CN116007255A - 球型冰压冰系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种球型冰压冰系统，其包括压冰装置、融冰装置、接水盘以及监测装置，压冰装置包括两块压冰模具，两块压冰模具均设置有半球型腔，两块压冰模具的半球型腔相对设置，制作球冰时，两块压冰模具相互靠近和挤压冰块，并在两个半球型腔组合形成的球形空腔中形成球冰；融冰装置用于为压冰模具传递热量，以加快冰块融化成型速度；接水盘用于收集冰块融化所产生的水；监测装置用于实时监测冰块融化所产生的水的重量；当冰块融化所产生的水的重量数值达到重量阈值时，融冰装置停止融冰，两块压冰模具分离；重量阈值等于冰块总重量与成型的球冰的重量之差。本申请能够在提高球冰生产效率以及降低生产成本的情况下制作出高品质的球冰。

Description

球型冰压冰系统

技术领域

本申请涉及食用冰加工设备的领域，尤其是涉及一种球型冰压冰系统。

背景技术

食用冰在餐饮行业当中应用尤为广泛，以对食品或饮品起到冷冻及冰镇的目的，尤其是球冰在饮品中的应用，基于球冰球面的几何特性，能够充分提高冰块与饮品的接触面积，达到更佳的冰镇效果。

目前，生产球冰的方式包括两种，一种是通过切割装置对冰块进行切割加工成型，这种加工方式需要在特定的环境条件中进行加工，生产成本偏高;；另一种是通过在球冰成型模具内置入水放进制冷设备当中成型，但是其生产过程较长，且球冰脱模较麻烦，球冰品质不高。因此，如何在提高球冰生产效率以及降低生产成本的情况下，还能制作出高品质的球冰，这仍是一个技术难点，因此仍有改进空间。

发明内容

为了在提高球冰生产效率以及降低生产成本的情况下制作出高品质的球型冰，本申请提供一种球型冰压冰系统。

本申请提供的一种球型冰压冰系统采用如下的技术方案：

一种球型冰压冰系统，包括：

压冰装置，所述压冰装置包括两块压冰模具，两块所述压冰模具均设置有半球型腔，两块所述压冰模具的半球型腔相对设置，制作球冰时，两块压冰模具相互靠近和挤压冰块，并在两个半球型腔组合形成的球形空腔中形成球冰；

融冰装置，所述融冰装置用于为压冰模具传递热量；

接水盘，所述接水盘用于收集冰块融化所产生的水；

监测装置，所述监测装置用于实时监测冰块融化所产生的水的重量；监测装置设置有重力阈值，所述重量阈值等于冰块总重量与成型的球冰的总重量之差；当所述冰块融化所产生的水的重量数值达到重量阈值时，监测装置向融冰装置和压冰装置输出关闭信号，所述融冰装置接收到关闭信号后停止融冰，所述压冰装置接收到关闭信号后，两块压冰模具分离。

通过采用上述技术方案，将成块的冰块作为制作球冰的原料，并利用热熔原理，压冰模具借助融冰装置所传递的热量来融化冰块，两块压冰模具在合模过程中挤压冰块，以在两个半球型腔组合形成的球形空腔中形成球冰，从而替代了传统的机械削冰方式以及通过制冷设备制冰的方式, 整体上提高了球冰生产效率并且降低生产成本；另外，通过重力监测的方式，在压冰之前先获得冰块的重量数据以及成型后球冰的标准重量，两者之差则为冰块融化融化成水部分的重量，通过对该融化部分进行收集并测重，能够精准获得球冰成型时刻，同时停止融冰装置并开模，减少冰块融冰时长不足或融化过渡的情况，能够巧妙解决压冰模具合模后无法观测到腔内球冰成型情况，通过测重计量方式确定球冰成型时间，相比于合模即制冰完成的确定方式更加准确，所得的球冰品质更高。

优选的，所述接水盘位于压冰模具下方，所述压冰模具内设置有排水孔道，所述排水孔道连通于半球型腔和压冰模具外壁。

通过采用上述技术方案，排水孔道用于将残留在半球型腔内的融化水排出，然后通过融化水在自重力作用下落入接水盘，以对融化水应收尽收，进而减少测量误差。

优选的，两块所述压冰模具上下分布，所述压冰装置还包括驱动件，所述驱动件用于驱使上方的压冰模具朝下方的压冰模具方向移动。

通过采用上述技术方案，通过驱动件驱使压冰模具下压，有利于提高融冰效率。

优选的，所述融冰装置包括用于储存供热介质的水槽以及用于循环输送供热介质的供热管路，所述供热管路连通于压冰模具并与压冰模具进行热交换；

所述压冰模具的半球型腔不少于2个，所述供热管路依次盘绕在若干半球型腔外周。

通过采用上述技术方案，增加压冰模具中半球型腔的数量，从而可提高球冰的生产效率，通过供热介质在供热管路内流动，供热管路依次盘绕在各半球型腔外周，以便热量的传递遍布整个压冰模具。

