一种细长条漏斗状射流喷嘴结构.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201711246807.3

申请日:

20171201

公开号:

CN107821910A

公开日:

20180323

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

A23L3/36

主分类号:

A23L3/36

申请人:

上海海洋大学

发明人:

谢晶,柳雨嫣,王金锋

地址:

201306 上海市浦东新区沪城环路999号

优先权:

CN201711246807A

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种细长条漏斗状射流喷嘴结构,包括细长条锥形导流槽、细长射流喷嘴、传送板带,细长条漏斗状射流喷嘴特征在于:细长条锥形导流槽(1)、细长射流喷嘴(2)和传送板带(3)的厚度为1‑5mm;所述细长条锥形导流槽(1)为包括上端开口和下端开口的中空倒细长椭圆锥台形,导流槽的上端开口与细长椭圆形开孔连接,导流槽的下端开口连接喷嘴的入口,喷嘴为中空细长椭圆柱形。本发明可以有效地提高冻结区域的换热强度,提高速冻机的冻结效率,有效地改善传统喷嘴结构不能同时兼顾较高冻结效率和换热不均匀的缺陷。

权利要求书

1.一种细长条漏斗状射流喷嘴结构包括细长条锥形导流槽、细长射流喷嘴、传送板带;细长条漏斗状喷嘴结构特征在于:细长条锥形导流槽(1)、细长射流喷嘴(2)和传送板带(3)的厚度为1-5mm;所述细长条锥形导流槽(1)为包括上端开口和下端开口的中空倒细长椭圆锥台形,导流槽的上端开口与细长椭圆形开孔连接,导流槽的下端开口连接喷嘴的入口,喷嘴为中空细长椭圆柱形;细长条锥形导流槽(1)排列方式为线性排列,且两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为70-90mm;细长条锥形导流槽(1)上端开口的长度为55-60mm,两侧半圆直径为40-50mm,高度为30-50mm;所述的两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为两个细长椭圆形孔几何中心之间的距离;细长射流喷嘴(2)出口截面的长度为15-20mm,两侧半圆直径为4-6mm,高度为20-40mm;传送板带(3)位于细长射流喷嘴(2)正下方,且传送板带(3)与细长射流喷嘴(2)之间的距离为20-40mm。 2.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构,其特征在于:细长条锥形导流槽(1)、细长射流喷嘴(2)和传送板带(3)的厚度为1-3mm。 3.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构,其特征在于:细长条锥形导流槽(1)、细长射流喷嘴(2)和传送板带(3)的厚度为2mm。 4.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构,其特征在于:细长条锥形导流槽(1)排列方式为线性排列,且两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为75-85mm。 5.如权利要求4所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构,其特征在于:两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为80mm。 6.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构,其特征在于:细长条锥形导流槽(1)上端开口的长度为57mm,两侧半圆直径为45mm,高度为40mm。 7.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构,其特征在于:细长射流喷嘴(2)出口截面的长度为17mm,两侧半圆直径为5mm,高度为30mm。 8.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构,其特征在于:传送板带(3)与细长射流喷嘴(2)之间的距离为30mm。

说明书

技术领域

本发明属于速冻食品机械领域,涉及一种细长条漏斗状射流喷嘴结构。

背景技术

鼓风速冻机是速冻食品加工领域的常用设备,其中的冲击式速冻机以其较高的对流换热系数越来越成为速冻机制造厂家及科研工作者密切关注的对象。速冻机静压箱内的气流通过喷嘴结构释放出高速气流是实现冲击效果的关键,而冲击效果在很大程度上取决于喷嘴结构的结构与尺寸。现有冲击式速冻机的喷嘴结构多为圆形开孔板式结构,然而此种结构存在冻结区域冻品冻结速率低和降温过程均匀性较低的问题。

发明内容

本发明的目的至少在于提供一种能够提高冻结区域冻品冻结速率低和降温过程均匀性的冲击式速冻机射流喷嘴结构。

为实现上述目,本发明提供了一种细长条漏斗状射流喷嘴结构包括细长条锥形导流槽、细长射流喷嘴、传送板带;细长条漏斗状喷嘴结构特征在于:细长条锥形导流槽(1)、细长射流喷嘴(2)和传送板带(3)的厚度为1-5mm;

所述细长条锥形导流槽(1)为包括上端开口和下端开口的中空倒细长椭圆锥台形,导流槽的上端开口与细长椭圆形开孔连接,导流槽的下端开口连接喷嘴的入口,喷嘴为中空细长椭圆柱形;

