CN209463252U - 用于生产冷冻食品的器具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于生产冷冻食品的器具，例如生产冰淇淋或冷冻饮料，所述用于生产冷冻食品的器具包括：连接在制冷回路中的冷却筒，所述冷却筒包括导热的筒壁和端帽，所述端帽封闭所述筒壁的远端，所述筒壁和端帽将一侧上的制冷剂与另一侧上的待冷冻的产品分离。邻近于筒壁设置的分割构件形成连续的蒸发器隔间，所述蒸发器隔间在轴向上间隔开。在所述分割构件中的限制通道允许连续隔间之间的连通；以及所述制冷剂首先进入到所述轴向端部中的一者处的首先冷却的蒸汽器隔间中，并且在所述蒸发器隔间之间串连流动。为了快速有效地冷却小的批次，待冷冻的产品由螺旋部驱动朝向首先冷却的蒸发器隔间或者朝向首先冷却的蒸发器隔间排出。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于生产冷冻食品的器具，例如用于生产冰淇淋或冷冻饮料(slush drinks)，该器具为包括冷却筒以及邻近冷却筒转动的马达驱动的螺旋部的类型。
背景技术
这种类型的工作台面机器包括用于制造自制的冰淇淋的手动调节单元和在餐馆和酒吧使用的高容量的冷冻机。在后者，冷却筒通常被保持在用于产品的箱中，并且形成在冷却筒的热传导外壁上的冰晶体由螺旋部刮下。冷却筒为蒸汽压缩制冷回路的蒸发器，该蒸汽压缩制冷回路通常还包括压缩机，冷凝器和限制装置。限制装置控制制冷剂的流动，并且释放在高压的冷凝侧和低压的蒸发侧之间的压力，其一般为毛细管。
与商业使用的版本不同，用于制造冷冻食品的家用电器不会被维持在工作温度。因此，一般来说，对于每一批次，有必要不仅将待冷冻的产品的温度降低，而且还要将冷却筒的温度从环境温度降低。因此，可以理解的是，有必要在小的制冷能力下、在启动后实现短的冷冻时间。此外，制造商还必须考虑的需要是最成本有效地生产一系列的产品型号，例如适用于同时制造两份或三份的占地面积小的型号和适于家庭的更大容量的机器。
也许，最常见的冷却筒具有由螺旋部刮擦的圆柱形壁，并且在圆柱形壁内为承载制冷剂的螺旋管线圈。在启动后，制冷剂的大的液体组分在遇到室温的蒸发器线圈时快速地蒸发以形成通过线圈的复杂的两阶段流动。随着越来越多的制冷剂被引入，液体组分在整个线圈的长度的最大部分上分布，这是因为蒸气(vapour)流能够推进液体段以及能够通过液体制冷剂的环形膜以使得线圈的壁变湿。由于大部分的热传递在液体制冷剂变为蒸气时发生，因此朝向线圈的出口的热传递下降，但是液体成分沿着线圈的广的分布倾向于将热传递均匀地分布。另一方面，热传递的均匀分布在以标准操作时提高了效率，但是当制造小批量例如一份时其可能降低效率。
本实用新型的目的是克服或者基本上改善上述缺点，或者更一般地提供一种改进的螺旋类型的器具。
实用新型内容
根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于生产冷冻食品的器具，包括：
冷却筒，连接在制冷回路中，所述冷却筒具有轴、近端和相对的远端，所述冷却筒包括筒壁和端帽，所述端帽封闭所述筒壁的远端，所述筒壁和所述端帽能够导热，并且将一侧上的制冷剂与另一侧上的待冷冻的产品分离；
用于分配产品的分配组件，所述分配组件邻近于所述近端和所述远端中的一者；
螺旋部，所述螺旋部设置成邻近于所述筒壁的一侧，以围绕所述轴旋转，并且从所述冷却筒将冷冻产品刮下；
电动马达，所述电动马达用于旋转所述螺旋部；
主控制器，所述主控制器控制所述电动马达的致动，驱动所述螺旋部以将产品朝向所述分配组件推动以用于分配；
分割构件，所述分割构件设置成邻近于所述筒壁的另一侧以用于形成连续的蒸发器隔间，所述蒸发器隔间通过设置成与所述筒壁密封接合的所述分割构件的横向延伸部而轴向上间隔开；
在所述分割构件中的限制通道，所述限制通道允许连续蒸发器隔间之间的连通；以及
制冷剂端口，所述制冷剂端口在所述分割构件的近端和远端处、在所述蒸发器构件中，由此制冷剂首先进入到所述近端和所述远端中的一者处的所述蒸汽器隔间中，并且在所述蒸发器隔间之间串连流动。
