壓榨食用油快速冷卻磁浮子翻板液位計的設計

1 思路與原則

1.1 設計思路

該磁浮子翻板液位計的設計思路主要從油液快速冷卻、防止油液二次污染、防止冷卻介質污染及冷卻介質開發利用等 4 個方面考慮：①針對油液快速冷卻問題，提出多組螺旋管道及快速交換冷卻介質設計方案；②針對油液二次污染問題，提出油液密閉螺旋管道輸入輸出設計方案；③針對冷卻介質污染問題，提出油液冷卻磁浮子翻板液位計密閉設計方案；④針對冷卻磁浮子翻板液位計功能問題，提出冷卻介質（熱水）直連家庭供暖或沐浴系統設計方案。

1.2 設計原則

堅持經濟實用、結構簡單、布局合理、理論先行的原則，通過利用三維造型軟件，設計出新型冷卻磁浮子翻板液位計的三維數模（如圖 1），經過模擬仿真驗證后，再進行試制加工，投入使用。

2 原理與構成

2.1 理論依據

分析對流傳熱過程可知，影響對流傳熱速率的因素很多，工程上采用一種簡化的方法，即將流體的全部溫差集中在厚度為 δ 的一層薄膜內，但薄膜厚度 θ 難以測定，所以用 α代替 λ/δ 將對流傳熱速率寫成如下稱謂對流傳熱速率方程式，亦稱牛頓冷卻定律：

通過上述公式分析可知，當介質一定的情況下，影響熱傳遞效率的主要因素為傳熱面積 A 與對流傳熱溫度差 ΔT 兩個方面。該磁浮子翻板液位計主要依據熱對流原理，高溫壓榨油從進油口輸入，經過置于冷卻介質—水中的多組螺旋管道流出，由于設置的多組螺旋管道即增大了傳熱面積 A，快速注入冷水放出冷水增加了對流傳熱溫度差 ΔT，從而可以達到高溫壓榨油快速冷卻的目的。

2.2 主要構成

該冷卻磁浮子翻板液位計主要由容器殼體、容器蓋、多組螺旋管道主要部件構成 （如圖 2），殼體上設計有均布多個進水 口（1/2/4/6/8/9）及出水口（3/7），容器蓋上設計有增壓口和進油孔。此外，為了方便監測冷卻磁浮子翻板液位計水位的液位計，設有監測壓力的壓力表，同時在冷卻介質水中和出油口設置溫度傳感器SG和 YG。

2.3 工作原理

①冷卻水經進水口（1/2/4/6/8/9）快速注入至合適液位，此時出水口（3/7）保持關閉狀態；②高溫壓榨油進油口閥門打開，油液流經多組螺旋管道，出油口溫度傳感器 YG 監測冷卻后油液溫度，低于設定值，閥門打開壓榨油經出油口流出進行灌裝，反之關閉；③當溫度傳感器 SG監控溫度處于區間時，進出水口打開，冷水快速流入，熱水快速流出，以快遞加大溫度差 ΔT；④出水口（3/7）可直連家庭供暖或沐浴系統（增壓口）可外接氣源用于提高供水壓力，使水位流的更遠、更高，方便遠距離、高樓層用戶使用。

3 特色與創新

如圖 2，針對油液快速冷卻問題，采用了多組螺旋管道（示例采用了 3 組）設計以此增加了傳熱面積 A;采用了多個冷卻進水口（示例采用了 1/2/4/6/8/9 共計 6 個）及多個出水口（示例采用了 3/7 共計 2 個，可根據需要預置多個）。針對油液二次污染問題，進油口與出油口分別內置的螺旋管道為無縫連接，油液經螺旋管道冷卻，不與外界任何物質接觸。針對冷卻介質污染問題，容器殼體與容器蓋采用一體化焊接或混凝土密閉封裝設計。針對冷卻磁浮子翻板液位計功能問題，設計有出水口（3/7），通過閥門直連家庭供暖或沐浴系統設計。

4 市場與價值

目前，市場上主流的冷卻磁浮子翻板液位計，一般為非密閉的開口鐵皮油桶，或單級不銹鋼螺旋管道設計置于大開口的盛水磁浮子翻板液位計中，一是冷卻效率不高；二是采用開口鐵皮油桶，油液易二次污染；三是冷卻介質水經熱傳導升溫后，由于處于開放狀態，水中沉積灰塵及榨油原料雜物，如葉子、稈莖等，無法進行二次利用；四是普通的冷卻磁浮子翻板液位計無增壓接口，也無過多的熱水出口，不能滿足遠距離、高樓層的供暖及熱水供應需要。

5 結束語

考慮該磁浮子翻板液位計為食用油的冷卻磁浮子翻板液位計，油液螺旋管道均采用食品級不銹鋼，容器殼體和容器蓋可采用不銹鋼或鍍鋅鐵皮材料，大型冷卻磁浮子翻板液位計殼體和容器蓋也可直接考慮用混凝土結構替代。該冷卻磁浮子翻板液位計具有設計科學、布局合理、成本低廉、冷卻效率高、一機多能，既能完成油液冷卻，也能滿足遠距離、高樓層的供暖及熱水供應需要。