CN212524101U - 一种反应釜的温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及食品加工技术领域，公开了一种反应釜的温度控制系统，其包括：反应釜，其内部设有反应腔，所述反应釜的侧部设有换热通道，所述换热通道具有第一端口及第二端口；加热系统，其包括与所述第一端口连通的蒸汽供应管及与所述第二端口连通的冷凝水回流管；冷却系统，其包括依次连接的冷却介质供应管、冷冻机及冷却介质回流管，且所述冷却介质供应管与所述第二端口连通，所述冷却介质回流管与所述第一端口连通。本实用新型的有益效果为：能够实现物料的加热、冷却及恒温保持控制，且不受限于物料的具体形态。

Description

一种反应釜的温度控制系统

技术领域

本实用新型涉及食品加工技术领域，特别是涉及一种反应釜的温度控制系统。

背景技术

在食品生产加工中，根据生产工艺控制需要，需要短时间内将物料快速加热至某一温度，或者在短时间内将物料降温至某一温度，或者需要将物料在不同温度区域内保持恒温一定的时间。目前，行业内对于物料需要加热和冷却采用的是换热器，输送物料的管道通过热换热器或者降温，输送物料的管道内通过热换热器加热、通过冷换热器降温；该加热及冷却的方法存在以下问题：

1、在物料输送时，对于物料的性质有要求，对于颗粒或者较粘稠的物料没有办法实现；

2、由于是在物料传送的过程中实现物料的加热或冷却的控制，在过程中没有办法实现在不同阶段恒温保持的控制功能需求。

实用新型内容

本申请的一个目的在于提供一种反应釜的温度控制系统，其能够实现物料的加热、冷却及恒温保持控制，且不受限于物料的具体形态。

本申请的目的是通过如下技术方案实现的：

一种反应釜的温度控制系统，其包括：

反应釜，其内部设有反应腔，所述反应釜的侧部设有换热通道，所述换热通道具有第一端口及第二端口；

加热系统，其包括与所述第一端口连通的蒸汽供应管及与所述第二端口连通的冷凝水回流管；

冷却系统，其包括依次连接的冷却介质供应管、冷冻机及冷却介质回流管，且所述冷却介质供应管与所述第二端口连通，所述冷却介质回流管与所述第一端口连通。

在上述反应釜的温度控制系统中，可选地，还包括：

第一温度传感器，其用于检测所述反应腔内的温度；

第一截止阀，其串接于所述蒸汽供应管上；

第二截止阀，其串接于所述冷凝水回流管上；

第三截止阀，其串接于所述冷却介质供应管上；

第四截止阀，其串接于所述冷却介质回流管上；及

控制器，其分别与所述冷冻机、所述第一温度传感器、所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀电连接。

在上述反应釜的温度控制系统中，可选地，还包括：

第一流量调节阀，其串接于所述蒸汽供应管上；及

第二流量调节阀，其串接于所述冷却介质供应管上；

其中，所述第一流量调节阀及所述第二流量调节阀均与所述控制器电连接。

在上述反应釜的温度控制系统中，可选地，还包括：

第一单向阀，其串接于所述冷却介质供应管上，且位于所述第三截止阀的下游端，所述第一单向阀仅能够允许冷却介质从所述冷冻机向所述第二端口流动；及

第二单向阀，其串接于所述冷却介质回流管上，且位于所述第四截止阀的上游端，所述第二单向阀仅允许冷却介质从所述第一端口向所述冷冻机流动。

在上述反应釜的温度控制系统中，可选地，还包括：

排空管，其连接于所述第一端口或所述第二端口，所述排空管上串接有排空阀，所述排空阀与所述控制器电连接。

在上述反应釜的温度控制系统中，可选地，所述冷却介质供应管的第一支点与所述冷却介质回流管的第二支点之间连接有旁通管，所述第一支点位于所述第三截止阀的上游端，所述第二支点位于所述第四截止阀的下游端，所述旁通管上连接有能够使得所述旁通管断开或连通的切换阀组；

