CN101144670A - 制冰机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制冰机,包括刮冰刀、接水盘以及安装在制冰机筒式制冷蒸发器顶部的散水盘,其特征在于:所述的散水盘由圆盘状的水盘和径向安装在水盘同一安装高度的多根散水管构成,除对应所述刮冰刀的位置外相邻散水管之间的夹角相同,且所述的每根散水管从进水口端到出水口端倾斜向下,所有散水管与筒式制冷蒸发器的轴心线均成相同的夹角。这种制冰机成冰厚度均匀。

Description

制冰机
技术领域
本发明涉及一种制冰机。
背景技术
制冰机是一种运用制冷技术的人工造冰设备,通过制冷剂直接蒸发,将水所带的有热量带走冷却制冰,其制冰速度远快于盐水间接制冰,是一种快速制冰技术。最早的快速制冰是在一个带有垂直蒸发管的水池中进行,池水结冰后用热气融冰,再向水池注水,制成的冰便浮于水池之上;后来又推出了采用指形蒸发器的桶式快速制冰,使制冰机步入了装置化阶段。经过多年的发展,制冰机已经是一门成熟的快速制冰技术。当前快速制冰机的发展不但品种多样、单位能耗降低、操作使用十分方便、产品系列更为齐全,使制冰机的应用也更广泛,冰的品种也层出不穷。
参照图1所示,制冰机的工作过程如下:水由水箱1通过水泵、给水管2进入散水盘5,水经过散水盘5不断地流到制冷蒸发器4的内壁上,由制冷蒸发器将水冷却到一个较低的温度。一部分水被冷却形成冰,多余的水经制冷蒸发器底部的接水盘3流至下体出水口9,并由水箱1内的浮球阀保持恒定的水位。成形的冰由螺旋刮冰刀8通过挤压从制冷蒸发器4内壁滑落。冰刀轴承由固定于主轴7上的两个杆臂支撑。水泵确保水在给水管2、散水盘5、下体内的接水盘3和水箱1之间循环;转子部分由减速机6带动;制冷量由制冷部分确保;从制冷部分来的冷媒自冷媒入口进入制冷蒸发器的流道中吸热水的热量蒸发,并经冷媒出口返回制冷部分以循环。
这种制冰机存在如下缺陷:
(1)这种制冰机的散水盘有多根散水管,但散水管的安装角度或安装高度不一,喷出的水在制冷蒸发器内壁形成的水膜不均匀,而且容易产生飞溅,因此形成的冰片厚度也不均匀。
(2)现有的接水盘结构如图6所示,采用扇面形金属板31通过支架32和固定圆盘33成锥筒状安装固定在制冰机的主轴7上,被主轴驱动一起旋转。接水盘上的缺口35处是安装刮冰刀的位置和形成的落冰口,通过刮冰刀刮下的冰片由此缺口处落下。然而,由于接水盘顶部有一敞口34,因此,有时会有一部分水特别是由制冰器壁面飞溅的水并未流到或滴到接水盘上,因此这部分水有可能通过接水盘顶部的敞口34落入到接水盘下面,与冰混杂,这样会使破碎的冰粘在一起,影响了冰的使用。
(3)现有的制冰机通常采用的是螺旋式刮冰刀,螺旋式刮冰刀上的刮冰齿的锥形夹角取30°、36°、45°,这种夹角的刮冰刀存在的主要缺点有:受力不合理,刮冰效果不好;容易在螺旋槽内夹冰,使冰桶内壁的冰不容易掉落,也影响刮冰效果。
(4)采用螺旋式刮冰刀,只能生产片冰,而不能生产细小的冰屑,因此使其使用受到了局限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的制冰机,通过改进制冰机的散水盘,以获得较好的成膜效果,改善成冰厚度的均匀性。
本发明采用如下技术方案:一种制冰机,包括刮冰刀、接水盘以及安装在制冰机筒式制冷蒸发器顶部的散水盘,其特征在于:所述的散水盘由圆盘状的水盘和径向安装在水盘同一安装高度的多根散水管构成,除对应所述刮冰刀的位置外相邻散水管之间的夹角相同,且所述的每根散水管从进水口端到出水口端倾斜向下,所有散水管与所述筒式制冷蒸发器的轴心线均成相同的夹角。
比较优选的是,所述的每根散水管与筒式制冷蒸发器的轴心线均成110°夹角。
为尽量避免有水落到筒式制冷蒸发器底部的冰中,还对接水盘进行了改进,采用如下方案:所述的接水盘,包括扇面形金属板,扇面形金属板成锥筒状通过固定圆盘安装在制冰机主轴上,所述的扇面形金属板上边缘与所述的固定圆盘之间还设置有盖板。
所述的刮冰刀可以为螺旋式刮冰刀,在刀身外表面螺旋状设置有横截面为锥形的刮冰齿,所述的刮冰齿在与其螺旋线切线垂直方向上的锥形夹角为38°~42°,以改善刮冰效果和刮冰齿的强度。
