用于生产由经由多孔材料制成的、包含被封装并保持在包装件内的一定量的二氧化碳雪的包装件组成的制冷块的设备

摘要

本发明涉及一种用于生产包含一定量的二氧化碳雪的制冷块的设备，该设备包括：由至少两个孔格组成的组，每个孔格都能够接纳和支承待充填的外壳；在其上游部分连接到液态CO

说明书

技术领域

本发明涉及用于将二氧化碳雪包装在塑料膜内的设备的领域。

背景技术

已知对于必须被保持处于+2°C至-20°C或甚至更低的受控温度的冷 冻、深度冷冻或甚至新鲜产品、尤其是食品，为了不中断产品从被冷却、 冷冻或深度冷冻直到被使用的低温链，需要具有冷冻设备的仓库、运输装 置和商店，目前这些冷冻设备通常为电气设备。然而，在许多情况下，在 产品不被从产品储存在其中的冷冻设备中取出的情况下无法进行运输，因 此这导致温度升高的风险很大，特别是当气候条件不利时。为了避免这种 产品运输过程中的温度升高，通常做法是将这种产品放置在在等温腔室中 被保持在受控的温度的环境中。例如可以通过包装在由穿孔的塑料膜制成 的袋中的二氧化碳雪的缓慢升华来确保温度调节。二氧化碳雪是较便宜的 产品并且其具有富有吸引力的制冷值：573KJ/kg。其大约为-80℃的温度 确保产品可在较长时间内保持低温。

作为示例，可参照文献EP-1 186 842，该文献描述了一种用于自动和 连续地将二氧化碳雪包装在塑料膜中的设备。

还可参照文献FR-2 604 243或EP-823 600，或甚至US-5 271 233，这 些文献描述了包含大量二氧化碳雪的制冷块。

还可参照文献EP-1 090 259，该文献描述了一种用于获得由包装件组 成的制冷块的方法和设备，所述包装件由多孔材料（能够耐受低于1°C的 低温）制成，包含被封装和容纳在该包装件中的大量二氧化碳雪，如该文 献指出的，该包装件由具有“对于大小为196Pa的空气压力而言，空气孔 隙度在100m³/m²/mn与500m³/m²/mn之间”的材料制成，例如由非编织聚 丙烯制成。

因此，人工装袋机是这样一件设备，其可以利用液态CO₂源通过膨胀 在由多孔材料（一般为编织聚丙烯）制成的袋中直接产生二氧化碳雪。可 以根据所用的喷射时间和根据液态CO₂的供给压力来调节雪的量。市场上 可获得的设备一般设法能够同时充填若干个袋。

安装在可获得的人工装袋机上的喷射器通常由穿孔管形成。

举例而言，如在涉及现有技术的附图1中示意性地示出的，在其上游 部分连接到液态CO₂源的给送管供给一组喷射管道，每个喷射管道都面对 将待充填的袋定位在其中的孔格，并且每个喷射管道都在其上游部分连接 到电操作阀（直接或者经由它们被焊接到其上的主管）。

每个喷射管道都具有沿其长度加工的喷射孔口，并且因此能够理解的 是，为了改变喷射输送速度，需要移除喷射管道中的一个或多个并修改（重 新加工）喷射孔口，有时这代表提供很小灵活性的复杂操作。

现有技术的这种构型另一方面确实确保了完全刚性，有时需要这种完 全刚性来方便地导入袋和移除袋。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种新型设备，该设备可以提高灵活性且 特别是可以实现更容易地改变输送孔口以适合用户地点（充填袋的地点） 对改变输送输出的需求。

如在下文中将更详细地看到的，本发明所提出的设备的主要特征在于 其包括：

-由至少两个孔格组成的组，每个孔格都能够容纳和保持待充填的包 装件；

-在其上游部分连接到液态CO₂源的给送管，

-至少两个喷射管道组成的组，每个喷射管道都定位成面对将待充填 的袋定位在其中的孔格，并且每个喷射管道都在其上游部分处连接到给送 管（优选经由电操作阀，每个喷射管道对应一个电操作阀，电操作阀可以 直接或者经由喷射管道被机械地（例如通过焊接）固定至其上的中间管（称 为主管）被连接）。

-每个喷射管道都在沿其长度的一个位置处包括至少一个喷射孔口，

-每个喷射管道的端部、即与给送管相对的一端采用呈大致圆形末端 形式的封闭端的形式；

-每个喷射管道上存在的每个喷射孔口都采用具有直径D的螺纹孔口 的形式，喷嘴可以被旋拧到所述螺纹孔口中；

-每个喷嘴都采用中空的至少部分为筒形（在其长度的至少一部分上） 的形式，中空筒体的（螺纹）外径等于所述直径D（且因此与所讨论的喷 嘴待被固定在其上的喷射管道中的喷射孔口兼容），且其内径d如能够理 解的那样小于D。

