CN106196796B - 一种自动制冰系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动制冰系统，其包括制冰机构、用于转运制冰机构所制冰块的转运机构，用于储存转运机构所运冰块的冰库，所述冰库围绕制冰机构设置，制冰机构所在制冰位与冰库间设有用于转运机构运行的轨道，制冰机构包括成冰装置和用于对成冰装置制冷的制冰机组，所述制冰机组控制成冰装置制冷，在成冰装置内制成冰块，经脱冰后脱离成冰装置进入转运机构，由转运机构将冰块沿轨道运输至冰库预定位置储存。该系统具有制冷效率高，运行安全性高特点，相较于现有制冰机，其综合能效比有显著提升，能耗大幅降低，另外该制冰系统能够自动完成脱冰与冰块转运，实现了自动化制冰，降低了操作人员的劳动强度。提高了制冰效率，也大大降低了制冰成本。

Description

一种自动制冰系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种自动制冰系统。

背景技术

生鲜水产保鲜及冷链运输等需要大量冰块，目前这类冰块主要采用制冰机制冷得到，之后推入冷库存放以备使用，目前常用的制冰机主要有氟利昂制冷和氨制冷两种，两种制冷系统各有优缺点，但由于两者原理不同，设备设置不同而无法通用，因而制冷机多年来也未有更大的技术升级，依然面临能耗高或者安全性差的问题。而且现有的制冰机的脱冰较为费劲，耗费大量人工，冰块转运过程也需要人工操作，这都会导致制冰效率低、制冰成本高的问题。

因此，现有技术还有待于进一步改进。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明在于提供一种自动制冰系统，旨在解决现有制冰系统制冰成本高、自动化成本低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种自动制冰系统，其中，包括制冰机构、用于转运制冰机构所制冰块的转运机构，用于接收并储存转运机构所运冰块的冰库，所述冰库围绕制冰机构设置，制冰机构所在制冰位与冰库之间设有用于转运机构运行的轨道，所述制冰机构包括成冰装置和用于对成冰装置制冷的制冰机组，所述制冰机组控制成冰装置制冷，将成冰装置内水制成冰块，所制得冰块经脱冰后脱离成冰装置进入转运机构，并由转运机构将冰块沿轨道运输至冰库预定位置储存。

所述的自动制冰系统，其中，所述成冰装置包括与制冰机组连接通过热交换制冷成冰的制冰冰排、与制冰冰排配合形成成冰空间的自动脱冰底板、用于向成冰空间注水的自动注水箱，自动脱冰底板与制冰冰排底部贴接形成成冰空间后，自动注水箱向成冰空间内注水，之后制冰冰排在制冰机组控制下制冷使成冰空间内形成冰块。

所述的自动制冰系统，其中，所述制冰冰排设置为多个，该多个制冰冰排并排设置。

所述的自动制冰系统，其中，所述自动脱冰底板由液压系统控制升降，所述液压系统包括连接自动脱冰底板两端的的液压缸及控制液压缸的液压泵站，冰块与制冰冰排分离后，液压泵站控制液压缸进而带动自动脱冰底板下移，实现制冰冰排脱冰。

所述的自动制冰系统，其中，所述轨道设置于转运底座上，所述转运机构包括对应于轨道设置于自动脱冰底板底面上的滚轮，自动脱冰底板承托冰块下移直至滚轮卡接至轨道上，通过轨道导引，自动脱冰底板托送冰块进入冰库，其中，所述轨道为工字钢轨道。

所述的自动制冰系统，其中，所述转运机构还包括设置于自动脱冰底板底面上的传动齿轮及通过传动轴控制传动齿轮转动的传动箱，所述转运底座上对应传动齿轮设置有齿条，自动脱冰底板承托冰块在传动齿轮和齿条的配合下沿轨道平移，将冰块转运至冰库预定位置，其中，所述齿条与轨道平行铺设。

