流态冰冰晶制取装置
文献发布时间:2023-06-19 09:49:27
技术领域
本发明涉及农产品保鲜技术领域,具体地说是一种流态冰冰晶制取装置。
背景技术
预冷是对农产品进行快速冷却,是运输、贮藏或加工以前必不可少的环节,预冷操作必须在产地园艺产品采收后立即实施,迅速除去田间热,降低呼吸热,减缓园艺产品的呼吸强度,减少微生物的侵袭,防止园艺产品的腐烂,最大限度地保持园艺产品的新鲜品质。由于果蔬的成熟期一般在夏秋两季,环境温度相对较高,采摘的果蔬自身携带有大量的田间热,果蔬的温度较高,呼吸作用旺盛,在产品成分不断变化的同时,释放的呼吸热又使得果蔬品温度持续升高,较高的温度又促进呼吸作用,甚至失水腐烂而失去食用价值。预冷包括真空预冷、冷水预冷、冰预冷、冷库预冷及压差预冷等几种方式。
真空预冷是新鲜果蔬放在密闭的容器中,迅速抽出空气和水蒸汽,随着压力的持续降低,果蔬会因不断地、快速地蒸发水分而冷却。基本原理是水的蒸发温度与压力成正比的关系。真空预冷的缺点是:真空预冷设备造价非常高;仅仅是预冷库而不能作为储藏库,必须配套果蔬恒温贮藏库;只适用于叶菜类蔬菜,不适宜表面积较小的果菜类和根菜类蔬菜冷却。
水预冷是指以冷水作为冷媒,将装箱的果蔬,浸泡在流动的冷水中或采用冷水喷淋使果蔬降温的一种预冷方法。冷却水有低温水(一般在0-3℃左右)和自来水两种。为提高冷却效果,可以用制冷水或加冰的低温水处理。水冷却方法降温速度快、成本低,但要防止冷却水对果实的污染。其缺点是:产品淋湿后易携带细菌,导致病害发生和腐烂增加;必须配套恒温贮藏库。
在远离冷库或者短途运输的情况下,加冰预冷是保持产品新鲜度的有效方法。在运输容器中加入细碎的冰削,利用冰体融化吸热,降低产品温度。这种方法简便、易操作,冷却效果好,果蔬不易失水,适合与冰接触不会产生冷害的果蔬,对于长途运输来说,如果采用冰预冷,则需要在路程中增设加冰点,增加了初投资,另外冰融化之后,如果水不能长时间排出,则有可能造成果蔬腐烂。
冷库预冷是利用风机强制冷空气在果蔬包装箱之间循环流动,产品在冷空气的作用下进行冷却。冷库预冷是最普遍的预冷方式,预冷装置比较简单,但应保证冷风机有足够的风量和风压。同时,产品在循环风流场内的水分蒸发量很大,必要时需要给产品洒水,以保持表面一定的湿度。
差压预冷技术是在冷库预冷技术的基础上发展起来的。为了弥补冷藏库预冷速度慢、冷却不均匀等方面的不足,压差预冷是通过对两侧带有通风孔的包装箱进行特殊码垛,利用差压风机在包装箱的两侧造成压力差,使冷空气强制从包装箱内部通过,直接与箱内果蔬接触的强制对流换热冷却方式。
流态冰预冷是通过制冷机组过冷法或者刮削法制取动态冰浆,然后对果蔬进行浸泡、喷淋等方式进行冷却,因为水中携带大量的冰晶,可充分利用冰晶融化时的相变潜热,相对于真空预冷、冷水预冷、冰预冷、冷库预冷及压差预冷等几种方式冷却效率更高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流态冰冰晶制取装置,用于快速制取冰晶,以便于对果蔬采取流态冰预冷措施。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:流态冰冰晶制取装置,其特征是,它包括:
机箱,在机箱的底部设有底座;
转移单元,它包括水平设置的转移台、设置在转移台与机箱底部之间的支撑杆、设置在支撑杆与机箱底部之间的转移油缸;支撑杆与机架之间、支撑杆与转移台之间均铰接连接;
托举单元,它包括设置在转移台后侧的托举箱、活动设置在托举箱内的托板、设置在托举箱下方用于驱动托板上下移动的托举油缸,所述托举箱的上侧和前侧均敞口,托板位于最低位置时与位于最高位置的转移台平齐;
刮取单元,它包括刮取进给机构、刮取执行机构和清扫机构,刮取执行机构包括进给箱、设置在进给箱底部的刀架、设置在刀架上且沿刮取方向前后依次设置的第一至第三刮刀;进给箱在刮取进给机构的作用下左右移动;清扫机构包括固定在刀架上的辊架、转动安装在辊架上的清扫辊、设置在清扫辊外壁上的刷毛、驱动清扫辊转动的清扫电机。
