专利名称：扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在食品冷冻与冷藏加工技术中的浸渍冷冻技术所使用的浸 渍冷冻设备，具体涉及一种扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备。
背景技术：
目前食品工业上使用的浸渍冷冻设备的种类不多。A. G. Fikiin 等人(A. G. Fikiin. New method and fluidized water system for intensive chilling and freezing of fish. Food Control· Vol. 3，Nq 3，1992 :153-160) 提出以盐水为载冷剂的螺杆式鱼浸渍冷冻设备。除了螺杆式，浸渍冷冻设备还有圆筒式、连带式设备等。在这些浸渍冷冻设备中，圆筒式、连带式设备，存在物料的冷冻速率不均勻，设备 的结构与运行复杂，保温复杂热损失大等的缺点。对于螺旋旋转式浸渍冷冻设备，现有的设 备结构和运行操作简单，但非叶片式结构使载冷剂流动迟缓，故仍然存在物料冷冻速率不 均勻，载冷剂与物料之间传热速率不高等问题。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的物料的冷冻速率不均勻，设备的结构 与运行复杂，保温效果不好，载冷剂与物料之间传热速率不高等不足，提供扇形螺旋叶旋转 式浸渍冷冻设备。本实用新型的技术方案如下扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备，包括一个用于承载物料与载冷剂并进行冷冻过 程的圆筒，圆筒外壁覆盖有保温材料，圆筒左端设有载冷剂入口，圆筒左端设有溶液出口， 圆筒上方还设有与圆筒连通的物料供给托盘，圆筒的外部直接与支架相连，圆筒内部设有 螺旋杆，螺旋杆通过轴承与支架相连，在螺旋杆上间隔设置有多个螺旋叶片。上述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备中，所述螺旋叶片是圆心角为120° 170°的扇形。上述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备中，相邻两扇形叶片的顺时针起始半径线 所成的角为100° 140°。上述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备中，相邻两螺旋叶片在螺旋杆轴线方向上 的间距为20 40mm。上述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备中，每个螺旋叶片与螺旋杆轴线所成角度 为50° 80°上述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备中，所述载冷剂入口和溶液出口均位于圆 筒的底部。本实用新型与现有设备相比较的有益效果(1)本实用新型比连带式设备有更好的保温效果，设备结构与操作简单，而且从设备加工制作方面看，螺旋杆的螺旋叶扇形结构比其它结构更容易加工。(2)在非扇形螺旋旋转式浸渍冷冻设备中，载冷剂从圆筒的底部向出口进行流动， 每个螺旋空间被相邻的螺旋叶片封闭，因而载冷剂的流动通道已关闭，不利与传热。只有通 过螺旋叶片边界与圆筒内壁之间隙而流过，才能使物料冷冻的更均勻。由于螺旋杆扇形叶 片的结构造成载冷剂的开放屈曲流道，因而使载冷剂充分进行湍流流动。载冷剂的湍流程 度增强，也增大了雷诺数，则载冷剂与物料之间传热系数也增大。(3)改进螺旋杆的结构和载冷剂出入口的位置，让载冷剂从圆筒的底部向出口进 行流动，也加快了载冷剂与物料之间传热速率。
