快速冷冻设备制造技术

本发明专利技术提供的快速冷冻设备，有制冷压缩机［１３］、冷凝器［１４］、蒸发器构成制冷系统，蒸发器安装在冷冻室［６］内，冷冻室内还安装有风机，并以气体为在被冻物与蒸发器之间传递热量的冷媒，冷冻室是密封的压力容器，其内气压高于常压。本发明专利技术提供的快速冷冻设备，采用对冷冻室的加压，可实现对被冻物的快速冷冻。同时本发明专利技术所提供的快速冷冻设备，其整个系统除采用压力容器为冷冻室外，蒸发器等均为常规形式，没有高的加工材料和工艺要求，制造成本较低。以气体为冷媒也没有如用液体做冷媒般高的使用成本，从能耗角度讲，封闭的冷冻室防止冷量外泄，且冷冻室内压力提升后可保持不必如以风速为手段般必须不断地使风机工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种快速冷冻设备。
技术介绍
快速冷冻是指将被冻物在较短时间内进行冷冻的过程。快速冷冻可以达到使被冻物的保存时间长及质构变化小，解冻后能使被冻物保持原质的目的。目前大量使用的快速冷冻设备是平板冷冻机和单体冷冻机。平板冷冻机，有选用高强铝镁合金材料经特殊工艺处理加工而成的整体平板蒸发器，被冻物经隔离层放在平板蒸发器上，平板蒸发器有液压系统升降用以调整被冻物与上一块平板蒸发器之间的距离。这种冷冻设备与早先的冷冻室比有所占空间小的特点，冷冻速度也提高了1到4倍，但这一冷冻速度还是不够快，而且被冻物只有一面有较高的热交换程度，还有隔离物也阻隔了热量的传递。单体冷冻机，是将被冻物放在运动着的输送带上，在被冻物上方有分散在整个冷冻带上方的蒸发器，蒸发器上方是向下鼓风的风机，风机所提供的风速一般达20m/s，经过较长的传输带后，被冻物达到所要求的温度，这种冷冻机能达到的冷冻速度为平板冷冻机中较高水平的冷冻速度的1到6倍，它主要是利用高速空气流使在单位时间内所流过被冻物的空气量提高，从而增加分子内能的传递总量。这种冷冻设备目前最先进的技术是双螺旋速冻机，采用了两个转鼓的结构，是将直的传输带改变为螺旋线状的，使同样加工能力的单体冷冻机的体积大大缩小。这种快速冷冻设备，虽然冷冻速度较高，但它因为是不可能封闭的，能量的浪费较大，而且因为风速不能无限制地提高，冷冻速度的提高也有限，同时还存在只可加工小物体的局限。最新由中国专利申请200310107809.6“食品非直接接触超导超低温冷冻液冷冻方法和装置”公开的快速冷冻设备提出了一种采用新的完全天然无毒的超导超低温的冷冻液作为传导冷源的冷冻介质，采用专用薄膜隔离食品，使被冷冻的食品与冷冻液不直接接触进行浸渍、浸泡或喷淋冷冻，冻结速度很高。但这种冷冻设备需要使用较为昂贵的冷冻液，而且在操作中不可避免地会造成损耗，如隔离薄膜所带走的，另外遇有硬刺暴露的被冻物也不可避免地会造成隔离薄膜的穿孔，使冷冻液损耗和污染被冻物。对于冷冻速度不是非常高的被冻物，选用这一冷冻设备显然是不合适的。上述各快速冷冻设备在设备的制造上还都存在着材料要求高、工艺复杂的不足。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术是要在现有基础上提供一种冷冻速度有较大增加的快速冷冻设备，以解决以气体为冷媒的快速冷冻所能提供的冷冻速度不够大、制造成本过高的技术问题。本专利技术提供的快速冷冻设备，有制冷压缩机、冷凝器、蒸发器构成制冷系统，蒸发器安装在冷冻室内，冷冻室内还安装有风机，并以气体为在被冻物与蒸发器之间传递热量的冷媒，冷冻室是密封的压力容器，其内气压高于常压。冷冻室内的气压高于常压，即是冷冻室内的气体密度比常规状态下的气体密度要大，其单位体积气体内所包含的气体分子数量也大，使单位体积内气体所能传递的分子内能也比常规状态下的气体所能传递的分子内能大。本专利技术提供的快速冷冻设备，所说的冷冻室内的气压为0.1～3MPa(表压)。这一范围的设立是从效果和成本角度出发的，低于下限效果不好而高于上限则成本太高。本专利技术提供的快速冷冻设备，所说的冷冻室有管路连接到气体压缩机的出口。冷冻室中的压力一般是以气体压缩机提供的，但也不排除使用其他手段，如缩小冷冻室容积以提高其中气体压力或将冷冻室与压力气瓶连接而获得压力。本专利技术提供的快速冷冻设备，所说的冷冻室有两个以上，且每个冷冻室之间由管道沟通，管道上有阀，所说的气体压缩机的进口和出口上有分别连接到不同一个冷冻室的管路。