设置有锥形结构的杀菌装置的制作方法

本发明涉及杀菌装置技术领域，具体而言，涉及一种设置有锥形结构的杀菌装置。

背景技术：

现有技术中的蒸汽杀菌装置是一种利用饱和蒸汽对物体进行灭菌的设备。水在密闭容器内加热，蒸汽的温度随着紫外强度的增加而上升。它具有良好的穿透性，能使容器内的物品迅速湿润和加热，湿和热使微生物迅速被杀灭，最终达到灭菌的效果。

但现有的蒸汽杀菌装置再对金针菇菌瓶进行蒸汽灭菌时，灭菌装置内的蒸汽流动率较低，即，蒸汽无法再炉体内进行有效的流动，从而使得金针菇菌瓶的灭菌效率较低。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种设置有锥形结构的杀菌装置，旨在解决现有的金针菇杀菌装置内的蒸汽无法有效的形成对金针菇菌瓶进行蒸汽灭菌的蒸汽旋流的问题。

一个方面，本发明提出了一种设置有锥形结构的杀菌装置，包括：下部设置为到锥形结构的炉体，设置在所述炉体外侧的蒸汽发生装置，所述倒锥形结构的外侧套设有环形管道，所述环形管道分别与所述倒锥形结构和蒸汽发生装置连通，以将所述蒸汽发生装置内的蒸汽输送至所述倒锥形结构内，其中，所述到锥形结构上侧的所述炉体内设置有放置架，所述放置架沿所述炉体的中轴线方向设置，所述放置架用于放置金针菇菌瓶。

进一步地，所述环形管道套设在所述倒锥形结构的外侧面中部，所述环形管道沿所述倒锥形结构的径向方向设置，所述环形管道的内侧壁上设置有若干沿其周向方向环形排列的输送管道，所述输送管道一端与所述环形管道连通，另一端穿过所述倒锥形结构的侧壁插设在所述倒锥形结构内；所述输送管道沿朝向所述倒锥形结的底面方向倾斜设置，并与所述倒锥形结的底面之间保持预设角度的夹角，所述输送管道沿所述倒锥形结构的中轴线方向向所述倒锥形结构的侧壁方向偏转预设的角度；所述输送管道用于将所述环形管道内的蒸汽输送至所述倒锥形结构内，输送至所述倒锥形结构内的蒸汽，在所述倒锥形结构内形成蒸汽旋流，以对所述放置架上的所述金针菇菌瓶进行蒸汽杀菌。

进一步地，所述环形管道下侧的所述倒锥形结构的侧面上设置有辅助气体管道，所述倒锥形结构的外侧设置有气体加热器，所述辅助气体管道一端与所述气体加热器连通，另一端与所述倒锥形结构连通，以将所述气体加热器内输出的加热气输送至所述倒锥形结构内。

进一步地，若干所述辅助气体管道沿所述倒锥形结构的周向方向、环形排列设置在所述倒锥形结构的侧面上，所述辅助气体管道沿朝向所述倒锥形结的底面方向倾斜设置，并与所述倒锥形结的底面之间保持预设角度的夹角，所述辅助气体管道沿所述倒锥形结构的中轴线方向向所述倒锥形结构的侧壁方向偏转预设的角度，所述辅助气体管道与所述输送管道的偏转方向相同。

进一步地，所述炉体下侧设置有支撑架，所述支撑架用于支撑所述炉体。

进一步地，所述放置架包括若干竖直板和水平板，所述水平板沿水平方向设置、并沿竖直方向均匀的排列，所述竖直板沿竖直方向设置、并沿水平方向均匀的排列，所述竖直板与所述水平板相互垂直交叉连接，以形成一框架结构放置所述金针菇菌瓶。

进一步地，所述水平板的下侧面上设置有若干电缸，所述电缸设置所述金针菇菌瓶的正上方，各所述电缸与各所述金针菇菌瓶相对设置，所述电缸的伸缩臂的端部设置有温度传感器，所述电缸用于驱动所述温度传感器插入所述金针菇菌瓶内，以实时采集所述金针菇菌瓶内的温度数据。

