆盖的范围更广，喷洒水雾时更加均匀，可以确保容纳腔10内的果蔬不会出现失水的情况。

本发明实施例提供的脉动式真空预冷系统，真空泵组件2在抽真空时将水蒸气抽出，水蒸气在水分捕集系统4处形成冷凝水。

根据本发明的一个实施例，补水系统5通过管路连接于水分捕集系统4。

使用时，补水系统5的水源来自冷凝水，可以循环使用，减少了水资源的浪费。水分捕集系统4与补水系统5连通，不需要单独安装储水箱，精简了脉动式真空预冷系统的结构，减小了空间占用。

本发明实施例提供的脉动式真空预冷系统，脉动式阀门组件3包括高频电磁阀31和频率控制器32，频率控制器32产生高频控制电流，用于驱动高频电磁阀31周期性通断，进而实现风道的周期性启闭。补水系统5用于给果蔬补充水分，脉动式阀门组件3与补水系统5工作的时机要错开。

根据本发明的一个实施例，频率控制器32与补水控制器51之间电路连接。

在频率控制器32工作时，补水控制器51断开。在频率控制器32断开时，补水控制器51工作。可以确保补水系统5和脉动式阀门组件3分开工作，避免两者之间出现相互干扰。

综上所述，本发明实施例提供的脉动式真空预冷系统，包括储物件、真空泵组件以及脉动式阀门组件。储物件内部构造有容纳腔，用于放置果蔬，真空泵组件设置在储物件的外侧，通过风道连通于容纳腔，可以对容纳腔抽真空。脉动式阀门组件设置在风道上，可以周期性启闭风道。使用时，在容纳腔内放入果蔬，通过真空泵组件对容纳腔抽真空，随着容纳腔内气压的降低，果蔬内的水分通过果蔬组织的排气通道蒸发，实现果蔬的快速预冷。随着真空度的提高以及组织内水分的蒸发，排气通道的支撑力不足以抵抗气压差带来的挤压力，在持续挤压作用下会出现坍塌，排气通道挤压密闭，导致水分无法继续沿着排气通道蒸发，增加了真空泵组件的功耗。本发明实施例提供的脉动式真空预冷系统，风道上设置有脉动式阀门组件，可以周期性启闭风道。在风道开启时，真空泵组件对容纳腔内抽真空，排气通道可能出现挤压封闭。在风道关闭时，真空泵组件与容纳腔隔绝，果蔬组织内的排气通道在自身的弹性作用下恢复至张开状态，有利于水分的蒸发。脉动式阀门组件可以使排气通道在真空度较高的情况下依旧保持通畅状态，提升了排气通道的蒸发效率，降低了真空泵组件的能耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种脉动式真空预冷系统，其特征在于，包括：

储物件，其内部构造有容纳腔；

真空泵组件，设置于所述储物件的外侧，且通过风道连通于所述容纳腔；

脉动式阀门组件，设置在所述风道上，所述脉动式阀门组件周期性启闭所述风道；

在所述风道开启时，所述真空泵组件在所述容纳腔内抽真空；

在所述风道关闭时，所述真空泵组件与所述容纳腔之间隔绝。

2.根据权利要求1所述的脉动式真空预冷系统，其特征在于，所述脉动式阀门组件包括高频电磁阀以及电连接于所述高频电磁阀的频率控制器。

3.根据权利要求2所述的脉动式真空预冷系统，其特征在于，还包括水分捕集系统，所述水分捕集系统设置在所述风道上，所述水分捕集系统包括冷凝结构。

4.根据权利要求3所述的脉动式真空预冷系统，其特征在于，还包括补水系统，所述补水系统连接于所述储物件，所述补水系统向所述容纳腔内补充水分。

5.根据权利要求4所述的脉动式真空预冷系统，其特征在于，所述补水系统包括补水控制器以及连接于所述补水控制器的喷嘴，所述喷嘴设置在所述容纳腔内。

6.根据权利要求5所述的脉动式真空预冷系统，其特征在于，所述喷嘴的数量至少为两个，所述喷嘴在所述容纳腔内阵列分布。

7.根据权利要求4所述的脉动式真空预冷系统，其特征在于，所述补水系统通过管路连接于所述水分捕集系统。

8.根据权利要求5所述的脉动式真空预冷系统，其特征在于，所述补水控制器电连接于所述频率控制器。

9.根据权利要求1所述的脉动式真空预冷系统，其特征在于，所述储物件为预冷箱。

10.根据权利要求1所述的脉动式真空预冷系统，其特征在于，所述储物件为预冷仓库。