CN103216984A - 冰雕用冰块制备装置 - Google Patents

Abstract

一种主要用于一定规模以上冰雕展所用冰块制备的设备，也可以用于制备其他用途冰块。它是利用水和冰的物理特性，在便宜的薄金属外壳中，采用口大底小、底部加溢水管的办法解决冰膨胀带来的问题；适当在底部采取保温升温手段，解决槽内提前结冰将部分水封在冰内，破坏整冰质量的问题；采用加有色素的水制作彩色冰块；解决冰膨胀问题后，采用内模的办法制作复杂形状的冰块。采用自然的冷空气冷却或主动加快冷空气流动的办法交换热量实现节能目的，并且可以控制冷空气流动，阻止暖空气以延长年有效工作周期。另外在设计上就考虑移动的方便，可以按季节时令在多地进行工作，提高效益。

Description

冰雕用冰块制备装置

所属技术领域

本发明涉及一种冰块制备装置，尤其是廉价、低能耗、低劳动强度、大批量，主要用于规模较大冰雕展所用的冰块制备装置，特别适合有水但无足够水面的北方城市，使用本发明低成本地举办中大型冰雕展，当然也适合其他用途冰块的制备。

背景技术

目前，公知的制冰方法在天然或人工水面冰冻足够厚度后前往采集，常常因为工作车辆在冰层上的运行和停放、人工或机械分离冰层、或者结冰过程中气候影响等原因、难以得到质量均一的冰块；受水面面积限制，或者气候条件限制，很多地方难以举办稍大型的冰雕展活跃群众生活；劳动强度高，工作环境恶劣，不安全因素多；而且一般天然冰是无色的，限制了展品创作人员的选择。而公知的普通设备人工制造冰块，需要消耗大量的能源。另外制备部分特殊形状冰块时，因为水结成冰时密度变化大，对模具要求严格，较难一次成型。

发明内容

为了克服现有的冰块获取方式的不足，本发明提供一种冰块制备装置，它不仅消耗能源少，成本低，能得到优质冰雕展用冰块，质量均一，而且能方便制备彩色冰块，丰富冰雕材料的种类，也能经过简单的工序制备蛋壳型、锥筒等手工加工有难度的特殊形状。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案中：最常用的长方块冰制备装置：用镀锌簿钢板、彩钢薄板或不锈钢板制作成长方体形的制冰槽，开口向下逐渐内收成倒梯形；外部用可以拆装的角钢框架作为承重结构；框架顶部可以设置两组以上的穿孔或扣耳，在倒置冰槽分离冰块前，插入承受冰块重量可以抽离的横杆、横杆和冰面间插入调节高度的垫块--可以是合适的薄冰块；槽底处有一个接口，装有一截塑胶管，出口略高于槽内最高水面，当槽内开始结冰后，因为冰的密度小于水，所以浮于水面，下面的水继续结冰时体积膨胀，多余的水从胶管挤出，以此有效避免结冰时密度变化造成槽体的变形或损毁，当槽内的水全部降到冰点时，失去对流形式的水体运动，槽外温度低于冰点，侧面、底面槽壁接触到的水会提前结冰，并粘附在槽壁，将剩余的水包裹在冰内，最终冰面膨起，产生裂纹，严重降低整冰机械强度，甚至破坏槽体，同时内部产生密集裂纹，导致冰体中心变成不透明的白色，处理这个问题可适当在胶管或附近槽底升温处理(因为淡水在摄氏零度结冰，摄氏四度时密度最大，温度升高、降低密度均变小，所以在底部升温到一两度，不会产生对流传热)，阻止附近的水提前结冰，不会将水密封在冰里，避免冰块内部产生不必要的应力或产生裂纹；准备制冰前，用弹性卡箍合拢压住四侧钢板适当内收少许，便于完成制冰后槽体四侧与冰块脱离；槽底则利用胶管接口连通空气的方法抵消大气压力，在倒置安放后，使用稍高温度的水流过钢板，稍后适当添加作用力，完成制冰槽与冰块的脱模；槽口外翻为一定形状，并留有溢流口，以免水流四溢；整个过程靠框架和横杆承重，槽体钢板基本不受力，可以使用比较薄的钢板，降低成本。这种类型的装置还可以将制冰槽设计为可拆卸的，装配后使用石蜡等低强度材料密封各处接缝；或使用覆膜纸、塑料之类的内胆防止水的泄漏，同时方便脱模；也可以在内壁涂布容易脱离又难溶于水的材料，比如含油的石粉之类。

异型冰块的制备可能需要两个甚至更多的模具，同样采用底部开口接胶管等方法避免密度变化对模具的影响，脱模方法可以使用外部的热水。而彩色冰块的制备就需要考虑添加色素后水的冰点会降低一些，此时需要注意控制污染问题，比如部分展区提前撤展。

