專利名稱：低溫隧道式冷凍機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用冷凍劑來冷卻或冷凍通過其中的產(chǎn)品如食品的隧道式冷凍機(jī)。
技術(shù)背景
使用冷凍劑，如液態(tài)氮(LIN)，來冷卻和冷凍食品的效益是眾所周知的。除了 顯著地縮短冷凍特殊食品所需的時(shí)間之外，在許多情況下低溫冷凍食品的味道、顏色、 和質(zhì)地都優(yōu)于常規(guī)的、非低溫冷凍的方法。
低溫隧道式冷凍機(jī)是食品工業(yè)中低溫冷凍機(jī)的通用形式。在低溫隧道式冷凍機(jī) 中，使食品沿著傳送帶通過隧道并使食品暴露在隧道中的冷凍劑中來冷卻食品。大多數(shù) 普通的隧道冷凍機(jī)包括位于隧道內(nèi)循環(huán)冷凍劑的風(fēng)扇。
對許多中小型食品加工操作來說，使用一般的低溫隧道式冷凍機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的， 因?yàn)樗鼈兏甙旱馁徶煤筒僮鞒杀?，以及它們不是很適合間歇使用的事實(shí)。另外，大多數(shù) 低溫隧道式冷凍機(jī)消耗液態(tài)氮(LIN)的速率需要大型現(xiàn)場的液氮貯罐和相關(guān)的設(shè)備，進(jìn) 一步增加對客戶總的冷凍成本的投資方面的考慮。因此，需要有非常適合中小型食品加 工操作中使用的低溫隧道式冷凍機(jī)。


圖1是本發(fā)明冷凍機(jī)一個(gè)實(shí)施例的前-左透視圖，冷凍機(jī)在閉合位置；
圖2是圖1所示冷凍機(jī)的左-后透視圖，冷凍機(jī)是在部分開啟位置；
圖3是沿圖2的線3-3取的剖面圖4A是冷凍機(jī)中所用傳送帶的部分視圖4B是在傳送帶中所用的鏈節(jié)的放大圖4C是圖4A的4-4區(qū)域的放大剖面圖5是圖1所示冷凍機(jī)的右-后透視圖，冷凍機(jī)是在幾乎全開的(清洗)位置；
圖6是沿圖2的線6-6取的剖面圖7是圖1所示的冷凍機(jī)下部側(cè)壁的上視圖8是沿圖2的線3-3取的剖面圖，除了冷凍機(jī)的下部之外已經(jīng)簡化省略了所有 部件；
圖9是沿圖2的線3-3取的剖面圖，除了冷凍機(jī)的下部替代的實(shí)施例之外已經(jīng)簡 化省略了所有的部件；
圖10是沿圖2的線3-3取的剖面圖，表示冷凍機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例其下部在閉合 位置；
圖11是沿圖2的線3-3取的剖面圖，表示圖10的冷凍機(jī)其下部是在開啟位置；
圖12是沿圖2的線3-3取的剖面圖，表示圖10的冷凍機(jī)其下部是在閉合位置而 襯里是在提升的位置。發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明包括一種冷凍機(jī)它有上部和下部，每個(gè)包括至少一個(gè)絕 熱部件，下部有閉合位置在該位置下部與上部相連，當(dāng)下部在閉合位置時(shí)上部和下部限 定有入口和出口的隧道，下部有開啟位置在該位置下部與上部分離，從入口到出口的尺 寸限定隧道的長度，隧道的寬度是在長度的橫向；傳輸系統(tǒng)適合將低溫流體引入到隧道 內(nèi)；傳送帶和驅(qū)動(dòng)裝置，當(dāng)下部在閉合位置時(shí)傳送帶有位于隧道內(nèi)的上運(yùn)行部，該傳送 帶可以通過液體和蒸汽；和下降裝置適合使下部相對上部下降和上升。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明包括一種冷凍機(jī)它有殼體，殼體包括限定隧道的許多 絕熱部件，隧道有底板，從底板向上伸展的相對的第1和第2側(cè)壁，和與底板相對定位的 頂板，殼體有限定進(jìn)口的在隧道第1端的第1開口和限定出口的在隧道相反的第2端的 第2開口，隧道的長度從進(jìn)口伸展到出口；傳輸和排氣系統(tǒng)有適合將低溫流體引入到隧 道內(nèi)的至少一個(gè)噴嘴并有允許低溫流體排出隧道的排氣口，排氣口位于頂板中和在至少 一個(gè)噴嘴的遠(yuǎn)端；和傳送帶沿著隧道的長度伸展，通過進(jìn)口和通過出口，傳送帶是連續(xù) 的并有上運(yùn)行部和運(yùn)動(dòng)在上運(yùn)行部相反方向的下運(yùn)行部，和適合驅(qū)動(dòng)該傳送帶的驅(qū)動(dòng)裝 置；其中裝設(shè)在冷凍機(jī)中任何空氣運(yùn)動(dòng)裝置都設(shè)置在隧道外。
在還有另一方面，本發(fā)明包括一種冷凍機(jī)它有殼體，殼體包括限定隧道的許 多絕熱部件，隧道有底板，從底板向上伸展的相對的第1和第2側(cè)壁，和與底板相對定 位的頂板，殼體有限定進(jìn)口的在隧道第1端的第1開口和限定出口的在隧道相反的第2 端的第2開口，隧道的長度從進(jìn)口伸展到出口；適合將低溫流體引入到隧道內(nèi)的傳輸系 統(tǒng)；沿著隧道整個(gè)長度伸展的傳送帶，通過進(jìn)口和通過出口，傳送帶有上運(yùn)行部和下運(yùn) 行部；和適合驅(qū)動(dòng)傳送帶的驅(qū)動(dòng)裝置，構(gòu)造驅(qū)動(dòng)裝置、傳送帶和殼體使在操作傳送帶時(shí) 上運(yùn)行部位于下運(yùn)行部的上面。
