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真空预冷装置用捕水器
    【技术领域】

    本发明涉及一种真空冷却装置中的一种高效捕水器。

    背景技术

    随着人们生活水平的不断提高，人们已不仅仅满足于有蔬菜水果供应，而对其新鲜程度、外观、口感也提出了更高的要求。同时，我国生产的农产品和水果大量外销世界各地，在经过长途运输或长期保存后，仍能确保其本身的新鲜度，是目前最重要的课题之一，要满足上述要求，预冷是关键的一步，这是因为果蔬采摘后，仍进行着旺盛的呼吸作用，释放出能量，而释放出的能量使果蔬温度升高，反过来又加速了呼吸作用。受果蔬田间热和呼吸作用的影响，水果、蔬菜迅速萎缩，鲜度降低，腐败率增加。因此，果蔬采摘后迅速进行预冷，可降低其呼吸强度，抑制自身养分的消耗，保持其鲜度，延长有效贮藏期[2]。在各种预冷方式中，真空预冷是最有效的一种方式。真空预冷的原理是：水在1个大气压下沸点是100℃，如果温度降低则沸点就会降低，利用这个原理真空降低水的沸点，当压力达到食品表面温度对应的饱和压力时，水就会蒸发，而水蒸发需要吸收气化潜热，此热量来自食品本身，从而使食品温度降低。作为一种快速的最有效的冷却方法，真空冷却是目前国外应用最为广泛的一种预冷技术。因此，国内外对真空冷却装置进行了很多研究工作，但在真空预冷装置的设计中，捕水器的设计是一大难点。捕水器的捕水能力直接影响着真空冷却的效果。如果捕水器的导通能力好，水汽与管外表面碰撞几率高，捕水器地捕水能力就高，这样才能保证真空泵的正常运转。捕水器的表面温度对于凝水的效果有直接影响，如果温度太高，达不到凝水目的；如果温度过低，易使传热表面形成霜层并冻结成冰，产生很大的热阻，同样影响传热效果，造成了能量损耗。捕水器的原理是：从食品中蒸发出来的水蒸汽和空气的混合气体，在温度势和抽空气流的驱动下向捕水器移动，捕水器的冷源是与制冷系统蒸发器经过热交换的载冷剂，当混合气体碰撞到捕水器时，由于温度急降，水蒸汽发生相变，凝结成水。捕水器盘管的温度由采集模块采集并控制此温度不低于冰点。相变热由盘管中的载冷剂带走，而不凝性气体和极少量的水蒸汽由真空泵抽走。

    以往的捕水器大多是布置在真空冷却室的外部，这样换热效果不好，需要增加容纳捕水器的装置，使总的装置成本增加，而且水蒸汽容易进入真空泵。也有的将捕水盘管设计在真空冷却室的上部，这样水蒸汽容易进入真空泵，凝结水在向下流的同时由于压力低容易再蒸发。

    【发明内容】

    本发明的目的是为了克服现有真空冷却装置捕水器的缺点，设计了一种冷凝效果好，可以减少进入真空泵水蒸汽量从而有效的保护真空泵，防止水再蒸发的高效捕水器。

    本发明的技术方案是：一种真空预冷装置用捕水器，其特点是，它由凝水管、过滤器和挡水器组成；凝水管置于真空冷却室的下部；凝水管的入口在下，出口在上；挡水器通过连接内丝和真空泵连接；过滤水蒸汽杂物的过滤器置于挡水器外面。

    凝水管置于真空冷却室的下部，这样的布置水蒸汽与凝水管的碰撞几率大，捕水器的冷凝效果好，置有过滤器，能有效滤除气体中的悬浮物，置有挡水器，水蒸汽与挡水物碰撞沉积下来，不凝性气体被抽走，因此加了过滤物和挡水物后，可以提高冷凝效果，减少真空泵的体积，保护真空泵。

    【附图说明】

    图1为捕水器结构图；

    图2为凝水管俯视图；

    图3为过滤器结构图；

    图4为挡水器结构图。

    【具体实施方式】

    由图1、图2所示，一种真空预冷装置用捕水器，其特点是，它由凝水管1、过滤器7和挡水器6组成；凝水管1置于真空冷却室2的下部；凝水管1的入口11在下，出口10在上；挡水器6通过连接内丝5和真空泵4连接；过滤水蒸汽杂物的过滤器7置于挡水器6外面。本实例真空冷却装置设计的处理量为5Kg/次，凝水管1按此处理量计算选用￠19mm的铜管4.7米，布置于真空冷却室2的底部，这样冷凝下来的水落于真空冷却室2下部，由放水阀3放出。真空冷却室2内用于放电子秤的圆形钢板8焊接在真空冷却室内壁的支架上，在钢板外周部分均匀地钻有两圈圆孔9，凝水管1盘成圆形，共上下五圈布置于钢板上圆孔的下部。真空泵4从真空冷却室2的底部抽真空，蒸发的水蒸汽从钢板8上的圆孔9穿过，碰撞下部的凝水管1从而冷凝，这样布置水蒸汽与凝水管的碰撞几率大，捕水器的冷凝效果好。同时在凝水管的计算时考虑了冷凝水再蒸发的问题，冷凝盘管的长度有一定的裕量，在进出口的布置上使载冷剂从下面一圈入口11进入，从上面的出口10出，这样使捕水器下面相当于过冷器，使凝结水的温降比较大，保证了冷凝水不会重新蒸发。在真空预冷的过程中，真空泵4在抽除过程中，水蒸汽和食品中的一些质量轻的杂物会向真空泵方向移动，如果水蒸汽或杂物抽进真空泵，水蒸汽会溶于润滑油中，使润滑条件恶化，加大磨损和油耗，且泵体缝隙的密封性变差，降低真空泵的性能，在本装置中布置了过滤器7，它是一种深层过滤元件，能有效滤除气体中的悬浮物。它是采用特制棉纤维12外附织物13精密缠绕在多孔骨架14上而制成的，内部有宽狭不等的缝隙，可以将抽向真空泵的混合气体中的水蒸汽分子及杂物过滤，同时，使混合气流的速度降低，水蒸汽和杂物容易吸附在其表面，从而使很少量的水蒸汽通过。抽向真空泵的混合气体经过过滤器后，杂物和大部分的水蒸汽被过滤掉，还有少量的水蒸气会抽向真空泵，本装置中在过滤器后布置挡水器，如图4所示，挡水物上的孔方向超下，水蒸汽与挡水物碰撞沉积下来，不凝性气体被抽走。

    我们对3Kg白菜进行了真空冷却实验，没有加过滤物和挡水物时，有119克水冷凝下来，而加了之后有143克水冷凝下来，凝水效率将近提高20％。在30℃时水蒸汽的比容为32.89m3/Kg，而在0℃时为206.175m3/Kg，假设冷凝速度均匀，则不加过滤物和挡水物由真空泵抽走的水蒸汽的体积相当于真空泵需加大20倍左右。因此加了过滤物和挡水物后，可以是提高冷凝效果，减少真空泵的体积，保护真空泵。