通过阅读前文能够理解的是：

-圆形末端使得将喷射管道插入待充填的袋中更容易；

-喷嘴具有与设备的一个喷射管道的喷射孔口的直径兼容的直径D， 而对于给定D而言，可以获得具有截然不同的内径d的喷嘴阵列，从而允 许根据用户地点的需要容易地改变喷射输送速度，这通过松开具有给定内 径d₁的给定喷嘴以更换为具有较小或较大的不同直径d₂的喷嘴即可完成， 该更换是直接的，不需要大量干预且最好的是不需要再加工。

-根据本发明的优选实施方案，该设备的每个喷射管道都在沿其长度 的一位置处包括仅一个螺纹喷射孔口，但在不以任何方式偏离本发明的范 围的前提下当然可以设想在设备的一个或多个喷射管道上对相关的喷射管 道设置若干个螺纹喷射孔口。

当然，实际上优选其中每一个喷射管道均仅设有一个孔口的构型，以 便使由于雪的形成而被堵塞的风险最小化，通过在CO₂源与每个喷射管道 的单个孔口之间维持极好的“流体连续性”来实现这一点，不过其它状况和 操作条件可证明例如为了应对高输送产量，一个或多个喷射管道具有若干 个孔口，而不会带来堵塞的风险。

-根据本发明的优选实施方案，该设备的所有喷射管道都配设有一个 孔口（或者在合适的情况下配设有若干个孔口），直径D对于喷射管道的 所有孔口而言相同。

然而，这里在不以任何方式偏离本发明的范围的前提下也可以设想设 备的其中一个或多个喷射管道可具有不具有螺纹直径D而是具有大于或小 于D的螺纹直径D’的孔口，这将使得更容易适合用户地点的不同需求。

通过示例的方式，在根据本发明的一个实施方案中，设备的所有螺纹 孔口均具有直径D=8mm，且拧入式喷嘴例如具有内径d=4mm或3mm。

然而，根据本发明的另一实施例，设备的其中一个或多个喷射管道配 设有一螺纹喷射孔口，其直径为8mm，而设备的其中一个或多个喷射管道 配设有一螺纹喷射孔口，其直径不是8mm而是10mm，这允许内径为5 或6mm的喷嘴与它们配合（拧入其中）。

根据本发明的一个有利实施例，拧入式喷嘴仅在它们的一部分长度上 采用中空筒体的形式，而在喷嘴的其余部分（与配合在与喷嘴相对应的喷 射孔口中的喷嘴部分相对的部分）上，喷嘴采用锥形地扩开的形状，该扩 开的底部则可以在外侧上是平滑（平坦）的或其它形式，该布置结构的优 点在于其限制了喷嘴被完全拧入螺纹喷射孔口中的风险，所述完全拧入然 后将导致在需要更换喷嘴时难以拔出喷嘴。

因此，本发明涉及一种用于获得由包装件组成的制冷块（bloc）的设 备，所述包装件由多孔材料制成，包含被封装和保持在包装件中的大量二 氧化碳雪，该设备包括：

-由至少两个孔格组成的组，每个孔格都能够容纳和保持待充填的包 装件；

-在其上游部分连接到液态CO₂源的给送管，

-由至少两个喷射管道组成的组，每个喷射管道都定位成面对将待充 填的包装件定位在其中的孔格，并且每个喷射管道都在其上游部分处优选 经由电操作阀直接或者经由喷射管道被机械地固定至其上的中间管连接到 给送管，

-每个喷射管道都至少在沿其长度的一个位置处包括喷射孔口，

该设备的特征在于：

i）每个喷射管道的端部、即与电操作阀相对的端部采用呈大致圆形 末端形式的封闭端的形式；

j）喷射管道上存在的每个喷射孔口都采用具有给定直径D的螺纹孔 口的形式，喷嘴可以被旋拧到所述螺纹孔口中；

k）每个喷嘴都采用在其至少一部分长度上呈筒形的构件的形式，中 空筒体的螺纹外径等于喷射管道中的至少一个的至少一个螺纹孔口的直径 D，且其内径d小于D。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从以下通过参照附图以完全非限制性的说 明的方式提供的描述中变得更加显而易见，在附图中：

-图1是在每个袋中配设有喷射管道的、根据现有技术的多袋装袋机 （上文已经描述的装袋机）的示意图。

-图2是可以装配在图1的设备上的根据本发明的喷射管道的示意图。

-图3示出具有螺纹外径D并具有不同的内径d（其小于D）的根据 本发明的一组喷嘴。

-图4在截面图中示意性和部分地示出在其仅一部分长度上具有中空 筒体的喷嘴的示例，而在喷嘴的其余部分（与用于进入与喷嘴相对应的喷 射孔口的喷嘴部分相对的喷嘴部分）上，该喷嘴采用锥形地扩开的形状。