在還有另一方面，本發(fā)明包括連續(xù)的傳送帶它有第1和第2側(cè)邊緣限定橫跨從第 1邊緣到第2邊緣的寬度，該傳送帶包括許多鏈，許多鏈中的每1個(gè)鏈包括許多鏈節(jié)， 許多鏈節(jié)中的每1個(gè)鏈節(jié)包括在其中形成有前孔和后孔的金屬體，許多鏈中的第1鏈位于 第1側(cè)邊緣和許多鏈中的第2鏈位于第2側(cè)邊緣；至少一組模件，每個(gè)模件是由聚合物材 料制成并包括由軸向?qū)R的管組成的前行，軸向?qū)R的管組成的后行和將前行軸向?qū)R 的管連接到后行軸向?qū)R的管的許多臂，至少一組模件的每一個(gè)設(shè)置在許多鏈的兩鏈之 間；和許多金屬桿，許多金屬桿的每1根伸展跨過傳送帶的寬度，許多金屬桿的每1根伸 展穿過至少一組模件中每組的一個(gè)模件的前行軸向?qū)R的管，穿過至少一組模件中每組 的另一個(gè)模件的后行軸向?qū)R的管，穿過許多鏈的每個(gè)鏈中的許多鏈節(jié)中的一個(gè)鏈節(jié)的 前孔或后孔，和穿過許多鏈的每個(gè)鏈中的許多鏈節(jié)中的另一個(gè)鏈節(jié)的前孔或后孔。
具體實(shí)施方式
下面的詳細(xì)描述僅提供各優(yōu)選的示范實(shí)施例，而不是企圖限制本發(fā)明的范圍、 可應(yīng)用性、或結(jié)構(gòu)。還有，下面優(yōu)選示范實(shí)施例的詳細(xì)描述將為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員提供能夠描述本發(fā)明優(yōu)選示范實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)。應(yīng)能理解各元件的功能和布 置可以進(jìn)行各種變化而不會(huì)背離如在附錄的權(quán)利要求書中提出的本發(fā)明的宗旨和范疇。 在與一個(gè)附圖相關(guān)的說明書中引入的參考數(shù)字在一個(gè)或多個(gè)后面的圖中可以重復(fù)，無需為其他的部件提供上下文中關(guān)系在說明書中附加的說明。
如這里所用的，術(shù)語“低溫流體”意指溫度低于_70°C的液體、氣體或混合相的 流體。低溫流體的例子包括液氮(LIN)、液氧(LOX)、液氬(LAR)、液態(tài)二氧化碳和加 壓的混合相冷凍劑(如液氮和氮?dú)獾幕旌衔?。類似地，如這里所用的術(shù)語“低溫溫度” 打算指的是在-70°C或以下的溫度。
參考圖1和2，參考數(shù)字10指的是包括本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的整體的冷凍機(jī)。冷 凍機(jī)10包括傳送帶22，它攜帶要冷卻或冷凍的產(chǎn)品(以下稱“產(chǎn)品”)通過隧道12。 如這里將要詳細(xì)描述那樣，隧道12優(yōu)選地用冷凍劑如液氮(以下稱“LIN”)進(jìn)行冷卻。 傳送帶22優(yōu)選地能通過液體和蒸汽，從而使冷凍劑可以通過帶22。
隧道12包括上部14和下部16。在這個(gè)實(shí)施例中，上部14是固定的而下部16 可以下降和上升，以便在閉合位置(見圖1)與開啟位置(見圖5)之間運(yùn)動(dòng)。參考圖3， 上部和下部14、16每個(gè)形成U型結(jié)構(gòu)，當(dāng)在閉合位置時(shí)它們連接在一起并限定有基本上 矩形橫截面的內(nèi)部體積。
為了有效地操作冷凍機(jī)10和防止低溫流體的逃逸，對隧道12進(jìn)行絕熱保溫并在 閉合時(shí)緊密封閉是很重要的。在這個(gè)實(shí)施例中，上部和下部14、16包括有硬的絕熱件 46，如密度至少為301cg/m3的聚氨酯的預(yù)制板連接到殼體44。殼體44優(yōu)選地由堅(jiān)固、 耐用、可以消毒、和能夠承受低溫的材料制成。在這個(gè)實(shí)施例中，殼體44是由不銹鋼構(gòu) 成，但也可用任何合適的材料制成。使用預(yù)制板也提供一種選擇以便在殼體44上包括涂 層，如適合飲食服務(wù)業(yè)的塑料涂層。在使用傳統(tǒng)的焊接結(jié)構(gòu)時(shí)采用這樣的涂層是不實(shí)際 的因?yàn)榘宀暮秃附硬牧蠈⒂胁煌臒崤蛎浵禂?shù)，會(huì)造成涂層的分層。
另一種是，可將絕熱體46注塑到殼體44中或者在制造殼體44之后再將硬的絕 熱件放到殼體44中。雖然在冷凍機(jī)工業(yè)中這種構(gòu)造方法是更加習(xí)慣地使用，但是它更有 可能在絕熱件46中造成間隙和/或空穴，這將減小隧道12的絕熱效果。
參考圖3，為了有利于裝運(yùn)和裝配，上部和下部14、16每個(gè)包括由底板48跨接 的兩個(gè)側(cè)壁120、121，這使上部和下部14、16可以平的裝運(yùn)。在這個(gè)實(shí)施例中，側(cè)壁 120、121和底板48是焊接在一起。另一種是，可用氣密的在低溫下能保持連接強(qiáng)度的粘 合劑將每塊側(cè)壁120、121粘接到底板48。如這里將要參考圖10-12詳細(xì)描述那樣，另 一種隧道12代替的結(jié)構(gòu)是使用絕熱的預(yù)制板，通過絕熱的終端和角部位將它們連接在一 起。
隧道12承受很寬范圍的溫度，如將它從環(huán)境溫度(如10°到30°C )冷卻到低溫 的操作溫度(如-70°到-196°C )。為了減小由于上部和下部14、16收縮和膨脹引起的 可能的扭曲，每個(gè)部優(yōu)選地包括在裝配冷凍機(jī)10時(shí)要連接在一起的多個(gè)分段。通過減小 各個(gè)部件的重量和尺寸用多個(gè)分段提供的上部和下部14、16還簡化了冷凍機(jī)10的裝配。
參考圖1，這個(gè)實(shí)施例的上部和下部14、16分別由3段160-162和165-167組 成。每段用閂鎖(未表示)固定在鄰接段。為了在各段之間提供氣密密封，優(yōu)選地在每 段之間的連接處裝設(shè)墊圈。
