CN109850111B - 具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，在盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器的外部均设有密封性外壳，还包括控制器，管道包括同心设置的内管和外管，外壳和外管上均设有气孔，气孔内设有电磁阀，盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵、空冷器和电磁阀均与控制器连接；其安装方法包括盐水冷却系统设备的安装、管道的铺设和载冷剂的灌注。该系统通过在设备和管道的外部设置真空负压环境，以避免盐水冷却系统外部的冷桥现象，使盐水冷却系统具有良好的保温效果，进而使货舱更好的为果汁等货物保鲜，且该系统的安装方法简单，便于该船用盐水冷却系统的工业化应用实施。
Description
技术领域
本发明涉及船舶制造技术领域，具体涉及一种具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统。
背景技术
果汁运输船是货舱内放置独立货罐的低温保鲜运输船，该船就像是一个海上移动的“冰箱”，其货舱内需要持续保持低温环境。为了防止果汁在运输过程中氧化、细菌污染，需要将货舱内温度长时间控制在0~10℃范围内。传统的液体运输货船为了使货舱区域绝缘保温，多采用外部环境冷却罐体，并以内循环的方式进行货物的冷却交换，但现有技术中的船用盐水冷却系统一方面存在温度散失严重，另一方面由于管道内载冷剂温度低于零度，导致管道或设备外部存在“冷桥现象”，进而使管道或设备的性能降低甚至无法保证正常工作。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统及其安装方法，该盐水冷却系统通过在设备和管道的外部设置真空负压环境，以避免盐水冷却系统外部的冷桥现象，使盐水冷却系统具有良好的保温效果，进而使货舱可以更好的为果汁等货物保鲜，且该盐水冷却系统的安装方法简单，便于该船用盐水冷却系统的工业化应用实施。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，包括管道依次连接的盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器，还包括控制器，所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器的外部均设有密封性外壳，所述管道包括同心设置的内管和外管，所述外壳和外管上均设有气孔，气孔内设有电磁阀，所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵、空冷器和电磁阀均与控制器连接。
为了进一步降低盐水冷却系统中设备和管道的冷桥辐射，更好地避免冷桥现象的发生，优选的技术方案是，所述内管和外管的间距为2~3mm，内管和外管间以及外壳内部均构成真空腔体，在所述外壳和外管的外侧还设有隔热绝缘层。
为了降低盐水冷却系统中设备与船舱表面间的冷桥传输以及便于设备表面冷凝水的汇集，进一步优选的技术方案还有，在所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器的底部均设有基座，所述基座上端面和下端面分别设有隔热绝缘垫块和集水盘，所述集水盘的底部设有排水阀。
为了便于连接管道贯穿货舱壁时，连接管道与货舱壁之间的固定连接，同时降低连接管道与货舱壁之间的冷桥传输，进一步优选的技术方案还有，还包括密封穿舱件，所述密封穿舱件包括同心设置的内衬管和外套管，在所述内衬管和外套管的同一端设有固定法兰，在所述内衬管和外套管之间还设有紧固螺栓和隔热绝缘层，且紧固螺栓位于隔热绝缘层外侧，所述紧固螺栓一端与固定法兰固定连接另一端延伸至内衬管和外套管外部，在所述内衬管和外套管的另一端设有可拆卸法兰，所述可拆卸法兰上设有与紧固螺栓相配合的通孔，可拆卸法兰通过螺母和紧固螺栓与所述内衬管和外套管固定连接，所述内衬管为聚四氟乙烯材质。
为了便于密封穿舱件的使用，进一步优选的技术方案还有，所述密封穿舱件由两个半体拼接而成，其中内衬管、外套管、隔热绝缘层、固定法兰和可拆卸法兰均为中心设有弧形开口的半体结构。
为了便于连接管道与货舱壁表面的固定连接，同时降低连接管道与货舱壁之间的冷桥传输，进一步优选的技术方案还有，还包括管道夹，所述管道夹包括U型固定件，所述U型固定件包括底板和两侧板，所述两侧板的自由端均设有向外延伸且与所述侧板垂直的翻边，翻边上设有安装孔，在所述U型固定件内部设有隔热绝缘衬板，在所述隔热绝缘衬板上设有贯穿隔热绝缘衬板的管道安装孔。
为了保证隔热绝缘层、隔热绝缘垫块和隔热绝缘衬板的隔热效果，优选的技术方案还有，所述隔热绝缘层的材质为福乐斯保温材料，所述福乐斯保温材料密度为40~50kg/m3、导热系数为0.032 w/(m.k)，所述隔热绝缘垫块的材质为聚四氟乙烯，所述聚四氟乙烯的厚度为100~200mm，所述隔热绝缘衬板的结构为三明治夹芯结构，其芯材为阻燃型硬质聚氨酯发泡材料，芯材两侧对称设有高密度硬质发泡福乐斯材料，所述阻燃型硬质聚氨酯发泡材料的密度为40~50kg/m3、导热系数小于0.018w/(m.k)，所述高密度硬质发泡福乐斯材料的密度为50~65kg/m3、导热系数小于0.035w/(m.k)。其中隔热绝缘垫块的材质为聚四氟乙烯，保证了隔热绝缘垫块的使用寿命；隔热绝缘衬板的结构为三明治夹芯结构，既保证良好的隔热效果，其两侧面为高密度硬质发泡福乐斯材料还保证了隔热绝缘衬板具有良好的称重效果。
