專利名稱：雙變頻真空預冷機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用于高溫食品的真空冷卻裝置，特別是一種能根據真空容器內壓力變化而實時調節真空泵抽速和冷阱表面溫度的真空冷卻裝置。
背景技術：
食品安全一直是我國最重要的民生熱點問題之一，其中，真空冷卻技術在此方面起著無可替代的作用，它主要應用于熟食品及果蔬兩方面。熟食品方面隨著國民經濟的飛速發展，我國有大量的待業人員選擇進入白領一族，而他們的工作特點之一就是長時間在高樓大廈里面工作，活動休息時間甚少，無疑會縮 短餐飲時間，因此，夏日冷食成了白領們的最愛，此外，餐飲公司的高溫食品也無法即做即售，因此，如何將剛加工好的食品快速冷卻以便保存或運輸成為了研究熱點，其中，真空預冷技術一直都是熟食品冷卻的最關鍵技術之一，但是，目前的真空冷卻工藝比較單一，而且很多參數都是憑經驗而定，不能因材而定，這就造成了部分食品冷卻效果不佳的后果，嚴重限制了真空冷卻技術的推廣。果蔬方面自從美國加利福尼亞州立大學研制出第一臺真空冷卻機之后，真空冷卻技術在果蔬冷卻方面就開始占據重要地位，盡管有大量的實驗針對終壓、終溫及抽速進行了研究，但是，采用的方法都是正交法，而不是動態的匹配研究，致使目前采用的冷卻工藝參數都是固定不變的，沒有辦法適應氣候及地區的隨即變化。綜上所述，研制一臺冷阱溫度及抽速能同時隨著溫度或壓力而變化的雙變頻真空預冷機迫在眉睫。

發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種雙變頻真空預冷機，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按照預設公式變化，以便探索出各種食品的最佳動態真空冷卻工藝參數。本發明的技術方案如下
一種雙變頻真空預冷機，包括由壓縮機、蒸發器、電磁膨脹閥及冷凝器組成的制冷系統；由蒸發器、干燥箱、真空泵、變頻器及真空室組成的真空系統；由重量傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器組成的采集系統；由PLC控制器及電子計算機組成的控制系統；其特點是蒸發器的底端通過真空管道與真空室的底端連接，蒸發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部，并用密封膠填充縫隙密封。PLC控制器通過通訊電纜與計算機連接。與現有技術相比，本發明的有益效果是(I)壓力傳感器測到的壓力是控制食品冷卻速率和效果的最直接因素，也是最關鍵因素，將其做為控制源信號，不僅沒有中間量，控制精度高，而且轉換簡單、響應速度快、準確。(2)通過電磁膨脹閥實時調節蒸發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，從而實現制冷系統的節能；
(3)通過變頻器實時調節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、冷卻溫度過低等現象，還可以避免真空泵全速運行造成的能耗浪費及機器磨損等現象的發生。(4)將真空泵的抽速與冷阱的蒸發盤管溫度同時調節，不僅可以使食品快速穩定的降溫，還可以實現最大程度的節能效果。(5)為了防止在研究過程中造成的冷阱捕捉水分不完全現象發生，并能準確的測量到逃逸水分的量，在冷阱與真空泵之間安裝了干燥箱
(6)為了實時監測食品的重量及溫度變化，在真空室內布置了重量傳感器及溫度傳感器。因此，本發明的制冷系統的蒸發溫度通過電磁膨脹閥實時調節，真空系統的真空泵抽速通過變頻器實時調節，電磁膨脹閥及變頻器均由PLC控制器控制，而控制信號源則是壓力傳感器測到的實際真空室壓力。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按照預設公式變化，以便探索出各種食品的最佳動態真空冷卻工藝參數。本發明可實現冷阱溫度與真空泵抽速均隨著真空室壓力的變化而實時調節的功能，具有很強的科研價值及實用價值。


圖I是本發明用于高溫食品的雙變頻真空冷卻機的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，對本發明作進一步描述，不限制本發明的保護范圍。如圖I所示，本發明的雙變頻真空預冷機，包括由壓縮機I、蒸發器(冷阱)2、電磁膨脹閥12及冷凝器13組成的制冷系統；由蒸發器(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；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；由PLC控制器10及電子計算機11組成的控制系統。蒸發器(冷阱)2是制冷系統及真空系統的公用部件。蒸發器2的底端通過真空管道與真空室5的底端連接，蒸發器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通過通訊電纜與計算機11連接。 本發明的工作過程及原理如下
①將食品放入真空室內的重量傳感器7上，將溫度傳感器8的測溫端插入食品心部；
②接通各路電源，打開電子計算機11，通過PLC控制器10控制軟件開啟制冷機組；③當蒸發器2的蒸發盤管溫度達到設定值時，變頻器6在PLC控制器10的控制下自動開啟，并依照指定的真空室壓力與輸出功率之間的關系式將相應的功率輸送給真空泵4，使其運轉；同時，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壓力與蒸發器2溫度之間的關系式將閥門的開度調整到相應值，使蒸發盤管的溫度達到預期值； ④當食品的中心溫度達到設定值的時候，PLC控制器10強制將變頻器6及制冷機組的電源斷開，此次實驗結束。
權利要求
1.一種雙變頻真空預冷機，包括由壓縮機(I)、蒸發器(2)、電磁膨脹閥(12)及冷凝器(13)組成的制冷系統；由蒸發器(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；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；由PLC控制器(10)及電子計算機(11)組成的控制系統；其特征在于所述蒸發器(2)的底端通過真空管道與真空室(5 )的底端連接，蒸發器(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.根據權利要求I所述的雙變頻真空預冷機，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部，并用密封膠填充縫隙密封。
3.根據權利要求I所述的雙變頻真空預冷機，其特征在于所述PLC控制器(10)通過通訊電纜與計算機(11)連接。
全文摘要
本發明涉及一種雙變頻真空預冷機，包括制冷系統，真空系統，采集系統，控制系統；制冷系統的蒸發器底端通過真空管道與真空室的底端連接，蒸發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。本發明的蒸發溫度通過電磁膨脹閥實時調節，真空泵抽速通過變頻器實時調節，電磁膨脹閥及變頻器均由PLC控制器控制，而控制信號源則是壓力傳感器測到的實際真空室壓力。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按照預設公式變化，以便探索出各種食品的最佳動態真空冷卻工藝參數。
文檔編號A23L3/36GK102640970SQ20121013336
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月3日 優先權日2012年5月3日
發明者劉寶林, 夏全剛, 宋曉燕, 陶鵬舉 申請人:上海理工大學