图1为本发明扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备的结构示意图。图2为载冷剂流动时扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备的截面示意图。图3为扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备螺旋杆和螺旋叶片布置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明，但本实用新型的实施和保护范 围不限于此。如图1，扇形螺旋旋转式浸渍冷冻设备，包括一个用于承载物料与载冷剂，以进行 冷冻过程的外覆保温材聊3的圆筒5，一个位于圆筒下方与圆筒相通的载冷剂入口 1与载冷 剂出口 6，一个位于圆筒上方通入圆筒的物料供给托盘2，以及位于圆筒内部的螺旋杆4，在 螺旋杆4上间隔设置有多个螺旋叶片7，圆筒在外部直接与支架相连，而螺旋杆通过轴承与 支架相连。为使物料冷冻速率均勻，同时采用简单的设备结构，有较高的传热速率，将螺杆式 鱼浸渍冷冻设备螺旋叶片设计圆心角f是120° 170°的扇形，相邻两扇形叶片的顺时针 起始半径线所成的角g为100° 140°，并以20 40mm的间隔距离e在轴承上依次排列。 改进后的直接浸渍冷冻设备的工作特征在于载冷剂对物料的相对流动形式。在直接浸渍冷 冻设备中载冷剂的轴向流速大于物料前进速度的情况之下，由于螺旋杆叶片的不连续结构 造成载冷剂的开放屈曲流道，因而使载冷剂充分进行湍流流动。并且随着螺杆的旋转，其流 动方向不断改变。载冷剂溶液的流动情况如图2所示。载冷剂的湍流程度越强，其雷诺数 越大，且载冷剂与物料之间传热系数越大。具体应用时，载冷剂先在制冷机中达到冷冻物料的所需温度而维持，然后从圆筒 下方与圆筒相通的载冷剂入口 1，进入到扇形螺旋旋转式浸渍冷冻设备，物料从位于圆筒上 方通入圆筒的物料供给托盘2进入到扇形螺旋旋转式浸渍冷冻设备，同时与载冷剂接触而 被冻结，随着位于圆筒内部的螺旋杆4逐渐向前推进，冻结完成的物料被推出扇形螺旋旋 转式浸渍冷冻设备，同时载冷剂从位于圆筒下方与圆筒相通的载冷剂出口 6流出扇形螺旋 旋转式浸渍冷冻设备，再进入制冷机中冷冻到设定温度再从载冷剂入口进入设备，从而不 断循环。本设备结构与操作简单，扇形叶片设计，使设备物料冷冻更均勻，物料与载冷剂之 间传热系数也增大。
权利要求扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备，包括一个用于承载物料与载冷剂并进行冷冻过程的圆筒(5)，圆筒(5)外壁覆盖有保温材料(3)，圆筒左端设有载冷剂入口(1)，圆筒左端设有溶液出口(6)，圆筒上方还设有与圆筒连通的物料供给托盘(2)，圆筒的外部直接与支架相连，其特征在于，圆筒内部设有螺旋杆(4)，螺旋杆(4)通过轴承与支架相连，在螺旋杆(4)上间隔设置有多个螺旋叶片。
2.根据权利要求1所述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备，其特征在于所述螺旋叶片 是圆心角为120° 170°的扇形。
3.根据权利要求2所述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备，其特征在于相邻两扇形叶 片的顺时针起始半径线所成的角为100° 140°。
4.根据权利要求3所述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备，其特征在于相邻两螺旋叶 片在螺旋杆(4)轴线方向上的间距为20 40mm。
5.根据权利要求4所述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备，其特征在于每个螺旋叶片 与螺旋杆(4)轴线所成角度为50° 80°。
6.根据权利要求1 5任一项所述的扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备，其特征在于所 述载冷剂入口(1)和溶液出口(6)均位于圆筒的底部。
专利摘要本实用新型公开了扇形螺旋叶旋转式浸渍冷冻设备，其包括一个用于承载物料与载冷剂并进行冷冻过程的圆筒(5)，圆筒(5)外壁覆盖有保温材料(3)，圆筒左端设有载冷剂入口(1)，圆筒左端设有溶液出口(6)，圆筒上方还设有与圆筒连通的物料供给托盘(2)，圆筒的外部直接与支架相连，其特征在于，圆筒内部设有螺旋杆(4)，螺旋杆(4)通过轴承与支架相连，在螺旋杆(4)上间隔设置有多个螺旋叶片。本设备结构与操作简单，扇形螺旋叶片设计使设备物料冷冻更均匀，物料与载冷剂之间传热系数也增大。
文档编号F25D15/00GK201715798SQ20102023133
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者倪明龙, 曾庆孝, 朱志伟, 辛美丽, 陈斌, 韩光赫 申请人:华南理工大学