在圖7-8中表示上部和下部的一種代替結(jié)構(gòu)。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)上部和下 部優(yōu)選地包括多個(gè)聯(lián)鎖的預(yù)絕熱的板，僅沿著側(cè)壁或底板/頂板的長度將它們連接在一 起。圖示說明了下部216的側(cè)壁220，它包括4個(gè)聯(lián)鎖的段225-228。優(yōu)選地，在每段225-228之間留下小的間隙222 (在圖7中間隙222是被放大的)，用能承受低溫的粘合劑 和/或密封劑充滿該間隙。這種結(jié)構(gòu)允許側(cè)壁220在正常的操作條件下膨脹和收縮而不 會(huì)扭曲。
優(yōu)選地也可使用相似的結(jié)構(gòu)將側(cè)壁分別連接到上部和下部中的頂板或底板。參 考圖8，采用形狀互補(bǔ)的階梯部分將下部216的側(cè)壁220、221和底板223連接起來。優(yōu) 選地在側(cè)壁220、221和底板223之間留下用粘接劑充滿的小的間隙230以便允許其膨脹 和收縮。
在圖9中表示另一種代替的結(jié)構(gòu)。下部316的側(cè)壁330、321和底板323用與在 圖7-8中表示的各段25-2 相同的方式聯(lián)鎖。與在圖7-8中表示的實(shí)施例一樣，優(yōu)選地 在側(cè)壁320、321和底板323之間留下小的間隙330，用粘接到將其充滿以便允許它們膨脹 和收縮。這種重量輕、簡單的構(gòu)造技術(shù)能減少制造成本和裝配時(shí)間。在能夠改變產(chǎn)品和 間歇生產(chǎn)的冷卻降溫和加熱升溫時(shí)間方面也可以得到高效的好處，以便對總的冷凍操作 成本有最小的影響。在安裝和啟動(dòng)新過程所需的安裝時(shí)間方面可以得到進(jìn)一步的好處， 因?yàn)轭A(yù)制的模件概念能進(jìn)行迅速的現(xiàn)場裝配和安裝。
再參考圖1和2，由許多腿50-55支持上部14，用安裝支架將各腿固定到上部 14。用穩(wěn)定部件56-66提供附加的結(jié)構(gòu)剛性，穩(wěn)定部件伸展在每條腿50-55之間。
用下降裝置懸掛下部16，下降裝置包括按規(guī)定路線通過各腿50-55的鋼纜索(未 表示)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)手動(dòng)曲柄34、36(見圖1和幻中的一個(gè)使纜索伸長和縮進(jìn)(從而下 降和提升下部16)。優(yōu)選地用包含在橫梁42內(nèi)的鏈和軸裝置(未表示)使手動(dòng)曲柄34、 36同步，橫梁42從腿52橫向伸展到腿53跨過上部14的頂。手動(dòng)曲柄34、36優(yōu)選地每 個(gè)包括自我鎖定的齒輪箱(未表示)，它減小轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)曲柄34、36所需的力并防止當(dāng)操作 者松開一個(gè)手動(dòng)曲柄34、36時(shí)下部16運(yùn)動(dòng)。也可以使用其他類型的裝置來提升和下降 下部16，例如由鉆機(jī)或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的螺桿傳動(dòng)。
現(xiàn)在參考圖4A，傳送帶22包括6組提供產(chǎn)品承載表面的塑料模件130-135，由 位于傳送帶22左右側(cè)邊緣的終端鏈140-146組成的金屬次結(jié)構(gòu)，位于每組130-135之間 的中間鏈141-145，和從邊緣到邊緣伸展通過每組塑料模件130-135及每個(gè)鏈140-146的 桿150-155。在其他實(shí)施例中，可以提供不同數(shù)目的塑料模件組和中間鏈。金屬鏈和金 屬桿提供在拉伸負(fù)荷下支持傳送帶22所需的抗拉強(qiáng)度，在冷凍機(jī)10操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生拉伸負(fù) 荷。在圖4A中所示的傳送帶22的該部分沿著傳送帶22的長度不斷復(fù)制，并構(gòu)成連續(xù)的 回路。使用塑料模件以便減少成本、重量和熱吸收量，并設(shè)計(jì)該模件有適當(dāng)?shù)娜菹兑员?用于低溫操作，包括在下降的溫度下操作時(shí)發(fā)生的收縮變化。可以用任何適合低溫操作 條件的聚合材料制造塑料模件。在這個(gè)實(shí)施例中，塑料模件由高密度聚乙烯(HDPE)制 成。
每個(gè)鏈140-146包括重疊的金屬鏈節(jié)。在圖4B中表示鏈節(jié)68。鏈節(jié)68包括 圓形的前孔和后孔69、73和細(xì)長的中間孔75。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)鏈140-146包括與 鏈節(jié)68相同的各個(gè)鏈節(jié)。在圖4C中僅相對鏈節(jié)68標(biāo)明前孔和后孔69、73以及細(xì)長的 中間孔75。應(yīng)能理解其他的鏈節(jié)70、71有相同的取向。
為了有助于它們的描述，在圖4C中給鏈節(jié)68、70和71，桿150、151和152， 和塑料模件76、78都用數(shù)字標(biāo)記。鏈節(jié)68、70是這樣布置的使鏈節(jié)68的后孔73重疊在鏈節(jié)70的前孔上。同樣，鏈節(jié)68的前孔69重疊在鏈節(jié)71的后孔上。桿150包括鉤 形終端89，它穿過鏈節(jié)70的中間孔和鏈節(jié)68的后孔73。