进一步地,在转移台的顶部滑动安装有推板,在推板与转移台之间设有弹簧。
进一步地,在托板的前端的上表面内设有板槽,在板槽内铰接安装有挡板,在挡板与托板之间设有扭簧,在扭簧的作用下挡板处于竖直面内。
进一步地,第一刮刀的刀刃高于第二刮刀的刀刃,第二刮刀的刀刃高于第三刮刀的刀刃。
进一步地,第一至第三刮刀均为等间距设置的若干个。
进一步地,刮取进给机构包括设置在机箱顶部的壳体、转动安装在壳体内的丝杠、驱动丝杠转动的调节电机、与丝杠配合且与进给箱固定连接的丝杠螺母。
进一步地,清扫电机输出端与清扫辊的辊轴之间设有链传动机构。
进一步地,在进给箱的前端和后端分别设有护板,进给箱沿刮取方向移动的过程中护板与托举箱前后侧壁接触。
本发明的有益效果是:本发明提供的流态冰冰晶制取装置,可以实现对冰块的装载、刮取,在刮取冰晶的过程中,通过逐层刮取和间隔刮取,确保了刮取的冰晶具有较小的尺寸,有利于制作流态冰,且冰晶薄而软不会刺伤蔬菜。刮刀正反向移动的过程中,都可以实现冰晶刮取,制取效率高。
附图说明
图1为本发明的正面示意图;
图2为本发明内部结构示意图;
图3为转移单元的结构示意图;
图4为托举单元的正视图;
图5为托举箱的剖视图;
图6为冰块进入托举箱内的示意图之一;
图7为冰块进入托举箱内的示意图之二;
图8为冰块进入托举箱内的示意图之三;
图9为刮取进给机构的示意图;
图10为刮取执行机构的示意图;
图11为刮刀排布示意图;
图12为正向刮取时冰块上刮痕分布图;
图13为反向刮取时冰块上刮痕分布图;
图14为清扫机构正面示意图;
图15为清扫机构侧视图;
图16为储存桶的剖视图;
图中:1底座,2机箱,3转移台,31耳板,32支撑杆,33推板,34转移油缸,4托举箱,41缺口,42托板,43挡板,44托举油缸,5壳体,6进给电机,61丝杠,62支座,63丝杠螺母,7进给箱,71护板,72转轴,73调节电机,74主动齿轮,75从动齿轮,76第一刮刀,77第二刮刀,78第三刮刀,79刀架,8辊架,81清扫辊,82刷毛,83辊轴,84链传动机构,85清扫电机,9冰块,10正向刮痕,11反向刮痕,12储存桶,121内桶,122保温层。
具体实施方式
如图1至图16所示,本发明主要包括机箱2、转移单元、托举单元和刮取单元,下面结合附图对本发明进行详细描述。
如图1、图2所示,底座1为本发明的基础部件,在底座上固定有机箱2,底座的设置可以实现机箱与地面之间的隔离,避免地面与机箱之间的直接接触导致的热传导。在机箱的前端设有转移单元,转移单元的作用是将位于低处(地面)的冰块转移至机箱内的托举单元上。
如图2、图3所示,转移单元包括水平设置的转移台3、与转移台底部铰接连接的两对支撑杆32、设置在后侧的两根支撑杆与机箱之间的转移油缸34,在机箱上、转移台底部均设有用于与支撑杆铰接连接的耳板31。转移台、支撑杆和机箱之间形成平行四边形连杆机构,在转移油缸的驱动下可以驱使转移台进出机箱,且转移台可以在后上方和前下方之间来回移动。在转移台的顶部设有推板33,推板与转移台之间滑动连接,推板的底部固定有滑块,滑块与转移台滑动连接,为此,在转移台上表面内设有与滑块滑动连接的滑槽,在滑槽内壁与滑块之间设有弹簧,用于推板的复位,推板初始位置为转移台前端。当需要将较重的冰块由机箱外部转移至机箱内侧时,将冰块放置在转移台上,启动转移油缸,转移台由前下方向后上方移动进而进入机箱内。
如图4所示,托举单元包括位于最高位置的转移台后侧的托举箱4、活动设置在托举箱内的托板42、设置在托举箱下方并与托板固定连接驱动托板上下移动的托举油缸44,托举箱固定在机箱内,如图5所示,托举箱上部和前部均敞口,在托举箱的右侧壁设有缺口41。在托板的前端设有板槽,在板槽内铰接安装有挡板43,在挡板与托板之间设有扭簧,在扭簧的作用下挡板的自然状态为处于竖直面内、与托板垂直。托举箱下侧壁的上表面与最低位置的托板上表面平齐,推动推板将冰块由转移台推动至托板上,完成对冰块的装载。如图6所示,冰块进入托举箱内后,冰块与挡板接触进而挤压挡板使其由竖直状态变为倾斜状态;如图7所示,随着冰块不断进入托举箱内,冰块将挡板压平;如图8所示,当冰块越过挡板后,挡板在扭簧作用下复位。冰块限制在托举箱内,这样做可以避免在刮取冰晶时冰块从托板上掉落。托举油缸活塞杆伸出时,每动过一次驱动托板向上移动固定的高度(5-10mm),此时冰块的顶部与缺口对齐。
