CN100541058C - 高浓度流化冰的制冰系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高浓度流化冰的制冰系统，包括有制冷压缩机；通过制冷剂管与制冷压缩机的制冷剂排出口相连通的同轴冷凝换热器；通过制冷剂管与同轴冷凝换热器的另一端口相连通的热力膨胀阀；设置有具有制冷剂入口、制冷剂出口和溶液进入口、流化冰流出口、并具有内缸，和套在内缸外侧的外缸的立式双缸套冰结晶器，内缸的外壁上设置有多个折流肋片；所述的立式双缸套冰结晶器的制冷剂出口通过制冷剂管与制冷压缩机的制冷剂入口相连通，立式双缸套冰结晶器的制冷剂入口通过制冷剂管与热力膨胀阀的另一端相连通。本发明结构紧凑、简单，空间占有率低，制冰效率高，故障率低，易于加工和维修，成本低，无污染。同时，冰结晶器结构还兼有气液分离功能。

Description

高浓度流化冰的制冰系统
技术领域
本发明涉及一种流化冰的制冰设备，特别是涉及一种空间占有率低，效率高，故障率低的高浓度流化冰的制冰系统。
背景技术
冰是水的一种物理状态，在寒冷的冬季，水就会自然冻结成冰。人类用冰进行降温和食物保鲜具有悠久的历史。据《诗经》记载，我国三千多年前，就开始用自然冰对食物进行保质、保鲜。十九世纪中叶，近代制冷技术的发明，为人工造冰和自由地利用冰开辟了广阔的道路。冰被广泛用于降温，食物保质、保鲜等领域。自此，各种制冰技术和设备得到了不断的发展和完善。长久以来，固体冰(如薄片冰、壳状冰、块冰(碎冰)、平板冰和管冰等)制造技术处于统治地位。其制造原理基本上依靠降温使液态的水发生相变而直接冻结成固体冰。其制造工艺简单，原料随处可取，因而得到了广泛的应用。但由于冰呈现固体状，不具有流动性，其应用的范围和方便性也受到制约。如果冰能象水一样具有流动性，在输送和应用上会带来革命性的变化。
尽管现在技术的发展，食物的保鲜、保质的技术和产品不断涌现，控制适宜的温度和冷冻是最基本，也是最常用的方法。由于制冰的原料--水--取之不尽，用之不竭，无处不在，更由于冰具有较高的热焓，无污染等优点，冰是迄今为止用于保鲜，冷藏及蓄冷等最广泛的绿色媒介。中国的淡水资源紧张，缺水常常困扰着我们的生活和生产。如果能直接用海水制冰，必将大大节约我国非常紧张的淡水资源。对于保护环境，有效利用资源具有重大意义。
专利号为200520073616.8的专利公开了一种“海水流态冰的制冰装置”，包括有蒸发器圆筒，蒸发器圆筒外侧的绝热保温层，蒸发器圆筒上的制冰剂进口和出口，与蒸发器圆筒内相通的海水进口和出冰口，……。可直接用海水制得高浓度流化冰.但是，所述的蒸发器圆筒是一体铸造构成的双层圆筒结构，内部构成夹壁腔，其夹壁腔内是中空的腔体，外筒壁上有制冷剂的进口和出口。存在着制造成本高，难以加工，必须要设置汽液分离器和油分离器，结构复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种空间占有率低，制冰效率高，故障率低，并可直接用盐溶液(如氯化钠溶液、海水)制得高浓度流化冰的制冰系统。
本发明所采用的技术方案是：一种高浓度流化冰的制冰系统，包括有制冷压缩机；通过制冷剂管与制冷压缩机的制冷剂排出口相连通的同轴冷凝换热器；通过制冷剂管与同轴冷凝换热器的另一端口相连通的热力膨胀阀；设置有具有制冷剂入口、制冷剂出口和溶液进入口、流化冰流出口的立式双缸套冰结晶器；所述的立式双缸套冰结晶器的制冷剂出口通过制冷剂管与制冷压缩机的制冷剂入口相连通，立式双缸套冰结晶器的制冷剂入口通过制冷剂管与热力膨胀阀的另一端相连通。
所述的热力膨胀阀与立式双缸套冰结晶器的制冷剂入口之间还设置有干燥过滤器。
所述的立式双缸套冰结晶器包括有内缸，和套在内缸外侧并与内缸的外壁共同形成有制冷剂蒸发室的密闭的外缸；所述的外缸的上端设置有制冷剂出口，下端设置有制冷剂入口；所述的内缸的上、下两端位于外缸的外部，其下端的底盖上形成有制冰用水的溶液流入口，而上端形成有制成的流化冰的流化冰流出口；在内缸的内部设置有通过固定在内缸外壁上的电机驱动的搅拌装置。