优选地，所述用于生产冷冻食品的器具还包括用于保持产品的碗形件，所述冷却筒延伸到所述碗形件中，并且所述筒壁和所述端帽在最外部。
可替选地，筒壁和端帽可以在最内侧，而产品保持在筒壁和端帽内部。
优选地，所述限制通道大体上轴向延伸通过横向延伸部和制冷剂入口，并且每一个蒸发器隔间的出口彼此横向交错。优选地，在近端和远端之间的蒸发器隔间之间的蒸发器隔间中的中间一者中，横向延伸部限定中间的蒸发器隔间中的每一者的轴向相对端部，以及每一个蒸发器隔间的入口侧和出口侧的限制通道径向相对。
优选地，所述分割构件还包括细长芯，横向延伸部从所述细长芯向外伸出，所述芯是连续的，并且其中，一个制冷剂端口轴向延伸，并且延伸通过所述芯以将邻近于所述端帽的蒸发器隔间连接到所述冷却筒的近端，以用于制冷剂的供应或返回。
在一个实施方式中，所述远端邻近于所述分配组件，所述轴大体上水平或者倾斜，以使得所述远端在最下部，并且在所述器具启动时，所述主控制器启动螺旋部以迫使产品朝向所述远端，并且在所述远端处的蒸发器隔间首先填充有液体制冷剂。在该实施方式中，轴向延伸的一个所述制冷剂端口提供了入口，并且制冷剂在其中得以预冷。
在另一实施方式中，所述近端邻近于所述分配组件，所述轴大体上竖直，并且所述近端在最下部，并且在所述近端处的所述蒸发器隔间首先填充有液体制冷剂。
优选地，第二所述蒸发器隔间的体积与在所述第一端处的所述蒸发器隔间的体积之间的比在1.3和1.7之间。更优选地，第二所述蒸发器隔间的体积与在所述第一端处的所述蒸发器隔间的体积之间的比大约是1.5。
优选地，所述限制通道的截面面积是在所述冷却筒的出口处的制冷剂端口的截面面积的80％至120％之间。
在本实用新型的另一方面中，提供了一种用于生产冷冻食品的器具，包括：
碗形件，用于保持待冷冻的产品；
冷却筒，连接在制冷回路中，所述冷却筒具有轴、近端和相对的远端，所述冷却筒包括筒壁和端帽，所述端帽封闭所述筒壁的远端，所述筒壁和所述端帽能够导热，并且将一侧上的制冷剂与另一侧上的待冷冻的产品分离；
用于分配产品的分配组件，所述分配组件邻近于所述近端和所述远端中的一者；
螺旋部，所述螺旋部设置成邻近于所述筒壁的一侧，以围绕所述轴旋转，并且从所述冷却筒将冷冻产品刮下；
电动马达，所述电动马达用于旋转所述螺旋部；
主控制器，所述主控制器控制所述电动马达的致动，并且驱动所述螺旋部以将产品朝向所述分配组件推动以用于分配；
其中，所述碗形件包括与所述螺旋部互补的半圆柱形式的最下部部分，并且角度在60°和120°之间，所述最下部部分的相对边缘接合至平面侧壁部分，所述平面侧壁部分切向延伸以限定沿着所述螺旋部的两侧的产品容纳空间。
本实用新型提供了一种用于生产冷冻食品的器具，所述器具在操作使用时是有效并且高效的，并且通过其实质上模块化的结构，允许经济地制造不同器具的型号。
附图说明
现在参照附图以示例的方式描述本实用新型的优选形式，其中：
图1为根据本实用新型第一实施方式的用于制造冷冻食品的器具的透视图；
图2为该器具的制冷回路的示意图；
图3为图1的器具的碗形件的侧视图；
图4为通过器具的冷却筒的纵向截面图；
图5为本实用新型第二实施方式的器具的侧视图；以及
图6为通过图1的器具的碗形件的横向截面图。
具体实施方式
参照图1，示出了用于制造冷冻食品的工作台面器具10，该工作台面器具 10包括开顶型的碗形件11，其用于保持待冷冻的食品。所示出的碗形件11部分地被切掉(在其前面和右侧)以更好地显示其中的冷却筒12和螺旋部13。
冷却筒12为具有轴14的组件(在所示的实施方式中水平地设置)。在本文中使用的术语“轴向”指代大体上平行于轴14的方向；术语“径向”指代大体上垂直于轴14的方向；术语“周向”指代圆弧的方向，该圆弧具有大体上垂直于轴14的半径。冷却筒12具有悬臂型的结构，其具有固定的近端15 和相对的自由端16。固定的近端15可以是最内的，而相对的自由端16可以是最外的且邻近于分配组件17。在图1至图3的器具10的变型(未示出)中，轴14可以相对于水平倾斜大约20°，其中分配组件17在最下。
分配组件17可以包括与碗形件11的内部流体连通的阀门(未示出)、手柄18和向下开口的嘴19。
