專利名稱：用于可自由流動的冷凍產(chǎn)品的液態(tài)供給制備的低溫處理器的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種冷凍產(chǎn)品制備設(shè)備，更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于可自由流動的冷凍產(chǎn)品的液態(tài)供給制備的低溫處理器。
背景技術(shù)：
近年來，冰淇淋以及冰凍乳酪產(chǎn)品的銷售已明顯上升，并且本申請人通過發(fā)展一種獨特新穎冰淇淋、冰凍乳酪以及珠狀冰凍產(chǎn)品已占據(jù)了該產(chǎn)品的市場的一部分。在“Dippin′Dots”和“Ice Cream of the Future”的商標下出售的該產(chǎn)品，在專賣店、市集和主題樂園中是很常見的，并通過自動售貨機出售。
申請人具有依照1992年6月30日授權(quán)的美國專利No.5,126,156的制備和儲存該產(chǎn)品的方法的所有權(quán)，美國專利No.5,126,156在這里作為參考，申請人還具有關(guān)于對依照1997年9月9日授權(quán)的美國專利No.5,664,422和1999年12月14日授權(quán)的美國專利6000229的改進的所有權(quán)，其在這里作為參考。如其中所述的，該具有專利權(quán)的方法包含向供給盤輸送美味液體奶制品和其他營養(yǎng)成分，然后將該成分滴入冷凍室中。所述供給盤包括多個小孔，液滴形式或是液流形式的液相成分通過所述小孔落入冷凍室中，其中在冷凍前液流形式的液相成分變成液滴形式的液相成分。每個小孔還可具有相對應(yīng)的供給滴管，所述滴管相對于所述供給盤向下放置，這樣來自于供給盤的液相成分穿過小孔然后穿過與之相連的其中形成液滴或液流的供給滴管。在下文中將小孔或小孔與供給滴管的組合統(tǒng)稱為供給部件。
由于小孔和冷凍室底部之間的區(qū)域中氣態(tài)和液態(tài)冷凍劑的存在，落下的液相成分的液滴在冷凍室中迅速凝固(也就是，急驟凍結(jié))，從而形成美味冰淇淋、乳酪或其他營養(yǎng)產(chǎn)品，諸如風味冰的固體珠。更準確地說，當液滴通過冷凍室中的氣態(tài)區(qū)域自由下落并且在液滴接觸液態(tài)冷凍劑之前，液滴的外圍形成薄凝固層。當液滴撞擊液態(tài)冷凍劑的表面時該薄凝固層起到保護液滴珠形的作用。當液滴穿過液態(tài)冷凍劑，并到達冷凍室的底部之前，液滴的剩余部分完全凝固。將凝固珠從冷凍室中取出并包裝以備分配和以后的消耗。
應(yīng)該理解的是，用于制備上述珠狀冰淇淋的低溫處理器是比較復(fù)雜的設(shè)備，即，需要嚴密控制以便正確操作。例如，所用的液態(tài)冷凍劑最好為液態(tài)氮，所述液態(tài)氮具有極高的蒸發(fā)速度。通常期望在液態(tài)氮的表面與供給盤之間保持大約19-21英寸的間隔。如果該間距太小，那么液滴可能不具有從供給盤到形成所期望的珠形期間的充足時間。如果該間距太大，那么液滴與液態(tài)氮表面之間的撞擊可能大得不合需要。因此，應(yīng)該精密控制引入到冷凍室中的液態(tài)氮。
另外，供給盤中所保持的液相成分的水平控制著液相成分穿過供給盤的小孔的速度和液滴的尺寸。因此，應(yīng)該嚴密監(jiān)控而供給盤中的液相成分的輸送。
除了期望精密監(jiān)控低溫處理器的操作參數(shù)以外，還期望其他的改進。例如，通常期望生產(chǎn)各種口味的冰淇淋。通常，通過混合某些基本調(diào)味劑而產(chǎn)生獨特的口味?？尚械囊环N方法是通過生產(chǎn)第一種基本口味，接著生產(chǎn)第二種基本口味，然后混合這兩種珠狀冰淇淋產(chǎn)品。然而，該途徑要求清潔“批次”之間(即，口味轉(zhuǎn)換)的管路和其他機械。該方法的另一個缺點是增加了混合兩種基本口味的珠狀形式的步驟。
可產(chǎn)生多口味產(chǎn)品的另一種方法是，在輸送到供給盤之前，以適當比例混合液態(tài)形式的基本口味。然而，該途徑也要求清潔各批次之間的管路和其他機械。