进一步地，所述炉体的外侧壁上设置有控制单元，所述控制单元与所述蒸汽发生装置、电缸和温度传感器连接，所述控制单元接收所述温度数据，并根据所述温度数据控制所述蒸汽发生装置的蒸汽输出量。

进一步地，所述控制单元根据式(1)控制所述蒸汽发生装置的蒸汽输出量：

其中，w为蒸汽发生器的蒸汽量，n为金针菇菌瓶的数量，t为金针菇菌瓶的温度阈值，t1为第1个金针菇菌瓶的温度，tn为第n个金针菇菌瓶的温度，t△为金针菇菌瓶的初始温度，c蒸汽的比热容，q为蒸汽的蒸发潜热，h△水的蒸发焓。

进一步地，所述输送管道与所述倒锥形结构的底面之间的夹角根据式(2)确定：

其中，tanθ为输送管道与倒锥形结构的底面之间的夹角，ρ△为炉体内的蒸汽流速，ρ1为输送管道内的蒸汽初始流速，l为输送管道的长度，r为炉体的直径，n为炉体底面的圆心角，π为圆周率，r为炉体的半径，x为倒锥形结构的侧面与底面之间的夹角。

进一步地，所述输送管道与所述倒锥形结构的侧面之间的偏转角度根据式(3)确定：

其中，tana为输送管道与倒锥形结构的侧面之间的偏转角度，ρ△为炉体内的蒸汽流速，ρ1为输送管道内的蒸汽初始流速，l为输送管道的长度，r为炉体的直径，n为炉体底面的圆心角，π为圆周率，r为炉体的半径，x为倒锥形结构的侧面与底面之间的夹角，a为输送管道与炉体中轴线之间的距离。

进一步地，所述辅助气体管道与所述倒锥形结构的底面之间的夹角根据式(4)确定：

其中，tanb为辅助气体管道与倒锥形结构的底面之间的夹角，ρa为炉体内加热气的流速，ρ2为辅助气体管道内的加热气初始流速，l△为辅助气体管道的长度，r为炉体的直径，n为炉体底面的圆心角，π为圆周率，r为炉体的半径，x为倒锥形结构的侧面与底面之间的夹角。

进一步地，所述辅助气体管道与所述倒锥形结构的侧面之间的偏转角度根据式(5)确定：

其中，tanc为辅助气体管道与倒锥形结构的侧面之间的偏转角度，ρa为炉体内加热气的流速，ρ2为辅助气体管道内的加热气初始流速，l△为辅助气体管道的长度，r为炉体的直径，n为炉体底面的圆心角，π为圆周率，r为炉体的半径，x为倒锥形结构的侧面与底面之间的夹角，b为辅助气体管道与炉体中轴线之间的距离。

进一步地，各所述输送管道的管径之和小于等于所述环形管道的管径。

进一步地，所述输送管道与所述倒锥形结构底面之间的夹角之间大于等于30度；所述辅助气体管道与所述倒锥形结构底面之间的夹角大于等于30度。

进一步地，所述放置架的中轴线与所述炉体的中轴线重合。

进一步地，所述环形管道与所述蒸汽发生装置之间通过第一连通管道连通。

进一步地，所述气体加热器与所述辅助气体管道之间通过第二连通管道连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过在炉体的外侧设置蒸汽发生器以生成蒸汽，将炉体的下侧设置为倒锥形结构，并在倒锥形结构的外侧套设环形管道，环形管道上设置输送管道，蒸汽发生器生成的蒸汽通过环形管道进入输送管道，并由输送管道以射流的方式进入炉体内，从而在炉体内形成蒸汽旋流，使得蒸汽在炉体内有效的流动，流动的蒸汽能够有效地对炉体内的金针菇菌瓶进行加热，从而提高金针菇菌瓶的灭菌效率。

进一步地，通过设置电缸以驱动温度采集器采集金针菇菌瓶内的温度数据，控制单元根据控制数据控制蒸汽发生装置的蒸汽输出量，从而有效地提高了蒸汽的利用率，避免了蒸汽资源的浪费，从而节约了能源。