所述冷却介质供应管上位于所述第一支点与所述冷冻机之间连接有第二温度传感器及泵送装置，所述冷却介质回流管上位于所述冷冻机与所述第二支点之间连接有第三温度传感器；

所述切换阀组、所述第二温度传感器、所述泵送装置及所述第三温度传感器均与所述控制器电连接。

在上述反应釜的温度控制系统中，可选地，所述旁通管包括两个分别连接于所述冷却介质供应管与所述冷却介质回流管之间的支管，两个所述支管之间设有稳压装置，且所述稳压装置中配置有所述切换阀组。

在上述反应釜的温度控制系统中，可选地，所述冷凝水回流管上连接有疏水阀，所述疏水阀与所述控制器电连接。

在上述反应釜的温度控制系统中，可选地，所述反应釜包括：

釜体，所述反应腔限定于所述釜体内；及

夹套，其安装于所述釜体的侧壁上，所述夹套与所述釜体的侧壁之间限定成所述换热通道。

在上述反应釜的温度控制系统中，可选地，还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括：

电机，其安装于所述反应釜的外部；及

搅拌杆，其安装于所述电机的动力输出端并设于所述反应腔内。

本申请的反应釜的温度控制系统，分别设置有加热系统和冷却系统，在需要加热反应腔时，通过输入高温蒸汽流经反应釜的换热通道，从而利用高温蒸汽加热反应腔内的物料，当需要冷却时，则运行冷冻机，并将冷冻机内冷却后的冷却介质输入至反应釜的换热通道，以对反应腔内的物料进行冷却，在物料需要恒温保持时，则通过快速切换加热与冷却模式，从而能够实现物料的加热、冷却以及恒温保持，且相对于传统中在物料输送过程中进行温度控制来说，不受限于物料的具体形态。

附图说明

以下结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本申请的反应釜的温度控制系统的一个实施例的示意图。

图中，1、反应釜；11、反应腔；12、换热通道；13、釜体；14、夹套；121、第一端口；122、第二端口；13、第一温度传感器；2、加热系统；21、蒸汽供应管；211、第一截止阀；212、第一流量调节阀；22、冷凝水回流管；221、第二截止阀；222、疏水阀；3、冷却系统；31、冷却介质供应管；311、第三截止阀；312、第二流量调节阀；313、第一单向阀；314、第一支点；315、第二温度传感器；316、泵送装置；32、冷冻机；33、冷却介质回流管；331、第四截止阀；332、第二单向阀；333、第二支点；334、第三温度传感器；34、旁通管；341、支管；35、切换阀组；36、稳压装置；4、排空管；41、排空阀；5、搅拌机构；51、电机；52、搅拌杆；6、出料管；61、出料阀。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应当被解释为限定了本申请的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而改变。所以，不应将这些或其他方位用于理解为限制性用语。

应注意，术语“包括”并不排除其他要素或步骤，并且“一”或“一个”并不排除复数。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。

另外还应当理解的是，本文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

如图1所示，本实用新型实施例的一种反应釜的温度控制系统，其包括：反应釜1、加热系统2及冷却系统3；反应釜1内部设有用于容纳物料的反应腔11，反应釜1的侧部设有换热通道12，换热通道12具有第一端口121及第二端口122，加热系统2包括与第一端口121连通的蒸汽供应管21及与第二端口122连通的冷凝水回流管22，冷却系统3包括依次连接的冷却介质供应管31、冷冻机32及冷却介质回流管33，且冷却介质供应管31与第二端口122连通，冷却介质回流管33与第一端口121连通。可选地，上述蒸汽供应管21设有蒸汽接口，用于与市政蒸汽供应管道连接。