因此，期望提供一種用于制備獨特的珠狀冰淇淋產(chǎn)品的改進的低溫處理器。

發(fā)明內(nèi)容
在隨后的描述中將部分地闡明本發(fā)明的某些目的、優(yōu)點和新穎特征，并且對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，根據(jù)接下來的驗證或通過對本發(fā)明實踐的學習，本發(fā)明的其他的目的、優(yōu)點和新穎特征將在某種程度上變得明晰。用所附權(quán)利要求中所具體指明的裝置和組合可實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些優(yōu)點和新穎特征，本發(fā)明總體上涉及一種用于可自由流動的冷凍產(chǎn)品的液態(tài)供給制備的低溫處理器。依照本發(fā)明的一個方面，所述低溫處理器包括一個冷凍室，所述冷凍室具有位于冷凍室之上的基本上為錐形的至少一個供給盤，將所述供給盤布置得適于接收來自于輸送源的液相供給成分，所述供給盤具有多個小孔，所述小孔用于將液相成分的均勻尺寸的液滴從所述盤中排出，從而重力使得液滴被輸送到其下的冷凍室中。該低溫處理器還包括至少一個與供給盤相連的用于檢測供給盤中的液相成分的深度的傳感器，至少一個與液相成分輸送管線相連的閥，將所述閥構(gòu)成得控制從輸送源到供給盤所輸送的液相成分的速度，以及與至少一個傳感器相對應(yīng)的控制器，所述控制器用于控制所述閥的位置，進而控制從輸送源到供給盤所輸送的液相成分的速度。
依照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種向容納冷凍劑的冷凍室供應(yīng)液相成分以形成冷凍產(chǎn)品珠的方法。依照本發(fā)明的這個方面，該方法監(jiān)控多區(qū)域供給盤的每個部分中的液相成分的水平，控制從輸送源到供給盤各個區(qū)域的液相供應(yīng)成分的輸送，通過重力，將液相供應(yīng)成分從供給盤的各個區(qū)域經(jīng)由液滴形狀的小孔排出到位于小孔下面的冷凍室中，監(jiān)控冷凍室中的液態(tài)冷凍劑的水平，并與監(jiān)控液態(tài)冷凍劑水平的步驟相對應(yīng)，精密控制液態(tài)冷凍劑向冷凍室的輸送。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的幾個方面，并且與詳細描述一起致力于解釋本發(fā)明的原理。附圖中的組件不必是定標的，主要是為了清楚示出本發(fā)明的原理。而且，在附圖中，同樣的附圖標記表示同樣的零件。在附圖中圖1是改進的低溫處理器的截面圖。
圖2是可調(diào)節(jié)的進氣口門的剖視透視圖。
圖3是改進的低溫處理器的截面圖，與圖1相似，但是還示出了進氣口門的機動化控制。
圖4是改進的低溫處理器的視圖，示出了各種控制傳感器和閥。
圖5是用在本發(fā)明一個實施例中的多區(qū)域供給盤的頂視圖。
具體實施例方式
在概括了本發(fā)明的各個方面以后，下面將參照附圖對本發(fā)明進行詳細描述。雖然將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行描述，但是沒有使本發(fā)明局限于該實施例或這里所披露的實施例的意圖。相反，目的是涵蓋包括在如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和保護范圍內(nèi)的所有的替換、修正及等效物。
現(xiàn)在參照圖1，圖1示出了結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例所構(gòu)成的改進的低溫處理器，所述低溫處理器用于生產(chǎn)小珠形式的可自由流動的冷凍產(chǎn)品。在美國專利No.5,126,156中詳細描述了生產(chǎn)該產(chǎn)品所使用的基本方法，為了利于理解該獨特生產(chǎn)過程，下面將概述所述基本方法。如下面所述的，圖1中所示的設(shè)備增強了現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)過程的效率并且增加了產(chǎn)品產(chǎn)量。
