本发明涉及制冷领域，具体涉及一种为冰淇淋原料制冷的装置，还涉及一种冰淇淋制作系统和冰淇淋制作方法。
背景技术：
1、冰淇淋制作系统是用来生产冷冻甜品--冰淇淋而专门设计的自动化设备，按照用途可以分为工厂流水线使用的大规模凝冻机和餐饮业使用的商用冰淇淋机，它可以将奶粉、冰块、水果、搅拌然后成为美味御夏甜点，也可以用奶桨制作冰淇淋。
2、现有的冰淇淋制作系统主要包括：加料部分、原料制冷部分和混合搅拌部分。其中原料制冷部分用于将水和原料在低温状态下进行初步混合。现有的原料制冷部分存在以下缺陷：由于冷冻液缸的内壁温度较低，物料容易在内壁凝固附着，不仅浪费原料，而且凝固的物料还会影响热交换，影响制冷效果。
3、同时，现有的冰淇淋制作系统还存在依赖人工操作的缺陷，具体表现在：混合搅拌部分将物料挤出后，需要人工拾取杯子接住物料，并根据物料的挤出状态晃动杯子，最终形成塔型的冰淇淋。该方式不仅效率低下，而且对操作人员的熟练度有非常高的要求，经常出现成型效果不一致的情况。
技术实现思路
1、本发明提出了一种冰淇淋原料制冷装置、冰淇淋制作系统及方法，其目的是：1、解决原料容易在冷冻液缸内壁凝结、影响制冷效果的问题。2、解决人工操作效率低下、冰淇淋成型效果不一致的问题。
2、本发明技术方案如下：
3、一种冰淇淋原料制冷装置，包括压缩机和与压缩机相连接的冷凝器，还包括冷冻液缸，所述冷冻液缸的缸壁中设有夹层腔，冷冻液缸上还设有与夹层腔相连接的制冷剂进口和制冷剂出口，所述制冷剂出口依次经过压缩机和冷凝器后与所述制冷剂进口相连通，所述冷冻液缸上设有刮扫清理机构，所述清理机构包括相对于冷冻液缸的缸体固定设置的第一电机、与第一电机输出轴相连接的主轴机构和与所述主轴机构相连接的支架，所述支架的外端和底端均设有刮条，所述刮条与所述冷冻液缸的内壁相接触；
4、所述冷冻液缸上还设有喷射清理机构，所述喷射清理机构包括安装在冷冻液缸的缸壁上端的清洗水进水管和环形喷射体，清洗水进水管与环形喷射体内部的进水环槽相连通，环形喷射体的环形下端板上设有圆周均布的过水孔，环形喷射体的内壁还设有向下延伸的环形壁，所述环形壁上安装有截面为l型的挡环，所述挡环与环形壁及环形下端板构成均水槽，所述均水槽通过过水孔与进水环槽相连通；所述挡环的外壁与环形下端板之间设有缝隙且与冷冻液缸的内壁之间设有环形缝隙。
5、作为所述冰淇淋原料制冷装置的进一步改进：所述第一电机安装在冷冻液缸的缸体的底部；所述缸体底部还安装有固定套筒，固定套筒与冷冻液缸之间密封连接；
6、所述主轴机构包括回转主轴、旋转套筒和螺母；所述回转主轴位于固定套筒中、下端与第一电机的输出轴相连接；所述旋转套筒套在固定套筒外侧，旋转套筒的根部与固定套筒的根部之间设有密封装置；回转主轴的上端穿过旋转套筒上端的端板后与所述螺母相连接；
7、所述旋转套筒与所述支架相连接。
8、本发明还提出了一种基于上述冰淇淋原料制冷装置的冰淇淋制作系统，它还包括加料部分和搅拌冷冻缸；
9、所述加料部分用于将水和原料加入到冰淇淋原料制冷装置中，包括供水器、冷水输送管路、热水输送管路、原料粉桶、加水计量桶和原料粉计量桶；
10、所述供水器的冷水输出端和热水输出端分别与冷水输送管路和热水输送管路相连通；冷水输送管路和热水输送管路用于将水送入加水计量桶，同时还均与冷冻液缸的清洗水进水管相连通；
11、原料粉桶用于盛放原料粉，原料粉桶的出料端通过送料装置与原料粉计量桶相连接；
12、加水计量桶的出料端和原料粉计量桶的出料端均位于冷冻液缸的上方；
13、冷冻液缸的出料端通过原料液输送管路与搅拌冷冻缸的进料端相连通。
14、作为上述冰淇淋制作系统的进一步改进：还包括落杯装置、水平输送装置和摆动成型装置；
15、所述水平输送装置上设有在落杯工位和成型工位之间行走的水平移动部，所述落杯装置设置在落杯工位上方，所述搅拌冷冻缸的出料端设置在成型工位上方；
16、所述摆动成型装置安装在水平移动部上。
17、作为上述冰淇淋制作系统的进一步改进：所述落杯装置包括底板，所述底板上安装有杯筒，底板上还设有与杯筒位置对应的通孔；
18、所述落杯装置还包括电磁推杆、中间齿轮、卡杯机构和挡杯机构；