细长条锥形导流槽(1)排列方式为线性排列,且两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为70-90mm;细长条锥形导流槽(1)上端开口的长度为55-60mm,两侧半圆直径为40-50mm,高度为30-50mm;所述的两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为两个细长椭圆形孔几何中心之间的距离;

细长射流喷嘴(2)出口截面的长度为15-20mm,两侧半圆直径为4-6mm,高度为20-40mm;传送板带(3)位于细长射流喷嘴(2)正下方,且传送板带(3)与细长射流喷嘴(2)之间的距离为20-40mm。

在一个实施方式中,细长条锥形导流槽(1)、细长射流喷嘴(2)和传送板带(3)的厚度为1-3mm。

在一个实施方式中,细长条锥形导流槽(1)、细长射流喷嘴(2)和传送板带(3)的厚度为2mm。

在一个实施方式中,细长条锥形导流槽(1)排列方式为线性排列,且两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为75-85mm。

在一个实施方式中,两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为80mm。

在一个实施方式中,细长条锥形导流槽(1)上端开口的长度为57mm,两侧半圆直径为45mm,高度为40mm。

在一个实施方式中,细长射流喷嘴(2)出口截面的长度为17mm,两侧半圆直径为5mm,高度为30mm。

在一个实施方式中,传送板带(3)与细长射流喷嘴(2)之间的距离为30mm。

本发明提供的上述技术方案可以有效地提高冻品的冻结速率和改善冻品降温过程的均匀性,改善传统结构在食品冷冻加工过程中不同位置处冻品降温速率存在的较大差异性,提高冻品质量。

附图说明

图1是本发明一种细长条漏斗状射流喷嘴结构三维示意图。

图2是本发明一种细长条漏斗状射流喷嘴结构俯视图。

图3是本发明一种细长条漏斗状喷嘴结主视图。

图1中,1、细长条锥形导流槽;2、细长射流喷嘴;3、传送板带。

具体实施方式

为使本发明实现的操作流程与创作特征易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

细长条漏斗状射流喷嘴包括细长条锥形导流槽1、细长射流喷嘴2、传送板带3;细长条漏斗状喷嘴结构特征在于:细长条锥形导流槽(1)、细长射流喷嘴(2)和传送板带(3)的厚度为1-5mm;

所述细长条锥形导流槽(1)为包括上端开口和下端开口的中空倒细长椭圆锥台形,导流槽的上端开口与细长椭圆形开孔连接,导流槽的下端开口连接喷嘴的入口,喷嘴为中空细长椭圆柱形;

细长条锥形导流槽(1)排列方式为线性排列,且两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为70-90mm;细长条锥形导流槽(1)上端开口的长度为55-60mm,两侧半圆直径为40-50mm,高度为30-50mm;所述的两个相邻的细长条锥形导流槽(1)的间距为两个细长椭圆形孔几何中心之间的距离;

细长射流喷嘴(2)出口截面的长度为15-20mm,两侧半圆直径为4-6mm,高度为20-40mm;传送板带(3)位于细长射流喷嘴(2)正下方,且传送板带(3)与细长射流喷嘴(2)之间的距离为20-40mm。

来自蒸发器的低温空气被速冻机的风机吸入后升压流出,经过静压箱后进入射流喷嘴,在经过喷嘴喷射后从喷嘴结构的出口流出进入蒸发器进行换热,然后再次被风机吸入进入下一个循环。

和传统的圆形开孔板式结构相比较,采用本发明提供的上述射流喷嘴结构,能够大幅提高传送板带表面的换热强度,提高冻品的冻结速率,同时由于喷嘴出口的速度有很大的提高,改善了冻结区域内的流动,从而改善了冻品降温过程的均匀性,因此提高了冻品质量。

以速冻机静压箱尺寸为 600*600*600mm为例,孔板尺寸为600*600*2mm,对细长条漏斗状喷嘴进行了数值模拟,作为对比选择了细长椭圆开孔的孔板结构作为对比。模拟的流体为空气,进行了下列假设:①空气为不可压缩流体②模型在正常运行过程中,内部的流场视为稳态③静压箱壁面视为绝热。本模型采用k—ε湍流模型,由于在冲击过程中有温度的变化,故开启能量方程。压力入口边界条件为Pin=250Pa,压力出口边界条件Pout=0Pa。对于冻结区域,入口温度设置为230K,出口温度为235K。传送带作为传送板带处理,其热导率为16.3W/(m*℃)。