低溫處理器10包括冷凍室12，所述冷凍室12最好是其中容納液體冷凍劑的錐形頂貯罐形式的。冷凍室12包括內(nèi)殼層14和外殼層16。為了增加冷凍室12的熱效率，在內(nèi)殼層14和外殼層16之間放置有保溫材料18。如圖1中所示的，冷凍室12是由支腳22支撐的自立單元?；蛘撸斒褂脮r可將冷凍室12放置于一個特別制成以支撐處理器10的框架中。
冷凍劑24通過冷凍劑入口26進入到冷凍室12中，鑒于其已知的凝固性能，冷凍劑24最好是液態(tài)氮。通過入口26進入到冷凍室12中的冷凍劑24用于使冷凍室中的液態(tài)冷凍劑保持預(yù)定水平，并且必須添加該冷凍劑24以代替由于蒸發(fā)或生產(chǎn)中伴隨的其他情況而流失的冷凍劑24。已從冷凍室12中液態(tài)冷凍劑24的表面蒸發(fā)的氣態(tài)冷凍劑主要通過出口孔29排放到大氣中，所述出口孔29與真空裝置30配合，所述真空裝置30可為文丘里噴嘴形式的。通過產(chǎn)品出口32出現(xiàn)了凝固珠的析出，所述產(chǎn)品出口32裝配于冷凍室12的基底。
當引入的冷凍劑24通過入口26進入到冷凍室12中時，取決于通過入口26允許進入的冷凍劑24的量和引入的冷凍劑24的流速，在冷凍室12中可形成冷凍劑24的漩渦或氣旋運動。由于可能將在冷凍室12的底部等候析出的凝固珠掃入旋渦式冷凍劑中從而使所述凝固珠不能落入用于收集的冷凍室底部，因此該氣旋運動不利于所述生產(chǎn)過程。在該湍流環(huán)境中還可能產(chǎn)生不均勻的珠狀產(chǎn)品。通過安裝于內(nèi)殼層14的內(nèi)表面36的隔板34可防止引入的冷凍劑的這種有害的氣旋運動。在冷凍劑入口26的附近，隔板34從內(nèi)表面36處向內(nèi)延伸。另外，使隔板34這樣定位，即，使它們的長度方向在冷凍室12中基本是直立的。
提供帶有調(diào)節(jié)門38的環(huán)境空氣入口孔28和帶有帶有調(diào)節(jié)門39的出口孔29，以便于調(diào)節(jié)從液態(tài)冷凍劑24的表面蒸發(fā)的氣態(tài)冷凍劑的水平，以使得在處理器10中不會逐步形成超壓，并且也不會發(fā)生供給部件40中的液相成分的凝固。
供給盤48從輸送源50處接收液相成分。通常，一個泵(未示出)通過輸送管52將液相成分泵送到供給盤48中。預(yù)混裝置54使幾種成分(不必全是液體，諸如粉末狀香料或其尺寸足以小到不會導(dǎo)致供給部件40中堵塞的其他添加劑)以預(yù)定的濃度混合以便輸送到供給盤48中。
我們考慮到，為了產(chǎn)生冷凍產(chǎn)品的均勻尺寸的珠56，需要通過氣體擴散室46向冷凍室12供應(yīng)液相成分的均勻尺寸的微滴58。將供給盤48設(shè)計得帶有供給部件40，所述供給部件40形成期望特性的微滴58。當液相成分的微滴58接觸氣體擴散室46中的冷凍蒸汽，隨后接觸冷凍室12中的液態(tài)冷凍劑24時，就形成了呈小珠狀態(tài)的冷凍產(chǎn)品。在形成了小珠56以后，所述小珠56落到冷凍室12的底部。在出口32處一個傳送系統(tǒng)與冷凍室12的底部連接，以便于將小珠56輸送到封裝和分配網(wǎng)絡(luò)，所述封裝和分配網(wǎng)絡(luò)用于隨后的運輸和消耗。
依照本發(fā)明的一個方面，將優(yōu)選實施例設(shè)計得帶有合成一體的真空裝置30，所述真空裝置30可為文丘里管的形式。真空裝置30與空氣入口28和調(diào)節(jié)門38合作，以使得環(huán)境氣流穿過入口28并圍繞供給部件40以確保其中不會有液相成分的凝固。這是通過將真空裝置30與空氣入口28安裝在氣體擴散室46的相對側(cè)上以使得由真空裝置30吸入的引入環(huán)境空氣與供給部件對準而實施的。在該結(jié)構(gòu)中，環(huán)境空氣圍繞供給部件流動，使供給部件升溫到足以抑制供給部件流動通道中形成凝固液相成分的溫度。使空氣源60(通常為空氣壓縮機的形式)連接于真空裝置30以提供適當?shù)某槲?，從而產(chǎn)生所需的環(huán)境氣流。