19、所述卡杯机构和挡杯机构均与所述底板滑动连接，所述电磁推杆与所述卡杯机构或挡杯机构相连接，所述中间齿轮通过转动连接方式安装在底板上，一侧与卡杯机构上的第一齿条相啮合、另一侧与挡杯机构上的第二齿条相啮合，以实现卡杯机构和挡杯机构的反向同步移动；所述卡杯机构用于卡住杯筒中最底部的杯子的边缘，所述挡杯机构用于挡住杯筒中自下向上第二个杯子的边缘。
20、作为上述冰淇淋制作系统的进一步改进：所述摆动成型装置包括安装在水平移动部上的托架，所述托架的上开口通过第一转动连接机构连接有万向外环，所述万向外环通过第二转动连接机构连接有万向内环，所述第一转动连接机构的轴线和第二转动连接机构的轴线垂直相交；所述万向内环中通过滑动配合安装有滑动套，所述滑动套上安装有杯座；
21、所述滑动套下端设有伸出杆；
22、所述托架的底部还安装有用于驱动伸出杆摆动的摆动驱动装置。
23、作为上述冰淇淋制作系统的进一步改进：所述摆动驱动装置包括第二电机，所述第二电机的输出轴上连接有转动盘，所述转动盘上设有横向燕尾槽，所述伸出杆与所述横向燕尾槽相配合且伸出杆下端的球体部分与位于横向燕尾槽中；
24、所述横向燕尾槽的一端安装有永磁块；
25、所述滑动套为导磁材料，所述万向内环上设有电磁线圈。
26、作为上述冰淇淋制作系统的进一步改进：转动盘上还安装有限位卡板，所述限位卡板上设有与所述伸出杆相配合的卡合口，所述卡合口位于第二电机输出轴的正上方。
27、作为上述冰淇淋制作系统的进一步改进：所述托架上还安装有升降机构，所述升降机构的伸缩杆与所述第二电机相连接；
28、所述托架与水平移动部之间还设有称重传感器。
29、本发明还提出了一种基于上述冰淇淋制作系统的冰淇淋制作方法：水平移动部移动到落杯工位处，落杯装置动作将最下方的杯子投入到杯座中，然后水平移动部移动到成型工位；之后混合后的物料从搅拌冷冻缸的出料端输出，落入到杯座中的杯子里；物料输出时，摆动成型装置依次执行以下动作：首先升降机构伸长，通过第二电机和转动盘将滑动套及杯子推送至高位，然后第二电机开始带动直立的杯子转动；待称重传感器检测到重量到达第一阈值，电磁线圈正向通电，使伸出杆与永磁块互吸，杯子变为倾斜状态，同时升降机构开始缩短、使滑动套及杯子逐渐下降，下降的过程中物料形成塔型；待称重传感器检测到重量到达第二阈值，电磁线圈反向通电，使伸出杆与永磁块互斥，杯子变为直立状态、伸出杆与限位卡板的卡合口配合，此时第二电机通过限位卡板带动滑动套及杯子转动，同时升降机构继续缩短、使滑动套及杯子继续下降，下降的过程中物料形成塔尖；待称重传感器检测到重量到达第三阈值，搅拌冷冻缸停止出料、第二电机停止转动。
30、相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：
31、1、本发明通过刮扫清理机构不断刮扫冷冻液缸的内壁，同时通过喷射清理机构构成的环形缝隙对缸壁进行喷射，避免原料在缸内凝结，保持缸壁的清洁状态，提升换热效果。
32、2、喷射清理机构内先通过进水环槽和均水槽实现两次均压，然后再通过环形缝隙进行喷射，可以确保各处喷射压力基本相等。
33、3、刮扫清理机构的主轴机构采用内外套筒式结构，即使旋转套筒与固定套筒之间的密封破损，渗入的液体也无法越过固定套筒的上端到达下方的第一电机处，密封性更好。
34、4、本发明的落杯装置通过中间齿轮实现了卡杯机构和挡杯机构的反向同步移动，结构简单、紧凑，动作可靠。
35、5、摆动成型装置可以带动杯子以直立状态或倾斜状态转动，同时还能通过升降机构控制杯子的高度，使物料落到杯子的不同位置，达到机械化形成塔型的目的，相对于人工操作具有效率高、成型效果稳定的优点。进一步地，杯子的状态可以通过电磁线圈进行控制，结构简单、控制方便，且不影响杯子的转动。
36、6、本发明提供的制作方法是根据物料的输出量进行杯子倾斜-直立状态和升降高度的协同控制，能够根据需要制作不同尺寸的冰淇淋，适用性广、灵活性强。