通过数值模拟优选,细长条锥形导流槽1、细长射流喷嘴2和传送板带3的厚度为2mm;细长条锥形导流槽1排列方式为线性排列,且两个相邻的细长条锥形导流槽1的间距为80mm;细长条锥形导流槽1上端开口的长度为57mm,两侧半圆直径为45mm,高度为40mm;细长射流喷嘴2出口截面的长度为17mm,两侧半圆直径为5mm,高度为30mm;传送板带3位于细长射流喷嘴2正下方,且传送板带3和细长射流喷嘴2之间的距离为30mm。

通过对速冻机冻结区域进行数值模拟,模拟结果表明:在喷嘴出口面积相同的情况下,细长条漏斗状喷嘴结构下传送板带表面平均努塞尔数为159.89,传统开孔平板上的细长条喷嘴下平均努塞尔数为146.06,可以看出这种新型细长条漏斗状喷嘴结构下换热的平均Nu数约提高了9.47%,同时Nu数分布的均匀性更好。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711246807.3 (22)申请日 2017.12.01 (71)申请人 上海海洋大学 地址 201306 上海市浦东新区沪城环路999 号 (72)发明人 谢晶 柳雨嫣 王金锋 (51)Int.Cl. A23L 3/36(2006.01) (54)发明名称 一种细长条漏斗状射流喷嘴结构 (57)摘要 一种细长条漏斗状射流喷嘴结构, 包括细长 条锥形导流槽、 细长射流喷嘴、 传送板带, 细长条 漏斗状射流喷嘴特征在于: 细长条锥形导流槽 (1) 、 细长射流喷嘴 (2)。

2、 和传送板带 (3) 的厚度为 1-5mm; 所述细长条锥形导流槽 (1) 为包括上端开 口和下端开口的中空倒细长椭圆锥台形, 导流槽 的上端开口与细长椭圆形开孔连接, 导流槽的下 端开口连接喷嘴的入口, 喷嘴为中空细长椭圆柱 形。 本发明可以有效地提高冻结区域的换热强 度, 提高速冻机的冻结效率, 有效地改善传统喷 嘴结构不能同时兼顾较高冻结效率和换热不均 匀的缺陷。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 107821910 A 2018.03.23 CN 107821910 A 1.一种细长条漏斗状射流喷嘴结构包括细长条锥形导流槽、 细长射流喷嘴、 传送板带; 细长条漏斗状喷嘴结构特。

3、征在于: 细长条锥形导流槽 (1) 、 细长射流喷嘴 (2) 和传送板带 (3) 的厚度为1-5mm; 所述细长条锥形导流槽 (1) 为包括上端开口和下端开口的中空倒细长椭圆锥台形, 导 流槽的上端开口与细长椭圆形开孔连接, 导流槽的下端开口连接喷嘴的入口, 喷嘴为中空 细长椭圆柱形; 细长条锥形导流槽 (1) 排列方式为线性排列, 且两个相邻的细长条锥形导流槽 (1) 的间 距为70-90mm; 细长条锥形导流槽 (1) 上端开口的长度为55-60mm, 两侧半圆直径为40-50mm, 高度为30-50mm; 所述的两个相邻的细长条锥形导流槽 (1) 的间距为两个细长椭圆形孔几何 中心之间的。

4、距离; 细长射流喷嘴 (2) 出口截面的长度为15-20mm, 两侧半圆直径为4-6mm, 高度为20-40mm; 传送板带 (3) 位于细长射流喷嘴 (2) 正下方, 且传送板带 (3) 与细长射流喷嘴 (2) 之间的距离 为20-40mm。 2.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构, 其特征在于: 细长条锥形导流槽 (1) 、 细长射流喷嘴 (2) 和传送板带 (3) 的厚度为1-3mm。 3.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构, 其特征在于: 细长条锥形导流 槽 (1) 、 细长射流喷嘴 (2) 和传送板带 (3) 的厚度为2mm。 4.如权利要求1所述的一种细长条。

5、漏斗状射流喷嘴结构, 其特征在于: 细长条锥形导流槽 (1) 排列方式为线性排列, 且两个相邻的细长条锥形导流槽 (1) 的间 距为75-85mm。 5.如权利要求4所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构, 其特征在于: 两个相邻的细长条锥形导流槽 (1) 的间距为80mm。 6.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构, 其特征在于: 细长条锥形导流槽 (1) 上端开口的长度为57mm, 两侧半圆直径为45mm, 高度为40mm。 7.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构, 其特征在于: 细长射流喷嘴 (2) 出口截面的长度为17mm, 两侧半圆直径为5mm, 高度为30mm。 。