如上所述，空氣入口28包括用以控制引入的環(huán)境空氣量的調(diào)節(jié)門38。如圖2中所示的，門38的優(yōu)選實施例是一系列安裝在框架64中的可滑動門部分62。該結(jié)構(gòu)可提供多種調(diào)節(jié)組合，因此在門38露出最大尺寸入口的完全打開設(shè)置與該門完全封堵入口28從而阻止環(huán)境氣流的全封閉設(shè)置之間可獲得所期望的流率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到的是，入口門38的為數(shù)眾多的其他實施例也可用于獲得所期望的結(jié)果，也就是說，可變的流量噴嘴、或可調(diào)的入口孔，應(yīng)該注意，可用的入口門38的實施例并非少數(shù)。
在一個實施例中，門62被人工調(diào)節(jié)。處理器10外面的操作員可根據(jù)觀察、經(jīng)驗或其他因素調(diào)節(jié)該門62的位置。在另一個實施例中，可用馬達80(見圖3)或其他能使門移動的機構(gòu)自動地調(diào)節(jié)門62。在這樣一個實施例中，可利用溫度傳感器82(或其他合適的傳感器)以感測供給部件40周圍的溫度。當溫度降到預(yù)定溫度以下時，馬達80可調(diào)節(jié)門62以增加入口28的尺寸。相反，當溫度升到預(yù)定溫度以上時，馬達80可調(diào)節(jié)門62以減小入口28的尺寸。
在另一個實施例中，可使入口28保持不變量并且可調(diào)節(jié)真空源60以控制供給部件40周圍的溫度。在這樣一個實施例中，當溫度降到預(yù)定水平以下時，可控制真空源60以增加穿過滴管44的氣流。相反，當溫度升到預(yù)定溫度以上時，可控制真空源60以減少穿過滴管44的氣流。
另外，可通過入口28的尺寸和穿過滴管44的氣流速度的控制組合來控制供給部件40周圍的溫度。也就是說，可通過馬達80控制和真空源60控制的組合來實現(xiàn)溫度控制。
在另一個實施例中，馬達80控制和/或真空源60控制可取決于流入供給部件的液相成分的流速?？墒褂靡何粋鞲衅饕愿袦y供給部件中的液相成分的水位。在正常操作下(所有的滴管44完全打開)，將產(chǎn)生確定的(液相成分流入供給部件的)流速。如果流速降低了，可假定這樣的降低是由于在滴管44中結(jié)冰而引起的。因此，可控制馬達80以增加入口28的尺寸和/或可控制真空源60以增加穿過滴管44的氣流。
可包含幾個傳感器66以測量多個工作值，諸如冷凍室溫度、冷凍劑水平等等。這些傳感器都向控制裝置68提供輸入信號，所述控制裝置68監(jiān)控生產(chǎn)過程并提供控制輸出信號70以促進凝固珠的自動化生產(chǎn)。出于解釋的目的，這些傳感器僅以點的形式包括在圖1中。然而，應(yīng)該理解的是，根據(jù)實際應(yīng)用，傳感器的實際結(jié)構(gòu)將是多樣的。
由于使用了上述系統(tǒng)，可帶來各種益處。與其中當使供給部件升溫和隨后清潔時在供給部件中液相成分的凝固造成需要中斷生產(chǎn)過程的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計不同，上述系統(tǒng)可防止液體在供給部件中凝固。因此，生產(chǎn)過程可不間斷地連續(xù)進行。
另外，不正常凝固的液相成分是廢料，必須在封裝之前將所述廢料從均勻的珠狀產(chǎn)品中篩選和去除。該廢料以及與從期望產(chǎn)品中去除廢料相關(guān)的程序(例如，分離裝置的操作)降低了生產(chǎn)效率。本發(fā)明使這種浪費最小化。通過使用新型氣體擴散室和真空部件，使得對分離需求的需要成功地降到最低，因此不再需要現(xiàn)有技術(shù)的篩選組件和用以操作所述篩選組件的動力了。