为了保证该船用盐水冷却系统的顺利安装和使用，进一步优选的技术方案还有，一种具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统的安装方法，包括如下步骤：
S1：盐水冷却系统设备的安装，分别将所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器所对应的基座安装于货舱的指定位置，并将盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器分别安装于对应的基座上；
S2：管道的铺设，在所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器间铺设连接管道，并用密封穿舱件将连接管道与其所贯穿的货舱壁固定连接，用管道夹将连接管道与货舱壁表面固定连接；
S3：载冷剂的灌注，向所述盐水冷却系统内灌注一定体积的载冷剂。
该具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统的安装方法，操作步骤简单，适用性强，便于该具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统的推广应用；使用时采用真空泵将设备外壳内部、管道的外管和内管之间均抽至一定的真空度。
为了进一步确保载冷剂具有较低的结冰温度，进一步优选的技术方案还有，所述盐水冷却系统内使用的载冷剂为质量浓度为23~24%的氯化钠水溶液。
进一步优选的技术方案还有，所述盐水冷却系统内使用的载冷剂为质量浓度为23.3%的氯化钠水溶液。盐水结冰跟浓度有关，但不是正比关系，饱和食盐溶液在-9℃结冰，当NaCl 的质量浓度为23.3%的溶液时，其结冰温度是-21℃，此时是最佳结冰温度，也是最难结冰的浓度，这种冷盐水也叫冰盐，该浓度的盐水在冷藏船中是一种很好的载冷剂，保证了该系统工作在-21℃以上的低温环境具有良好的工作性能。
本发明的优点和有益效果在于：
1、该盐水冷却系统通过在设备和管道的外部保持一定真空负压环境，以避免盐水冷却系统外部的冷桥现象，且该盐水冷却系统的安装和使用方法简单，便于该船用盐水冷却系统的工业化应用实施。
2、所述内管和外管的间距为2~3mm，在所述外壳和外管的外侧还设有隔热绝缘层。进一步降低了盐水冷却系统中设备和管道的冷桥辐射，更好地避免冷桥现象的发生。
3、在所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器的底部均设有基座，所述基座上端面和下端面分别设有隔热绝缘垫块和集水盘，所述集水盘的底部设有排水阀。一方面降低盐水冷却系统中设备与船舱表面间的冷桥传输，另一当面便于设备表面冷凝水的汇集，避免了冷凝水对货舱表面浸湿造成损坏。
4、密封穿舱件便于连接管道贯穿货舱壁时，连接管道与货舱壁之间的固定连接，同时降低连接管道与货舱壁之间的冷桥传输，同时密封穿舱件由两个半体拼接而成，便于密封穿舱件的使用；管道夹，便于连接管道与货舱壁表面的固定连接，同时降低连接管道与货舱壁之间的冷桥传输。
5、隔热绝缘层的材质为福乐斯保温材料，保证了隔热绝缘层具有良好的绝热效果；隔热绝缘垫块的材质为聚四氟乙烯，保证了隔热绝缘垫块的使用寿命；隔热绝缘衬板的结构为三明治夹芯结构，既保证良好的隔热效果，其两侧面为高密度硬质发泡福乐斯材料还保证了隔热绝缘衬板具有良好的称重效果。
6、该具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统的安装方法，操作步骤简单，适用性强，便于该具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统的推广应用；使用时采用真空泵将设备外壳内部、管道的外管和内管之间均抽至一定的真空度。
7、盐水结冰跟浓度有关，但不是正比关系，饱和食盐溶液在-9℃结冰，当NaCl 的质量浓度为23.3%的溶液时，其结冰温度是-21℃，此时是最佳结冰温度，也是最难结冰的浓度，这种冷盐水也叫冰盐，该浓度的盐水在冷藏船中是一种很好的载冷剂。该盐水冷却系统优选质量浓度为23.3%的氯化钠水溶液作为载冷剂，确保该载冷剂具有较低的结冰温度，保证了该系统工作在-21℃以上的低温环境具有良好的工作性能。
附图说明
图1是连接管道的截面结构示意图；
图2是基座结构示意图；
图3是密封穿舱件截面结构示意图；
图4a是管道夹后视图，图4b是管道夹俯视图。
图中：1、内管；2、外管；3、隔热绝缘层；4、基座；5、隔热绝缘垫块；6、集水盘；7、排水阀；8、内衬管；9、外套管；10、固定法兰；11、紧固螺栓；12、U型固定件；13、底板；14、侧板；15、翻边；16、安装孔；17、隔热绝缘衬板；18、管道安装孔；19、阻燃型硬质聚氨酯发泡材料；20、高密度硬质发泡福乐斯材料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明是一种具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，包括管道依次连接的盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器，还包括控制器，所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器的外部均设有密封性外壳，所述管道包括同心设置的内管1和外管2，所述外壳和外管2上均设有气孔，气孔内设有电磁阀，所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵、空冷器和电磁阀均与控制器连接。所述内管1和外管2的间距为2~3mm，内管1和外管2间以及外壳内部均构成真空腔体，在所述外壳和外管2的外侧还设有隔热绝缘层3。