比较优选的是,所述的刮冰齿的锥形夹角可以为40°。
所述的刮冰齿螺旋线的切线与刮冰刀轴心线的螺纹夹角可以为14°~17°。比较优选的是所述的刮冰齿螺旋线的切线与刮冰刀轴心线的螺纹夹角为15°。
所述的刮冰刀也可以为耙式刮冰刀,采用如下技术方案:耙式刮冰刀包括安装在主轴上的固定支架,在固定支架外边缘纵向设置有一排向外凸出的刮冰齿,形成耙式结构,刮冰齿之间的间隙为6mm-9mm,每个刮冰齿的纵向高度为8mm-11mm。
所述的刮冰齿在纵向可以为前端窄后端宽的尖齿,以提高刮冰效果且减少在刮冰齿之间的间隙内夹冰。
所述的刮冰齿前端可以向刮冰齿刮冰运动方向的反方向方凸出,在刮冰方向形成前端变厚的形状。
所述的刮冰齿的凸出部分尾端的顶角可以为钝角。
本发明的有益效果是:
(1)由于相邻的散水管之间夹角相等且每根散水管与筒式制冷蒸发器的轴心线之间形成的夹角也相同,因此在制冷蒸发器表面形成的水膜均匀,保证冰片厚度均匀。
(2)由于散水管从进水口端到出水口端是倾斜向下,水以该方向喷到制冷蒸发器上,不易产生飞溅。
(3)由于在扇面形金属板上边缘与固定圆盘之间还设置有盖板,使接水盘顶部除用于安装刮冰刀的缺口部位之外形成封闭结构,增大了接水盘的面积,使得飞溅的水也被接住并沿接水盘外表面流下,不会与接水盘下面的冰混合。
(4)通过优化螺旋式刮冰刀上刮冰齿的锥形夹角,兼顾了刮冰齿的强度和对冰面的破碎作用力,使冰刀的受力以及对冰的刮冰作用力更合理,破冰效果好且冰片大小均匀;
(5)通过优化螺旋式刮冰刀的螺旋夹角,降低了主轴在旋转过程中扭力对冰刀的影响,提高了冰刀的刮冰能力,使冰块不易粘接在冰刀上,落冰更好。
(6)通过在冰刀边缘设置有多个刮冰齿,形状耙状结构,刮冰时刮冰齿刮在冰面上使得冰受齿的作用力破裂成碎屑从桶壁上脱落,因此相对于现有的螺旋式刮冰刀来说,可以形成3mm-5mm大小的冰屑。
附图说明
图1为制冰机的工作原理图。
图2为本发明的制冰机散水盘结构示意图。
图3为水成膜示意图。
图4为本发明的接水盘结构示意图。
图5为图4所示接水盘的俯视图。
图6为现有的接水盘结构示意图。
图7为本发明的耙式刮冰刀结构示意图。
图8为图7所示的耙式刮冰刀的俯视图。
图9为本发明的螺旋式刮冰刀的结构示意图。
图10为图9所示的螺旋式刮冰刀的俯视图。
图11为图10的局部I的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的制冰机作进一步说明,以助于理解本发明的内容。
如图1所示,制冰机包括水箱1、水泵以及水泵出水口上安装的给水管2、接水盘3、筒式制冷蒸发器4、散水盘5、减速机6、主轴7、接水盘8。
如图2所示,散水盘由多根等长的径向设置的散水管51,呈径向分布焊接在圆水盘52的侧壁同一高度上(或底部)上,整个散水盘安装在制冰机筒式制冷蒸发器顶部位置。除对应刮冰刀的位置没有设置散水管外相邻散水管51之间的夹角相同,且所述的每根散水管51从进水口端到出水口端倾斜向下,所有散水管51与筒式制冷蒸发器4的轴心线均成相同的110°夹角。焊接在圆水盘侧壁上的溢流管53用于控制水盘内水位高度稳定,以形成稳定的静压力,使水管的水流流速基本稳定。
如图3所示,由于散水管51与筒式制冷蒸发器的轴心线均成110°夹角,且相邻的散水管51之间的夹角也相等,则喷到筒式制冷蒸发器4上的水的喷射位置高度和间距相同,在等高处每一股水流的形状及成膜情况基本相同,在沿制冷蒸发器壁面向下流并汇合后形成的水膜均匀性好,因此可以提高冰片厚度的均匀性。采用110°夹角,在正常的喷流流速下,喷到制冷蒸发器内壁的水流不易产生飞溅。图3中实线为本发明的散水盘形成的水膜效果示意图,虚线为现有的散水盘形成的水膜效果示意图。
为减少水流入制冰机底部的冰上的可能,作为一个较佳实施例,如图4和图5所示的是一种改进的制冰机接水盘,包括扇面形金属板31,扇面形金属板31成锥筒状通过固定圆盘33安装在制冰机主轴上,5根径向设置的角铁32构成支架一端固定在扇面形金属板31上,另一端固定安装在固定圆盘33上。在扇面形金属板31上边缘与固定圆盘33之间还设置有盖板36,盖板36为平板,直接固定在水平的角铁支架32上,扇面形金属板31是固定在倾斜的角铁支架32’上。由于盖板36的存在,使得接水盘顶部不再为敞开结构,能够将下面的冰覆盖住,防止飞溅的水与下面的冰混合。