依照該系統(tǒng)的一個實施例，可在空氣入口28處布置空氣進氣濾氣器90(見圖1和3)。盡管圖中示出了空氣進氣濾氣器90位于門62的內(nèi)側(cè)上，然而也可以將空氣進氣濾氣器90布置在門62的外側(cè)上。盡管進行了有效的測量以確保使處理器10周圍的環(huán)境保持在極衛(wèi)生的方式中，然而我們已經(jīng)意識到肯定存在某種氣載污染物。因此，裝配空氣進氣濾氣器90以進一步清潔和篩選允許流過供給部件40的空氣，從而獲得更純凈更清潔的冷凍產(chǎn)品。
和本發(fā)明的保護范圍和精神一致，用于構(gòu)成濾氣器90的材料、過濾密度、孔隙度以及其他特征可為多種多樣的。當然，本發(fā)明不局限于濾氣器90的這些細節(jié)。盡管根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例所構(gòu)成的濾氣器將去除尺寸為0.2微米或以上的所有污染物。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提高了處理器10的熱性能。最好用具有內(nèi)壁14和外壁16的雙壁結(jié)構(gòu)構(gòu)成處理器10。上一代處理器在壁14和16之間已包括泡沫玻璃保溫材料。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在處理器10中設(shè)立真空夾套以使液態(tài)冷凍劑保溫。因此可提供一個孔(未示出)和一個真空源(未示出)以排空內(nèi)壁14和外壁16之間的腔室。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這樣的“真空夾套”與泡沫玻璃夾套相比可提供更好的保溫質(zhì)量。結(jié)果，液態(tài)冷凍劑的汽化和蒸發(fā)速率得以降低。因此，制備預(yù)定量的冷凍產(chǎn)品需要更少量的液態(tài)冷凍劑。
發(fā)明改進已描述了用以更好限定本發(fā)明環(huán)境的低溫處理器10，本發(fā)明的改進涉及用于控制上述低溫處理器操作的控制系統(tǒng)。在這一點上，參照圖4以及相關(guān)附錄。圖4是示出了各種控制閥的低溫處理器10的視圖。出于簡單化的目的，圖1-3中所示的低溫處理器的一些零件在圖4中已刪除?？刂葡到y(tǒng)的操作是計算機控制的，在此處的附錄中詳細地示出了控制器100的流程圖和邏輯電路。
概括地，控制器100運轉(zhuǎn)以控制各種閥的操作以調(diào)整冷凍室中液態(tài)氮的液面和輸送到供給盤48中的液相成分。在一個實施例中，供給盤48可為一個單獨盤，用以容納一種單獨口味的液相成分。具有至少一個用于控制液態(tài)氮到低溫處理器10中的引入的節(jié)流閥102。同樣，具有一個用于控制液相成分到供給盤48中的引入的閥104。這些閥都由一個或多個從控制器100中輸出的電信號控制。
在所示的實施例中，控制器100還產(chǎn)生一個輸出信號，所述輸出信號控制用于螺旋輸送系統(tǒng)108的驅(qū)動馬達106。螺旋輸送系統(tǒng)108包括螺旋運輸器，所述螺旋運輸器從低溫處理器10的底部將冰淇淋的凝固珠向上輸送到斜槽109，在所述斜槽109處將所述凝固珠輸出以包裝。如圖所示的，斜槽109的口垂直地位于液態(tài)氮水平面的上方。因此，在螺旋輸送系統(tǒng)108中液態(tài)氮與珠狀冰淇淋分離。在從斜槽109中被去除之前，可能附于珠狀冰淇淋外表面上的微量液態(tài)氮從其上蒸發(fā)。從這一點來看，正如已知的，液態(tài)氮具有非?？斓恼舭l(fā)速度。
可根據(jù)液相成分引入到供給盤48中的速度來設(shè)定驅(qū)動馬達106的速度。
除了上述控制器100的輸出以外，控制器100具有一些輸入。所述輸入包括低溫處理器10的容器中的液態(tài)氮水平的輸入指示，以及供給盤48中的液相成分水平的輸入指示?？赏ㄟ^壓力轉(zhuǎn)換器110或以其他公知的用于感測液面的方式提供液態(tài)氮水平的輸入指示。最好，液態(tài)氮的水平面與供給盤48的底部保持約18-22英寸的距離。當該水平接近22英寸的距離時，可控制所述閥102以便于使液態(tài)氮以較大速度引入到容器中。同樣，當該水平接近18英寸的距離時，可控制所述閥102以使液態(tài)氮引入到容器中的速度減慢。最好使液態(tài)氮到容器中的引入保持相對恒定的速度，以防止容器中的液態(tài)氮過于搖動。通過使液態(tài)氮的搖動最小化，可獲得更光滑更球形的珠狀冰淇淋珠。
