[發明專利]一種液氮循環速凍制冷系統

在審

• 申請號: 201811047540.X
• 申請日: 2018-09-09
• 公開（公告）號: CN109140860A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 孫方軍;俞益波
• 申請（專利權）人: 杭州紫明冷鏈科技有限責任公司
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10;F25D19/00;F25D29/00
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 王廣;童衛忠

本發明涉及液氮速凍制冷領域，旨在提供一種液氮循環速凍制冷系統，包括依次相連的動力輸送設備、低溫液化機、液氮儲槽和速凍箱；所述速凍箱的底部設有液氮蒸發器；所述液氮蒸發器的上方為懸空設置的物料托架，二者之間通過低溫風機進行空氣傳導，實現物料的速凍；所述液氮蒸發器出口通過管道與動力輸送設備相連，氣化后的氮氣進入所述動力輸送設備，實現氮氣液化?速凍?氣化?液化的完整循環；通過傳感器和控制閥門，以及邏輯控制器，實現對被冷凍物料的溫度、降溫速率控制。

技術領域

本發明涉及液氮速凍制冷領域，尤其一種液氮循環速凍制冷系統。

背景技術

液氮是一種低溫制冷劑，由于其具有溫度低(-196℃)、氣化潛熱大的特點，在生產中得到廣泛的應用。在食品加工行業，液氮主要用于食品的冷凍與運輸等，冷凍干燥等；在機械加工行業，液氮主要用于金屬的冷凍處理、冷凍鑄型彎管、擠壓及磨削、機械裝配等；在醫療領域，液氮主要用于外科、低溫冷凍治療、血液冷藏、藥物冷凍與低溫粉碎等；在生物工程領域，液氮主要用于冷凍貯藏珍貴植物、植物細胞、遺傳種質的冷凍保存和運輸等。

然而，目前對于液氮的利用基本屬于一次性利用，液氮速凍隧道、液氮速凍柜都采用直接噴淋液氮的方式，達到物料速凍或創造低溫環境的目的。但這種一次性利用液氮的方式存在以下不足：

1、液氮價格貴，造成加工成本的升高，液氮速凍的產品與普通速凍產品在價格上沒有競爭優勢。

2、液氮揮發快，采用噴淋的方式，液氮在被速凍物料上迅速揮發，立即脫離和被凍物料的表面，換熱不充分，造成冷量利用不足，資源浪費。

3、噴淋的方式控制困難，難以控制被冷凍物料的溫度以及物料的降溫速率，對產品質量的影響較大。

現階段缺少一種可使液氮循環速凍制冷的技術出現。

發明內容

本發明是針對現有液氮速凍裝置液氮不可回收、利用不充分、控制性差等問題，提供一種液氮循環速凍制冷系統，以回收氮氣，提高液氮利用效率，降低加工成本。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

一種液氮循環速凍制冷系統，包括依次相連的動力輸送設備、低溫液化機、液氮儲槽和速凍箱；所述速凍箱的底部設有液氮蒸發器；所述液氮蒸發器的上方為懸空設置的物料托架，二者之間通過低溫風機進行空氣傳導。

作為本發明的進一步改進，所述液氮蒸發器的出口通過管道與所述輸送設備相連。實現氮氣液化-氣化-液化的完整循環。

作為本發明的進一步改進，所述液氮儲槽出口設置低溫自動控制閥，用于控制進入所述速凍箱的液氮流量。

作為本發明的進一步改進，所述速凍箱內設置溫度傳感器,根據溫度值及變化趨勢曲線，控制進入的液氮流量。

作為本發明的進一步改進，還包括自動控制系統；所述控制系統由傳感器、控制器和執行機構組成，分別采用溫度傳感器、壓力傳感器、差壓傳感器和流量計來分別測量系統的溫度、壓力、液位和流量，再通過控制器輸出控制指令來調節閥門的開度，以控制所述速凍箱的溫度和降溫速度曲線、所述低溫液化機的負荷以及所述液氮儲罐的液位高度，實現對被冷凍物料的溫度和降溫速率控制。

與現有的速凍設備相比，本發明具有以下優點：

1、采用非直接接觸式換熱，封閉式循環，液氮氣化后全部回收利用，能夠省去購買液氮的成本，降低了加工成本；

2、采用高效換熱器，液氮與物料充分換熱，將液氮冷能充分回收利用；

3、采用高效的低溫制冷機，節約能源，降低了能耗；