每個(gè)塑料模件包括布置在前行和后行(每行由軸向?qū)R的管組成)交錯(cuò)型式的圓 筒形管(桿穿過該管)和連接臂每個(gè)臂將前行中的管連接到鄰近的后行中的管。例如， 塑料模件76包括桿151的一部分通過其中的管80。位于連接臂84中的管從管80的一端 伸展到位于鄰近桿150上的管82的一端。連接臂88從管82的相反端伸展到位于桿151 上的管86的一端。相鄰的連接臂84、88當(dāng)它們從管80、86伸展到管82時(shí)略有會(huì)聚(即 形成非零角)，這限定V形的式樣并能使相鄰的塑料模件重疊。由連接臂84、88形成的 角度在這個(gè)實(shí)施例中約40度和該角度優(yōu)選地是在30度和60度之間。沿著傳送帶22的 寬度和長度重復(fù)這個(gè)式樣。
在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)模件的前行和后行管子分別與鏈節(jié)的前孔和后孔對齊。 例如，模件76的前行和后行管子86、82分別與鏈節(jié)68的前孔和后孔69、73對齊。另 外，每個(gè)模件的前行中的管偏離每個(gè)模件后行中的管。
在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)連接臂(如連接臂88)優(yōu)選地包括側(cè)向朝傳送帶22右邊 緣伸展的尖頭57和側(cè)向朝傳送帶22左邊緣伸展的第二尖頭59。裝設(shè)尖頭57、59是為了 防止人的手指插入通過傳送帶22。位置鄰近鏈140、146的連接臂(如連接臂3 僅包括 朝向離開各個(gè)鏈140、146的一個(gè)尖頭35以便防止影響別的元件。
當(dāng)安裝到冷凍機(jī)10中時(shí)，傳送帶22組成包括上運(yùn)行部21和下運(yùn)行部23(見圖 6)的環(huán)形圈，每個(gè)運(yùn)行部沿著線性路徑在相反的方向上運(yùn)動(dòng)。與常規(guī)的一樣，由傳送帶 驅(qū)動(dòng)裝置24(見圖2、和張緊裝置31 (見圖6)保持傳送帶22的兩端。傳送帶驅(qū)動(dòng)裝置包 括馬達(dá)40(見圖1)，它驅(qū)動(dòng)穿過齒輪減速裝置41(見圖1)的軸110(見圖6)。沿著軸 110隔一定間距配置的各齒輪與傳送帶22嚙合。張緊裝置31也包括沿著軸112隔一定 間距配置并與傳送帶22嚙合的各齒輪。張緊裝置31的軸112優(yōu)選地可以沿著垂直于軸 112的水平軸線移動(dòng)，這能夠調(diào)節(jié)加在傳送帶22上的拉力大小。
在這個(gè)實(shí)施例中，傳送帶22是足夠的長，以便允許在它的整個(gè)長度上的熱收 縮，當(dāng)隧道12從至少10°C的溫度(如在非操作狀態(tài)或打開進(jìn)行清洗時(shí))冷卻到不大 于-70°C，和優(yōu)選地，不大于-100°C的溫度(如當(dāng)隧道閉合和運(yùn)行時(shí))時(shí)，不會(huì)減少在驅(qū) 動(dòng)裝置M的軸110和張緊裝置31的軸112之間的距離?？蛇x地，傳送帶22可以是長到 足以包括松弛的部分(未表示)，當(dāng)傳送帶22是在環(huán)境溫度(如至少10°C )時(shí)松弛部分 可從軸110向下懸掛。
在這個(gè)實(shí)施例中，傳送帶22的結(jié)構(gòu)和組合允許傳送帶22跨過它寬度的熱收縮， 當(dāng)隧道12從環(huán)境溫度(如至少I(TC)冷卻到操作溫度時(shí)(如不大于-70°C和，更優(yōu)選地， 不大于-100°C )。尤其是，各桿的鉤形終端(如桿150的鉤形終端89)是以這樣的方式 彎曲使它對終端鏈140、146提供壓力，依次，終端鏈給跨過傳送帶22寬度的所有元件加 壓。因此，當(dāng)將隧道12冷卻到操作溫度使傳送帶22的元件收縮時(shí)，由桿的鉤形終端所 加的壓力防止在模件和鏈之間生成間隙。
在這個(gè)實(shí)施例中，除了傳送帶驅(qū)動(dòng)裝置M和張緊裝置31，傳送帶22沒有任何 其他傳送帶引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的支持。當(dāng)隧道12是在閉合位置和操作傳送帶22時(shí)，傳送帶的下 運(yùn)行部23運(yùn)行在隧道12下部16的底板48上面，而上運(yùn)行部21運(yùn)行在下運(yùn)行部23的上面。在這個(gè)實(shí)施例中，上運(yùn)行部21沿運(yùn)動(dòng)方向A運(yùn)動(dòng)(見圖6)和下運(yùn)行部23沿相反 的方向運(yùn)動(dòng)。沒有傳送帶引導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步減少成本和簡化冷凍機(jī)10的制造和裝配，并減 少潛在的對衛(wèi)生有害的事物。由于這種構(gòu)造，傳送帶22的重量也相對較輕，因此可以比 較容易地拆除和更換。另外，傳送帶22的夾在中間的操作結(jié)構(gòu)(即有上運(yùn)行部21直 接位于下運(yùn)行部23的上面，依次下運(yùn)行部23位于底板48上)減輕了常規(guī)傳送帶設(shè)計(jì)所 產(chǎn)生的問題，即在上下運(yùn)行部之間和在下運(yùn)行部和底板之間有間隙。在這樣的常規(guī)設(shè)計(jì) 中，某些噴淋的液氮穿過和流到上運(yùn)行部的下面，這造成減少了在上運(yùn)行部上面?zhèn)魉偷?產(chǎn)品的傳熱量和造成冷凍量的損失。用這種結(jié)構(gòu)還可以防止進(jìn)一步的損失，因?yàn)榧訜岬?氣體不容易穿過上運(yùn)行部21和旁路要冷凍的產(chǎn)品。