6、8.如权利要求1所述的一种细长条漏斗状射流喷嘴结构, 其特征在于: 传送板带 (3) 与 细长射流喷嘴 (2) 之间的距离为30mm。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 107821910 A 2 一种细长条漏斗状射流喷嘴结构 技术领域 0001 本发明属于速冻食品机械领域, 涉及一种细长条漏斗状射流喷嘴结构。 背景技术 0002 鼓风速冻机是速冻食品加工领域的常用设备, 其中的冲击式速冻机以其较高的对 流换热系数越来越成为速冻机制造厂家及科研工作者密切关注的对象。 速冻机静压箱内的 气流通过喷嘴结构释放出高速气流是实现冲击效果的关键, 而冲击效果在很大程度上取决 于喷嘴结构的结构与尺。

7、寸。 现有冲击式速冻机的喷嘴结构多为圆形开孔板式结构, 然而此 种结构存在冻结区域冻品冻结速率低和降温过程均匀性较低的问题。 发明内容 0003 本发明的目的至少在于提供一种能够提高冻结区域冻品冻结速率低和降温过程 均匀性的冲击式速冻机射流喷嘴结构。 0004 为实现上述目, 本发明提供了一种细长条漏斗状射流喷嘴结构包括细长条锥形导 流槽、 细长射流喷嘴、 传送板带; 细长条漏斗状喷嘴结构特征在于: 细长条锥形导流槽 (1) 、 细长射流喷嘴 (2) 和传送板带 (3) 的厚度为1-5mm; 所述细长条锥形导流槽 (1) 为包括上端开口和下端开口的中空倒细长椭圆锥台形, 导 流槽的上端开口与细。

8、长椭圆形开孔连接, 导流槽的下端开口连接喷嘴的入口, 喷嘴为中空 细长椭圆柱形; 细长条锥形导流槽 (1) 排列方式为线性排列, 且两个相邻的细长条锥形导流槽 (1) 的间 距为70-90mm; 细长条锥形导流槽 (1) 上端开口的长度为55-60mm, 两侧半圆直径为40-50mm, 高度为30-50mm; 所述的两个相邻的细长条锥形导流槽 (1) 的间距为两个细长椭圆形孔几何 中心之间的距离; 细长射流喷嘴 (2) 出口截面的长度为15-20mm, 两侧半圆直径为4-6mm, 高度为20-40mm; 传送板带 (3) 位于细长射流喷嘴 (2) 正下方, 且传送板带 (3) 与细长射流喷嘴 。

9、(2) 之间的距离 为20-40mm。 0005 在一个实施方式中, 细长条锥形导流槽 (1) 、 细长射流喷嘴 (2) 和传送板带 (3) 的厚 度为1-3mm。 0006 在一个实施方式中, 细长条锥形导流槽 (1) 、 细长射流喷嘴 (2) 和传送板带 (3) 的厚 度为2mm。 0007 在一个实施方式中, 细长条锥形导流槽 (1) 排列方式为线性排列, 且两个相邻的细 长条锥形导流槽 (1) 的间距为75-85mm。 0008 在一个实施方式中, 两个相邻的细长条锥形导流槽 (1) 的间距为80mm。 0009 在一个实施方式中, 细长条锥形导流槽 (1) 上端开口的长度为57mm,。

10、 两侧半圆直径 为45mm, 高度为40mm。 0010 在一个实施方式中, 细长射流喷嘴 (2) 出口截面的长度为17mm, 两侧半圆直径为 说 明 书 1/3 页 3 CN 107821910 A 3 5mm, 高度为30mm。 0011 在一个实施方式中, 传送板带 (3) 与细长射流喷嘴 (2) 之间的距离为30mm。 0012 本发明提供的上述技术方案可以有效地提高冻品的冻结速率和改善冻品降温过 程的均匀性, 改善传统结构在食品冷冻加工过程中不同位置处冻品降温速率存在的较大差 异性, 提高冻品质量。 附图说明 0013 图1是本发明一种细长条漏斗状射流喷嘴结构三维示意图。 0014 。