所述的自动制冰系统，其中，所述制冰冰排为铝合金冰排，所述铝合金冰排由铝合金换热板围合而成，所述换热板外侧为铝合金薄板，内部为铝合金盘管组成。

所述的自动制冰系统，其中，所述制冰机组包括主机、蒸发冷凝器、油分离器、高位汽液分离器、制冰冰排和储液器，所述主机的制冷剂出口连接油分离器的制冷剂进口，所述油分离器的制冷剂出口连接蒸发冷凝器的进口，所述蒸发冷凝器的出口连接储液器的进口，所述储液器的出口连接高位汽液分离器的制冷剂进口，所述高位汽液分离器的制冷剂出口连接制冰冰排的用于制冷剂流通的第一开口，所述制冰冰排的第一开口与高位汽液分离器的进气口连接，所述高位汽液分离器的出气口与主机的制冷剂进口连接；制冰冰排制冷过程中，主机压缩后的制冷剂气体经油分离器分离后进入到蒸发冷凝器冷凝，冷凝后制冷剂进入储液器中，所述储液器中制冷剂根据需要进入到高位汽液分离器并进一步流入制冰冰排中进行热交换，完成热交换后的制冷剂从制冰冰排中经进气口回到高位汽液分离器内，高位汽液分离器内的制冷器气体通过出气口进入主机中。

所述的自动制冰系统，其中，所述油分离器的制冷剂出口通过旁路与制冰冰排的第二开口连接，所述制冰冰排的第一开口通过旁路与储液器的进口连接，所述储液器的出口通过旁路与主机的制冷剂进口连接，制冰冰排冲霜过程中，主机压缩后的制冷剂经油分离器分离后直接进入到制冰冰排中，使制冰冰排热交换升温，完成冲霜，之后制冷剂经储液器返回至主机中。

所述的自动制冰系统，其中，所述制冰机组中使用的制冷剂为氟利昂。

有益效果：本发明提供一种自动制冰系统，该制冰系统具有制冷效率高，运行安全性高的特点，相较于现有制冰机，其综合能效比有显著提升，能耗大幅降低，另外该制冰系统能够自动完成脱冰与冰块转运，实现了自动化制冰，降低了操作人员的劳动强度。提高了制冰效率，也大大降低了制冰成本。

附图说明

图1为本发明具体实施例中自动制冰系统的平面布局图。

图2为本发明具体实施例中自动制冰系统的制冰机构和转运机构的结构示意图。

图3为本发明具体实施例中自动制冰系统的制冰机组的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种自动制冰系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2及图3所示的自动制冰系统，其中，包括制冰机构、用于转运制冰机构所制冰块的转运机构，用于接收并储存转运机构所运冰块的冰库100，所述冰库围绕制冰机构设置，制冰机构所在制冰位200与冰库之间设有用于转运机构运行的轨道300，所述制冰机构包括成冰装置和用于对成冰装置制冷的制冰机组，所述制冰机组控制成冰装置制冷，将成冰装置内水制成冰块，所制得冰块经脱冰后脱离成冰装置进入转运机构，并由转运机构将冰块沿轨道运输至冰库预定位置储存。

所述冰库为用于保存冰块的冷藏库，冰块在使用前先存储冰库内，在需要使用冰块时，再从冰库调取冰块即可。较佳的是，所述冰库分别设置于制冰位两侧，冰库之间铺设轨道连接制冰位上的制冰机构，所述轨道经过冰库入口延伸到冰库内，冰库内同样设置轨道承接转运机构，转运机构可通过轨道进入冰库的入口，并可进一步到达冰库内任何位置来运送冰块。当需要从冰库取出冰块时，同样需要转运机构进入到冰库内将冰块转运出来，并沿轨道运出冰库，进一步运送到冰块取料位置。

进一步地，所述成冰装置包括与制冰机组连接通过热交换制冷成冰的制冰冰排410、与制冰冰排410配合形成成冰空间的自动脱冰底板420、用于向成冰空间注水的自动注水箱430，自动脱冰底板与制冰冰排底部贴接形成成冰空间后，自动注水箱向成冰空间内注水，之后制冰冰排在制冰机组控制下制冷使成冰空间内形成冰块。其中，所述自动脱冰底板由液压系统控制升降，所述液压系统包括连接自动脱冰底板两端的的液压缸441及控制液压缸的液压泵站442，冰块与制冰冰排分离后，液压泵站控制液压缸进而带动自动脱冰底板下移，实现制冰冰排脱冰。所述液压缸分别设置于制冰冰排两端，两液压缸活动端分别与自动脱冰底板两端连接。需要制冰时，液压泵站启动控制液压缸将自动脱冰底板抬升，使自动脱冰底板与制冰冰排底部紧贴，以使制冰冰排与自动脱冰底板接触位置不会漏水为准，之后所述自动注水箱向制冰冰排与自动脱冰底板围成的空间内注水，注入预定体积水后，制冰冰排由制冰机组控制开始制冷，使水热交换形成冰块。

