专利名称：自保护快速启闭式超高压食品加工容器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及食品加工机械领域，尤其涉及一种自保护快速启闭式超高压食品加工容器。
背景技术：
超高压食品加工就是将食品放入压媒(如水等)中，使用100MPa以上的压力，在常温或较低温度下对食品保持一定的作用时间，从而达到灭菌、延长保质期的目的。经超高压处理后的食品在完成杀菌的同时，不但能较好地保持原有的营养成分，而且加工后的食品口感佳、色泽鲜艳、品质均匀、保质期延长。由于在常温下杀菌，超高压食品加工过程的能耗也较传统的热加工工艺有着很大程度地降低。超高压食品加工在节能、防二次污染、食品安全等方面具有显著的优点，是食品加工的高新技术。
超高压食品加工过程可以分为两种方法一种是连续加工，即用超高压泵将食品送入超高压容器中进行加压处理，该方法适用于果汁等液态食品；另一种是间歇加工，即将事先处理好的食品进行软包装，然后放入超高压容器内，再进行加压处理，该方法适用于固态食品。
超高压食品加工装置主要由食品加工容器、压力系统和控制系统三部分组成。间歇操作的食品加工容器，频繁受到超高压脉动载荷的作用，应力水平高，有可能发生疲劳破坏等事故。超高压力下液体的压缩性明显提高，例如在1000MPa时水的压缩率接近20％，故超高压食品加工容器储存的能量大，一旦发生破坏事故，将造成重大损失。因此，研制高效安全的食品加工容器是超高压食品加工技术走向实用化的关键。
目前，超高压食品加工容器通常采用单层筒体和绕丝筒体。单层筒体壁厚，在超高压下有可能发生横向断裂、轴向开裂等事故(见郑津洋，陈志平编著.特殊压力容器.北京化学工业出版社，1997，P30)，缺乏自保护功能。绕丝筒体不能承受轴向力，需要采用承压框架。但框架的成本高，同时还需要专门的绕丝机构。而且在启闭时需将容器移出框架，因而操作效率低。近年来出现了小型内、外筒双层结构超高压食品加工装置，它采用了内部加压的方式，即通过液压缸和活塞加压，无需高压泵及高压配管。但这种食品加工容器容积会随着压力增大而减小，利用率低，且容器与活塞之间为动密封，易磨损，只适用于高压力小容量研究开发。
中国专利ZL02290930.3提供了一种食品超高压灭菌保鲜用等静压机。该装置中加压油缸和工作油缸都置于承压框架内，加压油缸与框架上梁的下端面相固定，工作缸放置在可移动的滑板上；加压油缸内有活塞，通过活塞的运动进行加压。这种结构由于采用了框架式，因而总体比较笨重，成本高，同时在启闭容器时须将工作缸移出框架，操作效率低。中国专利ZL03258266.8提供的一体化超高压生物处理设备是将超高压发生器和超高压加载器连成一体，利用活塞杆的机械运动施压。其密封部件因经常运动易磨损，同时通过活塞运动加压时容器容积会随压力增大而减小，利用率低。中国专利ZL94221913.9提供了一种快装快拆小型超高压食品加压装置，其通过上螺纹端盖上的外花键螺纹相对筒体上端内螺纹花键套转动45°以实现快装快拆的目的。这种结构在一定程度上能实现快速启闭的要求，但该结构采用双层缩套筒体从而限制了容器的长度。中国专利ZL90222175.2提供了自保护超高压容器，它有一个由中、高强度钢制成的厚内筒，在其外表面交错缠绕扁平钢带层，即使内筒产生裂纹，亦能有效地防止低应力脆断或爆炸，但该结构未涉及快开装置。中国专利ZL98244807.4提供了一种超声超高压食品加工装置，它是在超高压食品加工容器上加装超声振动系统——超声电源和振动元件，通过高频振动和超高压力的共同作用对食品进行加工处理。中国ZL03266255.6提供的加温超高压食品处理装置是在已有的超高压食品处理装置的容器外部加装一个电加温水箱，使超高压容器内的液体压力介质升温，在高于常温的热和超高压的双重作用下对食品进行加工处理。这两种实用新型都是仅对现有超高压食品加工容器外加附件的一些改进，并没有涉及到容器本身的结构设计。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种启闭快速、具有自保护功能，且制造简单、操作方便、加工效率高、使用安全的自保护快速启闭式超高压食品加工容器。
它具有内筒10，在内筒10外壁设有钢带层9，在内筒10上、下两端设有套环1，钢带层9与两端套环1外设有筒体保护壳15。内筒10下端设有螺纹底盖2、底塞3，在底塞3上端面设置筛板8，底塞3中心开有进液孔。内筒10上端设有顶塞11、齿盖12，并用垫圈13、螺母14连接定位。容器两端均采用O形圈5加三角垫4组合密封结构，并通过托板6和不锈钢螺钉7固定。
