一种即烹预制菜的急速冷冻装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及预制菜加工技术领域，特别涉及一种即烹预制菜的急速冷冻装置及其使用方法。

背景技术

预制菜是先将菜品制作完成后然后速冻或者真空保存，使用时只需加热即可供食用，由于使用方式便捷高效，现有的部分饭店和速食用店均会采用预制菜以提升出餐速度并节省人工成本，在利用液氮速冻柜对预制菜进行速冻处理时，由于液氮速冻柜的容积固定，在对大量预制菜进行批量处理的过程中，则需要反复向液氮速冻柜内装卸物料，导致加工效率受限，针对此问题，可提出一种预制菜生产用急速冷冻装置，实现对大量预制菜进行连续速冻处理的效果。

公开号为CN114992940A的一种预制菜生产用急速冷冻装置，通过第一皮带和第二皮带在箱体的中部共同向上转动形成向上移动的磁场，通过预制菜在磁场中移动降低其下降速度，同时第一皮带和第二皮带可将液氮向上转移，对预制菜进行快速冷冻，预制菜不需要使用容器装载，易于脱模，在冷冻过程中不与设备接触，卫生条件好，易于清理。

上述技术方案通过皮带传输的方式对预制菜进行输送，虽然可以实现预制菜的连续速冻处理，但是，预制菜在经过皮带的过程中可能会有部分汤汁残留在皮带的表面，容易造成多种预制菜串味的情况出现，而且，液氮在对预制菜冷冻后，部分低温氮气跟随皮带直接排出，使得附近的工作人员被冻伤，存在安全隐患。

因此，发明一种即烹预制菜的急速冷冻装置及其使用方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即烹预制菜的急速冷冻装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种即烹预制菜的急速冷冻装置，包括支撑组件、输送带、冷冻组件、导气组件以及清洗组件，所述输送带设置于支撑组件的内侧中部，所述冷冻组件设置于支撑组件的顶端中部，所述导气组件设置于支撑组件的外侧，所述清洗组件设置于支撑组件的内部。

所述导气组件包括导气管，所述导气管底部连通有进气管，所述进气管的一端设置有固定管，所述固定管内固定装配有插管，所述进气管内固定装配有进气嘴，所述固定管底部均匀设置有和输送带对应的喷嘴。

所述进气嘴包括固定在进气管内侧底部的定板，所述进气管内顶部铰接装配有活动板，所述活动板的底部固定装配有衔铁板，所述定板的顶部固定装配有电磁铁板，所述电磁铁板和衔铁板之间固定连接有复位弹簧。

所述清洗组件包括冷凝罩，所述冷凝罩的上表面贯穿设置有多个导热板，所述导热板的顶端固定设置有多个导热翅片。

优选的，所述支撑组件包括支撑架，所述输送带设置于支撑架的内部，所述支撑架的两侧顶端均贯穿设置有多个方形槽，所述支撑架的底端中部固定设置有导流罩，所述导流罩的底端两侧均贯穿设置有排废管。

优选的，所述导气管设置为“L”形结构，且导气管的顶端贯穿设置于方形槽的内部，所述进气管的一端贯穿设置于支撑架的外侧壁底端，所述固定管设置于支撑架的内部，且固定管贯穿设置于输送带的中部，所述插管设置于固定管的内部。

优选的，所述进气管的中部设置有混合腔，所述混合腔的顶端贯穿设置有连通槽，且连通槽延伸至导气管的底端，所述进气嘴设置在混合腔内，所述进气嘴设置为中空的锥形结构，所述进气嘴的一端固定设置有进气罩，且进气罩固定设置于进气管的一端，所述进气罩的外侧壁贯穿设置有送风扇。

优选的，所述固定管的内侧中部固定设置有隔板，所述固定管的内侧壁顶端固定设置有导气块，且导气块的两端均设置为弧形结构，所述导气块的下表面贯穿设置有弧形结构的导气槽，且导气槽与喷嘴相对应。

优选的，所述冷凝罩贯穿设置于支撑架的中部，所述冷凝罩的下表面中部贯穿设置有通槽，所述通槽的内部设置有导流板，且导流板的中部贯穿设置有多个通孔。

优选的，所述导热翅片设置为“十”形结构，且导热翅片设置于冷凝罩的上方，所述导热板的底端固定设置有两组“＜”结构的冷凝翅片，两组所述冷凝翅片呈对称设置，且两组冷凝翅片均设置于冷凝罩的内部。

