CN103727715A - 船用海水制冰装备及其制冰方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船用海水制冰装备，包括压缩机、冷凝器、制冰筒、驱动装置和控制系统；所述制冰筒包括制冰轴和外筒，制冰轴与外筒之间留有用于进水的空隙，外筒内部为用于流通冷媒的空心结构，制冰轴刻有螺纹，螺纹深度从下往上逐渐变浅，驱动装置连接制冰轴；压缩机连接冷凝器，冷凝器通过膨胀阀连接制冰筒的外筒，外筒连接压缩机。本发明还公开了一种船用海水制冰装备的制冰方法。本发明结构巧妙，智能化控制。

Description

船用海水制冰装备及其制冰方法
技术领域
本发明涉及海上渔船制冷技术领域，具体涉及一种船用海水制冰装备及其制冰方法。
背景技术
海上渔船一般出海时间会比较长，渔船捕捞之后，需要对渔获进行保鲜，目前海上渔船多采用出海带冰作业方式，少数采用急冻保鲜。带冰作业以淡水冰为主，其成本高，结冰温度远高于海水冰的-7°，易造成近海污染。而普通制冰机无法满足低温连续制片冰，需要专用的海水制冰装备。
发明内容
本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构巧妙，智能化控制的船用海水制冰装备。
本发明还提供了一种船用海水制冰装备的制冰方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：本船用海水制冰装备，其特征在于：包括压缩机、冷凝器、制冰筒、驱动装置和控制系统；
所述制冰筒包括制冰轴和外筒，制冰轴与外筒之间留有用于进水的空隙，外筒内部为用于流通冷媒的空心结构，制冰轴刻有螺纹，螺纹深度从下往上逐渐变浅，驱动装置连接制冰轴；
压缩机连接冷凝器，冷凝器通过膨胀阀连接制冰筒的外筒，外筒连接压缩机；
驱动装置设有扭矩传感器，压缩机的出口设有第一压力传感器、第一流量传感器和第一温度传感器，压缩机的进口设有第二压力传感器、第二流量传感器和第二温度传感器，控制系统连接扭矩传感器、第一压力传感器、第一流量传感器、第一温度传感器、第二压力传感器、第二流量传感器和第二温度传感器。
所述螺纹深度最大为2cm～4cm，螺纹深度最小为0.3cm～0.7cm，螺纹螺距为8cm～35cm。
所述驱动装置包括伺服电机和减速齿轮组，扭矩传感器安装在伺服电机的输出轴上，输出轴通过减速齿轮组连接制冰轴，伺服电机和减速齿轮组位于制冰筒上方。
所述制冰筒的进水口设于底部，制冰筒上部为海冰出口，进水口连接水箱，水箱内设有高水位传感器和低水位传感器，水箱下面设有防颤抖装置。
所述水箱设有低水位传感器和高水位传感器，低水位传感器和高水位传感器分别连接控制系统。
所述外筒的冷媒进口设于上部，外筒的冷媒出口设于底部。
所述控制系统的芯片为PLC。
所述外筒内部的空心结构为螺旋形流道。
上述的船用海水制冰装备的制冰方法，包括以下步骤：
所述压缩机输出高温高压冷媒，高温高压冷媒经过冷凝器降温，再经过膨胀阀降压，变为低温低压冷媒，从外筒上部进入，海水从制冰筒下方进入，冷媒与海水逆向流动并进行热交换，冷媒从外筒底部回流至压缩机，海水结冰后由制冰轴螺旋向上传递，螺纹深度逐渐变浅，海冰在制冰轴上部自动脱落；
当水箱水位低于低水位传感器，低水位发送信号给控制系统，控制系统打开电磁阀往水箱加水，当水位到达高水位传感器，高水位传感器发送信号给控制系统，控制系统停止电磁阀；
当海冰在制冰轴上凝结，扭矩传感器检测到伺服电机的输出轴扭矩大于设定值，控制系统加大伺服电机功率以加大输出力矩，达到不出现过分凝结冰片；
