[发明专利]冷冻液分散器

说明书

本发明涉及分散冷冻液体的方法和装置。

许多工业过程都使用液体冷冻剂。例如，目前在包装氧敏感性产品（例如咖啡和花生）时，便使用液氮滴分散器来提供惰性的上部空间。液氮分散器也用于充有碳酸气的啤酒和软饮料的罐包装，以提供惰性的上部空间和增加罐的刚性。

液体冷冻剂的各种应用都要求特定的液滴尺寸，例如，当装在封罐生产线上时，分散的液滴尺寸应不变，这很重要，液滴尺寸的变化将导致罐压有很大的差异。

欧洲专利申请No.0331287公开了一种分散冷冻剂液体装置，它包括一个容器，有一电加热的分散管与容器底部相连。容器所盛的液体冷冻剂用一电磁阀计量，动作时它将关闭分散管。分散管用电加热使分散管中的液体冷冻剂膜态沸腾。分散管中经膜态沸腾的液体冷冻剂起着当电磁阀打开时润滑从分散出液体冷冻剂的导管的作用。

但装有电磁阀和加热器的冷冻剂液分散器比较笨重和昂贵。此外，它达不到工业上通常要求的质量流速和剂量率。

本发明的目的是提供不需装上另外的电磁阀和加热器的分散液体冷冻剂的装置。

根据本发明的一个方面，分散冷冻液的装置包括盛装液体冷冻剂的容器，一个使液体冷冻剂可从容器中流出的出口管和能在液体冷冻剂流过出口管时将能量束（Beam    of    energy）聚焦于其上的设备。

能量束可以是例如从CO₂激光器发射出来的激光束。或者，它可以是微波束或超声波束。

优选的情况是出口管包括一节通道并且聚焦设备位于能将能量束聚焦到紧接通道末端处的地方。

根据本发明的又一方面，分散冷冻液的方法包括如下步骤，一是使得冷冻液沿预定通道流动，二是在冷冻液沿通道流动时将能量束聚焦于其上，以便冷冻液就地蒸发。

可断续地将能量束打在冷冻液上，这样便沿所述通道产生分散的冷冻剂液滴。

现在参照附图，举例描述本发明的一个实施方案。在附图中：

图1是液体冷冻剂分散装置的草图。

图2是图1所示装置的详细描述，示出从装置中连续流出的液体冷冻剂。

图3是类似于图2的详细描述，示出从图1装置中流出的冷冻剂液滴。

如图所示，用于分散液体冷冻剂例如液氮的装置1包括用来盛装液氮的容器2。容器2有一出口管，即通道4，它是液氮流出容器2时限定液氮的通道。

在容器2的相邻处有一激光源6，例如CO₂激光器。聚焦设备8以透镜的形式将来自光源6的激光聚焦为一束光，射在紧接通道4末端的液氮上面。

尽管未画出来，但是可装上计时电路，以预选的时间间隔控制光源6。

使用过程中，当需要连接液氮流时，激光源6不工作，如图2所示的连续液氮液将沿通道4限定的路径通过。但是，当需要将液氮分散为液滴形式时，则将激光断续地应用到紧通道4末端的液氮上面，产生局部加热并向液氮供给足够的能量，从而使液氮局部沸腾/蒸发，产生预定尺寸的液滴，尺寸取决于预定的光源6工作和关闭的时间间隔。

激光被用作光与液氮之间能量转换的直接方法。

当激光在一段较长时内打在液氮上时，液氮在通道4末端的蒸发使通道中断。这便有效地中止了液氮沿通道4的流动。

在封罐生产线上，例如可设定计时电路使光源6呈周期性工作，光源6关闭时间的任何增加将增加液体冷冻剂液滴尺寸，反之亦然。这就使得在例如食品或啤酒罐装流水线上能分散出非常精确的液滴尺寸。

已经发现，激光源的使用可提供优于现有液体冷冻剂分散技术的质量流率和剂量率。

虽然上述实施文案中指出的能量束是来自CO₂激光器的激光束，但是也可使用其它的能量束，例如微波束或超声波束。