CN103743180B - 一种无级浓度调节冰浆浓缩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无级浓度调节冰浆浓缩装置，包括用于存蓄冰浆的圆台壳体，存蓄冰浆的壳体采用圆台形状，上端小下端大，成渐缩形式，增强冰浆浓缩效果，圆台壳体的轴截面为梯形，圆台壳体的顶端中轴线位置连接有上端出口段，圆台壳体底端中轴线位置连接有下端出口段，在圆台壳体表面的中下部位连接有入口段，在所述上端出口段、下端出口段和入口段上分别设有调节阀门。控制管道开度，从而实现冰浆浓度的无级调节。在保证冰浆浓度有效提升的同时，冰浆浓度可以达到20%-30%，浓度可以实现无级调节，制备任意浓度冰浆。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高冰浆浓度的冰浆浓缩装置。
背景技术
现有的大中型空调系统或者供冷系统，冷量输送需求极大，采用常规冷水作为载冷工质时，泵功往往占据动力总能耗的20%-60%，因此高密度潜热输送技术成为研究热点。冰浆具有较大的载冷密度、优异的流体动力学性能、环境友好性，是理想的高密度载冷剂。根据有关研究表明，冰浆的最佳输送浓度为20%-30%，然而常规的冰浆制取技术得到的冰浆浓度一般不超过5%。所以，冰浆浓缩装置成为获取高浓度载冷介质的有效手段，也是冰浆输送技术的研究重点。
目前，公知的冰浆浓缩装置主要依据过滤、重力分离、离心分离等原理，过滤主要采用滤网分离技术，将冰晶与水分离，但过滤分离得到的冰浆浓度一般只能从2.5%提升至5%,同时过滤分离往往附加搅拌装置，促进冰浆旋转，使大部分的冰与少部分水汇聚到中心，增强分离效果，但这增加了运动部件，系统稳定运行受影响；重力分离主要利用冰晶与水的密度差，冰浆从管道进入罐体后，冰晶受浮力上升，从罐体上端离开，得到浓度较高的冰浆，但罐体的进出口管径恒定，得到的冰浆浓度无法任意调节；离心分离主要采用水力旋流器来完成，水力旋流器是一种利用流体旋转形成离心力进行按粒度分级、按密度分选的通用设备，但旋流器内存在内旋流、外旋流、循环流等多种不同流动，情况十分复杂，至今没有很好的理论模型或者流体力学公式匹配流场，目前较为成功的水力旋流器浓缩冰浆的浓度可以达到10%，依然不能满足20%-30%的浓度需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的冰浆浓缩装置冰浆浓度提升有限，不能有效实现浓度的无级调节，提供一种冰浆浓缩装置，该冰浆浓缩装置可以实现冰浆浓度任意调节，完全能达到冰浆输送浓度20%-30%的需求。
为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种无级浓度调节冰浆浓缩装置，包括用于存蓄冰浆的圆台壳体，存蓄冰浆的壳体采用圆台形状，上端小下端大，成渐缩形式，增强冰浆浓缩效果，圆台壳体的轴截面为梯形，圆台壳体的顶端中轴线位置连接有上端出口段，圆台壳体底端中轴线位置连接有下端出口段，上端出口段与下端出口段的管径可以相同，在圆台壳体表面的中下部位连接有入口段，在所述上端出口段、下端出口段和入口段上分别设有调节阀门。控制管道开度，从而实现冰浆浓度的无级调节。
当冰浆从入口段进入圆台壳体后，由于入口段截面远小于圆台壳体横截面，入口段截面一般为壳体横截面的十分之一至二十分之一，流道面积增大，流速减小，冰浆进入壳体后易于静置，增强分离效果，在浮力的作用下冰晶与少部分水向上运动，从上端出口段离开，大部分水则向下，从下端出口段离开，圆台壳体壁面呈渐缩状，上浮的冰晶和水不断受到挤压，密度较小的冰晶继续上浮，水则被挤压向下，增强分离效果。入口段与上下端出口段通过阀门的调节控制管道开度，改变进出口的横截面积比例，从而实现出口的水流量和冰浆浓度的改变，阀门相互配合调节流量，实现冰浆浓度的无级调节:当入口段阀门开度增加，入口流量增加,上端出口与下端出口阀门不变,两出口流量不变,冰浆在壳体中静置时间增长,分离效果增强,冰晶上浮数量增加,上端出口冰浆浓度增大;当入口段开度减小,入口流量减少,上端出口与下端出口阀门不变,两出口流量不变,冰浆在壳体中静置时间减少,分离效果降低,冰晶上浮数量较少,上端出口冰浆浓度减小。以圆台形状壳体取代通常的圆柱形壳体，由于圆台具备上窄下宽的成渐缩形式的结构，因此在冰浆分离时，上浮的冰浆在渐缩的圆台壳体中受到挤压，水被迫向下流动，能增强冰浆分离效果。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：在保证冰浆浓度有效提升的同时，冰浆浓度可以达到20%-30%，浓度可以实现无级调节，制备任意浓度冰浆。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例一：
在图1中，一种无级浓度调节冰浆浓缩装置，包括用于存蓄冰浆的圆台壳体3，圆台壳体3的轴截面为梯形，圆台壳体3的顶端中轴线位置连接有上端出口段1，圆台壳体3底端中轴线位置连接有下端出口段5，上端出口段1与下端出口段5的管径相同，在两个出口段上又分别设置调节阀门2、调节阀门4，入口段6在圆台壳体3中下部接入，并安装有调节阀门7，调节阀门7控制入口段6的开度，冰浆从入口段6进入圆台壳体3后，在浮力的作用下，自然分层，冰核与少量水上浮，从上端出口段1离开圆台壳体3，大量水向下流动，从下端出口段5离开圆台壳体3。调节阀门7、调节阀门2与调节阀门4配合，分别控制入口段与上端出口段1、下端出口段5的开度，实现冰浆浓缩和冰浆浓度的无级调节。
入口段6的管径小于圆台壳体3的截面积，入口段6的管径直径与圆台壳体3直径的比为1:10—1:20。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (2)
1.一种无级浓度调节冰浆浓缩装置，其特征在于：包括用于存蓄冰浆的圆台壳体(3)，圆台壳体(3)的轴截面为梯形，圆台壳体(3)的顶端中轴线位置连接有上端出口段(1)，圆台壳体(3)底端中轴线位置连接有下端出口段(5)，在圆台壳体(3)表面的中下部位连接有入口段(6)，在所述上端出口段(1)、下端出口段(5)和入口段(6)上分别设有调节阀门。
2.如权利要求1所述的一种无级浓度调节冰浆浓缩装置，其特征在于：入口段(6)截面的直径与圆台壳体(3)横截面的直径比为1:10～1:20。
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