器具10可以具有大体矩形棱柱形式的壳体20，凹部21沿着其横向边缘形成以容纳碗形件11。主控制器(未示出)连接到在凹部21下侧的控制板22，控制板22提供了控制开关和状态显示。壳体20包围图2所示的制冷回路25。
制冷回路25包括压缩机26、冷凝器27、限制装置28(例如，毛细管) 以及冷却筒12(或者蒸发器)。回路25还包括跨压缩机26连接的螺线管操作的压力平衡阀29，即，将压缩机抽吸30连接到排出部31。阀门29由主控制器打开以允许快速地将压缩机启动。
参照图3和图4，螺旋部13包括由可逆旋转电动马达(未示出)驱动的螺旋刀刃，该可逆旋转电动马达由主控制器控制。主控制器可以连接到光学传感器(未示出)以及位置传感器(未示出)，其中光学传感器用于感测嘴19下方的容器的存在，位置传感器用于感测手柄18的致动。由此，当感测到容器存在并且手柄18的致动时，马达被驱动以转动螺旋部13，以将产品朝向分配组件17推动。
螺旋部13的旋转速度及旋转方向由主控制器根据不同的操作模式的需求而控制。在启动时，螺旋部13朝向分配组件17推动液体产品35。这样，当螺旋部13生产出所示出的驻波以覆盖远端16(即使当产品水平较低)时，远端16总是被被搅拌的产品35覆盖，实现了有效的热传递并且减少了冷冻时间 (即使当器具10用于制造一份时)。在启动之后，通过主控制器可以建立低产品水平模式(例如，通过感测液体产品水平而自动地或者由用户在控制板22 输入)，并且在这种模式中，当待冷冻的食品35可能以其他方式仅仅覆盖碗形件11的底部时，主控制器启动马达以在一定速度下驱动螺旋部13，该速度足以生产出驻波36。除了以这样的方式覆盖远端16之外，螺旋部13从冷却筒 12将冷冻食品刮下，并且螺旋部13推动产品的方向有助于通过分配组件17 分配产品。
为了分配的目的，螺旋部13的速度同样被主控制器调节以在分配方向上旋转。同样地，在待机模式中，当主控制器确定碗形件充满准备好被分配的冷冻产品时(如从响应于马达扭矩的来自温度传感器和电流传感器的反馈)，主控制器可以通过控制制冷回路而调节温度，以及通过将螺旋部13在与分配方向相反的方向上旋转，来维持产品的所需粘度。在混合模式中，螺旋部13的速度被主控制器临时增大以更好地混合成分。
冷却筒12包括筒壁40和端帽41，其可以由薄铝板整体成型(出于其热传导性)。端帽41可以为圆形的，其将远端16封闭。恰好在筒壁40外部的是待冷冻的产品，而在内部的是制冷剂，以使得对于热传递的阻抗较低，并且即使仅通过小的温差就可以实现良好的热传递。分割构件42与筒壁40和端帽 41配合以形成连续的蒸发隔间43至47，蒸发隔间43至47在轴向上间隔开。分割构件42包括轴向上延伸的芯48，横向延伸的环形凸缘49a-49d从细长的芯48向外伸出。芯48可以为连续的，并且包括通过其中的轴向制冷剂端口 50。密封件(例如，O形环)可以容纳在在每一个凸缘49a-49d的边缘的周向凹部51中，以提供与筒壁40的气密密封。
近端蒸发器隔间47设置在近端15，其外部由筒壁40限定，而内部由芯 48和凸缘49限定。为了防止液体制冷剂流的“短路”，制冷剂入口和制冷剂出口彼此横向交错，如在蒸发器隔间47中，其中制冷剂端口55和限制通道 53d(二者都被图4的截面中的直径平面平分)设置在轴14的相对侧上。制冷剂端口55可以形成在可释放地固定至近端15的闭合组件56中。
远端蒸发器隔间43设置在远端16，其外部由端帽41以及筒壁40的恰好邻近的长度限定，而内部由芯48和凸缘49a限定。在蒸发器隔间43中，制冷剂端口55在中心线上轴向地延伸，并且与限制通道53a横向交错。
限制通道53a-53d可以由凸缘49a-49d中的凹部形成(如在其外围边缘)，并且其横截面面积为出口端口50的横截面面积的80％至120％之间。
在两端处的蒸发器隔间43和47之间可以包括三个结构相似但不同形式的中间连续的蒸发器隔间44。蒸发器隔间44与隔间43连续相通，在凸缘49a 和凸缘49b之间轴向间隔开，并且经由通过凸缘49a的限制通道53a与隔间43 连接。入口限制通道53a和出口限制通道53b可以径向相对。隔间44的体积可以在隔间43的体积的1.3和1.7倍之间，并且最优选地大约为隔间43的体积的1.5倍。