图9至图11是一种改进了的螺旋式刮冰刀,在刮冰刀81的轴心有轴心孔82用于安装,在刮冰刀81外表面有八条刮冰齿83呈螺旋状设置,刮冰齿的横截面形状为锥形。如图11所示,刮冰齿在与其螺旋线切线垂直的方向上的锥形夹角α(相当于螺纹的牙形角)为38°-42°,优选40°。如果夹角α过大,刮冰齿表面与筒式制冷蒸发器上的冰面之间的夹角小,不但对冰面作用力不合理,需要更大的动力,刮冰效果差。如果该夹角α过小,刮冰齿强度低、承载力差。
如图9所示,螺旋形刮冰刀的刮冰齿与刮冰刀轴心线的螺旋夹角β可以为14°~17°,优选为15°。该夹角过大,冰不易沿刮冰齿之间的螺旋槽滑落,易在螺旋槽内积蓄,从而粘刀夹冰,影响刮冰效果。夹角过小,冰片破碎效果也不好。
刮冰刀还可以采用耙式结构,以形成冰屑,耙式刮冰刀如图7和图8所示,包括与主轴(图中省略)平行且安装在主轴上的固定支架91,固定支架91可以为一金属板,以便于设置刮冰齿。在固定支架91的上、下两端通过横向臂92、93焊接在主轴上,形成框式结构以减少材料用量和重量,在固定支架91上纵向设置有一排向外凸出的刮冰齿94,形成耙式结构的刮冰刀。刮冰齿94沿固定架91等间距排列,通过设置不同的齿间距,可以形成不同大小的冰屑。通过控制刮冰齿之间的间隙为6mm-9mm,每个刮冰齿的纵向高度为8mm-11mm,可以得到3mm-5mm大小的冰屑。为提高刮冰效果,使冰更容易破碎,如图7所示,刮冰齿采用在纵(即主轴的轴心方向)向为前端窄后端宽的尖齿形状,这种形状使得刮冰齿之间的间隙为前大后小的形状,不但使刮冰齿对冰面的作用力集中使冰容易破碎,还不易在齿间夹冰。
由于刮冰齿40在纵向前端变尖,因此在刮冰时容易向刮冰方向的反方向弯曲变形,降低了其使用寿命,为解决其易变形问题,如图8所示,将刮冰齿91前端向后方即刮冰时刮冰齿运行方向的反方向凸出,通过增大受力方向上冰刮齿厚度,来改善其抗弯能力,提高使用寿命。当增大受力方向厚度时,由于筒式制冷蒸发器表面为圆弧面,刮冰齿94前端如果厚度较大,在保证刮冰齿94前端与筒式制冷蒸发器内壁表面有一定间隙时,其尾端顶角A可能会刮伤制冰器表面,因此作为一个较佳实施例,将该顶角A设置成钝角。

Claims (10)

1.一种制冰机,包括刮冰刀、接水盘以及安装在制冰机筒式制冷蒸发器顶部的散水盘,其特征在于:所述的散水盘由圆盘状的水盘和径向安装在水盘同一安装高度的多根散水管构成,除对应所述刮冰刀的位置外相邻散水管之间的夹角相同,且所述的每根散水管从进水口端到出水口端倾斜向下,所有散水管与筒式制冷蒸发器的轴心线均成相同的夹角。
2.如权利要求1所述的制冰机,其特征在于:所述的每根散水管与筒式制冷蒸发器的轴心线均成110°夹角。
3.如权利要求1所述的制冰机,其特征在于:所述的接水盘包括扇面形金属板,扇面形金属板成锥筒状通过固定圆盘安装在制冰机主轴上,所述的扇面形金属板上边缘与所述的固定圆盘之间还设置有盖板。
4.如权利要求1至3中之一所述的制冰机,其特征在于:所述的刮冰刀为螺旋式刮冰刀,在刀身外表面螺旋状设置有横截面为锥形的刮冰齿,所述的刮冰齿在与其螺旋线切线垂直方向上的锥形夹角为38°~42°。
5.如权利要求4所述的制冰机,其特征在于:所述的刮冰齿的锥形夹角为40°。
6.如权利要求4所述的制冰机,其特征在于:所述的刮冰齿螺旋线的切线与刮冰刀轴心线的螺纹夹角为14°~17°。
7.如权利要求1至3中之一所述的制冰机,其特征在于:所述的刮冰刀为耙式刮冰刀,包括安装在制冰机主轴上的固定支架,在固定支架外边缘纵向设置有一排向外凸出的刮冰齿,形成耙式结构,刮冰齿之间的间隙为6mm-9mm,每个刮冰齿的纵向高度为8mm-11mm。
8.如权利要求7所述的制冰机,其特征在于:所述的刮冰齿在纵向为前端窄后端宽的尖齿。
9.如权利要求8所述的制冰机,其特征在于:所述的刮冰齿前端向刮冰齿刮冰运动方向的反方向方凸出,在刮冰方向形成前端变厚的形状。
10.如权利要求9所述的制冰机,其特征在于:所述的刮冰齿的凸出部分尾端的顶角为钝角。
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