1.一种冰淇淋原料制冷装置，包括压缩机（2）和与压缩机（2）相连接的冷凝器（3），还包括冷冻液缸（1），所述冷冻液缸（1）的缸壁中设有夹层腔，冷冻液缸（1）上还设有与夹层腔相连接的制冷剂进口（103）和制冷剂出口（1012），所述制冷剂出口（1012）依次经过压缩机（2）和冷凝器（3）后与所述制冷剂进口（103）相连通，其特征在于：所述冷冻液缸（1）上设有刮扫清理机构，所述清理机构包括相对于冷冻液缸（1）的缸体（104）固定设置的第一电机（107）、与第一电机（107）输出轴相连接的主轴机构和与所述主轴机构相连接的支架（105），所述支架（105）的外端和底端均设有刮条（106），所述刮条（106）与所述冷冻液缸（1）的内壁相接触；
2.如权利要求1所述的冰淇淋原料制冷装置，其特征在于：所述第一电机（107）安装在冷冻液缸（1）的缸体（104）的底部；所述缸体（104）底部还安装有固定套筒（109），固定套筒（109）与冷冻液缸（1）之间密封连接；
3.一种冰淇淋制作系统，包括加料部分和搅拌冷冻缸（11），其特征在于：还包括如权利要求1或2所述的冰淇淋原料制冷装置；
4.如权利要求3所述的冰淇淋制作系统，其特征在于：还包括落杯装置（12）、水平输送装置（13）和摆动成型装置（14）；
5.如权利要求4所述的冰淇淋制作系统，其特征在于：所述落杯装置（12）包括底板（1201），所述底板（1201）上安装有杯筒（1204），底板（1201）上还设有与杯筒（1204）位置对应的通孔；
6.如权利要求4所述的冰淇淋制作系统，其特征在于：所述摆动成型装置（14）包括安装在水平移动部上的托架（1401），所述托架（1401）的上开口通过第一转动连接机构连接有万向外环（14012），所述万向外环（14012）通过第二转动连接机构连接有万向内环（14010），所述第一转动连接机构的轴线和第二转动连接机构的轴线垂直相交；所述万向内环（14010）中通过滑动配合安装有滑动套（1409），所述滑动套（1409）上安装有杯座（14013）；
7.如权利要求6所述的冰淇淋制作系统，其特征在于：所述摆动驱动装置包括第二电机（1405），所述第二电机（1405）的输出轴上连接有转动盘（1407），所述转动盘（1407）上设有横向燕尾槽，所述伸出杆与所述横向燕尾槽相配合且伸出杆下端的球体部分与位于横向燕尾槽中；
8.如权利要求7所述的冰淇淋制作系统，其特征在于：转动盘（1407）上还安装有限位卡板（1408），所述限位卡板（1408）上设有与所述伸出杆相配合的卡合口，所述卡合口位于第二电机（1405）输出轴的正上方。
9.如权利要求8所述的冰淇淋制作系统，其特征在于：所述托架（1401）上还安装有升降机构（1404），所述升降机构（1404）的伸缩杆与所述第二电机（1405）相连接；
10.基于如权利要求9所述的冰淇淋制作系统的冰淇淋制作方法，其特征在于：水平移动部移动到落杯工位处，落杯装置（12）动作将最下方的杯子投入到杯座（14013）中，然后水平移动部移动到成型工位；之后混合后的物料从搅拌冷冻缸（11）的出料端输出，落入到杯座（14013）中的杯子里；物料输出时，摆动成型装置（14）依次执行以下动作：首先升降机构（1404）伸长，通过第二电机（1405）和转动盘（1407）将滑动套（1409）及杯子推送至高位，然后第二电机（1405）开始带动直立的杯子转动；待称重传感器（1403）检测到重量到达第一阈值，电磁线圈（14011）正向通电，使伸出杆与永磁块（1406）互吸，杯子变为倾斜状态，同时升降机构（1404）开始缩短、使滑动套（1409）及杯子逐渐下降，下降的过程中物料形成塔型；待称重传感器（1403）检测到重量到达第二阈值，电磁线圈（14011）反向通电，使伸出杆与永磁块（1406）互斥，杯子变为直立状态、伸出杆与限位卡板（1408）的卡合口配合，此时第二电机（1405）通过限位卡板（1408）带动滑动套（1409）及杯子转动，同时升降机构（1404）继续缩短、使滑动套（1409）及杯子继续下降，下降的过程中物料形成塔尖；待称重传感器（1403）检测到重量到达第三阈值，搅拌冷冻缸（11）停止出料、第二电机（1405）停止转动。