可通過電容探測器112或以其他公知的用于感測液面的方式提供供給盤48中液相成分水平的輸入指示。供給盤中液相成分水平越高，從懸掛于供給盤48的滴管44(見圖1-3)中排出的液相成分的速度越大。由于不同的口味可能具有不同的粘性，而且所期望的凝固珠的尺寸也不一樣，因此，實際的液面高度可取決于所制造的冰淇淋的口味。
盡管沒有明確示出，但是也可為控制器100提供另一種來自于螺旋輸送系統(tǒng)108的反饋測量形式的輸入。也就是說，可構(gòu)成一種傳感器以測量螺旋鉆的實際轉(zhuǎn)速，并可將該感測值反饋到控制器100。
在另一個實施例中供給盤可被分成可容納若干口味的液相成分(見圖5)，其最終產(chǎn)品將為混合口味的冰淇淋珠。例如，圖5示出了具有五個分塊202、204、206、208和210的供給盤148。每個獨立分塊可用于一種具體口味。這樣，例如，一個分塊202可用于香草口味、一個分塊204可用于巧克力口味、一個分塊206可用于草莓口味等等。通過控制適當?shù)妮斔烷y以只向分塊202輸送香草口味的液相成分可生產(chǎn)香草口味冰淇淋(也就是說，切斷所有其他口味的輸送)。同樣，通過控制適當?shù)妮斔烷y以只向分塊204輸送巧克力口味的液相成分可生產(chǎn)巧克力口味冰淇淋。通過適當控制各個輸送閥可生產(chǎn)混合口味冰淇淋。
例如，在這樣一個實施例中(未明確示出)，可有若干個用于調(diào)整流入供給盤148不同分塊中的液相成分的流動的控制閥。應(yīng)該理解的是，根據(jù)在最終珠狀冰淇淋成分中的具體口味的百分率來分別控制和調(diào)整每個所述控制閥。例如，為了生產(chǎn)具有75％香草及25％巧克力珠的冰淇淋產(chǎn)品，那么控制使香草液相成分引入到供給盤148中的閥速度，以使得被引入到供給盤148的其分塊202的香草的速度近似于引入到供給盤148的其分塊204的巧克力液相成分的速度的三倍。
應(yīng)該理解的是，在低溫處理器10的連續(xù)運行中，這樣的多分塊式供給盤148可生產(chǎn)不同口味的珠狀產(chǎn)品，而無需在連續(xù)運行期間清潔設(shè)備。
上述說明是出于解釋和描述的目的而存在的。所述描述并非詳盡并且不是打算將本發(fā)明局限于所披露的精密形式中。顯而易見，根據(jù)上述說法可進行修正和改變。選擇和描述該實施例或討論的實施例以提供對本發(fā)明原理及其實際應(yīng)用的最佳解釋，從而可使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠使用各個實施例中的本發(fā)明并進行適合于具體應(yīng)用打算中的各種形狀。當結(jié)合其所被公平合法地賦予權(quán)利的寬度時，所有的形狀和改變都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，所述本發(fā)明的保護范圍如所附的權(quán)利要求中所認定的。
權(quán)利要求
1.一種用于可自由流動的冷凍產(chǎn)品的液態(tài)供給制備的低溫處理器，所述低溫處理器包括冷凍室，所述冷凍室基本上為圓錐型；位于冷凍室上方的至少一個供給盤，所述供給盤被布置得適于接收來自于輸送源的液相成分，所述供給盤具有多個小孔，所述小孔用于從所述供給盤中排出所述成分的均勻尺寸的液滴，從而重力使得所述液滴被輸送到其下的冷凍室中；與所述供給盤相連的至少一個傳感器，所述傳感器用于測量所述供給盤中液相成分深度；與液相成分輸送管線相連的至少一個閥，使所述閥構(gòu)成得控制從所述輸送源傳輸?shù)剿龉┙o盤的液相成分的速度；以及與所述至少一個傳感器相對應(yīng)的控制裝置，所述控制裝置用于控制所述閥的位置，進而控制從所述輸送源傳輸?shù)剿龉┙o盤的液相成分的速度。
2.如權(quán)利要求1中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述供給盤包括限定出多個獨立隔室的分塊。