进一步地，通过使输送管道向倒锥形结构底面的方向倾斜预设的角度，从而使得由输送管道进入炉体内的蒸汽，能够由炉体的下侧向炉体的上侧进行流动，从而促进了炉体内上下侧的蒸汽流动效率，使得炉体内的蒸汽能够有效地对金针菇菌瓶进行加热，进而提高了金针菇菌瓶的加热灭菌效率。

进一步地，还通过使输送管道由炉体的中轴线方向向倒锥形结构的侧壁方向偏转预设的角度，进而使得由输送管道射入炉体内的蒸汽，在炉体内形成蒸汽旋流，使得蒸汽在炉体内能够旋转，进而蒸汽能够在炉体内有效的流动，从而使得蒸汽有效的对金针菇菌瓶进行蒸汽加热，在提高了蒸汽的流动效率的同时，还提高了蒸汽对金针菇菌瓶的加热灭菌效率。

进一步地，通过设置气体加热器生成加热气，并在输送管道下侧的倒锥形结构的侧壁上设置辅助气体管道，通过将加热气由辅助气体管道输送至炉体内，并将辅助气体管道与输送管道以同样的方式进行设置，从而使得加热气在炉体内形成气体旋流，以使得辅助蒸汽在炉体内的旋转，进一步提高炉体内的蒸汽流动效率，提高杀菌装置的灭菌效率。

进一步地，通过设置气体加热器生成加热气，并将加热气输送炉体内，以对炉体内的蒸汽进行辅助加热，有效的防止炉体内温度散失，防止炉体内的蒸汽因温度较低而生成冷凝水，从而防止资源的浪费，以节约能源。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的设置有锥形结构的杀菌装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的倒锥形结构俯视图；

图3为本发明实施例提供的倒锥形结构的第一剖视图；

图4为本发明实施例提供的倒锥形结构的第二剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

结合图1-2所示，本实施例提供了一种设置有锥形结构的杀菌装置，包括：下部设置为到锥形结构的炉体1，设置在所述炉体1外侧的蒸汽发生装置6，所述倒锥形结构2的外侧套设有环形管道4，所述环形管道4分别与所述倒锥形结构2和蒸汽发生装置6连通，以将所述蒸汽发生装置6内的蒸汽输送至所述倒锥形结构2内。

具体而言，所述到锥形结构上侧的所述炉体1内设置有放置架3，所述放置架3沿所述炉体1的中轴线方向设置，所述放置架3用于放置金针菇菌瓶。

具体而言，所述环形管道4套设在所述倒锥形结构2的外侧面中部，所述环形管道4沿所述倒锥形结构2的径向方向设置，所述环形管道4的内侧壁上设置有若干沿其周向方向环形排列的输送管道5，所述输送管道5一端与所述环形管道4连通，另一端穿过所述倒锥形结构2的侧壁插设在所述倒锥形结构2内；所述输送管道5沿朝向所述倒锥形结构2的底面方向倾斜设置，并与所述倒锥形结构2的底面之间保持预设角度的夹角，所述输送管道5沿所述倒锥形结构2的中轴线方向向所述倒锥形结构2的侧壁方向偏转预设的角度；所述输送管道5用于将所述环形管道4内的蒸汽输送至所述倒锥形结构2内，输送至所述倒锥形结构2内的蒸汽，在所述倒锥形结构2内形成蒸汽旋流，以对所述放置架3上的所述金针菇菌瓶进行蒸汽杀菌。

可以看出，通过在炉体1的外侧设置蒸汽发生器以生成蒸汽，将炉体1的下侧设置为倒锥形结构2，并在倒锥形结构2的外侧套设环形管道4，环形管道4上设置输送管道5，蒸汽发生器生成的蒸汽通过环形管道4进入输送管道5，并由输送管道5以射流的方式进入炉体1内，从而在炉体1内形成蒸汽旋流，使得蒸汽在炉体1内有效的流动，流动的蒸汽能够有效地对炉体1内的金针菇菌瓶进行加热，从而提高金针菇菌瓶的灭菌效率。