优选的，所述冷冻组件包括固定罩，所述固定罩固定设置于支撑架的顶端中部，所述固定罩的中部环绕设置有多个液氮导管，所述液氮导管的底端固定设置有多个液氮喷头，且液氮喷头设置于固定罩的内部，所述液氮导管的顶端中部固定设置有送料管。

优选的，所述固定罩的两端均固定设置有过渡罩，且过渡罩的顶端设置为倾斜结构，所述过渡罩的下表面两端分别通过销轴活动设置有内衬板和外衬板，所述过渡罩的上表面贯穿设置有多个倾斜结构的排气孔。

一种即烹预制菜的急速冷冻装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、设备预冷，启动设备，将液氮通过冷冻组件输送至输送带的上表面，使得输送带的上表面温度降低，同时，导气组件将多余的低温氮气与空气混合后输送至输送带的下表面，通过气流对输送带的下表面进行清理；

步骤二、放料，将加工完成的预制菜及其包装放置在输送带的上表面，使得输送带带动预制菜运动；

步骤三、冷冻，预制菜跟随输送带运动至冷冻组件的下方，冷冻组件将液氮喷洒至预制菜表面，液氮快速气化吸收预制菜的热量，以达到快速冷冻的效果；

步骤四、下料，冷冻完成的预制菜跟随传送带被输送至装置外侧，并自由下落至收料区。

本发明的技术效果和优点：

1.本发明通过设置支撑组件，支撑组件的内部设置有用于输送预制菜的输送带，通过在支撑组件的上方设置冷冻组件，冷冻组件可以通过喷洒液氮的方式实现对预制菜的快速冷冻，通过在支撑组件的两侧设置导气组件，导气组件可以将残留的低温氮气与空气混合后输送至输送带的下表面，使得输送带下表面残留的预制菜汤汁被清理，从而避免了预制菜串味，同时，用于清理传输带的气体温度较低，可以保证输送带始终保持低温状态，以便于对预制菜进行连续冷冻处理。

2.本发明通过设置支撑组件，支撑组件的内部设置有清洗组件，清洗组件包括冷凝罩，冷凝罩内设置有导热板，导热板可以实现冷凝罩与冷冻组件之间的热交换，当外界的空气进入冷凝罩后，空气中的水蒸气在导热板的表面凝结并滴落，水滴落在输送带的下表面，可以起到辅助清理输送带的作用。

3.本发明通过设置冷冻组件，冷冻组件包括固定罩，预制菜可以在固定罩内完成冷冻处理，通过在固定罩的两端设置过渡罩，预制菜在进出冷冻组件的过程中会带出部分低温氮气，而低温氮气可以被过渡罩分隔，并经过过渡罩顶端的排气孔排出，以实现对低温氮气的引导排出，一定程度上降低附近工人受到低温氮气冻伤的风险。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明支撑组件结构仰视示意图。

图3为本发明支撑板结构示意图。

图4为本发明固定管结构示意图。

图5为本发明固定管结构剖视示意图。

图6为本发明冷凝罩结构示意图。

图7为本发明导热板结构示意图。

图8为本发明导气管结构示意图。

图9为本发明导气管结构剖视示意图。

图10为本发明冷冻组件结构仰视示意图。

图11为本发明冷冻组件结构示意图。

图12为本发明整体结构内部气体流动轨迹图。

图13为本发明A部放大结构示意图。

图中：1、支撑组件；2、输送带；3、冷冻组件；4、导气组件；5、清洗组件；101、支撑架；102、方形槽；103、导流罩；104、排废管；301、固定罩；302、液氮导管；303、液氮喷头；304、送料管；305、过渡罩；306、内衬板；307、外衬板；308、排气孔；401、导气管；402、进气管；403、固定管；404、插管；405、混合腔；406、连通槽；407、进气嘴；4071、定板；4072、活动板；4073、电磁铁板；4074、衔铁板；4075、复位弹簧；408、进气罩；409、送风扇；410、喷嘴；411、隔板；412、导气块；413、导气槽；501、冷凝罩；502、通槽；503、导流板；504、导热板；505、导热翅片；506、冷凝翅片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

本发明提供了如图1至图13所示的一种即烹预制菜的急速冷冻装置，包括支撑组件1、输送带2、冷冻组件3、导气组件4以及清洗组件5，输送带2设置于支撑组件1的内侧中部，冷冻组件3设置于支撑组件1的顶端中部，导气组件4设置于支撑组件1的外侧，清洗组件5设置于支撑组件1的内部，冷冻组件3上装配有控制器，能够控制整个装置的启闭动作。