3.如權(quán)利要求2中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述多個隔室的每個都包括至少一個用于測量所述供給盤中液相成分深度的傳感器。
4.如權(quán)利要求3中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述至少一個閥包括多個閥，其中至少一個閥與所述成分輸送管線相連，使所述至少一個閥構(gòu)成得控制從所述輸送源傳輸?shù)剿龉┙o盤的每個隔室的液相成分的速度。
5.如權(quán)利要求4中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述控制裝置與所述多個傳感器中的每個相對應(yīng)，所述控制裝置控制所述多個閥中的每個，以控制從所述輸送源傳輸?shù)剿龉┙o盤的所述多個隔室的每個中的液相成分的速度。
6.如權(quán)利要求1中所限定的低溫處理器，其特征在于，還包括螺旋輸送系統(tǒng)，使所述螺旋輸送系統(tǒng)構(gòu)成得從冷凍室的底部向輸送斜槽輸送冷凍產(chǎn)品。
7.如權(quán)利要求6中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述控制裝置還包括至少一個輸出信號，所述輸出信號用于控制所述螺旋輸送系統(tǒng)從冷凍室底部移除冷凍產(chǎn)品的速度。
8.如權(quán)利要求1中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述控制裝置包括可編程序邏輯控制器。
9.如權(quán)利要求1中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述多個小孔被進一步限定為具有相連的多個供給滴管，所述供給滴管用于從液相成分中生產(chǎn)液滴。
10.如權(quán)利要求1中所限定的低溫處理器，其特征在于，還包括至少一個構(gòu)造成用于測量冷凍室中的液態(tài)氮水平的氮水平傳感器。
11.如權(quán)利要求10中所限定的低溫處理器，其特征在于，還包括與液態(tài)氮供應(yīng)管線相連的氮輸送閥，所述氮輸送閥用于控制液態(tài)氮輸入到冷凍室中的速度。
12.如權(quán)利要求11中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述控制裝置與至少一個氮水平傳感器相對應(yīng)，以便于控制所述氮輸送閥的位置，進而控制輸送到冷凍室的液態(tài)氮的速度。
13.如權(quán)利要求1中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述冷凍室被進一步限定為具有內(nèi)表面和用于阻礙流體流動的部件，將所述用于阻礙流體流動的部件布置得與冷凍室的內(nèi)表面連接，以便于防止引入的液態(tài)冷凍劑在冷凍室中形成破壞的氣旋流。
14.如權(quán)利要求1中所限定的低溫處理器，其特征在于，內(nèi)殼層和外壁進一步限定了冷凍室，并且在內(nèi)壁和外壁之間布置熱絕緣。
15.如權(quán)利要求14中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述熱絕緣是外壁和內(nèi)壁之間的抽空的空間。
16.一種用于控制用于可自由流動的冷凍產(chǎn)品的液態(tài)供給制備的低溫處理器的操作的系統(tǒng)，包括與供給盤相連的至少一個傳感器，所述傳感器用于測量所述供給盤中的液相成分的深度；與液相成分輸送管線相連的至少一個閥，將所述閥構(gòu)成得控制從輸送源輸送到供給盤的液相成分的速度；以及與至少一個傳感器相對應(yīng)的控制裝置，所述控制裝置控制所述閥的位置，并進而控制從輸送源輸送到供給盤的液相成分的速度。
17.如權(quán)利要求16中所限定的低溫處理器，其特征在于，還包括螺旋輸送系統(tǒng)，使所述螺旋輸送系統(tǒng)構(gòu)成得從冷凍室的底部向輸送斜槽輸送冷凍產(chǎn)品。