如常規(guī)的那樣，在隧道12的進(jìn)料端(入口)18裝設(shè)負(fù)荷盤30。隧道12的進(jìn)料 端18和出料端(出口)20每個(gè)優(yōu)選地分別包括高度可調(diào)排氣罩32、38，它們的設(shè)計(jì)是為 了減少通過傳送帶22和排氣罩32、38之間開口的冷卻損失。從進(jìn)料端18到出口端20 的距離限定隧道12的長度。隧道12的寬度是橫向的并與該寬度同一平面。
如上面指出那樣，冷凍機(jī)10有閉合/操作位置(見圖1)，在閉合位置上部和下 部14、16連接并密封，以及開啟/清洗位置(見圖6)在開啟位置通過下降下部16使它 與上部14分離。當(dāng)冷凍機(jī)10是在開啟位置時(shí)，位于隧道12內(nèi)的所有部件都可夠得著進(jìn) 行清洗。由于沿著傳送帶22的長度沒有傳送帶引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(如上面提到的)，所以當(dāng)冷凍 機(jī)10是在開啟位置時(shí)能清楚地看到傳送帶22上下運(yùn)行部21、23的上側(cè)和底側(cè)，這就簡 化了冷凍機(jī)10的清洗/消毒。
現(xiàn)在參考圖5和6，將冷凍劑，在這個(gè)實(shí)施例中是液氮，通過傳送系統(tǒng)供給冷凍 機(jī)10，傳送系統(tǒng)包括入口沈、入口通過總管100連接到3個(gè)噴嘴桿102、104、106。將 桿102、104、106設(shè)置在隧道12的出料端20附近。每根桿102、104、106包括向下噴 淋冷凍劑到盤108上的許多噴嘴，將盤108設(shè)置在傳送帶22的上運(yùn)行部和下運(yùn)行部21、 23之間，并將其鉸接在隧道12的出料端20，和優(yōu)選地伸展剛超過各噴嘴。盤108的目的 是捕獲沒有完全蒸發(fā)的多余冷凍劑并通過冷卻傳送帶22幫助提高在產(chǎn)品下的傳熱性能。 取決于隧道12的應(yīng)用和構(gòu)造，可以裝設(shè)或多或少數(shù)目的桿102、104、106和/或不同數(shù) 目或構(gòu)造的噴嘴。
為了提供從冷凍劑到產(chǎn)品的有效的傳熱，希望在隧道12內(nèi)的冷凍劑產(chǎn)生逆向流 動(dòng)(即在上運(yùn)行部21的運(yùn)動(dòng)A的相反方向)。因此，優(yōu)選地使每個(gè)噴嘴的取向是引導(dǎo)它 的噴淋對著上運(yùn)行部21運(yùn)動(dòng)A的方向。噴嘴的角度范圍在零度(垂直)到90度(水平) 是可以采用的，而角度范圍在5度到45度是優(yōu)選的。冷凍機(jī)10的模件設(shè)計(jì)還允許通過顛 倒上部14的160和162段(見圖1)將隧道12裝配成順流，這造成入口沈、噴嘴桿102、 104、106、總管100和排氣口觀的顛倒。另外，將許多擋板90-99在隧道12內(nèi)沿著上 部14按一定間距設(shè)置，并伸展到排氣口觀(它在噴嘴的遠(yuǎn)端)，將第1塊擋板90設(shè)置在 最后一根噴嘴桿106前，和使最后一塊擋板99設(shè)置在超過排氣口觀。在這個(gè)實(shí)施例中， 每塊擋板90-99的形狀是矩形的，是垂直取向的(或者另一種可以是與低溫流體的流動(dòng)方 向成角度)并跨過隧道12的寬度。當(dāng)冷凍劑排出噴嘴時(shí)，它迅速膨脹并向隧道12的進(jìn) 料端18運(yùn)動(dòng)。通過迫使冷凍劑通過在每塊擋板下端和傳送帶22之間更小的橫截面積， 擋板91-98增加了冷凍劑的速度。另外，當(dāng)冷凍劑進(jìn)入到每塊擋板91-98之間和在擋板91-98下邊緣上面的空間時(shí)產(chǎn)生湍流擾動(dòng)。在這個(gè)實(shí)施例中，為了簡化裝置和允許各部件 有互換性，所有的擋板90-99都是相同的。另一種是，從位于最靠近噴嘴桿106的擋板 91開始到位于最接近排氣口觀的擋板98，擋板91-98可以有逐漸增加的高度，這將使冷 凍劑從噴嘴運(yùn)動(dòng)到排氣口觀時(shí)進(jìn)一步增加冷凍劑的速度?？蛇x擇地，使擋板90-99是可 拆卸地連接，這將能使擋板90-99可用有不同幾何形狀的擋板更換。擋板90和99減少 了通過隧道12進(jìn)料端18和出料端20的冷凍損失。
冷凍劑快速的升溫和膨脹，以及排氣罩32和終端擋板99，幫助引導(dǎo)冷凍劑上升 到排氣口觀。為了增加逆向流動(dòng)，優(yōu)選地在排氣口觀上端連接的排氣管(未表示)的頂 端裝設(shè)排風(fēng)扇(未表示)。
上述隧道12的構(gòu)造在普通應(yīng)用的廣闊范圍內(nèi)提供從冷凍劑到產(chǎn)品的適當(dāng)?shù)臒醾?遞，而無需在隧道12設(shè)置擾動(dòng)風(fēng)扇。在先有技術(shù)的冷凍機(jī)設(shè)計(jì)中包括擾動(dòng)風(fēng)扇和其他空 氣運(yùn)動(dòng)裝置以便引導(dǎo)冷凍劑流動(dòng)隧道12，而風(fēng)扇和其他裝置通常由電能驅(qū)動(dòng)，這在冷凍 機(jī)10中引入熱的低效率。在隧道12內(nèi)沒有這樣的風(fēng)扇或任何其他類型的空氣運(yùn)動(dòng)裝置， 意味著本發(fā)明的冷凍機(jī)10能用比相同容量常規(guī)冷凍機(jī)更低的熱損失進(jìn)行操作。其構(gòu)造也 可以顯著地簡化以便降低成本和能應(yīng)用簡單的制造技術(shù)。“空氣運(yùn)動(dòng)裝置”的實(shí)例包括 風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)設(shè)備、氣動(dòng)的空氣推進(jìn)器和類似裝置。如這里使用的術(shù)語“空氣運(yùn) 動(dòng)裝置”不打算包括噴嘴、將低溫流體引入到隧道12內(nèi)的其他傳輸裝置、傳送帶22、或 任何在隧道12內(nèi)的靜止元件，如擋板90-99。