基于上述技术方案，通过加热系统2及冷却系统3以控制反应腔11的温度，从而控制生产过程中反应腔11内的物料的温度；具体地，当需要加热物料时，则切换至加热模式，蒸汽供应管21内通入高温蒸汽，高温蒸汽流经反应釜1的换热通道12后，对反应腔11及其内的物料进行加热，且换热后高温蒸汽变成冷凝水从冷凝水回流管22流出；当需要冷却物料时，则切换至冷却模式，冷冻机32运行，由冷冻机32内产生的低温冷却介质从冷却介质供应管31输入至反应釜1的换热通道12内，从而对反应腔11及其内的的物料进行冷却，换热后低温冷却介质升温并从冷却介质回流管33重新流回至冷冻机32内进行冷却，从而能够实现循环；另外，当物料需要恒温保持时，则快速切换上述加热模式与冷却模式，若反应腔11内的温度高于或即将高于预设值，则切换到冷却模式，而如果低于预设值，则切换到加热模式。

上述反应釜的温度控制系统，相对于传统通过在物料输送过程中进行加热或冷却来说，能够实现物料的加热、冷却以及恒温保持，且不受限于物料的具体形态，对于颗粒状或粘稠状的物料同样能够实现温度控制。

示例性地，本实施例中采用水作为冷却介质；但同时也可以采用别的物质当作冷却介质，在此不作限定。

进一步地，为了能够自动控制反应腔11内的温度，本实施例中反应釜的温度控制系统还包括第一温度传感器13、第一截止阀211、第二截止阀221、第三截止阀311、第四截止阀331及控制器(附图中未具体示出)；其中，第一温度传感器13用于检测反应腔11内的温度，第一截止阀211串接于蒸汽供应管21上，第二截止阀221串接于冷凝水回流管22上，第三截止阀311串接于冷却介质供应管31上，第四截止阀331串接于冷却介质回流管33上，控制器分别与冷冻机32、第一温度传感器13、第一截止阀211、第二截止阀221、第三截止阀311及第四截止阀331均采用电连接。

首先，第一温度传感器13检测反应腔11内的实时温度，并将该实时温度反馈至控制器，将实时温度与预设温度相比较，控制器根据比较结果来自动控制冷冻机32以及各截止阀的开关；具体地，当实时温度大于预设温度时，则需要开启冷却模式，控制器控制第一截止阀211及第二截止阀221断开，而第三截止阀311和第四截止阀331开启，并同时使得冷冻机32开始运行；当实时温度小于预设温度时，则需要开启加热模式，控制器控制第三截止阀311及第四截止阀331断开、且第一截止阀211及第二截止阀221开启，同时冷冻机32停止运行；若实时温度与预设温度基本相同时，则快速循环切换上述冷却模式及加热模式，实现恒温保持控制。

示例性地，如图1所示，在反应釜1上设置有两个上述第一温度传感器13，其中一个设置于靠近反应腔11的底部位置处，另一个设置于反应腔11的中部位置或者中部偏上的位置处，确保当反应腔11中物料的量发生变化时，均能够准确地检测到反应腔11内实际的温度。

另外，为了更精确地控制反应腔11的温度，本实施例中反应釜的温度控制系统还包括第一流量调节阀212及第二流量调节阀312，第一流量调节阀212串接于蒸汽供应管21上，第二流量调节阀312串接于冷却介质供应管31上，且第一流量调节阀212及第二流量调节阀312均与控制器电连接；在加热模式中，控制器能够根据第一温度传感器13检测到的实时温度，自动调节第一流量调节阀212的开度，控制冷却介质的流量大小；在冷却模式中，控制器能够根据实时温度自动调节第二流量调节阀312的开度，从而控制高温蒸汽的流量，以精确控制反应腔11内的温度。

为了保证冷却系统3中的冷却介质仅能够往一个方向流动，本实施例中的反应釜的温度控制系统还包括第一单向阀313及第二单向阀332，第一单向阀313串接于冷却介质供应管31上，且位于第三截止阀311的下游端，第一单向阀313仅能够允许冷却介质从冷冻机32向第二端口122流动，第二单向阀332串接于冷却介质回流管上，且位于第四截止阀331的上游端，第二单向阀332仅允许冷却介质从第一端口121向冷冻机32流动；通过设置第一单向阀313和第二单向阀332，当第三截止阀311及第四截止阀331发生内漏或者损坏时，能够防止蒸汽和冷却介质互串的情况出现，保证系统安全运行。