优选的，每个所述压冰模具内对应的供热管路的数量为两条，两条所述供热管路分别按照相反顺序盘绕在各半球型腔外周。

由于供热介质在供热管路流动过程中，持续进行热交换，使得供热管路的出口端的温度会低于入口端的温度，容易出现压冰模具受热不均的情况，造成各半球型腔内的球冰形状和大小不一致，通过采用上述技术方案，用两条供热管路按照相反的顺序进行半球型腔的盘绕，通过该方式能够相互弥补热量，最终达到受热均匀的目的，有利于改善同时制作多个球冰时所存在的受热不均的问题。

优选的，所述压冰模具内设有空腔，所述供热管路连通于所述空腔，若干所述半球型腔陷至所述空腔内，所述空腔内设有若干横向设置的隔板，若干所述隔板呈两个纵列分布，两纵列所述隔板分别与空腔两个内侧壁形成间隙，所述间隙用于供热介质通过，两纵列的所述隔板在空腔内围成供供热介质流动的蛇形流动通道，所述蛇形流动通道的入口和出口均连通于供热管路。

通过采用上述技术方案，从而将整个半球型腔浸泡在空腔内供热介质内，提高了半球型腔与供热介质的接触率，进而提高传热效率；另外，通过布置两纵列隔板，在空腔内形成了供供热介质流动的蛇形流动通道，能够在提高传热效率的同时，改善供热介质在空腔内快速流动时出现的紊流现象，确保空腔各个位置的流速保持恒定，以便控制压冰模具的温度。

优选的，所述压冰模具中与冰块接触的表面的厚度沿供热介质流动方向逐渐变薄。

由于传热效率与空腔顶壁的厚度有关，材料越厚传热效率低，通过采用上述技术方案，供热介质的温度随供热管路流经路径而逐渐降低，通过改变压冰模具与冰块不同接触位置的壁厚，而改变压冰模具相应位置的传热效率，以改善压冰模具中多个各半球型腔弥补受热不均的问题。

优选的，所述监测装置还用于监测冰块融化水量情况，所述监测装置根据冰块融化水量向融冰装置输出控制信号，融冰装置接收到控制信号后控制供热介质的流速或/和供热介质的温度。

在实际融冰过程中，融化冰的量是不断变化的，这样就会要求的热量也会不同，通过采用上述技术方案，能够在不同的融冰阶段控制融冰速度，从而提高热熔品质。

优选的，所述监测装置还用于监测冰块每融化单位体积时所用时长，监测装置设置有时长阈值，当融化单位体积的冰块的时长大于时长阈值时，监测装置向融冰装置传递上调信号，融冰装置在接收到上调信号后，增加供热介质的流速；当融化单位体积的冰块的时长小于时长阈值时，监测装置向融冰装置传递下调信号，融冰装置在接收到下调信号后，所述融冰装置减小供热介质的流速。

由于融冰速度过快或过慢都会影响到热熔品质，在根据实际需求而不断改变热量的情况下，容易出现温度失控的情况，通过采用上述技术方案，根据实际融冰情况设定时长阈值，以冰块融化单位体积水量的时长作为监测标准，当融化时长大于时长阈值所在的范围时，说明融冰速度过慢，影响了整体生产效率，然后通过增加供热介质的流速，提高供热介质的热交换效率，提高融冰效率；相反，当融化时长小于时长阈值所在的范围时，说明融冰速度过快，存在失控的风险，然后通过降低供热介质的流速，进而减缓融冰节奏，以在提高球冰生产效率以及降低生产成本的情况下制作出高品质的球冰。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用热熔原理，并通过两块压冰模具挤压冰块的方式，使球冰成型于压冰模具间的球型腔内，从而替代了传统的机械削冰方式以及通过制冷设备制冰的方式, 整体上提高了球冰生产效率并且降低生产成本；另外，通过重力监测的方式，通过测重计量方式确定球冰成型时间，相比于合模即制冰完成的确定方式更加准确，所得的球冰品质更高；

2.通过监测装置监测冰块融化水量情况以及冰块每融化单位体积水量时所用的时长，来控制供热介质的流速或/和供热介质的温度，实现自动化控温，有利于保证热熔品质以及提高球冰生产效率；