合適的噴嘴構(gòu)造(包括噴嘴的數(shù)量、噴嘴的角度、噴嘴的類型)是在本發(fā)明所屬 技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的知識范圍內(nèi)。但應(yīng)該指出，在隧道12內(nèi)沒有空氣運(yùn)動(dòng)裝置 增加了合適的噴嘴構(gòu)造的重要性，因?yàn)橛蓢娮炫懦龅牡蜏亓黧w提供的“動(dòng)量”對隧道12 的冷凍性能比使用擾動(dòng)風(fēng)扇和/或其他隧道內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)裝置的各實(shí)施例具有更大的重要 性。當(dāng)然，通過進(jìn)行噴嘴類型的選擇提供精確的“動(dòng)量”，以便選擇允許動(dòng)量和定向噴 淋的噴嘴幫助該方向和傳熱的性能。
在圖10-12中表示冷凍機(jī)410的另一個(gè)實(shí)施例。冷凍機(jī)410的整個(gè)結(jié)構(gòu)基本上 與在圖1-6中所示的冷凍機(jī)10相同。在這個(gè)實(shí)施例中，通過使用絕熱聚合物的角元件連 接絕熱部件裝配上部和下部414、416。通過使在絕熱部件中的凸輪5在角元件中的槽嚙 合使絕熱部件連接到角元件。通過使用Allen板手轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合的管套可以使凸輪嚙合在槽中 和從槽中脫開。絕熱部件和角元件優(yōu)選地沿著它們的連接表面具有可壓縮的密封，以便 提供氣密密封。例如，用角元件431將下部416的底板423連接到側(cè)壁420。角元件431 有槽432與位于底板423中的凸輪(未表示)嚙合和槽433與在側(cè)壁420中的凸輪(未表 示)嚙合。拆開下部416應(yīng)是想要做的事，通過脫開凸輪可以完成這項(xiàng)工作。
冷凍機(jī)410的實(shí)施例還包括位于上、下部414、416之間并沿隧道長度伸展的襯 里440。襯里440包括平行于上部414的頂板447 (它與底板423相對)和下部416的底 板423的底板450。襯里440還包括從底板450向上伸展到下部416的側(cè)壁420、421的上 邊緣上面的側(cè)壁441、442，和能將襯里440連接到用于提升和下降下部416的纜索445、 446的連接柱443、444。當(dāng)下部416是在閉合位置(見圖10)時(shí)傳送帶422 (它與傳送帶 22相同)有位于底板450上面的下運(yùn)行部。
為了有利于清洗和消毒，襯里440優(yōu)選地包括單個(gè)金屬片架設(shè)在下部416上，但沿著它的長度可用多段裝配起來(如上部和下部那樣)。如果裝設(shè)多段的話，優(yōu)選地它們 是可分離的以便清洗和消毒。
另外，優(yōu)選地襯里440可獨(dú)立于下部416上升和下降，以便有利于清洗下部 416。在這個(gè)實(shí)施例中，通過轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)手動(dòng)曲柄434、436中的一個(gè)將下部416和襯里440 從閉合位置(圖10)運(yùn)動(dòng)到開啟位置(圖11)，通過齒輪箱437、438這延長了纜索445、 446。參考圖12，通過從位于下部416的連接柱451、452移動(dòng)纜索445、446可以提升襯 里440而不同提升下部416，然后在相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)曲柄434、436中一個(gè)用于下降襯里 和下部416。
使用襯里440能夠使用工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)有尺寸的絕熱部件和絕熱角元件，同時(shí) 保持優(yōu)選的隧道12外形和傳送帶422的位置。
雖然上面相關(guān)優(yōu)選的實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明的各項(xiàng)原理，但應(yīng)清楚地理解這 個(gè)描述僅是作為一個(gè)例子而不是對本發(fā)明范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種冷凍機(jī)，包括上部和下部，每個(gè)包括至少一個(gè)絕熱部件，下部有閉合位置，在該位置下部與上 部相連，當(dāng)下部在閉合位置時(shí)上部和下部限定有入口和出口的隧道，下部有開啟位置， 在該位置下部與上部分離，從入口到出口的尺寸限定隧道的長度，隧道的寬度橫向于長 度；傳輸系統(tǒng)，適合將低溫流體引入到隧道內(nèi)；傳送帶和驅(qū)動(dòng)裝置，當(dāng)下部在閉合位置時(shí)傳送帶有位于隧道內(nèi)的上運(yùn)行部，該傳送 帶可以透過液體和蒸汽；和下降裝置，適合使下部相對上部下降和上升。