制冰槽采用较冷自然空气吸热的途径交换热量，不需要消耗额外的能源制取冰块；另外冰槽由薄金属板制造，传热速度较快，在架空的情况下六个侧面都可以交换热量，比普通水面交换热量的速度要快很多，能够大幅降低制造成本和时间；而且移动方便，可以多层放置于大型车间内，夜间温度合适时交换热量，甚至使用设备主动通风加快热量交换，日间温度高时关闭车间通风保持低温，这样在刚进入冬季不久日间气温较高、夜间气温低于冰点时就可以提前开始制备，延长展览的有效时间；设计时就考虑设备零件的拆卸方便性和密集叠放，可以较方便地远程移动，在北方一地完成制备任务后，南下到另一个城市，开始又一批冰块的制备，在完成效益比较高的项目后，前往合适地点，在整个剩余的冬季继续制备冰块供其它用途，最大限度地提高设备的利用率为顾客服务。

本发明的有益效果是，在节能环保、应用场合广泛的同时，结构简单，安全、高效、频繁地制备冰块供中大型冰雕展使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的第一个实施例的纵剖面示意图。

1.制冰槽外模，2.脱模所淋热水的溢出口，3.槽中已结成的冰，4.待结冰的水，5.带六角法兰中空的，放于槽底的溢水管件，6.溢水胶管，7.紧固螺帽，8.密封胶圈，9.加热管。

图2是第二个实施例的纵剖面示意图。

1.制冰槽外模，3.槽中结的冰，4.待结冰的水，5.溢水管件，10.内模，11.防止内模浮起的配重物。

具体实施方式

图1实施例中，气温合适时，将制冰槽与角钢框架放置于合适位置，将溢水管固定，保持出口高于水面，加水静置开始制冰；可以主动通风加快热交换，刚进入冰季和快要退出冰季时，日间气温超过冰点，有必要时需要切断空气流动；在继续结冰过程中，冰体积膨胀，多余的水从溢水管流出，可以相对保持冰块的质量，需要注意的是溢出水的排放或回收，直接排放可能会在地面结冰，引入不必要的不安全因素；气温远低于冰点时可能要考虑加热溢水管，溢出口附近加热温度略大于摄氏零上四度，因为淡水在四度左右密度最大，这样可以保证溢水胶管最低处水温保持在密度最大附近，不会结冰，在大多情况下也不会影响槽内水或冰的温度；需要得到质量较好的冰块时，可以在水面开始结冰前适当加热槽底，或在槽底加保温措施，保证槽底不会提前结冰而将部分水封闭在冰内，加热温度控制在冰点和水密度最大温度之间，这样槽内温度最高的水会留在槽底，不会发生对流，也就不会提前结冰，注意加热面积越大，温度越需要接近冰点，加热面积小时需要超过冰点多些，当然不要超过水密度最大温度，否则会导致水的对流；适当加热槽底有一个简单办法：紧固螺帽7下额外套一两件用于固定和缠绕一截胶管6的零件，将胶管紧贴槽底缠绕数圈，当加热管9通入略高于水密度最大点温度的热源时，控制胶管6部分的散热，基本可以保证胶管6贴近槽底部分温度在密度最大值附近。另外需要注意零件5、7，要与槽体材料一致，避免引入额外的锈蚀因素。

在图2所示实施例中，脱模时先取出内模10里的配重11，然后向内模10灌入热水，并搅拌热水，待内部冰稍融化一些时可以比较轻松的拔出内模10；如果内模10不是口大底小时，在设计时就需要将内模10分解为多件容易拆解得部件。外模1也是同样处理。

Claims (8)

1.一种应用于商业规模的中大型冰雕展，制备大型冰块的制冰槽，其特征是：用于外尺寸大于十分之一立方米冰块的大批量制备，利用自然冷空气或主动加快自然冷空气流动的办法交换热量以节省能源；可以附加使槽底温度大部分时间保持在冰点之上、低于最大密度水温的保温、升温措施。

2.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征是：槽口外翻并留溢流口，加热外壳完成脱模，。

3.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征是：制冰槽底部或侧边开孔，连通一根另一端开口略高于制冰槽最高水面的溢水管道，溢水管道可以附加加热功能。

4.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征是：制冰槽四侧板可拆卸，装配好后用低强度密封材料密封各处接缝。

5.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征是：使用憎水材料内胆。

6.根据权利要求1所述的制冰装置，其特征是：制冰槽内壁涂布可以使冰轻易脱离且难溶于水的材料。

7.根据权利要求1所述的制冰装置的使用方法，其特征是：使用含色素的水制备彩色冰块。

8.根据权利要求3所述的制冰装置，其特征是：制冰槽内部还有一件及一件以上的内模，以便制造特殊形状的冰块。

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