其中，所述自动脱冰底板上对应制冰冰排底部的抵压区域设置有一圈橡胶垫圈用于增强两者连接的密封性，优选的是，所述自动脱冰底板上对应制冰冰排位置设置有对接凹槽，所述对接凹槽底部设置有橡胶垫，这样，制冰冰排抵持到自动脱冰底板上后，进入对接凹槽中抵持到橡胶垫上，此密封性更好，另一实施例中，所述对接凹槽内设置有橡胶插槽，所述橡胶插槽为“凹”字型结构，制冰冰排插入到橡胶插槽内，使橡胶插槽与制冰冰排底边沿为过盈配合，确保连接密封性。上述实施例中橡胶垫圈、橡胶垫及橡胶插槽为采用耐低温硅橡胶制成。

本发明由于需要反复进行制冰脱冰操作，使得自动脱冰底板与制冰冰排连接处的橡胶产品始终处于低温和升温的过程，使其老化速度加快，而橡胶一但老化，其逐渐会出现较大形变等问题，为确保自动脱冰底板与制冰冰排之间的密封性，本发明在自动脱冰底板与制冰冰排对应的对接凹槽内设置压力传感器，制冰系统控制中心连接压力传感器，同时控制中心连接液压泵站，自动脱冰底板与制冰冰排对接过程中，控制中心接收压力传感器的反馈，当接收到压力传感器反馈的压力值达到预设值，则控制中心向液压泵站发送控制信号，使液压泵站停止并保持当前状态，这样不管连接处橡胶产品的性质改变如何，在接触压力有保证的情况下，能够确保自动脱冰底板与制冰冰排连接处不出现漏水问题。

所述自动注水箱一次盛水容积正好等于所制冰块所需水的体积，及自动注水箱具有定量的作用，这样保证了所制得的冰块大小规格一致，页便于后续的冰库储存。所述自动注水箱连接水泵，且自动注水箱内设置液位计，自动注水箱的注水口还设置有电磁阀，自动制冰系统的控制中心分别通信连接电磁阀、液位计及水泵控制器，控制中心在收到注水信号后控制电磁阀打开注水口，自动注水箱内水在重力作用下全部注入到成冰空间内，之后控制中心启动水泵向自动注水箱内加水，此时电磁阀关闭注水口，在收到液位计反馈信号后，说明自动注水箱内水量已达到预定量，控制中心关闭水泵停止供水。

优选实施例中，所述制冰冰排设置为多个，该多个制冰冰排并排设置。并排设置的制冰冰排形成栅格状，而并排设置的多个制冰冰排对应同一块自动脱冰底板，这样可以一次制得多块冰块，自动脱冰底板也可同时转运多块冰块，提高了转运效率和制冰效率。

所述的自动制冰系统，其中，所述轨道461设置于转运底座460上，所述转运机构包括对应于轨道设置于自动脱冰底板底面上的滚轮470，自动脱冰底板承托冰块下移直至滚轮卡接至轨道上，通过轨道导引，自动脱冰底板托送冰块进入冰库。其中，所述轨道为工字钢轨道，所述滚轮通过轮沿卡入工字钢轨道，使滚轮轮沿起到限位作用，所述转运底座的设置确保轨道的平整，从而保证自动脱冰底板运行时的平稳性，保证其上的冰块不出现倒塌问题。