冷冻组件3包括固定罩301，固定罩301固定设置于支撑架101的顶端中部，固定罩301的中部环绕设置有多个液氮导管302，液氮导管302的底端固定设置有多个液氮喷头303，且液氮喷头303设置于固定罩301的内部，液氮导管302的顶端中部固定设置有送料管304，送料管304可以实现液氮的输送。

固定罩301的两端均固定设置有过渡罩305，且过渡罩305的顶端设置为倾斜结构，过渡罩305的下表面两端分别通过销轴活动设置有内衬板306和外衬板307，内衬板306和外衬板307均可以起到阻挡低温氮气的作用，以避免低温氮气直接跟随预制菜排出，过渡罩305的上表面贯穿设置有多个倾斜结构的排气孔308，排气孔308可以将过渡罩305内的低温氮气引导排出。

支撑组件1包括支撑架101，输送带2设置于支撑架101的内部，支撑架101的两侧顶端均贯穿设置有多个方形槽102，支撑架101的底端中部固定设置有导流罩103，导流罩103的底端两侧均贯穿设置有排废管104。

导气组件4包括导气管401，导气管401底部连通有进气管402，进气管402的一端设置有固定管403，固定管403内固定装配有插管404，进气管402与固定管403之间通过插管404插接连接，以便于对进气管402和固定管403进行拆解清理，进气管402内固定装配有进气嘴407，固定管403底部均匀设置有和输送带2对应的喷嘴410。

导气管401设置为“L”形结构，且导气管401的顶端贯穿设置于方形槽102的内部，进气管402的一端贯穿设置于支撑架101的外侧壁底端，固定管403设置于支撑架101的内部，且固定管403贯穿设置于输送带2的中部，插管404设置于固定管403的内部。

进气管402的中部设置有混合腔405，混合腔405的顶端贯穿设置有连通槽406，且连通槽406延伸至导气管401的底端，进气嘴407设置在混合腔405内，进气嘴407设置为中空的锥形结构，进气嘴407设置为中空的锥形结构，进气嘴407的锥形结构与混合腔405配合可以组成文氏管结构，以便于将低温氮气通过导气管401抽取至进气管402中。

进气嘴407的一端固定设置有进气罩408，且进气罩408固定设置于进气管402的一端，进气罩408的外侧壁贯穿设置有送风扇409，送风扇409可以将外界的空气抽取并输送至进气罩408内。

固定管403的内侧中部固定设置有隔板411，固定管403的内侧壁顶端固定设置有导气块412，且导气块412的两端均设置为弧形结构，弧形结构的设置方便了混合气体进入固定管403内，导气块412的下表面贯穿设置有弧形结构的导气槽413，且导气槽413与喷嘴410相对应，导气槽413的设置使得混合气体可以被引导至多个喷嘴410的上方。

清洗组件5包括冷凝罩501，冷凝罩501的上表面贯穿设置有多个导热板504，导热板504的顶端固定设置有多个导热翅片505，导热板504可以实现冷凝罩501与固定罩301内的热交换，使得冷凝罩501内部同样处于低温状态。

冷凝罩501贯穿设置于支撑架101的中部，冷凝罩501的下表面中部贯穿设置有通槽502，通槽502的内部设置有导流板503，导流板403可以对滴落的水滴进行引导，以保证水滴可以落在输送带2的表面，且导流板503的中部贯穿设置有多个通孔。

导热翅片505设置为“十”形结构，且导热翅片505设置于冷凝罩501的上方，“十”形结构的设置可以提升导热翅片505与低温氮气的接触面积，从而达到提升导热效果的作用，导热板504的底端固定设置有两组“＜”结构的冷凝翅片506，两组冷凝翅片506呈对称设置，且两组冷凝翅片506均设置于冷凝罩501的内部，“＜”形结构的设置使得空气可以沿着冷凝翅片506的表面运动，同时也提升了冷凝翅片506与空气的接触面积，使得更多的水蒸气可以凝结。

综上所述，本装置在使用时，预制菜可以跟随输送带2进入冷冻组件3的内部，冷冻组件3可以通过喷洒液氮的方式对预制菜进行快速冷冻，在此过程中，多余的低温氮气可以通过导气组件4被引导至输送带2的下表面，低温氮气和空气混合后被输送至输送带2的下表面，由于空气带有一定的初速度，因此低温氮气与空气混合后以气流的形式喷射至输送带2的下表面，以实现对输送带2的清理，从而避免了输送带2上残留的预制菜造成后续预制菜串味的情况出现，同时，清洗组件5可以通过热传递的方式将冷冻组件3的低温环境引导至其内部，外界环境空气中的水蒸气在进入清洗组件5后因低温效果出现凝结，凝结的水滴可以落在输送带2的下表面，以达到辅助清洗的作用。

