CN209121151U - 一种真空预冷系统 - Google Patents

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张冲
魏娟
杨鲁伟
张振涛
杨俊玲
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Abstract

本实用新型提供一种真空预冷系统,包括真空系统、制冷系统和空气冷却系统;真空系统包括真空箱、隔板、真空泵和真空阀,隔板设于真空箱中将真空箱分隔为物料储存室和冷却室,隔板下部分布有气孔,使得物料储存室与冷却室相通;真空泵通过抽真空管路与真空箱连通,真空阀设于抽真空管路;制冷系统包括制冷管路和与制冷管路连通的捕水器,捕水器设于冷却室中;空气冷却系统包括冷水池、空气冷却器和复压阀,冷水池设于捕水器的下方,空气冷却器设于物料储存室中,冷水池中的冷凝水通过冷却循环管路与空气冷却器连通,复压阀设于物料储存室外的复压气管上,复压气管连通至空气冷却器。本实用新型能有效缓解复压过程中物料温度上升,保证果蔬品质。

Description

一种真空预冷系统
技术领域
本实用新型涉及真空预冷技术领域,特别是涉及一种真空预冷系统。
背景技术
我国易损果蔬产量巨大,果蔬采摘后田间热可加速果蔬的呼吸和蒸腾作用,促进果蔬水分蒸发和微生物繁殖,加速果蔬老化。为降低采后的新陈代谢,果蔬需要快速预冷,真空预冷冷却速度快,冷却均匀,特别适合于叶菜类蔬菜的预冷。传统真空预冷前期抽真空时间高达10分钟,占总时间的40%左右,缩短真空时间能进一步提高系统效率;在预冷结束后的复压过程中,高温空气会引起果蔬复温1-2℃,复温造成果蔬温度变化同样加速果蔬老化;此外果蔬温度采集不合理,容易出现冻伤的现象,反而使果蔬品质大打折扣。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
本实用新型的目的是提供一种真空预冷系统,以有效缓解复压过程中物料温度上升,减缓果蔬温度波动,保证果蔬品质。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本实用新型实施例提供一种真空预冷系统,其包括真空系统、制冷系统和空气冷却系统;
所述真空系统包括真空箱、隔板、真空泵和真空阀,所述隔板设于所述真空箱中,将所述真空箱分隔为物料储存室和冷却室,所述隔板的下部分布有供所述物料储存室和冷却室连通的气孔;所述真空泵通过抽真空管路与所述真空箱连通,所述真空阀设于所述抽真空管路上;
所述制冷系统包括制冷管路以及与所述制冷管路连通形成制冷回路的捕水器,所述捕水器设于所述冷却室中;
所述空气冷却系统包括冷水池、空气冷却器和复压阀,所述冷水池设于所述冷却室中位于所述捕水器的下方,所述空气冷却器设于所述物料储存室中,所述冷水池中的冷凝水通过冷却循环管路与所述空气冷却器连通,所述复压阀设于所述物料储存室外的复压气管上,所述复压气管的出气口连通至所述空气冷却器。
本实用新型实施例中,所述真空系统还包括旁通管路和旁通阀,所述旁通管路的一端与所述物料储存室连通,所述旁通管路的另一端与所述真空阀和真空泵之间的所述抽真空管路连通,所述旁通阀设于所述旁通管路上。
本实用新型实施例中,所述真空阀和真空泵之间的所述抽真空管路上还设有过滤器。
本实用新型实施例中,所述空气冷却系统还包括冷水泵,所述冷水泵设于所述冷却循环管路上。
本实用新型实施例中,所述空气冷却器包括壳体和设于所述壳体中的冷却管,所述冷却管的两端分别与所述冷却循环管路的两端连通,所述壳体的一端设有进气口,所述壳体的另一端设有出气口,所述复压气管的出气口与所述壳体的进气口连通,所述壳体的出气口与所述物料储存室连通。