2.如權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)，還包括剛性連接在上部的支持機(jī)架以便防止上部相 對支持機(jī)架的垂直運(yùn)動(dòng)，支持機(jī)架包括許多腿，當(dāng)下部在開啟位置時(shí)各腿在下部下面伸展。
3.如權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)，其特征在于下部有底板和從底板向上伸展的相對的第 1和第2側(cè)壁，該底板和第1及第2側(cè)壁限定U形的橫截面。
4.如權(quán)利要求3所述的冷凍機(jī)，其特征在于傳送帶還包括當(dāng)下部在閉合位置時(shí)位于底 板上面的下運(yùn)行部。
5.如權(quán)利要求3所述的冷凍機(jī)，其特征在于上部有與底板相對的頂板，和還包括位于 底板和頂板之間并沿著隧道長度伸展的襯里。
6.如權(quán)利要求5所述的冷凍機(jī)，其特征在于傳送帶還包括當(dāng)下部在閉合位置時(shí)位于襯 里上面的下運(yùn)行部。
7.如權(quán)利要求5所述的冷凍機(jī)，其特征在于下降裝置適合相對上部提升和下降襯里。
8.如權(quán)利要求3所述的冷凍機(jī)，其特征在于底板是可拆卸地連接到第1和第2側(cè)壁的 每個(gè)。
9.如權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)，其特征在于包含于冷凍機(jī)中的任何空氣運(yùn)動(dòng)裝置都位 于隧道的外部。
10.如權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)，其特征在于傳輸系統(tǒng)還包括至少一個(gè)噴嘴和驅(qū)動(dòng)裝 置可操作地構(gòu)造為在從進(jìn)口到出口運(yùn)行的方向上驅(qū)動(dòng)傳送帶的上運(yùn)行部，使該至少一個(gè) 噴嘴中的每一個(gè)相對上運(yùn)行部的運(yùn)動(dòng)方向以一個(gè)在零度和90度之間的角度朝向。
11.如權(quán)利要求10所述的冷凍機(jī)，其特征在于上部還包括與底板相對的頂板、排氣 口、和從頂板朝傳送帶向下伸展的許多擋板，許多擋板中至少某些擋板位于該至少一個(gè) 噴嘴和排氣口之間。
12.如權(quán)利要求11所述的冷凍機(jī)，其特征在于許多擋板中的每一塊跨過隧道的寬度。
13.—種冷凍機(jī)，包括包括限定隧道的許多絕熱部件的殼體，隧道有底板，從底板向上伸展的相對的第1 和第2側(cè)壁，和與底板相對定位的頂板，殼體有在限定進(jìn)口的隧道第1端處的第1開口和 在限定出口的隧道相反的第2端處的第2開口，隧道的長度從進(jìn)口伸展到出口 ；傳輸和排氣系統(tǒng)，有適合將低溫流體引入到隧道內(nèi)的至少一個(gè)噴嘴并有允許低溫流 體排出隧道的排氣口，排氣口位于頂板中和在至少一個(gè)噴嘴的遠(yuǎn)端；和傳送帶，沿著隧道的長度伸展，通過進(jìn)口和通過出口，傳送帶是連續(xù)的和有上運(yùn)行部以及以與上運(yùn)行部相反方向運(yùn)動(dòng)的下運(yùn)行部，和適合驅(qū)動(dòng)該傳送帶的驅(qū)動(dòng)裝置；其特征在于包含于冷凍機(jī)中的任何空氣運(yùn)動(dòng)裝置都設(shè)置在隧道外。
14.如權(quán)利要求13所述的冷凍機(jī)，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置可操作地構(gòu)造成在從進(jìn)口到出 口運(yùn)行的方向上驅(qū)動(dòng)傳送帶的上運(yùn)行部，使該至少一個(gè)噴嘴中的每一個(gè)相對上運(yùn)行部的 運(yùn)動(dòng)方向以一個(gè)在零度和90度之間的角度朝向。
15.如權(quán)利要求13所述的冷凍機(jī)，還包括許多從頂板朝傳送帶向下伸展的擋板，許多 擋板的至少某些擋板是位于該至少一個(gè)噴嘴和排氣口之間。
16.如權(quán)利要求15所述的冷凍機(jī)，其特征在于許多擋板中的每一個(gè)跨過隧道的寬度。
17.—種冷凍機(jī)，包括包括許多限定隧道的絕熱部件的殼體，隧道有底板，從底板向上伸展的相對的第1 和第2側(cè)壁，和與底板相對定位的頂板，殼體有在限定進(jìn)口的隧道第1端的第1開口和在 限定出口的隧道相反的第2端的第2開口，隧道的長度從進(jìn)口伸展到出口 ；傳輸系統(tǒng)，適合將低溫流體引入到隧道內(nèi)；傳送帶，沿著隧道的整個(gè)長度伸展，通過進(jìn)口和通過出口，傳送帶有上運(yùn)行部和下 運(yùn)行部；和適合驅(qū)動(dòng)傳送帶的驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置、傳送帶和殼體被構(gòu)造為使在傳送帶操作時(shí) 上運(yùn)行部位于下運(yùn)行部上面。
18.如權(quán)利要求17所述的冷凍機(jī)，其特征在于當(dāng)傳送帶操作時(shí)下運(yùn)行部位于底板上
19.如權(quán)利要求17所述的冷凍機(jī)，其特征在于當(dāng)傳送帶操作時(shí)下運(yùn)行部位于襯里上 面，襯里與底板是同一平面的并定位在底板和頂板之間。