冷冻组件3在对预制菜进行快速冷冻时，将液氮通过送料管304和液氮导管302输送至液氮喷头303，液氮喷头303将液氮喷洒至输送带2上的预制菜表面，液氮在喷出后快速气化，在此过程中吸收大量的热，以达到对预制菜快速冷冻的效果。

导气组件4在利用低温氮气对输送带2进行清理时，进气罩408内的送风扇409可以将外界的空气输送至进气嘴407内，由于进气嘴407设置为锥形结构，因此空气在经过进气嘴407后流速提升，当高速的空气进入混合腔405时，混合腔405内发生文丘里效应，进气嘴407外侧的低温氮气被高速的空气带动朝着固定管403运动，混合气体在固定管403的引导作用下通过喷嘴410被喷射至输送带2的下表面，以实现对输送带2的清理。

同时，外界的空气在进入清洗组件5后，空气进入冷凝罩501内，此时空气中的水蒸气与冷凝翅片506接触，冷凝翅片506通过导热板504和导热翅片505与冷冻组件3内的低温氮气发生热交换，以实现对空气和水蒸气的降温，从而使得水蒸气凝结为水滴，水滴自由下落可以落在输送带2上，并被导气组件4喷出的气流吹散，以达到辅助清理的作用。

第二实施例

在第一实施例工作时，通过清洗组件5工作时的冷凝水珠起到对输送带2背面浸润的作用，而后通过导气组件4的鼓吹作用配合水珠实现对输送带2的背面清理的作用，但是由于进气嘴407的进气量固定，这就导致进气管402导入到进气嘴407外侧的低温氮气的流速固定，且使得导入到固定管403内的气体量无法发生变化，这样气体通过喷嘴410被喷射至输送带2的下表面时的速度就相对固定，这样对于输送带2底部的清理能力有限，当输送带2上的汤汁量增加时，导气组件4无法及时对输送带2上的汤汁进行清理，基于此，本申请文件提出了以下改进方案：

请参阅图9和图13，进气嘴407包括固定在进气管402内侧底部的定板4071，进气管402内顶部铰接装配有活动板4072，活动板4072的底部固定装配有衔铁板4074，定板4071的顶部固定装配有电磁铁板4073，电磁铁板4073和衔铁板4074之间固定连接有复位弹簧4075。

导气组件4在利用低温氮气对输送带2进行清理时，进气罩408内的送风扇409可以将外界的空气输送至进气嘴407内，由于进气嘴407设置为锥形结构，因此空气在经过进气嘴407后流速提升，进气嘴407外侧的低温氮气被高速的空气带动朝着固定管403运动，在此过程中低温氮气与空气混合，使得混合气体的温度降低，混合气体在固定管403的引导作用下通过喷嘴410被喷射至输送带2的下表面，以实现对输送带2的清理。

实际使用时，随着送风扇409的工作，能够带动导气管401内的低温氮气的流动，而流动的低温氮气会对活动板4072产生冲击力而促使复位弹簧4075发生压缩，这样活动板4072和插管404之间开口会变大，这样能够增加气体流入到固定管403内的气体量，同时随着活动板4072的转动能够减小定板4071和活动板4072之间的开口大小，能够在送风扇409转速一定的前提下提高空气导入到固定管403内的气体流速，从而在进气嘴407工作时，能够引起导气管401内的气体流动，继而通过气流对活动板4072的挤压作用实现对导入固定管403内气体流速的自适应调整，这样能够促使在送风扇409工作时，能够达到送风的自平衡调节，从而能够对从喷嘴410喷射出的气体速度进行调整，通过气体的流速变化来提高对输送带2上残留物的清理作用。

值得说明的是，当导入到导气组件4内的低温氮气量增加时，从输送带2上流动的多余的低温氮气量增加，此时装置外部的空气就会基于空气的流动而从清洗组件5流窜至装置内，随着外界空气量的增加，空气在冷凝翅片506上的冷凝量会增加，这就能够增加被清洗组件5冷凝的水滴量，从而便于利用水滴对下方的输送带2上的残留物进行稀释，配合上导气组件4的使用能够对输送带2上的残留物进行清理。