本实用新型实施例中,所述制冷系统还包括压缩机、冷凝器、节流阀、储液罐和汽液分离器,所述压缩机、冷凝器、节流阀和所述捕水器依次设于所述制冷管路上形成所述制冷回路,所述储液罐设于所述冷凝器和节流阀之间的所述制冷管路上,所述汽液分离器设于所述捕水器和压缩机之间的所述制冷管路上。
本实用新型实施例中,所述汽液分离器和所述压缩机之间的所述制冷管路上设有蒸发压力传感器。
本实用新型实施例中,所述真空箱的侧壁设有箱内压力传感器。
本实用新型实施例中,真空预冷系统还包括控制器,所述蒸发压力传感器、箱内压力传感器以及所述压缩机、真空泵、冷水泵均与所述控制器连接。
本实用新型实施例中,所述真空箱位于所述物料储存室的外侧设有密封门。
(三)有益效果
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
本实用新型实施例提供的真空预冷系统,利用物料闪蒸水蒸汽在捕水器管壁放热凝结成的低温冷凝水对进入真空箱内的复压空气进行降温,有效缓解复压空气与物料直接接触时带来的复温,无需额外制冷手段,充分利用水蒸汽冷凝后的低温冷水作为冷源,经济性好,简单易行。
真空箱预冷前期通过旁通管路抽真空,管路沿程阻力明显降低,真空箱内压力下降速度加快,有效缩短真空预冷时间。
附图说明
图1为本实用新型实施例一种真空预冷系统的工作原理图;
图中:1-密封门,2-真空箱,3-隔板,4-冷水泵,5-冷水池,6-捕水器,7-节流阀,8-储液罐,9-冷凝器,10-压缩机,11-蒸发压力传感器,12-汽液分离器,13-真空泵,14-过滤器,15-真空阀,16-旁通阀,17-空气冷却器,18-复压阀,19-箱内压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中,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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,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。对于本领域的普通技术人员而言,可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
如图1所示,本实用新型实施例提供了一种真空预冷系统,其包括真空系统、制冷系统和空气冷却系统;
具体地,所述真空系统包括真空箱2、隔板3、真空泵13、真空阀15、旁通阀16以及密封门1,真空箱2的侧壁设有箱内压力传感器19,需要预冷的物料放置在真空箱2后,密封门1关闭,所述隔板3设于所述真空箱2中,将所述真空箱2分隔为物料储存室和冷却室,具体地,需要预冷的物料放置在物料储存室中,所述隔板3的下部分布有供所述物料储存室和冷却室连通的气孔,便于物料储存室内的空气从气孔进入冷却室冷凝;所述真空泵13通过抽真空管路与所述真空箱2连通,所述真空阀15设于所述抽真空管路上,真空阀15和真空泵13之间的所述抽真空管路上还设有过滤器14;
所述制冷系统包括制冷管路以及与所述制冷管路连通形成制冷回路的捕水器6,所述捕水器6设于所述冷却室中;真空箱2预冷时,真空泵13和旁通阀16开启,箱内压力由常压逐步下降,当箱内压力传感器19显示的绝对压力降至5KPa时,旁通阀16关闭,真空阀15开启继续从真空箱2内抽气,同时制冷系统开始工作,此时水沸点随着真空箱2内的压力下降而降低,物料表面的水分汽化吸热闪蒸为水蒸汽,物料本身温度降低。真空箱2内气体(空气与水蒸汽)途经捕水器6,捕水器6在制冷系统作用下表面温度较低,水蒸汽在捕水器6外壁冷凝成水,其余的不凝性气体经由过滤器14过滤后进入真空泵13后排出。当物料温度达到设定值后,制冷系统关闭,真空阀15关闭,真空泵13延迟5分钟左右停机。