3.通过设计供热管路在压冰模具内的布置方式，即以两条供热管路按相反顺序对各半球型腔依次盘绕的方式来进行热量弥补，或是增加空腔以及隔板，进而与供热介质的接触率，并形成蛇形流动通道稳定供热介质流速，最终能很好改善压冰模具同时制作多个球冰时所存在的受热不均的问题；

4.通过设计压冰模具中与冰块接触的表面的厚度，有利于球冰快速均匀地成型。

附图说明

图1是本申请一种球型冰压冰系统的整体结构示意图。

图2是本申请实施例1中压冰模具内部结构示意图。

图3是本申请实施例2中半球型腔与两条供热管路之间的位置关系示意图。

图4是本申请实施例2中其中一条供热管路走向示意图。

图5是本申请实施例2中另一条供热管路走向示意图。

图6是本申请实施例3中压冰模具内部结构示意图。

图7是本申请实施例3中供热介质在压冰模具中的蛇形流动通道内部结构示意图。

附图标记说明：1、主框架；2、气缸；3、压冰模具；31、半球型腔；32、排水孔道；33、空腔；4、接水盘；5、水槽；6、供热管路；7、隔板；8、间隙；9、入口；10、出口。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

实施例1

本申请实施例公开一种球型冰压冰系统。球型冰压冰系统一种球型冰压冰系统，参照图1，包括主框架1、压冰装置、融冰装置、监测装置以及接水盘4，主框架1分三层，用于放置球型冰压冰系统的各部件。

在本实施例中，压冰装置包括两块压冰模具3以及一个驱动件。驱动件具体为竖直向下设置的气缸2，气缸2的缸体安装在主框架1的顶层位置，两块压冰模具3上下分布在主框架1的中间层内，其中，主框架1中间层位置悬吊有支撑架11，位于下方的压冰模具3水平安装固定于支撑架11上，位于上方的压冰模具3与气缸2的活塞杆端部连接，通过气缸2伸缩可实现两块压冰模具3的相互靠近或远离。

两块压冰模具3相互正对的端壁均凹陷设置有多个半球型腔31，在本实施例中，每个压冰模具3中的半球型腔31数量为9个，并呈九宫格方式排布，两块压冰模具3的半球型腔31一一正对。制作球冰时，将整块冰块放置在两个压冰模具3之间，下方压冰模具3起到支承作用，通过气缸2驱动，两块压冰模具3相互靠近并挤压冰块，最终在两个半球型腔31组合成的球形空腔33中形成球冰。

参照图1和图2，融冰装置包括用于储存供热介质的水槽5以及用于循环输送供热介质的供热管路6。压冰模具3与支撑架11之间形成用于供热介质储存流动的空腔33，供热管路6连通于空腔33。在本实施例中，选用常温水作为供热介质，通过泵送的方式将水槽5内的供热介质经由供热管路6输送至压冰模具3的空腔33内，供热介质与压冰模具3外的冰块进行热交换，以加快融冰速度。经过热交换的供热介质经由供热管路6回送至水槽5内，完成供热介质在水槽5和压冰模具3之间的循环。

接水盘4位于主框架1的中间层位置，接水盘4位于两个压冰模具3正下方，冰块融化产生的水收集于接水盘4内，压冰模具3设置有排水孔道32，排水孔道32连通于各半球型腔31和压冰模具3的外壁，以对冰块所融化的水应收尽收。

在本实施例中，监测装置包括控制器和重力感应器，控制器分别与重力感应器、气缸2以及供热管路6中的阀门电性连接。重力感应器安装于主框架1与接水盘4之间的水平接触面上，监测装置实时监测冰块融化所产生的水的重力信号，并实时转化为对应的重量数值。在控制器处设置重力阈值，重力阈值等于冰块总重量与成型的球冰的总重量之差。冰块总重量和球冰总重量为标准值，可以直接输入至控制器，或对冰块总重量称重后再输入。

压冰系统进行融冰时，接水盘4收集冰块所融化的水，接水盘4的载荷传递至重力感应器上，重力感应器实时接收接水盘4所传递的重力信号并转化为对应的重量数值，重力感应器将重力数值传递至控制器，并与重量阈值做比较。当冰块融化所产生的水的重量达到重量阈值时，控制器分别向阀门和气缸2传递关闭信号，阀门在接收到关闭信号后关闭，融冰装置停止融冰，气缸2在接收到关闭信号收缩，两块压冰模具3分离，融冰工作结束，通过精准确定球冰成型时间，以获得更高品质的球冰。