11、图2是本发明一种细长条漏斗状射流喷嘴结构俯视图。 0015 图3是本发明一种细长条漏斗状喷嘴结主视图。 0016 图1中, 1、 细长条锥形导流槽; 2、 细长射流喷嘴; 3、 传送板带。 具体实施方式 0017 为使本发明实现的操作流程与创作特征易于明白了解, 下面结合具体实施方式, 进一步阐述本发明。 0018 细长条漏斗状射流喷嘴包括细长条锥形导流槽1、 细长射流喷嘴2、 传送板带3; 细 长条漏斗状喷嘴结构特征在于: 细长条锥形导流槽 (1) 、 细长射流喷嘴 (2) 和传送板带 (3) 的 厚度为1-5mm; 所述细长条锥形导流槽 (1) 为包括上端开口和下端开口的中空倒细长椭圆锥台。

12、形, 导 流槽的上端开口与细长椭圆形开孔连接, 导流槽的下端开口连接喷嘴的入口, 喷嘴为中空 细长椭圆柱形; 细长条锥形导流槽 (1) 排列方式为线性排列, 且两个相邻的细长条锥形导流槽 (1) 的间 距为70-90mm; 细长条锥形导流槽 (1) 上端开口的长度为55-60mm, 两侧半圆直径为40-50mm, 高度为30-50mm; 所述的两个相邻的细长条锥形导流槽 (1) 的间距为两个细长椭圆形孔几何 中心之间的距离; 细长射流喷嘴 (2) 出口截面的长度为15-20mm, 两侧半圆直径为4-6mm, 高度为20-40mm; 传送板带 (3) 位于细长射流喷嘴 (2) 正下方, 且传送板。

13、带 (3) 与细长射流喷嘴 (2) 之间的距离 为20-40mm。 0019 来自蒸发器的低温空气被速冻机的风机吸入后升压流出, 经过静压箱后进入射流 喷嘴, 在经过喷嘴喷射后从喷嘴结构的出口流出进入蒸发器进行换热, 然后再次被风机吸 入进入下一个循环。 0020 和传统的圆形开孔板式结构相比较, 采用本发明提供的上述射流喷嘴结构, 能够 大幅提高传送板带表面的换热强度, 提高冻品的冻结速率, 同时由于喷嘴出口的速度有很 大的提高, 改善了冻结区域内的流动, 从而改善了冻品降温过程的均匀性, 因此提高了冻品 质量。 0021 以速冻机静压箱尺寸为 600*600*600mm为例, 孔板尺寸为6。

14、00*600*2mm, 对细长条 漏斗状喷嘴进行了数值模拟, 作为对比选择了细长椭圆开孔的孔板结构作为对比。 模拟的 流体为空气, 进行了下列假设: 空气为不可压缩流体模型在正常运行过程中, 内部的流 场视为稳态静压箱壁面视为绝热。 本模型采用k 湍流模型, 由于在冲击过程中有温度 说 明 书 2/3 页 4 CN 107821910 A 4 的变化, 故开启能量方程。 压力入口边界条件为Pin=250Pa, 压力出口边界条件Pout=0Pa。 对于 冻结区域, 入口温度设置为230K, 出口温度为235K。 传送带作为传送板带处理, 其热导率为 16.3W/ (m*) 。 0022 通过数值。

15、模拟优选, 细长条锥形导流槽1、 细长射流喷嘴2和传送板带3的厚度为 2mm; 细长条锥形导流槽1排列方式为线性排列, 且两个相邻的细长条锥形导流槽1的间距为 80mm; 细长条锥形导流槽1上端开口的长度为57mm, 两侧半圆直径为45mm, 高度为40mm; 细长 射流喷嘴2出口截面的长度为17mm, 两侧半圆直径为5mm, 高度为30mm; 传送板带3位于细长 射流喷嘴2正下方, 且传送板带3和细长射流喷嘴2之间的距离为30mm。 0023 通过对速冻机冻结区域进行数值模拟, 模拟结果表明: 在喷嘴出口面积相同的情 况下, 细长条漏斗状喷嘴结构下传送板带表面平均努塞尔数为159.89, 传。

16、统开孔平板上的 细长条喷嘴下平均努塞尔数为146.06, 可以看出这种新型细长条漏斗状喷嘴结构下换热的 平均Nu数约提高了9.47%, 同时Nu数分布的均匀性更好。 0024 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效, 而非用于限制本发明。 任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下, 对上述实施例进行修饰或改变。 因 此, 举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变, 仍应由本发明的权利要求所涵盖。 说 明 书 3/3 页 5 CN 107821910 A 5 图1 图2 图3 说 明 书 附 图 1/1 页 6 CN 107821910 A 6 。

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