具体而言，所述环形管道4下侧的所述倒锥形结构2的侧面上设置有辅助气体管道11，所述倒锥形结构2的外侧设置有气体加热器10，所述辅助气体管道11一端与所述气体加热器10连通，另一端与所述倒锥形结构2连通，以将所述气体加热器10内输出的加热气输送至所述倒锥形结构2内。气体加热器10用于生成加热后的辅助气体，并将辅助气体一射流的方式输送至炉体1内。

具体而言，若干所述辅助气体管道11沿所述倒锥形结构2的周向方向、环形排列设置在所述倒锥形结构2的侧面上，所述辅助气体管道11沿朝向所述倒锥形结的底面方向倾斜设置，并与所述倒锥形结的底面之间保持预设角度的夹角，所述辅助气体管道11沿所述倒锥形结构2的中轴线方向向所述倒锥形结构2的侧壁方向偏转预设的角度，所述辅助气体管道11与所述输送管道5的偏转方向相同。

可以看出，通过设置气体加热器生成加热气，并在输送管道下侧的倒锥形结构的侧壁上设置辅助气体管道，通过将加热气由辅助气体管道输送至炉体内，并将辅助气体管道与输送管道以同样的方式进行设置，从而使得加热气在炉体内形成气体旋流，以使得辅助蒸汽在炉体内的旋转，进一步提高炉体内的蒸汽流动效率，提高杀菌装置的灭菌效率。

进一步地，通过设置气体加热器生成加热气，并将加热气输送炉体内，以对炉体内的蒸汽进行辅助加热，有效的防止炉体内温度散失，防止炉体内的蒸汽因温度较低而生成冷凝水，从而防止资源的浪费，以节约能源。

具体而言，所述炉体下侧设置有支撑架8，所述支撑架8用于支撑所述炉体1。优选的，支撑架8为一支架结构，用于支撑杀菌装置。

具体而言，所述放置架3包括若干竖直板和水平板，所述水平板沿水平方向设置、并沿竖直方向均匀的排列，所述竖直板沿竖直方向设置、并沿水平方向均匀的排列，所述竖直板与所述水平板相互垂直交叉连接，以形成一框架结构放置所述金针菇菌瓶；

具体而言，所述水平板的下侧面上设置有若干电缸，所述电缸设置所述金针菇菌瓶的正上方，各所述电缸与各所述金针菇菌瓶相对设置，所述电缸的伸缩臂的端部设置有温度传感器，所述电缸用于驱动所述温度传感器插入所述金针菇菌瓶内，以实时采集所述金针菇菌瓶内的温度数据；

具体而言，所述炉体的外侧壁上设置有控制单元，所述控制单元与所述蒸汽发生装置6、电缸和温度传感器连接，所述控制单元接收所述温度数据，并根据所述温度数据控制所述蒸汽发生装置6的蒸汽输出量。

可以看出，通过设置电缸以驱动温度采集器采集金针菇菌瓶内的温度数据，控制单元根据控制数据控制蒸汽发生装置的蒸汽输出量，从而有效地提高了蒸汽的利用率，避免了蒸汽资源的浪费，从而节约了能源。

具体而言，所述控制单元根据式(1)控制所述蒸汽发生装置6的蒸汽输出量：

其中，w为蒸汽发生器的蒸汽量，n为金针菇菌瓶的数量，t为金针菇菌瓶的温度阈值，t1为第1个金针菇菌瓶的温度，tn为第n个金针菇菌瓶的温度，t△为金针菇菌瓶的初始温度，c蒸汽的比热容，q为蒸汽的蒸发潜热，h△水的蒸发焓。

可以看出，通过根据炉体内金针菇菌瓶的温度变化，以对蒸汽发生器的蒸汽量进行调整，进而提高了蒸汽的利用效率，在保证炉体内的蒸汽需求量的同时，防止过多的蒸汽输出，进而提高了蒸汽利用效率，防止资源浪费。