同样地，为了进一步保证系统安全运行，反应釜的温度控制系统还包括排空管4，排空管4与第一端口121或者第二端口122相连，从而与反应釜1的换热通道12连通，且排空管4上串接有排空阀41，排空阀41与控制器电连接；当系统在加热模式和冷却模式之间进行切换时，控制器均先控制排空阀41开启，以将换热通道12内原先留存的换热介质通过排空管4向外排空，从而能够避免冷热交替造成反应釜1等设备震动造成的安全问题。

如图1所示，本实施例中的反应釜的温度控制系统，在冷却介质供应管31的第一支点314与冷却介质回流管的第二支点333之间连接有旁通管34，第一支点314位于第三截止阀311的上游端，第二支点333位于第四截止阀331的下游端，旁通管34上连接有能够使得旁通管34断开或连通的切换阀组35，冷却介质供应管31上位于第一支点314与冷冻机32之间连接有第二温度传感器315及泵送装置316，冷却介质回流管上位于冷冻机32与第二支点333之间连接有第三温度传感器334，切换阀组35、第二温度传感器315、泵送装置316及第三温度传感器334均与控制器电连接。当切换至冷却模式时，先将第三截止阀311、第四截止阀331断开，而切换阀组35开启，并同时运行冷冻机32，从而在冷冻机32与旁通管34之间形成循环回路，使得冷却介质发生自循环，以对冷却介质进行快速降温，且控制器通过第二温度传感器315检测的出水温度与第三温度传感器334检测的回水温度，自动控制冷冻机32的制冷负荷，当第二温度传感器315检测到的回水温度达到某个预置值时，则自动开启第二截止阀221、第三截止阀311、第二流量调节阀312，并同时断开旁通管34上的切换阀组35，冷却介质流向反应釜1的换热通道12内，对反应腔11及其内的物料进行冷却。

另外，更具体地，上述旁通管34包括两个分别连接于冷却介质供应管31与冷却介质回流管33之间的支管341，两个支管341之间设有稳压装置36，且稳压装置36中配置有切换阀组35；通过设置稳压装置36能够减小冷冻机32中的冷却介质的压力变化波动。另外，需要说明的是，上述稳压装置36采用现有技术中通用的稳压装置36即可，在此不作具体限定。

本实施例中，为了能够将冷凝水顺利排出，冷凝水回流管22上连接有疏水阀222，该疏水阀222与控制器电连接，当系统进行冷却模式时，控制器自动控制疏水阀222开启。

本实施例中，如图1所示，反应釜1为带夹套14的保温储罐式结构，即反应釜1包括釜体13及夹套14，反应腔11限定于釜体13内，夹套14安装于釜体13的侧壁上，夹套14与釜体13的侧壁之间限定成换热通道12。

另外，作为可替换方案，也可将上述反应釜1设计成具有盘管式换热组件的储罐结构。

本实施例中的反应釜的温度控制系统还包括搅拌机构5，其包括电机51及搅拌杆52，电机51安装于反应釜1的外部，搅拌杆52安装于电机51的动力输出端并设于反应腔11内；另外，电机51也与控制器电连接，为了保证反应腔11内的物料温度的均匀性，在加热、冷却或者恒温保持阶段，控制器均控制搅拌机构5运行。

示例性地，在釜体13的底部连接有出料管6，出料管6上串接有出料阀61，且该出料阀61与控制器电连接。

综上，本实用新型实施例的反应釜的温度控制系统，分别设置有加热系统和冷却系统，在需要加热反应腔时，通过输入高温蒸汽流经反应釜的换热通道，从而利用高温蒸汽加热反应腔内的物料，当需要冷却时，则运行冷冻机，并将冷冻机内冷却后的冷却介质输入至反应釜的换热通道，以对反应腔内的物料进行冷却，在物料需要恒温保持时，则通过快速切换加热与冷却模式，从而能够实现物料的加热、冷却以及恒温保持，且相对于传统中在物料输送过程中进行温度控制来说，不受限于物料的具体形态。