在所示的水平实施方式中，端口50和端口55可以提供制冷剂入口和出口，其中限制通道53a可以在隔间43的底部中。可以观察到的是，通过该配置，在隔间44开始被填充之前，隔间43在很大程度上充满了液体制冷剂。可以相信的是，在该情况下，通过利用制冷剂蒸汽将限制通道53a阻塞可以大体上防止液体制冷剂直接地排出到隔间44中。
如图5所示，在具有较小占地面积的本实用新型的器具110的第二实施方式中，螺旋部13还可以与冷却筒112一起使用。在冷却筒12和112两者中，用于制冷剂(蒸汽)的出口端口(未示出)截面大于用于制冷剂(液体)的入口端口，从而仅需要对冷却筒12进行小的修改就可以适应该制冷剂倒流，特别地使得轴向端口50(现在为出口)大于端口55(现在为入口)以形成冷却筒112。因此，冷却筒配置提供了一定程度的模块化，减少了用于制造同类器具所需的不同部件的数目。在该器具110中，轴14为竖直的，并且近端15在碗形件111的下端邻近于分配组件117。在该竖直的实施方式中，上述的制冷剂流动方向是反向的，并且端口50和端口55分别提供了制冷剂出口和入口。在启动期间以及用于分配时，螺旋部13将产品推动朝向分配组件，并且该动作通过重力而加强。
在操作时，限制通道53a-53d形成了多阶段的蒸发器，其中在器具10，110 启动之后，蒸发器隔间43-47趋于顺序地从一个轴向端朝向另一个轴向端而充满液体制冷剂。在第一(水平)实施方式的器具启动时，通过邻近于首先充满液体制冷剂的隔间43的螺旋部13，产品被迫朝向远端16。在第二(竖直)实施方式的器具启动时，产品被排出到邻近于首先充满液体制冷剂的隔间47的 (最下)近端15，由此在启动时驱动螺旋部13并非至关重要的。与这种类型的旧的器具相比，当从周围温度启动并且仅制造小批量的产品时，器具产生了缩短的冷冻时间，这是因为热传递和待冷冻的产品最初集中在一个轴向端部。
在图6中示出了本实用新型的器具的另一特征，其中与这种类型的旧的器具相比，碗形件11被成型以沿着螺旋部13形成容纳产品空间60，并且，这可以容易地容纳例如由于产品充气而导致的任何的体积增加。在旧的器具中，不被螺旋部扫过的产品容纳空间仅仅直接在螺旋部之上，即碗形件的平面侧壁从与螺旋部为互补形式的半圆筒基壁竖直延伸，从而产品容纳空间被限制到以下二者之和：在通过冷却筒的轴的水平面下方的、由螺旋部扫过的半环形体积，加上在侧壁之间的、恰好在该半环形体积上方的空间。然而，本实用新型的申请人已经发现：在无需折中性能的情况下还可以提供沿着螺旋部13的空间60，事实上可以相信的是，由于螺旋部沿着空间60的弧形边界的剪切作用，相较于利用旧的碗形件形状，所分配的冷冻产品的平滑度是较优的。如所示出的，碗形件11的圆柱形最下区域61可以比半圆柱形小，例如为60°至120°之间的角度，并且最优选地大约90°(如图6所示)，而非为半圆柱形基壁(180°的角度)。平面侧壁62和63从最下区域61的相对边缘切向地延伸，其中侧壁 62比侧壁63倾斜得更陡，给了碗形件非对称的形式，其中产品容纳空间60 沿着螺旋部13的较大部分邻近于侧壁63。平面侧壁部62和63分别与平面的竖直侧壁部64和65相交，其限定碗形件11的整个宽度。
已经仅以示例的方式描述了本实用新型的多个方面。应当理解的是，在不背离本实用新型的范围的前提下，可以对其进行不同的修改和变型。
Claims (12)
1.一种用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，包括：
冷却筒，连接在制冷回路中，所述冷却筒具有轴、近端和相对的远端，所述冷却筒包括筒壁和端帽，所述端帽封闭所述筒壁的远端，所述筒壁和所述端帽能够导热，并且将一侧上的制冷剂与另一侧上的待冷冻的产品分离；
用于分配产品的分配组件，所述分配组件邻近于所述近端和所述远端中的一者；
螺旋部，所述螺旋部设置成邻近于所述筒壁的一侧，以围绕所述轴旋转，并且从所述冷却筒将冷冻产品刮下；
电动马达，所述电动马达用于旋转所述螺旋部；
