專利名稱：雙變頻真空預(yù)冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于高溫食品的真空冷卻裝置，特別是一種能根據(jù)真空容器內(nèi)壓力變化而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)真空泵抽速和冷阱表面溫度的真空冷卻裝置。
背景技術(shù)：
食品安全一直是我國(guó)最重要的民生熱點(diǎn)問題之一，其中，真空冷卻技術(shù)在此方面起著無(wú)可替代的作用，它主要應(yīng)用于熟食品及果蔬兩方面。熟食品方面隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)有大量的待業(yè)人員選擇進(jìn)入白領(lǐng)一族，而他們的工作特點(diǎn)之一就是長(zhǎng)時(shí)間在高樓大廈里面工作，活動(dòng)休息時(shí)間甚少，無(wú)疑會(huì)縮 短餐飲時(shí)間，因此，夏日冷食成了白領(lǐng)們的最愛，此外，餐飲公司的高溫食品也無(wú)法即做即售，因此，如何將剛加工好的食品快速冷卻以便保存或運(yùn)輸成為了研究熱點(diǎn)，其中，真空預(yù)冷技術(shù)一直都是熟食品冷卻的最關(guān)鍵技術(shù)之一，但是，目前的真空冷卻工藝比較單一，而且很多參數(shù)都是憑經(jīng)驗(yàn)而定，不能因材而定，這就造成了部分食品冷卻效果不佳的后果，嚴(yán)重限制了真空冷卻技術(shù)的推廣。果蔬方面自從美國(guó)加利福尼亞州立大學(xué)研制出第一臺(tái)真空冷卻機(jī)之后，真空冷卻技術(shù)在果蔬冷卻方面就開始占據(jù)重要地位，盡管有大量的實(shí)驗(yàn)針對(duì)終壓、終溫及抽速進(jìn)行了研究，但是，采用的方法都是正交法，而不是動(dòng)態(tài)的匹配研究，致使目前采用的冷卻工藝參數(shù)都是固定不變的，沒有辦法適應(yīng)氣候及地區(qū)的隨即變化。綜上所述，研制一臺(tái)冷阱溫度及抽速能同時(shí)隨著溫度或壓力而變化的雙變頻真空預(yù)冷機(jī)迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種雙變頻真空預(yù)冷機(jī)，可以使真空泵的抽速和冷阱溫度隨著真空室壓力的變化而隨時(shí)按照預(yù)設(shè)公式變化，以便探索出各種食品的最佳動(dòng)態(tài)真空冷卻工藝參數(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種雙變頻真空預(yù)冷機(jī)，包括由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、電磁膨脹閥及冷凝器組成的制冷系統(tǒng)；由蒸發(fā)器、干燥箱、真空泵、變頻器及真空室組成的真空系統(tǒng)；由重量傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器組成的采集系統(tǒng)；由PLC控制器及電子計(jì)算機(jī)組成的控制系統(tǒng)；其特點(diǎn)是蒸發(fā)器的底端通過真空管道與真空室的底端連接，蒸發(fā)器的頂端通過真空管道與干燥室一端相連，干燥室另一端通過真空管道與真空泵連接，真空泵通過電源線與變頻器連接；變頻器、電磁膨脹閥、重量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器分別與PLC控制器連接。重量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器分別通過真空室底端的通孔插入其內(nèi)部，并用密封膠填充縫隙密封。PLC控制器通過通訊電纜與計(jì)算機(jī)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(I)壓力傳感器測(cè)到的壓力是控制食品冷卻速率和效果的最直接因素，也是最關(guān)鍵因素，將其做為控制源信號(hào)，不僅沒有中間量，控制精度高，而且轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、準(zhǔn)確。(2)通過電磁膨脹閥實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的盤管溫度可以在保證水分完全捕捉情況下盡量減小冷量，從而實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的節(jié)能；
(3)通過變頻器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)真空泵的抽速不僅可以避免由于抽速過大而造成的液體飛濺、冷卻溫度過低等現(xiàn)象，還可以避免真空泵全速運(yùn)行造成的能耗浪費(fèi)及機(jī)器磨損等現(xiàn)象的發(fā)生。(4)將真空泵的抽速與冷阱的蒸發(fā)盤管溫度同時(shí)調(diào)節(jié)，不僅可以使食品快速穩(wěn)定的降溫，還可以實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能效果。(5)為了防止在研究過程中造成的冷阱捕捉水分不完全現(xiàn)象發(fā)生，并能準(zhǔn)確的測(cè)量到逃逸水分的量，在冷阱與真空泵之間安裝了干燥箱
(6)為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)食品的重量及溫度變化，在真空室內(nèi)布置了重量傳感器及溫度傳感器。因此，本發(fā)明的制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度通過電磁膨脹閥實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，真空系統(tǒng)的真空泵抽速通過變頻器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，電磁膨脹閥及變頻器均由PLC控制器控制，而控制信號(hào)源則是壓力傳感器測(cè)到的實(shí)際真空室壓力?？梢允拐婵毡玫某樗俸屠溱鍦囟入S著真空室壓力的變化而隨時(shí)按照預(yù)設(shè)公式變化，以便探索出各種食品的最佳動(dòng)態(tài)真空冷卻工藝參數(shù)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)冷阱溫度與真空泵抽速均隨著真空室壓力的變化而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的功能，具有很強(qiáng)的科研價(jià)值及實(shí)用價(jià)值。