所述空气冷却系统包括冷水池5、空气冷却器17、冷水泵4和复压阀18,所述冷水池5设于所述冷却室中位于所述捕水器6的下方,用于贮存低温冷凝水,所述空气冷却器17设于所述物料储存室中,所述冷水池5中的冷凝水通过冷却循环管路与所述空气冷却器17连通,所述冷水泵4设于所述冷却循环管路上,冷水泵4驱动冷凝水进入空气冷却器17进行冷量交换,所述复压阀18设于所述物料储存室外的复压气管上,所述复压气管的出气口连通至所述空气冷却器17。当预冷结束,真空箱2内复压时,冷水泵4工作,复压阀18开启,冷水泵4开启驱动冷水池5的低温冷凝水流经空气冷却器17,外界高温空气经复压阀18进入空气冷却器17降温后进入真空箱2内,缓解高温空气引起的物料升温;能够有效降低复压的空气温度,降低空气与预冷物料的温差,缓解空气与物料直接接触时带来的复温;无需额外制冷手段,充分利用水蒸汽冷凝后的低温冷水作为冷源,经济性好,简单易行。
本实用新型实施例中,所述真空系统的旁通阀16设于旁通管路上,所述旁通管路的一端与所述物料储存室连通,所述旁通管路的另一端与所述真空阀15和真空泵13之间的所述抽真空管路连通,所述旁通阀16设于所述旁通管路上。预冷过程中当箱内绝对压力高于5KPa时,旁通阀16开启真空阀15关闭,真空泵13直接抽吸箱内空气,加快箱内压力的下降速度;当箱内压力低于5KPa时,旁通阀16关闭真空阀15开启,箱内空气被捕水器6冷却去湿后进入真空泵13。
本实用新型实施例中,具体地,所述空气冷却器17包括壳体和设于所述壳体中的冷却管,所述冷却管的两端分别与所述冷却循环管路的两端连通,所述壳体的一端设有进气口,所述壳体的另一端设有出气口,以最大化延长空气与冷却管的接触时间,从而充分对壳体内的空气降温,所述复压气管的出气口与所述壳体的进气口连通,所述壳体的出气口与所述物料储存室连通,将降温后的空气排出真空箱2进行复压,降低空气与预冷物料的温差,缓解空气与物料直接接触时带来的复温。
本实用新型实施例中,所述制冷系统还包括压缩机10、冷凝器9、节流阀7、储液罐8和汽液分离器12,所述压缩机10、冷凝器9、节流阀7和所述捕水器6依次设于所述制冷管路上形成所述制冷回路,所述储液罐8设于所述冷凝器9和节流阀7之间的所述制冷管路上,所述汽液分离器12设于所述捕水器6和压缩机10之间的所述制冷管路上。所述节流阀7为膨胀阀,起到节流降压的作用,高温高压的制冷剂过热蒸汽由压缩机10压缩加压后排出,进入冷凝器9内进行放热,向环境空气散热后变为饱和液体进入储液罐8,饱和制冷剂液体经膨胀阀节流后,成为低压低温的汽液混合物,而后进入捕水器6,物料闪蒸水蒸汽在捕水器6管壁放热凝结,捕水器6内的低温制冷剂蒸发吸热,制冷剂完全蒸发经由汽液分离器12后吸入压缩机10,由此循环,直至真空箱2内温度降至设定温度。
本实用新型实施例中,所述汽液分离器12和所述压缩机10之间的所述制冷管路上设有蒸发压力传感器11。利用制冷系统的蒸发压力替代捕水器6管壁温度作为制冷系统调控的输入信号,负荷匹配更加精确,当蒸发压力高于设定上限时,制冷系统加载以适应水蒸汽冷凝负荷增大的工况;当蒸发压力低于设定下限时,制冷系统减载。
本实用新型实施例中,利用箱内压力传感器19监测真空箱2内的绝对压力,作为预冷系统的报警停机信号,以防止物料温度过低造成冷害。物料水分闪蒸高峰期,物料温度快速下降,若温度采集不恰当或滞后,物料温度可能会低于设定温度出现冻伤现象。箱内压力情况与水沸点相对应,为防止冻伤问题,采用箱内压力来控制系统的停止,保证物料温度维持在安全温度。具体地,所述蒸发压力传感器11、箱内压力传感器19以及所述压缩机10、真空泵13、冷水泵4均与连接至本实施例真空预冷系统的控制器,以实现各部分的自动控制。