20.如權(quán)利要求17所述的冷凍機(jī)，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置還包括位于隧道第1端的第1 齒輪和位于隧道第2端的第2齒輪，第1齒輪可以圍繞第1軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第2齒輪可以圍繞第 2軸轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶足夠長以便當(dāng)將隧道從至少10°C的溫度冷卻到不大于-70°C的溫度時(shí)允 許傳送帶的熱收縮而不會(huì)減小在第1軸和第2軸之間的距離。
21.如權(quán)利要求17所述的冷凍機(jī)，其特征在于傳送帶包括松弛部分當(dāng)隧道是在至少 10°C溫度時(shí)該部分從第1或第2齒輪下垂。
22.如權(quán)利要求17所述的冷凍機(jī)，進(jìn)一步包括位于上運(yùn)行部的一部分和下運(yùn)行部的一 部分之間的盤。
23.如權(quán)利要求17所述的冷凍機(jī)，其特征在于底板是矩形的和傳送帶的上運(yùn)行部沿著 線性路徑運(yùn)動(dòng)。
24.如權(quán)利要求17所述的冷凍機(jī)，其特征在于傳送帶可以透過液體和蒸汽。
25.如權(quán)利要求17所述的冷凍機(jī)，其特征在于傳送帶包括通過金屬組件相互連接的許 多聚合物部件。
26.—種連續(xù)的傳送帶，具有第1和第2側(cè)邊緣限定橫跨從第1邊緣到第2邊緣的寬 度，該傳送帶包括許多鏈，許多鏈中的每一個(gè)鏈包括許多鏈節(jié)，許多鏈節(jié)中的每一個(gè)鏈節(jié)包括具有在 其中形成的前和后孔的金屬體，許多鏈中的第1鏈位于第1側(cè)邊緣處而許多鏈中的第2鏈 位于第2側(cè)邊緣處；至少一組模件，每個(gè)模件是由聚合物材料制成和包括前行軸向?qū)R的管、后行軸向 對齊的管和將前行軸向?qū)R的管連接到后行軸向?qū)R的管的許多臂，至少一組模件中的 每一組設(shè)置在許多鏈中的兩鏈之間；和許多金屬桿，許多金屬桿中的每一根伸展跨過傳送帶的寬度，許多金屬桿中的每一 根伸展穿過該至少一組模件中每組的其中一個(gè)模件的前行軸向?qū)R的管，穿過該至少一 組模件中每組的其中另一個(gè)模件的后行軸向?qū)R的管，穿過許多鏈的每個(gè)鏈中許多鏈節(jié) 中的一個(gè)鏈節(jié)的前或后孔，和穿過許多鏈的每個(gè)鏈中許多鏈節(jié)中的另一個(gè)鏈節(jié)的前或后 孔。
27.如權(quán)利要求26所述的連續(xù)傳送帶，其特征在于許多桿中的每1根包括第1端，它 向內(nèi)彎曲并伸展穿過第1鏈的鏈節(jié)其中一個(gè)的體內(nèi)的第3孔，和第2端，它向內(nèi)彎曲并伸 展穿過第2鏈的鏈節(jié)其中一個(gè)的體內(nèi)的第3孔。
28.如權(quán)利要求27所述的連續(xù)傳送帶，其特征在于許多桿中每1根的第1和第2端合 作施加迫使第1鏈朝向第2鏈的壓力。
29.如權(quán)利要求26所述的連續(xù)傳送帶，其特征在于許多鏈中每個(gè)鏈的每個(gè)鏈節(jié)的前孔 和后孔分別與該至少一組模件中的每組模件中的許多模件中的一個(gè)的前行和后行軸向?qū)?齊管軸向?qū)R。
30.如權(quán)利要求26所述的連續(xù)傳送帶，其特征在于將許多臂中的一對臂連接在每個(gè)模 件的前行和后行管的每根管，各對臂中的一根臂與每對臂中的另一個(gè)臂形成正的非零的 角度。
31.如權(quán)利要求30所述的連續(xù)傳送帶，其特征在于正的非零的角度是在30-60度范圍內(nèi)。
32.如權(quán)利要求26所述的連續(xù)傳送帶，其特征在于每個(gè)模件的前行管的管子偏離每個(gè) 相應(yīng)其中一個(gè)模件的后行管的管子。
33.如權(quán)利要求26所述的連續(xù)傳送帶，其特征在于該至少一組模件包括許多組模件， 和該許多鏈還包括設(shè)置在該許多組模件中兩組模件之間的第3鏈。
34.如權(quán)利要求26所述的連續(xù)傳送帶，其特征在于許多臂中的每個(gè)臂包括從許多臂中 每個(gè)臂側(cè)向突出的尖頭。
35.如權(quán)利要求34所述的連續(xù)傳送帶，其特征在于該許多臂由許多終端臂和許多中間 臂構(gòu)成，許多終端臂的每一個(gè)鄰近第1或第2鏈和僅有一個(gè)尖頭伸開朝向許多中間臂中鄰 近的一個(gè)，而許多中間臂的每一個(gè)有兩個(gè)尖頭伸出。
全文摘要
低溫隧道式冷凍機(jī)(10)有模塊設(shè)計(jì)和包括能相對上部(14)可上升和下降的下部(16)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)下部(16)是在閉合(上升)位置時(shí)上部和下部(14，16)限定隧道(12)。通過由金屬鏈(140)和桿(150)加強(qiáng)的多組塑料模件(16)構(gòu)成的傳送帶(22)將產(chǎn)品傳輸通過隧道(12)。當(dāng)操作傳送帶(22)時(shí)它的下運(yùn)行部(23)運(yùn)行在下部(16)的底板(48)上而上運(yùn)行部(21)運(yùn)行在下運(yùn)動(dòng)部(23)上。低溫流體的蒸發(fā)和擋板(98)幫助低溫流體流過隧道(12)，但沒有空氣運(yùn)動(dòng)裝置設(shè)置在隧道(12)內(nèi)。
文檔編號F25D17/02GK102027301SQ200980116955
公開日2011年4月20日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者J·P·米勒, J-P·特朗布萊 申請人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司