当海冰硬度不足或者进水故障，则冷媒热交换不足，第二温度传感器检测到温度低于设定值，发送信号给控制系统，控制系统降低伺服电机转速或控制压缩机增加冷媒流量；
当冷媒泄露，第一压力传感器、第一流量传感器、第二压力传感器或者第二流量传感器同时检测到低于自身设定值，控制系统发出提示添加制冷剂的警报。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：
设备优势：
1、本船用海水制冰装备螺纹深度从下往上逐渐变浅，海冰在制冰轴上部自动脱落，无需铲冰刀，简化结构，节约成本。
2、驱动装置位于制冰轴上方，而不会被海冰掉落腐蚀。
3、制冰筒、压缩机与控制系统可分开摆放，制冰筒可放在渔舱，压缩机可放在机房，控制系统可放在控制室。
4、电磁阀一方面可置于渔船抽取海水直接连续制冰，另一方面可对冷凝器进行冷却，无需淡化、过滤海水。
控制优势：
1、当海冰在制冰轴上凝结，扭矩传感器检测到伺服电机的输出轴扭矩大于设定值，控制系统加大伺服电机功率以加大输出力矩，达到不出现过分凝结冰片，可防结冰卡机。
2、水箱有高低水位传感器，可避免水的溢出和防止水位过低，无法制冰；有防颤抖装置，可防止船的颠簸造成工作不稳定。
3、对压缩机的进出口分别装有压力、流量、温度传感器，确保输入成冰装置冷媒精确，保证顺利连续产冰。
4、电机转速监测与自动调节。
附图说明
图1是本发明的船用海水制冰装备的正视图。
图2是图1的俯视图。
图3为制冰筒的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示的船用海水制冰装备，包括压缩机1、冷凝器2、制冰筒3、驱动装置4和控制系统5；制冰筒包括制冰轴6和外筒7，制冰轴与外筒之间留有用于进水的空隙，外筒内部为用于流通冷媒的空心结构，制冰轴刻有螺纹，螺纹深度从下往上逐渐变浅，驱动装置连接制冰轴；压缩机连接冷凝器，冷凝器通过膨胀阀8连接制冰筒的外筒，外筒连接压缩机；驱动装置设有扭矩传感器，压缩机的出口设有第一压力传感器、第一流量传感器和第一温度传感器，压缩机的进口设有第二压力传感器、第二流量传感器和第二温度传感器，控制系统连接扭矩传感器、第一压力传感器、第一流量传感器、第一温度传感器、第二压力传感器、第二流量传感器和第二温度传感器。
螺纹深度最大为3cm，螺纹深度最小为0.5cm，螺纹螺距为10cm。驱动装置包括伺服电机9和减速齿轮组10，扭矩传感器安装在伺服电机的输出轴11上，输出轴通过减速齿轮组连接制冰轴，伺服电机和减速齿轮组位于制冰筒上方。制冰筒的进水口13设于底部，制冰筒上部为海冰出口，进水口连接水箱12，水箱内设有高水位传感器和低水位传感器，水箱下面设有防颤抖装置。水箱设有低水位传感器和高水位传感器，低水位传感器和高水位传感器分别连接控制系统。外筒的冷媒进口设于上部，外筒的冷媒出口设于底部。控制系统的芯片为PLC。外筒内部的空心结构为螺旋形流道14。
上述的船用海水制冰装备的制冰方法，包括以下步骤：
所述压缩机输出高温高压冷媒，高温高压冷媒经过冷凝器降温，再经过膨胀阀降压，变为低温低压冷媒，从外筒上部进入，海水从制冰筒下方进入，冷媒与海水逆向流动并进行热交换，冷媒从外筒底部回流至压缩机，海水结冰后由制冰轴螺旋向上传递，螺纹深度逐渐变浅，海冰在制冰轴上部自动脱落；
当水箱水位低于低水位传感器，低水位发送信号给控制系统，控制系统打开电磁阀往水箱加水，当水位到达高水位传感器，高水位传感器发送信号给控制系统，控制系统停止电磁阀；
当海冰在制冰轴上凝结，扭矩传感器检测到伺服电机的输出轴扭矩大于设定值，控制系统加大伺服电机功率以加大输出力矩，达到不出现过分凝结冰片；