由以上实施例可以看出,本实用新型能够有效缓解复压空气与物料直接接触时带来的复温,无需额外制冷手段,充分利用水蒸汽冷凝后的低温冷水作为冷源,经济性好,简单易行;真空箱预冷前期通过旁通管路抽真空,管路沿程阻力明显降低,真空箱内压力下降速度加快,有效缩短真空预冷时间。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空预冷系统,其特征在于,包括真空系统、制冷系统和空气冷却系统;
所述真空系统包括真空箱、隔板、真空泵和真空阀,所述隔板设于所述真空箱中,将所述真空箱分隔为物料储存室和冷却室,所述隔板的下部分布有供所述物料储存室和冷却室连通的气孔;所述真空泵通过抽真空管路与所述真空箱连通,所述真空阀设于所述抽真空管路上;
所述制冷系统包括制冷管路以及与所述制冷管路连通形成制冷回路的捕水器,所述捕水器设于所述冷却室中;
所述空气冷却系统包括冷水池、空气冷却器和复压阀,所述冷水池设于所述冷却室中位于所述捕水器的下方,所述空气冷却器设于所述物料储存室中,所述冷水池中的冷凝水通过冷却循环管路与所述空气冷却器连通,所述复压阀设于所述物料储存室外的复压气管上,所述复压气管的出气口连通至所述空气冷却器。
2.根据权利要求1所述的真空预冷系统,其特征在于,所述真空系统还包括旁通管路和旁通阀,所述旁通管路的一端与所述物料储存室连通,所述旁通管路的另一端与所述真空阀和真空泵之间的所述抽真空管路连通,所述旁通阀设于所述旁通管路上。
3.根据权利要求1所述的真空预冷系统,其特征在于,所述真空阀和真空泵之间的所述抽真空管路上还设有过滤器。
4.根据权利要求1所述的真空预冷系统,其特征在于,所述空气冷却系统还包括冷水泵,所述冷水泵设于所述冷却循环管路上。
5.根据权利要求1所述的真空预冷系统,其特征在于,所述空气冷却器包括壳体和设于所述壳体中的冷却管,所述冷却管的两端分别与所述冷却循环管路的两端连通,所述壳体的一端设有进气口,所述壳体的另一端设有出气口,所述复压气管的出气口与所述壳体的进气口连通,所述壳体的出气口与所述物料储存室连通。
6.根据权利要求1所述的真空预冷系统,其特征在于,所述制冷系统还包括压缩机、冷凝器、节流阀、储液罐和汽液分离器,所述压缩机、冷凝器、节流阀和所述捕水器依次设于所述制冷管路上形成所述制冷回路,所述储液罐设于所述冷凝器和节流阀之间的所述制冷管路上,所述汽液分离器设于所述捕水器和压缩机之间的所述制冷管路上。
7.根据权利要求6所述的真空预冷系统,其特征在于,所述汽液分离器和所述压缩机之间的所述制冷管路上设有蒸发压力传感器。
8.根据权利要求7所述的真空预冷系统,其特征在于,所述真空箱的侧壁设有箱内压力传感器。
9.根据权利要求8所述的真空预冷系统,其特征在于,还包括控制器,所述蒸发压力传感器、箱内压力传感器以及所述压缩机、真空泵、冷水泵均与所述控制器连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的真空预冷系统,其特征在于,所述真空箱位于所述物料储存室的外侧设有密封门。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111238158A (zh) * 2020-01-15 2020-06-05 上海理工大学 一种真空蒸发式饮料速冷装置
WO2021128315A1 (zh) * 2019-12-27 2021-07-01 蒋伯康 一种复合肥生产用冷却室

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