具体而言，所述控制单元还与气体加热器10连接，以控制气体加热器10的加热气输出量。

具体而言，所述输送管道5与所述倒锥形结构2的底面之间的夹角根据式(1)确定：

其中，tanθ为输送管道与倒锥形结构的底面之间的夹角，ρ△为炉体内的蒸汽流速，ρ1为输送管道内的蒸汽初始流速，l为输送管道的长度，r为炉体的直径，n为炉体底面的圆心角，π为圆周率，r为炉体的半径，x为倒锥形结构的侧面与底面之间的夹角。

具体而言，所述输送管道5与所述倒锥形结构2的侧面之间的偏转角度根据式(2)确定：

其中，tana为输送管道与倒锥形结构的侧面之间的偏转角度，ρ△为炉体内的蒸汽流速，ρ1为输送管道内的蒸汽初始流速，l为输送管道的长度，r为炉体的直径，n为炉体底面的圆心角，π为圆周率，r为炉体的半径，x为倒锥形结构的侧面与底面之间的夹角，a为输送管道与炉体中轴线之间的距离。

具体而言，所述辅助气体管道11与所述倒锥形结构2的底面之间的夹角根据式(3)确定：

其中，tanb为辅助气体管道与倒锥形结构的底面之间的夹角，ρa为炉体内加热气的流速，ρ2为辅助气体管道内的加热气初始流速，l△为辅助气体管道的长度，r为炉体的直径，n为炉体底面的圆心角，π为圆周率，r为炉体的半径，x为倒锥形结构的侧面与底面之间的夹角。

具体而言，所述辅助气体管道11与所述倒锥形结构2的侧面之间的偏转角度根据式(4)确定：

其中，tanc为辅助气体管道与倒锥形结构的侧面之间的偏转角度，ρa为炉体内加热气的流速，ρ2为辅助气体管道内的加热气初始流速，l△为辅助气体管道的长度，r为炉体的直径，n为炉体底面的圆心角，π为圆周率，r为炉体的半径，x为倒锥形结构的侧面与底面之间的夹角，b为辅助气体管道与炉体中轴线之间的距离。

可以看出，通过使输送管道向倒锥形结构底面的方向倾斜预设的角度，从而使得由输送管道进入炉体内的蒸汽，能够由炉体的下侧向炉体的上侧进行流动，从而促进了炉体内上下侧的蒸汽流动效率，使得炉体内的蒸汽能够有效地对金针菇菌瓶进行加热，进而提高了金针菇菌瓶的加热灭菌效率。

进一步地，还通过使输送管道由炉体的中轴线方向向倒锥形结构的侧壁方向偏转预设的角度，进而使得由输送管道射入炉体内的蒸汽，在炉体内形成蒸汽旋流，使得蒸汽在炉体内能够旋转，进而蒸汽能够在炉体内有效的流动，从而使得蒸汽有效的对金针菇菌瓶进行蒸汽加热，在提高了蒸汽的流动效率的同时，还提高了蒸汽对金针菇菌瓶的加热灭菌效率。

具体而言，各所述输送管道5的管径之和小于等于所述环形管道4的管径。通过使输送管道5的管径之和小于等于所述环形管道4的管径，能够使环形管道4内的蒸汽进入输送管道5后流速加快，进而提高蒸汽在炉体1内的流动速度，进而使得蒸汽在炉体1内有效的流动。

具体而言，所述输送管道5与所述倒锥形结构底面之间的夹角之间大于等于30度；所述辅助气体管道与所述倒锥形结构底面之间的夹角大于等于30度。

结合图3和4所示，倒锥形结构2的侧壁上设置有蒸汽进口21和加热气进口110，蒸汽进口21和加热气进口110为一通孔，输送管道5设置在蒸汽进口21内，输送管道5蒸汽进口21连接在一起，且连接位置设置有封堵物，以使得炉体1内形成一密闭的腔体，进一步的，以使得输送管道5与倒锥形结构2的内部连通，以向其中输入蒸汽。

具体而言，辅助气体管道11穿设在加热气进口110内，两者连接在一起，连接位置设置有封堵物，以使得炉体1内形成一密闭的腔体，进而使得辅助气体管道11与倒锥形结构2的内部连通，以向其中输入加热气。