较佳实施例中，所述转运机构还包括设置于自动脱冰底板底面上的传动齿轮481及通过传动轴482控制传动齿轮转动的传动箱483，所述转运底座上对应传动齿轮设置有齿条462，自动脱冰底板承托冰块在传动齿轮和齿条的配合下沿轨道平移，将冰块转运至冰库预定位置，其中，所述齿条与轨道平行铺设。所述轨道设置平行设置为两条，所述齿条设置在轨道侧边并平行轨道分布，所述传动齿轮与齿条啮合，通过传动齿条在齿条上的滚动，带动整个自动脱冰底板移动，采用传动齿轮与齿条的驱动方式是为了进一步确保自动脱冰底座运行时的平稳性，而传动齿轮和齿条的啮合能够提供最为平稳的平移。同时传动齿轮与齿条的配合也能使自动脱冰底板一次承托较大重量的冰块，从而提高转运效率。

优选的，所述制冰冰排为铝合金冰排，所述铝合金冰排由铝合金换热板围合而成，所述铝合金换热板外侧为铝合金薄板，内部为铝合金盘管组成。；铝合金冰排具有制冰机组的“蒸发器”的作用，制冰机组控制铝合金冰排热交换，从而将水制得成冰，且铝合金冰排由铝合金换热板围合而成，其热交换效率非常高，因而实现了较高的制冰效率。另外，铝合金冰排具有加工简单，加工成本低的优点。

进一步地，所述制冰机组包括主机510、蒸发冷凝器520、油分离器530、高位汽液分离器540、储液器550及制冰冰排410，所述主机的制冷剂出口连接油分离器的制冷剂进口，所述油分离器的制冷剂出口连接蒸发冷凝器的进口，所述蒸发冷凝器的出口连接储液器的进口，所述储液器的出口连接高位汽液分离器的制冷剂进口，所述高位汽液分离器的制冷剂出口连接制冰冰排的用于制冷剂流通的第一开口，所述制冰冰排的第一开口与高位汽液分离器的进气口连接，所述高位汽液分离器的出气口与主机的制冷剂进口连接；制冰冰排制冷过程中，主机压缩后的制冷剂气体经油分离器分离后进入到蒸发冷凝器冷凝，冷凝后制冷剂进入储液器中，所述储液器中制冷剂根据需要进入到高位汽液分离器并进一步流入制冰冰排中进行热交换，完成热交换后的制冷剂从制冰冰排中经进气口回到高位汽液分离器内，高位汽液分离器内的制冷器气体通过出气口进入主机中。

其中，本发明制冰机组中使用的制冷剂为氟利昂。高位汽液分离器的作用是将储液器中送来的制冷剂通过主机的吸气进一步冷却后，用重力供应的方法，供应到制冰冰排中吸热，吸热后的气体又回到高位汽液分离器进口进行进一步气液分离，分离后的气体再进入主机，保证主机不会倒霜。本发明的自动制冰系统所用制冷剂为氟利昂。并且，所述高位汽液分离器设置位置高于制冰冰排设置位置，使高位汽液分离器内的制冷剂经制冷剂出口在重力作用下进入制冰冰排。本发明自动制冰系统所用制冰机组改变了氟利昂制冷系统传统的供液方式，采用重力供应替代传统的膨胀阀供气制冷，从而解决了传统氟利昂采用膨胀阀加分布器导致制冷管制冷分配不平衡的问题，能够使本发明的制冰冰排实现完全平衡制冷，从而大大提高了氟利昂制冰效率，并节约了电能。

优选的是，所述高位汽液分离器与制冰冰排的高度差为1.5米。在此高度差下可确保制冰冰排的高效工作，使其具有最高的热交换效率，同时也能确保制冷剂循环回流及时，确保主机正常安全工作。

当然，本发明自动制冰系统的控制中心与高位汽液分离器，储液器等设备中设置的磁感应液位计、磁感应液位开关以及浮球式开关等电性连接，从而实现系统运行状态的实时监控，并能够根据反馈数据对系统进行有效调节，确保系统始终处于安全可靠的状态。

另外，所述油分离器的制冷剂出口通过旁路与制冰冰排的第二开口连接，所述制冰冰排的第一开口通过旁路与储液器的进口连接，所述储液器的出口通过旁路与主机的制冷剂进口连接，制冰冰排冲霜过程中，主机压缩后的制冷剂经油分离器分离后直接进入到制冰冰排中，使制冰冰排热交换升温，完成冲霜，之后制冷剂经储液器返回至主机中。

