压榨食用油快速冷却磁浮子翻板液位计的设计

1 思路与原则

1.1 设计思路

该磁浮子翻板液位计的设计思路主要从油液快速冷却、防止油液二次污染、防止冷却介质污染及冷却介质开发利用等 4 个方面考虑：①针对油液快速冷却问题，提出多组螺旋管道及快速交换冷却介质设计方案；②针对油液二次污染问题，提出油液密闭螺旋管道输入输出设计方案；③针对冷却介质污染问题，提出油液冷却磁浮子翻板液位计密闭设计方案；④针对冷却磁浮子翻板液位计功能问题，提出冷却介质（热水）直连家庭供暖或沐浴系统设计方案。

1.2 设计原则

坚持经济实用、结构简单、布局合理、理论先行的原则，通过利用三维造型软件，设计出新型冷却磁浮子翻板液位计的三维数模（如图 1），经过模拟仿真验证后，再进行试制加工，投入使用。

2 原理与构成

2.1 理论依据

分析对流传热过程可知，影响对流传热速率的因素很多，工程上采用一种简化的方法，即将流体的全部温差集中在厚度为 δ 的一层薄膜内，但薄膜厚度 θ 难以测定，所以用 α代替 λ/δ 将对流传热速率写成如下称谓对流传热速率方程式，亦称牛顿冷却定律：

通过上述公式分析可知，当介质一定的情况下，影响热传递效率的主要因素为传热面积 A 与对流传热温度差 ΔT 两个方面。该磁浮子翻板液位计主要依据热对流原理，高温压榨油从进油口输入，经过置于冷却介质—水中的多组螺旋管道流出，由于设置的多组螺旋管道即增大了传热面积 A，快速注入冷水放出冷水增加了对流传热温度差 ΔT，从而可以达到高温压榨油快速冷却的目的。

2.2 主要构成

该冷却磁浮子翻板液位计主要由容器壳体、容器盖、多组螺旋管道主要部件构成 （如图 2），壳体上设计有均布多个进水 口（1/2/4/6/8/9）及出水口（3/7），容器盖上设计有增压口和进油孔。此外，为了方便监测冷却磁浮子翻板液位计水位的液位计，设有监测压力的压力表，同时在冷却介质水中和出油口设置温度传感器SG和 YG。

2.3 工作原理

①冷却水经进水口（1/2/4/6/8/9）快速注入至合适液位，此时出水口（3/7）保持关闭状态；②高温压榨油进油口阀门打开，油液流经多组螺旋管道，出油口温度传感器 YG 监测冷却后油液温度，低于设定值，阀门打开压榨油经出油口流出进行灌装，反之关闭；③当温度传感器 SG监控温度处于区间时，进出水口打开，冷水快速流入，热水快速流出，以快递加大温度差 ΔT；④出水口（3/7）可直连家庭供暖或沐浴系统（增压口）可外接气源用于提高供水压力，使水位流的更远、更高，方便远距离、高楼层用户使用。

3 特色与创新

如图 2，针对油液快速冷却问题，采用了多组螺旋管道（示例采用了 3 组）设计以此增加了传热面积 A;采用了多个冷却进水口（示例采用了 1/2/4/6/8/9 共计 6 个）及多个出水口（示例采用了 3/7 共计 2 个，可根据需要预置多个）。针对油液二次污染问题，进油口与出油口分别内置的螺旋管道为无缝连接，油液经螺旋管道冷却，不与外界任何物质接触。针对冷却介质污染问题，容器壳体与容器盖采用一体化焊接或混凝土密闭封装设计。针对冷却磁浮子翻板液位计功能问题，设计有出水口（3/7），通过阀门直连家庭供暖或沐浴系统设计。

4 市场与价值

目前，市场上主流的冷却磁浮子翻板液位计，一般为非密闭的开口铁皮油桶，或单级不锈钢螺旋管道设计置于大开口的盛水磁浮子翻板液位计中，一是冷却效率不高；二是采用开口铁皮油桶，油液易二次污染；三是冷却介质水经热传导升温后，由于处于开放状态，水中沉积灰尘及榨油原料杂物，如叶子、秆茎等，无法进行二次利用；四是普通的冷却磁浮子翻板液位计无增压接口，也无过多的热水出口，不能满足远距离、高楼层的供暖及热水供应需要。

5 结束语

考虑该磁浮子翻板液位计为食用油的冷却磁浮子翻板液位计，油液螺旋管道均采用食品级不锈钢，容器壳体和容器盖可采用不锈钢或镀锌铁皮材料，大型冷却磁浮子翻板液位计壳体和容器盖也可直接考虑用混凝土结构替代。该冷却磁浮子翻板液位计具有设计科学、布局合理、成本低廉、冷却效率高、一机多能，既能完成油液冷却，也能满足远距离、高楼层的供暖及热水供应需要。