具体而言，输送管道5与倒锥形结构2的底面101之间的夹角大于等于30度。需要说明的是，输送管道5的一部分设置在倒锥形结构2的外侧面102上，并与蒸汽进口21连接，则输送管道5朝向倒锥形结构2的底面101倾斜的角度决定了倒锥形结构2内的蒸汽形成的旋流大小。

在具体实施时，当倒锥形结构2的锥角为60度时，输送管道5延长线e与倒锥形结构2的底面101之间形成的夹角为30度，则输送管道5垂直于倒锥形结构2的外侧面102设置。还可以理解的是，蒸汽进口21所处位置的倒锥形结构2的横切线b与延长线e之间的夹角为30度，也即，输送管道5与蒸汽进口21所处位置的倒锥形结构2的横切线b之间的夹角大于等于30度。还可以理解的是，横切线b即为倒锥形结构2的直径所处的延长线。加热气进口110所处位置的倒锥形结构2的横切线c与横切线b相平行。

优选的，输送管道5垂直于倒锥形结构2的外侧面102设置，但需满足输送管道5与倒锥形结构2的底面101之间的夹角大于等于30度。当倒锥形结构2的锥角为45度时，输送管道5的延长线e与倒锥形结构2的底面101之间形成的夹角为30度，则输送管道5与倒锥形结构2的外侧面102之间的夹角则为82.5度。

具体而言，通过将输送管道5与倒锥形结构2的底面101之间的夹角设置在大于等于30度范围内，提高了蒸汽在炉体1内的转动速度，进而提高了蒸汽在炉体1内的分散效果，提高了蒸汽杀菌效率。

具体而言，辅助气体管道11与倒锥形结构2的底面101之间的夹角大于等于30度。可以理解的是，辅助气体管道11与输送管道5的结构相同，两者优选按照相同的方式进行设置。通过上述辅助气体管道11倾斜角度的设置，提高了加热气在炉体1内的流动速度，使得加热气带动蒸汽在炉体1内旋转，进一步提高了蒸汽杀菌效率。

在具体实施时，输送管道5优选垂直于倒锥形结构2的外侧面102设置，但必须保证其与倒锥形结构2的底面101之间的夹角大于等于30度。当流化床下锥角度为60度时，输送管道5与倒锥形结构2的外侧面102相垂直，同时与倒锥形结构2的底面101的夹角刚好等于30度。但当倒锥形结构2的锥角为45度时，输送管道5如果与倒锥形结构2的外侧面102相垂直设置，则与倒锥形结构2的底面101的夹角只有22.5度；而当输送管道5与倒锥形结构2的底面101的夹角为30度时，需将输送管道5的进口段401与倒锥形结构2的外侧面102之间的夹角降低至82.5度。如果角度太小，蒸汽向上流动全部需要依靠加热气，为了保证射流进入的炉体1内蒸汽具有足够的动力向上流动，须保证输送管道5与倒锥形结构2的底面101之间的夹角大于等于30度。

可以理解的是，辅助气体管道11与输送管道5依相同的方式进行设置，且，辅助气体管道11和输送管道5与倒锥形结构2的底面101之间的夹角只需满足夹角大于等于30度即可。

具体而言，所述放置架3的中轴线与所述炉体1的中轴线重合。

具体而言，所述环形管道4与所述蒸汽发生装置6之间通过第一连通管道7连通。所述气体加热器10与所述辅助气体管道11之间通过第二连通管道12连通。

具体而言，辅助气体管道11和输送管道5相交错设置，即，相邻两输送管道5之间设置一辅助气体管道11。

通过将辅助气体管道11和输送管道5交错设置，从而使得辅助气体管道11和输送管道5输入炉体1内的蒸汽和加热气能够有效的流动，以提高蒸汽的流动效率，进而提高了金针菇菌瓶的灭菌效率。

具体而言，倒锥形结构2的锥顶端设置排水口9，用于排出倒锥形结构2的锥顶端积存冷凝水。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。