需要注意的是，送风扇409的转速不同，则活动板4072的转动角度则会随之变化，此时导入到固定管403内的气体量也会随之变化，而从喷嘴410喷出的气体流速也会变化，而喷嘴410喷出的气体流速变化能够直接决定对输送带2的清洗能力，送风扇409的转速一定，这样通过其带来的空气流速所动作的活动板4072就会处于动平衡状态，即导入到固定管403并从喷嘴410喷出的气体流速处于相对固定的状态，此时复位弹簧4075的压缩量能够直观表示导入到导气管401内的气体流速，并且在此状态下，清洗组件5上的水蒸气冷凝量达到最大，这样在实际使用中，通过清洗组件5冷凝的水会持续滴落在输送带2上，对汤汁的稀释能力达到最大，能够防止汤汁在输送带2上发生凝结的情况。

当输送带2上的汤汁量增加时，此时控制器会增加送风扇409的转速来提高送风量来提高对输送带2的清洗能力，直到送风扇409的转速达到最大，此时控制器能够基于汤汁的量来实时调控送风扇409的转速，来提高对输送带2的清洁能力。

当送风扇409转速达到最大时，从喷嘴410喷出的气体流速就不再变化，此时，随着汤汁量的增加，控制器控制电磁铁板4073得电，此时能够促使电磁铁板4073对衔铁板4074产生磁吸力，继而能够促使复位弹簧4075再次发生压缩，随着复位弹簧4075的压缩量的增加，导入到固定管403内的气流流速会逐渐变大，而从导气管401导入到固定管403内的低温氮气量也会增加，继而通过电磁铁板4073对衔铁板4074的磁吸力来增加从喷嘴410喷出的气体流速，通过气体流速的增加能够提高对稀释过汤汁的鼓吹清理能力，从而提高对输送带2上汤汁的清洁效果。

值得说明的是，在电磁铁板4073对衔铁板4074产生吸力的过程中，导气管401内的空气流速也在逐步增加，这样气体流动能够持续对活动板4072进行挤压，这样在电磁铁板4073带动活动板4072转动的过程中，刨除复位弹簧4075在电磁铁板4073对活动板4072磁吸力作用下而发生的压缩形变量，复位弹簧4075依然会基于导气管401内空气流速的增大而发生位移变化，因此复位弹簧4075实际的压缩位移量是大于复位弹簧4075在电磁铁板4073对活动板4072磁吸力作用下而发生的压缩形变量的，因此控制器能够持续增加导入到电磁铁板4073内的电流量来增加导气管401内的空气流通速度，直到复位弹簧4075的实际位移量和复位弹簧4075在电磁铁板4073对活动板4072磁吸力作用下而发生的压缩形变量相同，此时表明导气管401内的空气流速达到最大且不再发生变化，此时导气组件4对输送带2的鼓吹清理能力达到最大，能够最大程度地适配汤汁外漏量大的清洁需求。

综上所述，基于汤汁外漏量实时对送风扇409的转速进行调整，以此来调整导气组件4对输送带2上的气体流速，继而改变对输送带2上汤汁的清理能力，并且空气流速增加时，外界导入到清洗组件5上的空气量就越多，因此在冷凝翅片506上的冷凝水集结量就变大，反过来间接地增加了汤汁的稀释能力，配合上导气组件4的使用能够对输送带2上的残留物进行清理，当导气组件4的气体鼓吹流速达到第一上限时，通过电磁铁板4073对衔铁板4074的磁吸力来增加从喷嘴410喷出的气体流速，能够进一步提高导气组件4在汤汁外漏量较多时的一个应对能力，通过气体流速的增加能够提高对稀释过汤汁的鼓吹清理能力，从而提高对输送带2上汤汁的清洁效果。

第三实施例

本发明还提供了一种即烹预制菜的急速冷冻装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、设备预冷，启动设备，将液氮通过冷冻组件3输送至输送带2的上表面，使得输送带2的上表面温度降低，同时，导气组件4将多余的低温氮气与空气混合后输送至输送带2的下表面，通过气流对输送带2的下表面进行清理；

步骤二、放料，将加工完成的预制菜及其包装放置在输送带2的上表面，使得输送带2带动预制菜运动；

步骤三、冷冻，预制菜跟随输送带2运动至冷冻组件3的下方，冷冻组件3将液氮喷洒至预制菜表面，液氮快速气化吸收预制菜的热量，以达到快速冷冻的效果；

步骤四、下料，冷冻完成的预制菜跟随传送带2被输送至装置外侧，并自由下落至收料区。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。