具体实施方式

图2是可以装配在图1的设备上的根据本发明的喷射管道10的一个实 施例的截面示意图：

-其封闭的末端13具有大致圆形形状；

-在沿喷射管道的位置处（这里，距圆形末端85mm）存在具有给定 直径D（例如8mm）的单个螺纹孔口12，喷嘴可以被旋拧到所述螺纹孔 口12中。

-该孔口12与电操作阀流体连通（内部管道11），所述电操作阀与该 喷射管道相对应并且所述电操作阀例如通过焊接在管道系统的位于喷射管 道10与电操作阀之间的中间部分上而被固定在喷射管道上（为了清楚，这 里未示出电操作阀）。

根据本发明的一个实施例，装袋机的所有喷射管道都按照图2的喷射 管道设置（即，每个喷射管道均仅具有一个孔口，喷射管道的所有孔口均 具有相同的螺纹直径D）。

图3精确地提供了根据本发明的一组喷嘴的较佳视图，这些喷嘴可以 旋拧到装袋机的喷射管道的喷射孔口中并且具有螺纹外径D（这里为 8mm）和不同的内径d（例如4mm、3mm、2mm，或例如以0.1mm增加…）， 这些喷嘴可以被容易和直接地拧入各喷射管道的孔口12中。

为了满足用户地点的需求，有必要改变喷射输送速度，则仅需从在此 示出的一组喷嘴内更换喷嘴，且因此改变喷射到袋内的（喷嘴）直径，并 且这可以立即完成而不需要大量干预、焊接等，并且可以仅对装袋机的仅 一个或若干个喷射管道进行。

可指出的是，具有尺寸可以以0.1mm或0.2mm递增的一组喷嘴是非 常有利的，因为该构型使得为每一个喷射管道产生相同量的雪更容易（差 异与待给送的第一喷射管道与接下来的喷射管道之间的压降有关），这通 过非常精确地调节不同喷射管道所连接的喷嘴的内径来完成（这一点将在 本申请中进一步说明）。

如果图3的拧入式喷嘴在其整个长度上采用中空筒体的形式，则如上 所述，将优选具有如下的可用喷嘴：在该喷嘴的一部分长度上具有所述中 空筒形但在喷嘴的其余部分上朝底部扩开，该扩开的底部可以是平滑（平 坦）的或其它形式，该布置结构的目的是限制喷嘴被完全拧入螺纹孔口中 的风险，所述完全拧入然后将造成在需要更换喷嘴时难以拔出喷嘴（下面 的图4）。

下文通过在下面详述的操作条件下获得的实用示例来说明如何使用本 发明。

使用图1所示的类型的具有五个喷射管道的设备，每个喷射管道都与 图2一致：

-直径D=8mm

-直径20mm的圆形半球端部

-管道11的直径=5mm

观测方案如下：

-顺序：

-使用气体对设备进行加压和吹扫（以清扫管道系统）

-冷却

-空运转（无袋）

-调节喷嘴d（直径）

-调节喷射时间

-喷射

-称量

-重复试验

-所测试的参数

-操作：不存在堵塞

-试验的重复性

-喷射时间的影响

基于给定喷射时间（50s），调节喷嘴以便确定用于使5个袋获得最大 可能的均匀量的雪。

可以得出以下结论：

-在重复测试的过程中在以如下的设置获得的结果中观察到优良的 重复性：

→上游压力：17bar至20bar；

→旋拧到5个喷射管道中的每一个的孔口D中的5个喷嘴的内径d 分别是：3.6mm、3.6mm、3.5mm、3.7mm和3.7mm；

→在50秒喷射中装入每个袋中的雪的质量分别是：3780g、3800g、 3890g、3830g和3720g，这表示关于平均值具有±2%的偏离，这具有很大 进步（雪输送速度：约4.6kg/分钟）；

-也可以画出随喷射时间（例如，在20秒的时间与50秒的喷射时间 之间以5至10秒的增量）变化的所装载的雪的量的图线（对于给定喷嘴， 将所采用的d调节为在不同袋之间的一致性方面最佳，如上文所述），该 图线为直线，该直线的特性在重复测试的过程中可极好地重复，这表示获 得了用于使操作人员后面的任务更容易的极为简单和实用的工具；

-在这里无需任何进一步强调的情况下也会理解的是，所有这些使用 按需更换的拧入式喷嘴进行的试验也可仅由于根据本发明的机器的结构 （喷射管道、“D”孔口、“d”拧入式喷嘴等）而容易进行，并且操作人员对 这种根据本发明的机器进行的日常任务也容易进行。