18.如權(quán)利要求17中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述控制裝置還包括至少一個輸出信號，所述輸出信號用于控制所述螺旋輸送系統(tǒng)從冷凍室底部移除冷凍產(chǎn)品的速度。
19.如權(quán)利要求16中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述控制裝置包括可編程序邏輯控制器。
20.如權(quán)利要求16中所限定的低溫處理器，其特征在于，還包括至少一個氮水平傳感器，使所述氮水平傳感器構(gòu)成得測量冷凍室中的液態(tài)氮水平。
21.如權(quán)利要求20中所限定的低溫處理器，其特征在于，還包括與液態(tài)氮供應(yīng)管線相連的氮輸送閥，所述氮輸送閥用于控制液態(tài)氮所輸入冷凍室中的速度。
22.如權(quán)利要求21中所限定的低溫處理器，其特征在于，所述控制裝置與至少一個氮水平傳感器相對應(yīng)，以便于控制所述氮輸送閥的位置，進而控制輸送到冷凍室的液態(tài)氮的速度。
23.一種用于可自由流動的冷凍產(chǎn)品的液態(tài)供給制備的低溫處理器，所述低溫處理器包括冷凍室，所述冷凍室基本上為圓錐型；位于冷凍室上方的多個供給盤，所述供給盤被布置得適于接收來自于多個輸送源的液相成分，每個供給盤具有多個小孔，所述小孔用于從所述供給盤中排出所述成分的均勻尺寸的液滴，從而重力使得所述液滴被輸送到其下的冷凍室中；與所述每個供給盤相連的一個傳感器，所述傳感器用于測量所述每個供給盤中液相成分的深度；與每個液相成分輸送管線的每一個相連的一個閥，其中使一個獨特的輸送管線被構(gòu)成得從各個輸送源向各個供給盤輸送液相成分，使每個閥構(gòu)成得控制從每個輸送源傳輸?shù)矫總€供給盤的液相成分的速度；以及與每個傳感器相對應(yīng)的控制裝置，所述控制裝置用于控制每個閥的位置，進而控制從每個輸送源傳輸?shù)矫總€供給盤的液相成分的速度。
24.一種向容納冷凍劑以形成冷凍產(chǎn)品珠的冷凍室供應(yīng)液相成分的方法，包括以下步驟監(jiān)控多分塊式供給盤的各個部分的液相成分的水平；精密控制從輸送源到所述供給盤各個部分的液相成分的輸送；由重力將液相供應(yīng)成分從所述供給盤的各個部分通過小孔以液滴的形式排出到位于小孔下面的冷凍室中；監(jiān)控冷凍室中的液態(tài)冷凍劑的水平；以及與監(jiān)控液態(tài)冷凍劑的水平的步驟相對應(yīng)，精密控制液態(tài)冷凍劑到冷凍室中的輸送。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低溫處理器(10)，所述低溫處理器(10)用于可自由流動的冷凍產(chǎn)品的液態(tài)供給制備。所述低溫處理器(10)包括冷凍室(12)，所述冷凍室(12)基本上為圓錐型；位于冷凍室(12)上方的至少一個供給盤(48)，所述供給盤(48)被布置得適于接收來自于輸送源(50)的液相成分，所述供給盤(48)具有多個小孔(44)，所述小孔(44)用于從所述供給盤(48)中排出成分的均勻尺寸的液滴，從而重力使得所述液滴被輸送到其下的冷凍室(12)中。所述低溫處理器(10)還包括與所述供給盤(48)相連的至少一個傳感器(66)，用于測量所述供給盤(48)中液相成分深度；與液相成分輸送管線(52)相連的至少一個閥，使所述閥構(gòu)成得控制從所述輸送源(50)傳輸?shù)剿龉┙o盤(48)的液相成分的速度；以及與所述至少一個傳感器相對應(yīng)的控制器(68)，所述控制器用于控制所述閥的位置，進而控制從所述輸送源(50)傳輸?shù)剿龉┙o盤(48)的液相成分的速度。
文檔編號A23L3/36GK1444717SQ01809692
公開日2003年9月24日 申請日期2001年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月14日
發(fā)明者斯坦·瓊斯, 米爾福德·D·瓊斯, 柯特·D·瓊斯 申請人:迪平多茨公司