两个以上的冷冻室可保证轮流作业的实现和冷冻室内压力及冷量的利用，即当一个冷冻室中的被冻物完成冷冻后，先将这个冷冻室内的有压低温气体通过管路结合气体压缩机传送到另一个已装载被冻物和密封的冷冻室中，再打开这个冷冻室的密封门提取其中的被冻物和进行下一轮冷冻作业的装载操作。其中，气体压缩机的进口和出口可各自连接每一个冷冻室，并在每条管路上安装一阀门以作切换，使用时只要开关相应的阀门便可使气体压缩机的进口和出口分别连接完成冷冻作业的冷冻室和完成装载的冷冻室。众所周知，气体压力的升高与密度成等比关系，空气密度则与其热容成正比。因此从理论上讲，有压气体所能传递的热量与同样体积的常压气体所能传递的热量的比与气体压力比相同。在本专利技术所提供的快速冷冻设备中，冷冻室内的气体压力高于常压，其所能传导的热量，即对被冻物的冷冻能力也就大于常压气体。在同样风速和气体温度的条件下，被冻物的冷冻速度与气体压力成正比。因此，本专利技术提供的快速冷冻设备，采用对冷冻室的加压，可实现对被冻物的快速冷冻。同时本专利技术所提供的快速冷冻设备，其整个系统除采用压力容器为冷冻室外，蒸发器等均为常规形式，没有高的加工材料和工艺要求，制造成本较低。以气体为冷媒也没有如用液体做冷媒般高的使用成本，从能耗角度讲，封闭的冷冻室防止冷量外泄，且冷冻室内压力提升后可保持不必如以风速为手段般必须不断地使风机工作。附图说明图1为本专利技术一实施例中冷冻室的剖视图；图2为本专利技术一实施例的系统示意图。具体实施例方式1、本实施例提供的快速冷冻设备，由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器构成制冷系统，蒸发器安装在冷冻室内，冷冻室内还安装有风机，并以氮气为在被冻物与蒸发器之间传递热量的冷媒，其中冷冻室是密封的压力容器，其内气压高于常压。2、本实施例提供的快速冷冻设备，其中冷冻室如图1示，冷冻室主体是以圆柱状筒体2及两端椭圆封头构成，封头中一只与筒体焊接，一只是与筒可密封的门，主体外包裹保温层1，门关闭后冷冻室可承受3MPa(表压)。冷冻室内周边布置蒸发器3，中间安装置物架4，被冻物托盘5上下有空隙地排列在置物架上。在冷冻室内还安装有风机，该风机所提供的风力使被冷冻物表面的空气流动速度为20m/s。经测定，冷冻室内的气压为0.1MPa(表压)，被冻物是鱼，冷空气温度为-30℃时，冷冻速度为3.3cm/hr以上。3、本实施例提供的快速冷冻设备，结构如上例。经测定，冷冻室内的气压为1MPa(表压)，冷空气温度为-30℃，被冻物是鱼，被冷冻物表面的空气流动速度为20m/s时，冷冻速度为7.5cm/hr以上。4、本实施例提供的快速冷冻设备，如图2所示，冷冻室有两个，冷冻室有室6和门7，内装蒸发器，两室之间有连通管8，管上有阀9，另有一组将空气压缩机10的进口和出口都分别连通到两室的管路11，每个连接室进口或出口的管子上都有一阀12。两室内的蒸发器的进口各经一阀连接在冷凝器14出口，冷凝器进口连接制冷压缩机13出口，制冷压缩机进口分别连接两室蒸发器的出口。当轮流作业时，先打开连通管8上的阀9，等两室压力平衡时关闭阀。然后打开结束冷冻的室连接空气压缩机的进口的阀和要进行冷冻的室连接空气压缩机出口的阀，启动空气压缩机将结束冷冻的室内的冷空气压缩到要进行冷冻的室内，并启动空气压缩机提高其压力到标准。这个升压过程，利用已结束冷冻的冷冻室内的压力和冷量来提高未进行冷冻的冷冻室内的压力和降低其温度，节约了操作成本和缩短了操作时间同时也节省了能源。5、本例结构与上例同，所使用的气体为二氧化碳，使用二氧化碳还有助于抑制被冻物氧化。权利要求1.一种快速冷冻设备，有制冷压缩机、冷凝器、蒸发器构成的制冷系统，其中蒸发器安装在冷冻室内，冷冻室内还安装有风机，并以气体为在被冻物与蒸发器之间传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速冷冻设备，有制冷压缩机、冷凝器、蒸发器构成的制冷系统，其中蒸发器安装在冷冻室内，冷冻室内还安装有风机，并以气体为在被冻物与蒸发器之间传递热量的冷媒，其特征是所说的冷冻室是密封的压力容器，且其内气压高于常压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高华明，
申请(专利权)人：高华明，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]