监测装置还包括若干液位感应器，液位感应器与控制器电性连接。液位感应器安装于接水盘4内壁并沿竖直方向等间隔分布，相邻液位感应器之间的距离尺寸与接水盘4内底壁面积之积即为冰块融化单位体积的水量，控制器获得相邻液位感应器的时间之差即为冰块融化单位体积的水量的时长，在控制器设置有时长阈值，时长阈值为区间值，可根据实际融冰情况设计区间范围，当冰块融化单位体积的水量的时长大于时长阈值所在的范围时，说明融化时间过长，融冰速度过慢，当冰块融化单位体积的水量的时长小于时长阈值所在的范围时，说明融冰时长过短，融冰速度过快。通过将融冰速度控制在时长阈值范围内，能减少失控风险，

具体的，接水盘4内的水达到液位感应器的高度时，液位感应器接受到液位信号，然后液位感应器发送电信号至控制器，控制器将接收到相邻两个液位感应器所发送的电信号的时间做差，时间差值即为该时刻冰块融化单位体积的水量的时长，控制器对该时刻冰块融化单位体积的水量的时长与时长阈值做比较，当融化单位体积水量的时长大于时长阈值时，控制器传递上调信号至阀门，阀门接收到上调信号后增大开启量，增加供热介质的流速。当冰块融化单位体积水量的时长小于时长阈值时，控制器传递下调信号至阀门，阀门接收到下调信号后减小阀门开启量，融冰装置降低供热介质的流速。从而通过控制供热介质的流速，进而控制融冰节奏，以在提高球冰生产效率以及降低生产成本的情况下制作出高品质的球冰。

由于在实际融冰过程中，融化冰的量是不断变化的，这样就会要求的热量也会不同，可以在不同的融冰阶段控制融冰速度和/或供热介质温度，控制供热介质的温度可通过安装在供热管路6的加热装置进行加热，通过预冷装置降温。其中，控制器与加热装置和预冷装置电性连接。具体的，在冰块融化所产生的水量中选择特定时刻。比如，以融化10L水作为球冰成型所需融化的水量，那分别在冰块融化水量达到1L和9L的时刻分别作为融冰初段时刻和融冰末段时刻，融冰初段时刻和融冰末段时刻所对应的液位感应器中分别为融冰初段液位感应器和融冰末段液位感应器。当控制器接受到融冰初段液位感器的液位信号时，控制器传递电信号至阀门和/或加热装置，增大阀门开启量和/或加热装置工作，进而提高供热介质的流速或/和供热介质的温度，以达到提高融冰速度的目的。当控制器接受到融冰末段液位感器的液位信号时，控制器传递电信号至阀门和/或预冷装置，增大阀门开启量和/或加热装置工作，进而降低供热介质的流速或/和供热介质的温度，以达到降低融冰速度的目的，避免在融冰工作结束后，供热管路6的余温继续融化球冰，以便获得更高品质的球冰。

实施例2与实施例1的区别之处在于：

参照图2至图5，供热管路6内嵌在压冰模具3内，供热介质的热量直接通过供热管路6传递至压冰模具3。每个压冰模具3内对应的供热管路6的数量为两条，两条供热管路6分别按照相反顺序盘绕在各半球型腔31外周，以使两条供热管路6的流动方向相反，并在压冰模具3内形成热熔网络，覆盖整个压冰模具3与冰块的接触面的同时，两条供热管路6能够相互弥补热量，最终达到受热均匀的目的，有利于改善同时制作多个球冰时所存在的受热不均的问题。另外，通过独立控制两条供热管路6内供热介质的流速，大大增加压冰模具3均匀受热的可控性。

实施例3与实施例1的区别之处在于：

参照图6和图7，各半球型腔31陷至空腔33内，且空腔33内设有若干横向设置的隔板7，若干隔板7呈两个纵列分布。两纵列隔板7分别与空腔33两个内侧壁形成间隙8，间隙8用于供热介质通过。另外，两纵列的隔板7在空腔33内围成供供热介质流动的蛇形流动通道，蛇形流动通道的入口9和出口10均与供热管路6连通。从而将整个半球型腔31浸泡在空腔33内供热介质内，提高了半球型腔31与供热介质的接触率，进而提高传热效率；另外，通过布置两纵列隔板7，在空腔33内形成了供供热介质流动的蛇形流动通道，能够在提高传热效率的同时，改善供热介质在空腔33内快速流动时出现的紊流现象，确保空腔33各个位置的流速保持恒定，以便控制压冰模具3的温度。