如图1所示,在机箱顶部固定有壳体5,在壳体和机箱之间设有刮取单元,通过刮取单元从冰块上逐步刮取冰晶。刮取单元包括刮取执行机构、刮取进给机构和清扫机构,如图10所示,刮取执行机构包括方形的进给箱7、转动设置在进给箱内的转轴72、固定在转轴上的从动齿轮75、固定在进给箱内的调节电机73、固定在调节电机输出端且与从动齿轮啮合的主动齿轮74、固定在转轴底部且置于进给箱下方的刀架79、固定在刀架底部的第一刮刀76和第二刮刀77和第三刮刀78,在调节电机的作用下可以驱动刀架在水平面内的旋转,且调节电机每动作一次,刀架转动180度。第一、第二和第三刮刀的结构形状均相同,区别在于第一刮刀的刀刃高于第二刮刀的刀刃,第二刮刀的刀刃高于第三刮刀的刀刃,且第一、第二和第三刮刀自前向后(该前后是以刮取冰晶时的移动方向而言的)依次设置,这样在一次进给过程中可以依次刮取三个不同深度层次的冰晶(第一刮刀先刮取最上层的冰晶,第二刮刀再刮取中间的冰晶,第三刮刀最后刮取最下层的冰晶)。如图11所示,第一、第二和第三刮刀均为等间距设置的若干个。初始位置时,进给箱位于冰块的右侧,进给箱自右向左为正向刮取,自左向右为反向刮取;当进给箱自右向左移动到终点后,调节电机动作使得刀架旋转180度,此时第一、第二和第三刮刀再次朝向冰块,此后进给箱自左向右移动,这样在双向移动的过程中均可以对冰块起到刮取的作用。在进给箱的前端和后端均设有护板71,托举箱置于前后两护板之间,且托举箱与护板接触。护板的设置,可以避免刮取下来的冰晶向托举箱后侧和前侧崩落。
如图12所示,进给箱正向移动时,第一至第三刮刀在冰块上留下等间距设置的正向刮痕10;进给箱反向移动时,第一至第三刮刀在冰块上留下等间距设置的反向刮痕11;反向刮痕位于等间距设置的两条正向刮痕之间。这样,正向、反向刮取冰晶时,均可以从不同深度刮取冰晶,且正向、反向刮取冰晶为一个周期,在该周期内可以对某一深度范围的冰从冰块上刮取下来得到冰晶。进给箱运动一个周期后,托举油缸动作一次,将冰块抬高一次,以便于下个周期的冰晶刮取。
为驱动进给箱的自右向左移动和自左向右移动,如图9所示,包括固定在壳体内的进给电机6和支座62、设置在两支座之间的丝杠61、与丝杠配合的两个丝杠螺母63,丝杠螺母与进给箱顶部固定连接。进给电机正反向动作,实现进给箱的正反向刮取冰晶。
为将刮取下来的冰晶进行清扫,在刀架上还设有清扫机构,如图14、图15所示,清扫机构包括固定在刀架上的辊架8、转动安装在辊架下部的清扫辊81、设置在清扫辊表面的刷毛82、固定在辊架上的清扫电机85、设置在顶清扫电机输出端与清扫辊的辊轴83之间的链传动机构84。在清扫电机的作用下,可以驱动清扫辊的旋转,当刷毛与冰块上的冰晶接触后,便可以拨动冰晶移动,进而将冰晶从冰块上扫除。
如图2所示,在托举箱的左侧和右侧均设有储存桶12,如图16所示,在储存桶的内侧设有内桶121,在内桶与储存桶的内壁之间设有保温层122,刷毛清扫下来的冰晶直接落在内桶中。
对托举箱内的冰块进行刮取时,留下1-2cm的冰块不再进行刮取,而是直接加入储存桶内。在利用第一至第三刮刀刮取冰晶的过程中,难免有部分冰因摩擦而融化成水。这部分水可以收集至储存桶的内桶中,以备使用。整块冰块刮取完成后,转移单元、托举单元和刮取单元复位,以备再次使用。
本发明可以实现对冰块的装载、刮取,在刮取冰晶的过程中,通过逐层刮取和间隔刮取,确保了刮取的冰晶具有较小的尺寸,有利于制作流态冰,且冰晶薄而软不会刺伤蔬菜。刮刀正反向移动的过程中,都可以实现冰晶刮取,制取效率高。
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