当海冰硬度不足或者进水故障，则冷媒热交换不足，第二温度传感器检测到温度低于设定值，发送信号给控制系统，控制系统降低伺服电机转速或控制压缩机增加冷媒流量；
当冷媒泄露，第一压力传感器、第一流量传感器、第二压力传感器或者第二流量传感器同时检测到低于自身设定值，控制系统发出提示添加制冷剂的警报。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.船用海水制冰装备，其特征在于：包括压缩机、冷凝器、制冰筒、驱动装置和控制系统；
所述制冰筒包括制冰轴和外筒，制冰轴与外筒之间留有用于进水的空隙，外筒内部为用于流通冷媒的空心结构，制冰轴刻有螺纹，螺纹深度从下往上逐渐变浅，驱动装置连接制冰轴；
压缩机连接冷凝器，冷凝器通过膨胀阀连接制冰筒的外筒，外筒连接压缩机；
驱动装置设有扭矩传感器，压缩机的出口设有第一压力传感器、第一流量传感器和第一温度传感器，压缩机的进口设有第二压力传感器、第二流量传感器和第二温度传感器，控制系统连接扭矩传感器、第一压力传感器、第一流量传感器、第一温度传感器、第二压力传感器、第二流量传感器和第二温度传感器。
2.根据权利要求1所述的船用海水制冰装备，其特征在于：所述螺纹深度最大为2cm～4cm，螺纹深度最小为0.3cm～0.7cm，螺纹螺距为8cm～35cm。
3.根据权利要求1所述的船用海水制冰装备，其特征在于：所述驱动装置包括伺服电机和减速齿轮组，扭矩传感器安装在伺服电机的输出轴上，输出轴通过减速齿轮组连接制冰轴，伺服电机和减速齿轮组位于制冰筒上方。
4.根据权利要求3所述的船用海水制冰装备，其特征在于：所述制冰筒的进水口设于底部，制冰筒上部为海冰出口，进水口连接水箱，水箱内设有高水位传感器和低水位传感器，水箱下面设有防颤抖装置。
5.根据权利要求4所述的船用海水制冰装备，其特征在于：所述水箱设有低水位传感器和高水位传感器，低水位传感器和高水位传感器分别连接控制系统。
6.根据权利要求5所述的船用海水制冰装备，其特征在于：所述外筒的冷媒进口设于上部，外筒的冷媒出口设于底部。
7.根据权利要求1所述的船用海水制冰装备，其特征在于：所述控制系统的芯片为PLC。
8.根据权利要求1所述的船用海水制冰装备，其特征在于：所述外筒内部的空心结构为螺旋形流道。
9.根据权利要求6所述的船用海水制冰装备的制冰方法，其特征在于：包括以下步骤：
所述压缩机输出高温高压冷媒，高温高压冷媒经过冷凝器降温，再经过膨胀阀降压，变为低温低压冷媒，从外筒上部进入，海水从制冰筒下方进入，冷媒与海水逆向流动并进行热交换，冷媒从外筒底部回流至压缩机，海水结冰后由制冰轴螺旋向上传递，螺纹深度逐渐变浅，海冰在制冰轴上部自动脱落；
当水箱水位低于低水位传感器，低水位发送信号给控制系统，控制系统打开电磁阀往水箱加水，当水位到达高水位传感器，高水位传感器发送信号给控制系统，控制系统停止电磁阀；
当海冰在制冰轴上凝结，扭矩传感器检测到伺服电机的输出轴扭矩大于设定值，控制系统加大伺服电机功率以加大输出力矩，达到不出现过分凝结冰片；
当海冰硬度不足或者进水故障，则冷媒热交换不足，第二温度传感器检测到温度低于设定值，发送信号给控制系统，控制系统降低伺服电机转速或控制压缩机增加冷媒流量；
当冷媒泄露，第一压力传感器、第一流量传感器、第二压力传感器或者第二流量传感器同时检测到低于自身设定值，控制系统发出提示添加制冷剂的警报。
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