本实用新型可以实现超高压食品加工中频繁启闭的要求，具有结构合理、制造简单、生产效率高、操作方便和使用安全等优点。
图1是快速启闭自保护式超高压食品加工容器结构示意图，图中套环1、螺纹底盖2、底塞3、三角垫4、O形圈5、托板6、不锈钢螺钉7、筛板8、钢带层9、内筒10、顶塞11、齿盖12、垫圈13、螺母14、筒体保护壳15；图2是快速启闭自保护式超高压食品加工容器结构俯视图。
具体实施方式
如图1所示，自保护快速启闭式超高压食品加工容器具有内筒10，在内筒10外壁设有钢带层9，在内筒10上、下两端设有套环1，钢带层9与两端套环1外设有筒体保护壳15。内筒10下端设有螺纹底盖2、底塞3，在底塞3上端面安置筛板8，底塞3中心开有进液孔。内筒10上端设有顶塞11、齿盖12，并用垫圈13、螺母14连接。容器两端均采用O形圈5加三角垫4的密封结构，并通过托板6和不锈钢螺钉7固定。
容器内筒采用整体锻造式单层厚壁圆筒。容器顶部由于经常开启，采用了齿啮式快开结构，即在内筒上端部和齿盖圆周方向加工相同数量的齿，依靠齿的相互啮合来承受轴向力。齿盖和顶塞相互分离，通过螺母连接定位以保证启闭时齿盖可相对于顶塞自由转动。在内筒和齿盖的啮合齿根部均采用大圆角半径卸载槽来降低应力峰值，提高容器的疲劳寿命。容器底部采用带锯齿形螺纹的螺纹底盖承受内压产生的轴向力。螺纹底盖上端成凹槽结构，降低螺纹底盖的刚度，使其最大受压点下移，利用螺纹底盖上部受拉且富于弹性使螺纹受力均匀，提高螺纹的疲劳强度。
只要将齿盖相对于筒体上的啮合齿转动一个角度，就可以方便快捷地实现容器的启闭。由于齿盖和顶塞相互分离，在转动齿盖时并不会带动顶塞的转动，从而避免密封件的磨损。容器筒体两端与套环之间采用过盈套合，这样可以加强容器端部，同时也改善了啮合齿和螺纹的受力状况。容器底部和顶部均采用O形圈加三角垫密封装置。错绕在内筒外侧的自保护扁平钢带层，可以吸收和缓释从容器端部或内筒裂纹中泄漏释放的能量，减小容器破坏时的危害，达到自保护目的。
螺纹底盖2、底塞3、顶塞11和齿盖12均采用高强度钢锻件材料，套环1采用低合金钢，以方便套环与钢带之间焊接。为满足食品加工的卫生要求，螺纹底盖2、底塞3、顶塞11、齿盖12和内筒10等零件都需表面镀铬防锈，托板6、螺钉7、筛板8等内置零件都采用不锈钢材料。
权利要求1.一种自保护快速启闭式超高压食品加工容器，它包括内筒(10)、套环(1)、螺纹底盖(2)、齿盖(12)、顶塞(11)和钢带层(9)，其特征在于它在内筒(10)两端设有过盈配合的套环(1)，并在内筒(10)外侧设有自保护错绕钢带层(9)。
2.根据权利要求1所述的一种自保护快速启闭式超高压食品加工容器，其特征在于所述的齿盖(12)和内筒(10)上端圆周方向设有相同数量均布的啮合齿，齿盖(12)和内筒(10)上啮合齿根部设有大半径圆角卸载槽。
3.根据权利要求1所述的一种自保护快速启闭式超高压食品加工容器，其特征在于所述的齿盖(12)和顶塞(11)相互分离，然后通过垫圈(13)、螺母(14)连接定位作为一个整体部件，并保证在启闭时齿盖(12)可相对于顶塞(11)自由转动。
专利摘要本实用新型公开了一种自保护快速启闭式超高压食品加工容器。它具有内筒，在内筒下端设有螺纹底盖、底塞，底塞中心开有进液孔。内筒上端设有顶塞、齿盖，并用垫圈、螺母连接定位。筒体两端采用O形圈加三角垫的组合密封结构，并用托板和不锈钢螺钉固定。错绕在内筒外侧的钢带层与套合在内筒两端的套环相焊接，同时在钢带层与套环外设有筒体保护壳。内筒上端和齿盖圆周方向设有相同数量均布的齿，只要将齿盖相对于筒体上的啮合齿转动一个角度，就可以方便地实现容器的启闭。而内筒外侧错绕的钢带层可以吸收和缓释容器发生破坏时释放的能量，减少容器破坏产生的危害，实现自保护功能。本实用新型可以实现超高压食品加工中频繁启闭的要求，具有结构合理、制造简单等优点。
文档编号A23L3/015GK2829381SQ2005200142
公开日2006年10月25日 申请日期2005年8月19日 优先权日2005年8月19日
发明者郑津洋, 马歆, 蔺建成, 李忠, 张永, 许锐冰, 白笃, 张宝利, 孙国有, 陈虹港, 徐平, 杨凤花, 陈先民, 吴滨, 胡永平, 朱国辉, 黄载生 申请人:浙江大学, 内蒙古北方重工业集团民品研究院