主控制器，所述主控制器控制所述电动马达的致动，并且驱动所述螺旋部以将产品朝向所述分配组件推动以用于分配；
分割构件，所述分割构件设置成邻近于所述筒壁的另一侧以用于形成连续的蒸发器隔间，所述蒸发器隔间通过设置成与所述筒壁密封接合的所述分割构件的横向延伸部而轴向上间隔开；
在所述分割构件中的限制通道，所述限制通道允许连续的蒸发器隔间之间的连通；以及
制冷剂端口，所述制冷剂端口在所述分割构件的近端和远端处、在所述蒸发器构件中，由此制冷剂首先进入到所述近端和所述远端中的一者处的所述蒸汽器隔间中，并且在所述蒸发器隔间中串连流动。
2.如权利要求1所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，所述分割构件还包括细长芯，所述横向延伸部从所述细长芯向外伸出，所述芯是连续的，并且其中，一个制冷剂端口轴向延伸并延伸通过所述芯以将邻近于所述端帽的蒸发器隔间连接到所述冷却筒的近端，以用于制冷剂的供应或返回。
3.如权利要求1所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，所述用于生产冷冻食品的器具还包括用于保持产品的碗形件，所述冷却筒延伸到所述碗形件中，并且所述筒壁和所述端帽在最外部。
4.如权利要求1所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，所述限制通道大体上轴向延伸通过所述横向延伸部和制冷剂入口，并且每一个蒸发器隔间的出口彼此横向交错。
5.如权利要求4所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，在所述近端和所述远端之间的所述蒸发器隔间之间的蒸发器隔间中的中间一者中，横向延伸部限定中间的蒸发器隔间中的每一者的轴向相对端部，以及每一个蒸发器隔间的入口侧和出口侧的限制通道径向相对。
6.如权利要求1至5中任一项所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，所述远端邻近于所述分配组件，所述轴大体上水平或者倾斜，以使得所述远端在最下部，并且在所述用于生产冷冻食品的器具启动时，所述主控制器启动螺旋部以迫使产品朝向所述远端，并且在所述远端处的蒸发器隔间首先填充有液体制冷剂。
7.如权利要求6所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，轴向延伸的一个所述制冷剂端口提供了入口，并且制冷剂在其中得以预冷。
8.如权利要求1至5中任一项所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，所述近端邻近于所述分配组件，所述轴大体上竖直，并且所述近端在最下部，以及在所述近端处的所述蒸发器隔间首先填充有液体制冷剂。
9.如权利要求1至5中任一项所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，第二所述蒸发器隔间的体积与在所述第一端处的所述蒸发器隔间的体积之间的比例在1.3和1.7之间。
10.如权利要求9所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，第二所述蒸发器隔间的体积与在所述第一端处的所述蒸发器隔间的体积之间的比例大约是1.5。
11.如权利要求1至5中任一项所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，所述限制通道的截面面积是在所述冷却筒的出口处的制冷剂端口的截面面积的80％至120％之间。
12.如权利要求3所述用于生产冷冻食品的器具，其特征在于，所述碗形件包括与所述螺旋部互补的半圆柱形式的最下部部分，并且角度在60°和120°之间，所述最下部部分的相对边缘接合至平面侧壁部分，所述平面侧壁部分切向延伸以限定沿着所述螺旋部的两侧的产品容纳空间。
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