所述的内缸的外壁上设置有多个折流肋片。
所述的搅拌装置包括有：在内缸的内部轴向设置的两端分别连接在内缸的底盖和顶盖上的旋转轴，及交错地设置在旋转轴上的结晶器刮片；所述的内缸的顶盖上设置有通过法兰固定的轴承，旋转轴的上端通过机械密封连接在轴承上，而且旋转轴的顶端伸出顶盖并通过设置在其上的皮带轮及传动带与驱动其旋转的电机连接，所述的机械密封上端设有监视腔和疏导孔。
所述的旋转轴的下端采用水润轴承连接在内缸的底盖上，并通过管帽密封。
所述的结晶器刮片的前端开有流体紊流导流孔。
所述的旋转轴上交错地设置有6个结晶器刮片。
所述的内缸的顶盖和底盖与缸体之间采用O型密封圈密封。
本发明的高浓度流化冰的制冰系统，由于采用了上述的双缸套冰结晶器，结构紧凑、简单，空间占有率低，制冰效率高，故障率低，易于加工和维修，成本低，无污染。同时，冰结晶器结构还兼有气液分离功能。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的双缸套冰结晶器的内部结构示意图；
图3是本发明的双缸套冰结晶器的内部搅拌器结构示意图。
其中：
1：立式双缸套冰结晶器              2：制冰压缩机
3：同轴冷凝换热器                  4：热力膨胀阀
5：干燥过滤器                      6：外缸
7：内缸                            8：折流肋片
9：流化冰流出口                    10：溶液流入口
11：电机                           12：传动带
13：轴承                             14：O型密封圈
15：底盖                             16：水润轴承
17：管帽                             18：结晶器刮片
19：制冷剂出口                       20：制冷剂入口
21：机械密封                         22：旋转轴
23：制冷剂蒸发室                     24：顶盖
25：楔形箍                           26：导流孔
27：疏导孔                           28：监视腔
具体实施方式
下面结合附图给出具体实施例，进一步说明本发明的高浓度流化冰的制冰系统是如何实现的。
如图1所示，本发明的高浓度流化冰的制冰系统，包括制冷压缩机2；通过制冷剂管与制冷压缩机2的制冷剂排出口相连通的同轴冷凝换热器3；通过制冷剂管与同轴冷凝换热器3的另一端口相连通的热力膨胀阀4；还设置有具有制冷剂入口(20)、制冷剂出口19和溶液进入口10、流化冰流出口9的立式双缸套冰结晶器1；所述的立式双缸套冰结晶器1的制冷剂出口19通过制冷剂管与制冷压缩机2的制冷剂入口相连通，立式双缸套冰结晶器1的制冷剂入口20通过制冷剂管与热力膨胀阀4的另一端相连通。
所述的热力膨胀阀4与立式双缸套冰结晶器1的制冷剂入口20之间还设置有干燥过滤器5。
如图2所示，所述的立式双缸套冰结晶器1包括有内缸7，和套在内缸7的外侧并与内缸7的外壁共同形成具有气液分离功能的分离式动态的制冷剂蒸发室23的密闭的外缸6；所述的外缸6的上端设置有制冷剂出口19，下端设置有制冷剂入口20；所述的内缸7的上、下两端位于外缸6的外部，其下端的底盖15上形成有制冰用水的溶液流入口10，而上端形成有制成的流化冰的流化冰流出口9；在内缸7的外壁上设置有多个折流肋片8，既实现了气液分流，又提高了换热效率，在内缸7的内部设置有通过固定在内缸7外壁上的电机11驱动的搅拌装置。内缸和搅拌装置支架采用耐腐蚀的316不锈钢材料。