本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或系统、采用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包括本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种反应釜的温度控制系统，其特征在于，包括：

反应釜，其内部设有反应腔，所述反应釜的侧部设有换热通道，所述换热通道具有第一端口及第二端口；

加热系统，其包括与所述第一端口连通的蒸汽供应管及与所述第二端口连通的冷凝水回流管；

冷却系统，其包括依次连接的冷却介质供应管、冷冻机及冷却介质回流管，且所述冷却介质供应管与所述第二端口连通，所述冷却介质回流管与所述第一端口连通。

2.根据权利要求1所述的反应釜的温度控制系统，其特征在于，还包括：

第一温度传感器，其用于检测所述反应腔内的温度；

第一截止阀，其串接于所述蒸汽供应管上；

第二截止阀，其串接于所述冷凝水回流管上；

第三截止阀，其串接于所述冷却介质供应管上；

第四截止阀，其串接于所述冷却介质回流管上；及

控制器，其分别与所述冷冻机、所述第一温度传感器、所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀及所述第四截止阀电连接。

3.根据权利要求2所述的反应釜的温度控制系统，其特征在于，还包括：

第一流量调节阀，其串接于所述蒸汽供应管上；及

第二流量调节阀，其串接于所述冷却介质供应管上；

其中，所述第一流量调节阀及所述第二流量调节阀均与所述控制器电连接。

4.根据权利要求2所述的反应釜的温度控制系统，其特征在于，还包括：

第一单向阀，其串接于所述冷却介质供应管上，且位于所述第三截止阀的下游端，所述第一单向阀仅能够允许冷却介质从所述冷冻机向所述第二端口流动；及

第二单向阀，其串接于所述冷却介质回流管上，且位于所述第四截止阀的上游端，所述第二单向阀仅允许冷却介质从所述第一端口向所述冷冻机流动。

5.根据权利要求2所述的反应釜的温度控制系统，其特征在于，还包括：

排空管，其连接于所述第一端口或所述第二端口，所述排空管上串接有排空阀，所述排空阀与所述控制器电连接。

6.根据权利要求2所述的反应釜的温度控制系统，其特征在于，所述冷却介质供应管的第一支点与所述冷却介质回流管的第二支点之间连接有旁通管，所述第一支点位于所述第三截止阀的上游端，所述第二支点位于所述第四截止阀的下游端，所述旁通管上连接有能够使得所述旁通管断开或连通的切换阀组；

所述冷却介质供应管上位于所述第一支点与所述冷冻机之间连接有第二温度传感器及泵送装置，所述冷却介质回流管上位于所述冷冻机与所述第二支点之间连接有第三温度传感器；

所述切换阀组、所述第二温度传感器、所述泵送装置及所述第三温度传感器均与所述控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的反应釜的温度控制系统，其特征在于，所述旁通管包括两个分别连接于所述冷却介质供应管与所述冷却介质回流管之间的支管，两个所述支管之间设有稳压装置，且所述稳压装置中配置有所述切换阀组。

8.根据权利要求2所述的反应釜的温度控制系统，其特征在于，所述冷凝水回流管上连接有疏水阀，所述疏水阀与所述控制器电连接。

9.根据权利要求1所述的反应釜的温度控制系统，其特征在于，所述反应釜包括：

釜体，所述反应腔限定于所述釜体内；及

夹套，其安装于所述釜体的侧壁上，所述夹套与所述釜体的侧壁之间限定成所述换热通道。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的反应釜的温度控制系统，其特征在于，还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括：

电机，其安装于所述反应釜的外部；及

搅拌杆，其安装于所述电机的动力输出端并设于所述反应腔内。

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