本发明自动制冰系统制冰机组的制冰过程可简述为：制冰机组启动后，打开控制阀571、572、573、574、575、576，并且关闭控制阀577、578、579，储液器中的制冷剂进入到高位汽液分离器中，并在重力作用下沿管路进入到制冰冰排中进行热交换变成气态，完成热交换的制冷剂返回到高位汽液分离器中，高位汽液分离器中此时存在液态的制冷剂和上部空间的气态制冷剂，气态制冷剂被抽入主机中进行压缩后进入到油分离器中，经油分离器将气体中的机油分离后通入到蒸发冷凝器中降温冷凝为液态，随后进入到储液器中储存待进入下一个制冷循环。在制冷循环中，由于制冷剂从高位汽液分离器进入到制冰冰排是通过重力作用而不需要传统的泵入，因此本发明节省了能耗，同时通过重力作用向制冰冰排供液的方式使得制冰冰排中的蒸发器处于“充盈饱和”状态，能够使其高负荷工作，从而具有高的热交换效率，使得本发明系统的制冰能效远远高于传统的氟利昂制冰系统。

为能够让制得的冰块顺利从制冰冰排上脱离下来，本发明巧妙设置冲霜过程，即通过制冰机组使得制冰冰排发热，使冰块表面融合随即冰块与制冰冰排分离，这样的分离方式简单，成本低且对冰块无损伤。本发明自动制冰系统制冰机组的冲霜过程可简述为：关闭控制阀571、572、573、574、575、576，并且打开控制阀577、578、579，即使制冰机组进入冲霜模式，主机中压缩制冷剂进入到油分离器中，经油分离器将制冷剂中的机油分离后沿旁路通过第二开口进入制冰冰排中，由于制冷剂未经过热交换散热，此时其温度较高，将促使制冰冰排升温，之后制冷剂经第一开口沿旁路流向储液器，之后储液器中的制冷剂经出口沿旁路进入主机，按照冲模模式，制冰机组能够迅速使制冰冰排升温，迫使冰块表面融化实现制冰冰排脱冰效果，极高的脱冰效率也确保了自动制冰系统所具有的极高的制冰效率。本发明自动制冰系统在制冰机组进入冲霜模式时开始计时，当达到预定时间时，则判断制冰冰排已脱冰成功，则控制中心进行控制阀开闭的切换，关闭冲霜模式，自动脱冰底板开始下一开始转运冰块。

另外，所述制冰机组还设置有机油冷却系统，包括油冷却器561及油过滤器562，制冰冰排内在长时间运作时内部会积累机油，机油积累过多就会影响换热效率，导致制冰效率下降，因而设置机油回路并分别连接油冷却器和油过滤器，制冰冰排中积累的机油通过机油回路经过冷却和过滤回流至主机内重复使用。这一设置确保了本发明自动制冰系统可长时间连续正常工作，也降低了主机添加机油的次数和用量，降低了系统运行成本。

本发明提供一种自动制冰系统，该制冰系统具有制冷效率高，运行安全性高的特点，相较于现有制冰机，其综合能效比有显著提升，能耗大幅降低，另外该制冰系统能够自动完成脱冰与冰块转运，实现了自动化制冰，降低了操作人员的劳动强度。提高了制冰效率，也大大降低了制冰成本。

本发明提供一种自动制冰系统，该制冰系统具有制冷效率高，运行安全性高的特点，相较于现有制冰机，其综合能效比有显著提升，能耗大幅降低，另外该制冰系统能够自动完成脱冰与冰块转运，实现了自动化制冰，降低了操作人员的劳动强度。提高了制冰效率，也大大降低了制冰成本。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动制冰系统，其特征在于，包括制冰机构、用于转运制冰机构所制冰块的转运机构，用于接收并储存转运机构所运冰块的冰库，所述冰库围绕制冰机构设置，制冰机构所在制冰位与冰库之间设有用于转运机构运行的轨道，所述制冰机构包括成冰装置和用于对成冰装置制冷的制冰机组，所述制冰机组控制成冰装置制冷，将成冰装置内水制成冰块，所制得冰块经脱冰后脱离成冰装置进入转运机构，并由转运机构将冰块沿轨道运输至冰库预定位置储存；