所述的搅拌装置包括有：在内缸7的内部轴向设置的两端分别连接在内缸7的底盖15和顶盖24上的旋转轴22，及交错地设置在旋转轴22上的结晶器刮片18，结晶器刮片18采用高密度聚乙烯。所述的旋转轴22上交错地设置有6个结晶器刮片18；所述的内缸7的顶盖24上设置有通过法兰固定的轴承13，旋转轴22的上端通过机械密封21连接在轴承13上，所述的机械密封21上端设有监视腔28和疏导孔27。而且旋转轴22的顶端伸出顶盖24并通过设置在其上的皮带轮及传动带12与驱动其旋转的电机11连接。所述的旋转轴22的下端采用水润轴承16连接在内缸7的底盖15上，并通过管帽17密封。
所述的内缸7的顶盖24和底盖15与缸体之间采用楔形箍25和O型密封圈14密封。
如图3所示，所述的结晶器刮片18的前端开有流体紊流导流孔26。结晶器刮片18与外缸壁成一定的角度，并在一定范围内可自动调节。
本发明的工作原理是：制冷剂通过半封闭式制冷压缩机2被压缩至高压并进入同轴冷凝换热器3。制冷剂在其中被冷却液化，高压制冷剂经热力膨胀阀4膨胀为气体，并经干燥过滤器5进入立式双缸套冰结晶器1内的制冷剂蒸发室23，冷却内缸7中的盐溶液(如氯化钠溶液、海水)，使其过冷，从而使水分从溶液中析出结晶成微粒冰。该微粒冰悬浮于溶液中形成可流动的流化冰，并通过流化冰的流出口流出。盐溶液(如氯化钠溶液、海水)通过溶液流入口10连续不断地入立式双缸套冰结晶器1，制成的冰又从流出口流出，从而形成动态的流化冰制冰系统。

Claims (6)

1.一种高浓度流化冰的制冰系统，包括有制冷压缩机(2)；通过制冷剂管与制冷压缩机(2)的制冷剂排出口相连通的同轴冷凝换热器(3)；通过制冷剂管与同轴冷凝换热器(3)的另一端口相连通的热力膨胀阀(4)；具有制冷剂入口(20)、制冷剂出口(19)和溶液进入口(10)、流化冰流出口(9)的立式双缸套冰结晶器(1)；所述的立式双缸套冰结晶器(1)的制冷剂出口(19)通过制冷剂管与制冷压缩机(2)的制冷剂入口相连通，立式双缸套冰结晶器(1)的制冷剂入口(20)通过制冷剂管与热力膨胀阀(4)的另一端相连通，所述的热力膨胀阀(4)与立式双缸套冰结晶器(1)的制冷剂入口(20)之间还设置有干燥过滤器(5)，其特征在于，所述的立式双缸套冰结晶器(1)包括有内缸(7)，和套在内缸(7)外侧并与内缸(7)的外壁共同形成有流动制冷剂的制冷剂蒸发室(23)的密闭的外缸(6)；所述的外缸(6)的上端设置有制冷剂出口(19)，下端设置有制冷剂入口(20)；所述的内缸(7)的上、下两端位于外缸(6)的外部，其下端的底盖(15)上形成有制冰用水的溶液流入口(10)，而上端形成有制成的流化冰的流化冰流出口(9)；在内缸(7)的内部设置有通过固定在内缸(7)外壁上的电机(11)驱动的搅拌装置，所述的内缸(7)的外壁上设置有多个折流肋片(8)。
2.根据权利要求1所述的高浓度流化冰的制冰系统，其特征在于，所述的搅拌装置包括有：在内缸(7)的内部轴向设置的两端分别连接在内缸(7)的底盖(15)和顶盖(24)上的旋转轴(22)，及交错地设置在旋转轴(22)上的结晶器刮片(18)；所述的内缸(7)的顶盖(24)上设置有通过法兰固定的轴承(13)，旋转轴(22)的上端通过机械密封(21)连接在轴承(13)上，而且旋转轴(22)的顶端伸出顶盖(24)并通过设置在其上的皮带轮及传动带与驱动其旋转的电机(11)连接，所述的机械密封(21)上端设有监视腔(28)和疏导孔(27)。
3.根据权利要求2所述的高浓度流化冰的制冰系统，其特征在于，所述的旋转轴(22)的下端采用水润轴承连接在内缸(7)的底盖(15)上，并通过管帽(17)密封。
4.根据权利要求2所述的高浓度流化冰的制冰系统，其特征在于，所述的结晶器刮片(18)的前端开有流体紊流导流孔(26)。
5.根据权利要求2所述的高浓度流化冰的制冰系统，其特征在于，所述的旋转轴(22)上交错地设置有6个结晶器刮片(18)。
6.根据权利要求1所述的高浓度流化冰的制冰系统，其特征在于，所述的内缸(7)的顶盖(24)和底盖(15)与缸体之间采用O型密封圈(14)密封。
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