圖I是本發(fā)明用于高溫食品的雙變頻真空冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖I所示，本發(fā)明的雙變頻真空預(yù)冷機(jī)，包括由壓縮機(jī)I、蒸發(fā)器(冷阱)2、電磁膨脹閥12及冷凝器13組成的制冷系統(tǒng)；由蒸發(fā)器(冷阱)2、干燥箱3、真空泵4、變頻器6及真空室5組成的真空系統(tǒng)；由重量傳感器7、溫度傳感器8及壓力傳感器9組成的采集系統(tǒng)；由PLC控制器10及電子計(jì)算機(jī)11組成的控制系統(tǒng)。蒸發(fā)器(冷阱)2是制冷系統(tǒng)及真空系統(tǒng)的公用部件。蒸發(fā)器2的底端通過真空管道與真空室5的底端連接，蒸發(fā)器2的頂端通過真空管道與干燥室3 —端相連，干燥室3另一端通過真空管道與真空泵4連接，真空泵4通過電源線與變頻器6連接，變頻器6、電磁膨脹閥12、重量傳感器7、溫度傳感器8和壓力傳感器9分別與PLC控制器10連接。重量傳感器7、溫度傳感器8和壓力傳感器9分別通過真空室5底端的通孔插入其內(nèi)部，并用密封膠填充縫隙密封。PLC控制器10通過通訊電纜與計(jì)算機(jī)11連接。 本發(fā)明的工作過程及原理如下
①將食品放入真空室內(nèi)的重量傳感器7上，將溫度傳感器8的測(cè)溫端插入食品心部；
②接通各路電源，打開電子計(jì)算機(jī)11，通過PLC控制器10控制軟件開啟制冷機(jī)組；③當(dāng)蒸發(fā)器2的蒸發(fā)盤管溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，變頻器6在PLC控制器10的控制下自動(dòng)開啟，并依照指定的真空室壓力與輸出功率之間的關(guān)系式將相應(yīng)的功率輸送給真空泵4，使其運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，電磁膨脹閥12在PLC控制器10的控制下依照指定的真空室5壓力與蒸發(fā)器2溫度之間的關(guān)系式將閥門的開度調(diào)整到相應(yīng)值，使蒸發(fā)盤管的溫度達(dá)到預(yù)期值； ④當(dāng)食品的中心溫度達(dá)到設(shè)定值的時(shí)候，PLC控制器10強(qiáng)制將變頻器6及制冷機(jī)組的電源斷開，此次實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種雙變頻真空預(yù)冷機(jī)，包括由壓縮機(jī)(I)、蒸發(fā)器(2)、電磁膨脹閥(12)及冷凝器(13)組成的制冷系統(tǒng)；由蒸發(fā)器(2)、干燥箱(3)、真空泵(4)、變頻器(6)及真空室(5)組成的真空系統(tǒng)；由重量傳感器(7)、溫度傳感器(8)及壓力傳感器(9)組成的采集系統(tǒng)；由PLC控制器(10)及電子計(jì)算機(jī)(11)組成的控制系統(tǒng)；其特征在于所述蒸發(fā)器(2)的底端通過真空管道與真空室(5 )的底端連接，蒸發(fā)器(2 )的頂端通過真空管道與干燥室(3 ) —端相連，干燥室(3)另一端通過真空管道與真空泵(4)連接，真空泵(4)通過電源線與變頻器(6)連接；所述變頻器(6)、電磁膨脹閥(12)、重量傳感器(7)、溫度傳感器(8)和壓力傳感器(9)分別與PLC控制器(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙變頻真空預(yù)冷機(jī)，其特征在于所述重量傳感器(7)、溫度傳感器(8 )和壓力傳感器(9 )分別通過真空室(5 )底端的通孔插入其內(nèi)部，并用密封膠填充縫隙密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙變頻真空預(yù)冷機(jī)，其特征在于所述PLC控制器(10)通過通訊電纜與計(jì)算機(jī)(11)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙變頻真空預(yù)冷機(jī)，包括制冷系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，采集系統(tǒng)，控制系統(tǒng)；制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器底端通過真空管道與真空室的底端連接，蒸發(fā)器的頂端通過真空管道與干燥室一端相連，干燥室另一端通過真空管道與真空泵連接，真空泵通過電源線與變頻器連接；變頻器、電磁膨脹閥、重量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器分別與PLC控制器連接。本發(fā)明的蒸發(fā)溫度通過電磁膨脹閥實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，真空泵抽速通過變頻器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，電磁膨脹閥及變頻器均由PLC控制器控制，而控制信號(hào)源則是壓力傳感器測(cè)到的實(shí)際真空室壓力?？梢允拐婵毡玫某樗俸屠溱鍦囟入S著真空室壓力的變化而隨時(shí)按照預(yù)設(shè)公式變化，以便探索出各種食品的最佳動(dòng)態(tài)真空冷卻工藝參數(shù)。
文檔編號(hào)A23L3/36GK102640970SQ20121013336
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者劉寶林, 夏全剛, 宋曉燕, 陶鵬舉 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)