在实际融冰过程中，由于供热介质的温度随供热管路6流经路径或蛇形流动通道延续而逐渐降低，因此对压冰模具3的厚度做针对性设计，具体的，压冰模具3中与冰块接触的表面的厚度沿供热介质流动方向逐渐变薄，另外压冰模具3的模型根据传热模拟得出，具体可在融冰量大的位置减少厚度，在融冰量少的位置增大厚度，从而让整个球冰可以快速均匀的融化成型。

另外，在其他实施例中，为在取出球冰时减少对球冰的损伤，球冰取出机构可以采用常规的负压机构，结合设有多个吸附孔或吸盘的吸附板，其中吸附板形如压冰模具3，利用吸附抓取的方式取出多个球冰，减少对球冰的磨损，以利于获得高品质球冰。

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)

1.一种球型冰压冰系统，其特征在于：包括：

压冰装置，所述压冰装置包括两块压冰模具(3)，两块所述压冰模具(3)均设置有半球型腔(31)，两块所述压冰模具(3)的半球型腔(31)相对设置，制作球冰时，两块压冰模具(3)相互靠近和挤压冰块，并在两个半球型腔(31)组合形成的球形空腔中形成球冰；

融冰装置，所述融冰装置用于为压冰模具(3)传递热量；

接水盘(4)，所述接水盘(4)用于收集冰块融化所产生的水；

监测装置，所述监测装置用于实时监测冰块融化所产生的水的重量；监测装置设置有重力阈值，所述重量阈值等于冰块总重量与成型的球冰的总重量之差；当所述冰块融化所产生的水的重量数值达到重量阈值时，监测装置向融冰装置和压冰装置输出关闭信号，所述融冰装置接收到关闭信号后停止融冰，所述压冰装置接收到关闭信号后，两块压冰模具(3)分离。

2.根据权利要求1所述的球型冰压冰系统，其特征在于：所述接水盘(4)位于压冰模具(3)下方，所述压冰模具(3)内设置有排水孔道(32)，所述排水孔道(32)连通于半球型腔(31)以及压冰模具(3)外壁。

3.根据权利要求1所述的球型冰压冰系统，其特征在于：两块所述压冰模具(3)上下分布，所述压冰装置还包括驱动件，所述驱动件用于驱使上方的压冰模具(3)朝下方的压冰模具(3)方向移动。

4.根据权利要求1所述的球型冰压冰系统，其特征在于：所述融冰装置包括用于储存供热介质的水槽(5)以及用于循环输送供热介质的供热管路(6)，所述供热管路(6)连通于压冰模具(3)并与压冰模具(3)进行热交换。

5.根据权利要求4所述的球型冰压冰系统，其特征在于：所述压冰模具(3)的半球型腔(31)不少于2个，所述供热管路(6)依次盘绕在若干半球型腔(31)外周。

6.根据权利要求5所述的球型冰压冰系统，其特征在于：每个所述压冰模具(3)内对应的供热管路(6)的数量为两条，两条所述供热管路(6)分别按照相反顺序盘绕在各半球型腔(31)外周。

7.根据权利要求4所述的球型冰压冰系统，其特征在于：所述压冰模具(3)内设有空腔(33)，所述供热管路(6)连通于所述空腔(33)，若干所述半球型腔(31)陷至所述空腔(33)内，所述空腔(33)内设有若干横向设置的隔板(7)，若干所述隔板(7)呈两个纵列分布，两纵列所述隔板(7)分别与空腔(33)两个内侧壁形成间隙(8)，所述间隙(8)用于供热介质通过，两纵列的所述隔板(7)在空腔(33)内围成供供热介质流动的蛇形流动通道，所述蛇形流动通道的入口(9)和出口(10)均连通于供热管路(6)。

8.根据权利要求5所述的球型冰压冰系统，其特征在于：所述压冰模具(3)中与冰块接触的表面的厚度沿供热介质流动方向逐渐变薄。

9.根据权利要求1所述的球型冰压冰系统，其特征在于：所述监测装置还用于监测冰块融化水量情况，所述监测装置根据冰块融化水量向融冰装置输出控制信号，融冰装置接收到控制信号后控制供热介质的流速或/和供热介质的温度。

10.根据权利要求1所述的球型冰压冰系统，其特征在于：所述监测装置还用于监测冰块每融化单位体积时所用时长，监测装置设置有时长阈值，当融化单位体积的冰块的时长大于时长阈值时，监测装置向融冰装置传递上调信号，融冰装置在接收到上调信号后，增加供热介质的流速；当融化单位体积的冰块的时长小于时长阈值时，监测装置向融冰装置传递下调信号，融冰装置在接收到下调信号后，所述融冰装置减小供热介质的流速。

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