所述成冰装置包括与制冰机组连接通过热交换制冷成冰的制冰冰排、与制冰冰排配合形成成冰空间的自动脱冰底板、用于向成冰空间注水的自动注水箱，自动脱冰底板与制冰冰排底部贴接形成成冰空间后，自动注水箱向成冰空间内注水，之后制冰冰排在制冰机组控制下制冷使成冰空间内形成冰块；

所述自动注水箱一次盛水容积等于所制冰块所需水的体积；

所述自动脱冰底板由液压系统控制升降，所述液压系统包括连接自动脱冰底板两端的的液压缸及控制液压缸的液压泵站，冰块与制冰冰排分离后，液压泵站控制液压缸进而带动自动脱冰底板下移，实现制冰冰排脱冰；

所述自动脱冰底板上对应制冰冰排位置设置有对接凹槽，所述对接凹槽底部设置有橡胶垫，制冰冰排抵持到自动脱冰底板上后，进入对接凹槽中抵持到橡胶垫上；自动脱冰底板与制冰冰排对应的对接凹槽内设置压力传感器；

还包括制冰系统控制中心；所述制冰系统控制中心连接压力传感器和液压泵站。

2.根据权利要求1所述的自动制冰系统，其特征在于，所述制冰冰排设置为多个，该多个制冰冰排并排设置。

3.根据权利要求1所述的自动制冰系统，其特征在于，所述轨道设置于转运底座上，所述转运机构包括对应于轨道设置于自动脱冰底板底面上的滚轮，自动脱冰底板承托冰块下移直至滚轮卡接至轨道上，通过轨道导引，自动脱冰底板托送冰块进入冰库，其中，所述轨道为工字钢轨道。

4.根据权利要求1所述的自动制冰系统，其特征在于，所述转运机构还包括设置于自动脱冰底板底面上的传动齿轮及通过传动轴控制传动齿轮转动的传动箱，所述转运底座上对应传动齿轮设置有齿条，自动脱冰底板承托冰块在传动齿轮和齿条的配合下沿轨道平移，将冰块转运至冰库预定位置，其中，所述齿条与轨道平行铺设。

5.根据权利要求1所述的自动制冰系统，其特征在于，所述制冰冰排为铝合金冰排，所述铝合金冰排由铝合金换热板围合而成，所述铝合金换热板外侧为铝合金薄板，内部为铝合金盘管组成。

6.根据权利要求1所述的自动制冰系统，其特征在于，所述制冰机组包括主机、蒸发冷凝器、油分离器、高位汽液分离器、制冰冰排和储液器，所述主机的制冷剂出口连接油分离器的制冷剂进口，所述油分离器的制冷剂出口连接蒸发冷凝器的进口，所述蒸发冷凝器的出口连接储液器的进口，所述储液器的出口连接高位汽液分离器的制冷剂进口，所述高位汽液分离器的制冷剂出口连接制冰冰排的用于制冷剂流通的第一开口，所述制冰冰排的第一开口与高位汽液分离器的进气口连接，所述高位汽液分离器的出气口与主机的制冷剂进口连接；制冰冰排制冷过程中，主机压缩后的制冷剂气体经油分离器分离后进入到蒸发冷凝器冷凝，冷凝后制冷剂进入储液器中，所述储液器中制冷剂根据需要进入到高位汽液分离器并进一步流入制冰冰排中进行热交换，完成热交换后的制冷剂从制冰冰排中经进气口回到高位汽液分离器内，高位汽液分离器内的制冷器气体通过出气口进入主机中。

7.根据权利要求6所述的自动制冰系统，其特征在于，所述油分离器的制冷剂出口通过旁路与制冰冰排的第二开口连接，所述制冰冰排的第一开口通过旁路与储液器的进口连接，所述储液器的出口通过旁路与主机的制冷剂进口连接，制冰冰排冲霜过程中，主机压缩后的制冷剂经油分离器分离后直接进入到制冰冰排中，使制冰冰排热交换升温，完成冲霜，之后制冷剂经储液器返回至主机中。

8.根据权利要求6所述的自动制冰系统，其特征在于，所述制冰机组中使用的制冷剂为氟利昂。