CN105333662B - 利用固体吸附维持真空度的二元冰制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用固体吸附维持真空度的二元冰制备装置，包括真空室、吸附室、闪蒸室、冷凝设备，所述真空室为一密封空心容器，通过真空管与吸附室连接，所述吸附室内设置有镂空管和冷凝管，所述镂空管固定在吸附室底部与所述闪蒸室相通，所述冷凝管与所述冷凝设备进出口连通，所述闪蒸室内均匀充满固体吸附剂，所述闪蒸室内设有喷嘴，所述闪蒸室与所述吸附室连通，所述闪蒸室下侧设有二元冰排出口，本发明具有结构简单、能耗低、吸附剂可循环利用等优点，适合工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及载冷剂的制备装置，具体是一种利用固体吸附维持真空度的二元冰制备装置。
背景技术
二元冰是水和冰的混合物，是一种优良的载冷剂，可以应用到食品、化工、医药、消防、蓄冷空调等领域。真空闪蒸法是一种新型的制取二元冰的方法，其基本原理是真空环境下水的沸点降低到0℃以下的物理特性，当一定温度的水通过喷嘴喷入到真空环境中后，细小的水滴迅速发生闪蒸现象，其结果就是一部分水闪蒸变成水蒸气，并带走大量的热，另一部分水被冷却到0℃以下形成冰，只要采取一定的措施维持真空环境，闪蒸过程就可持续进行，二元冰就可以源源不断的形成。由于水在低压下的闪蒸势必导致闪蒸室真空环境压力上升，因此，如何有效保持一定真空度是能够连续制取二元冰的前提条件。
目前的大多数真空制冰装置以水蒸气压缩机建立真空，或者纯粹以真空泵建立真空，维持整个系统持续工作将极大地消耗能源，经济性下降。
发明内容
鉴于现有的技术缺陷，本发明的目的在于克服现有技术之不足，利用固体吸附特性来维持压力的一种方法，在初步建立制冰环境低压的基础之上，使之在封闭的环境里能够对闪蒸出的水蒸气进行吸附，从而达到节能经济的效果。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种利用固体吸附剂维持真空度的二元冰制备装置，包括真空室、吸附室、冷凝设备、闪蒸室，所述真空室为一密封空心容器，上侧通过第一真空管道与吸附室连通，所述吸附室内设置有镂空管、冷凝管、载冷剂进口和载冷剂出口，所述镂空管固定在吸附室底部通过第二真空管道与所述闪蒸室想通，所述冷凝管通过载冷剂进口和载冷剂出口分别与所述冷凝设备的出口和进口连通，所述闪蒸室内设有喷嘴，喷嘴通过给水管连接外来给水泵或者流量泵，闪蒸室下侧设有二元冰排出口。
本发明中，所述吸附室内均匀充满了对水蒸气吸附能力强的固体吸附剂，吸附闪蒸过程中的水蒸气。
由于采用上述方案，针对形成二元冰过程中产生的大量水蒸气，若采用真空泵或者水蒸气压缩机消除水蒸气的方法、将导致系统能耗增加，若采用设置捕水盘管的方式捕捉水蒸气的方法，导致系统结构复杂，维修困难，运行成本提高，本发明采用闪蒸室与真空室相分离、并在二者之间设置吸附室的系统结构，在吸附室内加入固体吸附剂，闪蒸出的水蒸气由于扩散运动通过吸附室，并被吸附剂所吸收，从而维持整个系统真空度的稳定，该方法所使用的吸附剂可选择性大，来源广，对环境无污染、并能被循环利用等优点。
综上所述，所述发明，一种可吸附水蒸气的真空制二元冰装置具有结构简单，维修方便，无污染，系统能耗低等优点，可适用于工业生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明的结构示意图；
图2本发明的吸附室的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种利用固体吸附维持真空度的二元冰制备装置，包括真空室1、吸附室2、冷凝设备3、闪蒸室4，所述真空室1为一密封空心容器，并设置有气体排出口12，真空室1上侧通过第一真空管道10与吸附室2连通。所述闪蒸室4内设有喷嘴5，下侧设有二元冰排出口6。如图2所示，所述吸附室2内设置有镂空管13、冷凝管14、载冷剂进口9和载冷剂出口8；所述镂空管13固定在吸附室2底部通过第二真空管道11与所述闪蒸室4想通，所述冷凝管14通过载冷剂进口9和载冷剂出口8分别与所述冷凝设备3的出口和进口连通。
如图2所示，所述吸附室2内均匀充满了对水蒸气吸附能力强的固体吸附剂，用来吸附闪蒸过程中的水蒸气。
所述喷嘴5通过给水管7与外来给水泵或者流量泵相连，控制进入闪蒸室水的量，真空室1的气体排出口12与真空泵相连。
本发明的工作原理如下：
首先通过真空泵将真空室1内的空气抽吸到环境中，真空室1内的压力降至预定压力；一定量的水通过喷嘴5喷入到闪蒸室4内，细小的水珠在闪蒸室4中迅速发生闪蒸，一部分水闪蒸变成水蒸气，带走大量的潜热，一部分水温度逐渐降低到0℃以下形成冰粒，剩下的未来得及降低到0℃以下的水，与冰粒一起落入到闪蒸室4底部形成二元冰，最后通过二元冰排出口6排出到闪蒸室4外；上述闪蒸过程中产生出的水蒸气，引起闪蒸室4内压力的升高，闪蒸室4与真空室1之间存在压力差，在压力差和自由扩散的驱动下，水蒸气源源不断的通过吸附室2，并被吸附室2内的吸附剂吸收，维持了整个系统的真空度；上述吸附剂吸收水蒸气后发出大量的热，被冷凝管14中的载冷剂带走，使吸附剂能持续高效吸附水蒸气；上述真空泵用于将真空室1抽成到预定压力，完成初始真空环境的创建，而在制冰过程中停止工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种利用固体吸附剂维持真空度的二元冰制备装置，包括真空室、吸附室、冷凝设备、闪蒸室，所述真空室为一密封空心容器，其特征在于，所述真空室设置有与真空泵连接的气体排出口，真空室上侧通过第一真空管道与吸附室连通，所述吸附室内放置固体吸附剂并设置有镂空管、冷凝管、载冷剂进口和载冷剂出口，所述镂空管固定在吸附室底部通过第二真空管道与所述闪蒸室想通，所述冷凝管通过载冷剂进口和载冷剂出口分别与所述冷凝设备的出口和进口连通，所述闪蒸室内设有喷嘴，喷嘴通过给水管连接外来给水泵或者流量泵，闪蒸室下侧设有二元冰排出口。
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