如图2所示，在所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器的底部均设有基座4，所述基座上端面和下端面分别设有隔热绝缘垫块5和集水盘6，所述集水盘6的底部设有排水阀7。
如图3所示，还包括密封穿舱件，所述密封穿舱件包括同心设置的内衬管8和外套管9，在所述内衬管8和外套管9的同一端设有固定法兰10，在所述内衬管8和外套管9之间还设有紧固螺栓11和隔热绝缘层3，且紧固螺栓11位于隔热绝缘层3外侧，所述紧固螺栓11一端与固定法兰10固定连接另一端延伸至内衬管8和外套管9外部，在所述内衬管8和外套管9的另一端设有可拆卸法兰，所述可拆卸法兰上设有与紧固螺栓11相配合的通孔，可拆卸法兰通过螺母和紧固螺栓11与所述内衬管8和外套管9固定连接，所述内衬管8为聚四氟乙烯材质。
为了便于密封穿舱件的使用，进一步优选的技术方案还有，所述密封穿舱件由两个半体拼接而成，其中内衬管、外套管、隔热绝缘层、固定法兰和可拆卸法兰均为中心设有弧形开口的半体结构。
如图4a和图4b所示，还包括管道夹，所述管道夹包括U型固定件12，所述U型固定件12包括底板和两侧板14，所述两侧板14的自由端均设有向外延伸且与所述侧板14垂直的翻边15，翻边15上设有安装孔16，在所述U型固定件12内部设有隔热绝缘衬板17，在所述隔热绝缘衬板17上设有贯穿隔热绝缘衬板17的管道安装孔18。所述隔热绝缘层3的材质为福乐斯保温材料，所述福乐斯保温材料密度为40~50kg/m3、导热系数为0.032 w/(m.k)，所述隔热绝缘垫块5的材质为聚四氟乙烯，所述聚四氟乙烯的厚度为100~200mm，所述隔热绝缘衬板17的结构为三明治夹芯结构，其芯材为阻燃型硬质聚氨酯发泡材料19，芯材两侧对称设有高密度硬质发泡福乐斯材料20，所述阻燃型硬质聚氨酯发泡材料19的密度为40~50kg/m3、导热系数小于0.018w/(m.k)，所述高密度硬质发泡福乐斯材料20的密度为50~65kg/m3、导热系数小于0.035w/(m.k)。
为了保证该船用盐水冷却系统的顺利安装和使用，进一步优选的技术方案还有，一种具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统的安装方法，包括如下步骤：
S1：盐水冷却系统设备的安装，分别将所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器所对应的基座安装于货舱的指定位置，并将盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器分别安装于对应的基座上；
S2：管道的铺设，在所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器间铺设连接管道，并用密封穿舱件将连接管道与其所贯穿的货舱壁固定连接，用管道夹将连接管道与货舱壁表面固定连接；
S3：载冷剂的灌注，向所述盐水冷却系统内灌注一定体积的载冷剂。
使用时，将设备外壳上的气孔和管道上的气孔均与真空泵连接，利用控制器启动所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵、空冷器、外壳和外管上气孔内的电磁阀和真空泵，使外壳内部、连接管道的外管和内管之间均保持一定的真空度。
该具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统的安装方法，操作步骤简单，适用性强，便于该具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统的推广应用。
为了进一步确保载冷剂具有较低的结冰温度，进一步优选的技术方案还有，所述盐水冷却系统内使用的载冷剂为质量浓度为23~24%的氯化钠水溶液。
进一步优选的技术方案还有，所述盐水冷却系统内使用的载冷剂为质量浓度为23.3%的氯化钠水溶液。盐水结冰跟浓度有关，但不是正比关系，饱和食盐溶液在-9℃结冰，当NaCl 的质量浓度为23.3%的溶液时，其结冰温度是-21℃，此时是最佳结冰温度，也是最难结冰的浓度，这种冷盐水也叫冰盐，该浓度的盐水在冷藏船中是一种很好的载冷剂，保证了该系统工作在-21℃以上的低温环境具有良好的工作性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，包括管道依次连接的盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器，其特征在于，还包括控制器，所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器的外部均设有密封性外壳，所述管道包括同心设置的内管和外管，所述外壳和外管上均设有气孔，气孔内设有电磁阀，所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵、空冷器和电磁阀均与控制器连接；
所述船用盐水冷却系统还包括密封穿舱件，所述密封穿舱件包括同心设置的内衬管和外套管，在所述内衬管和外套管的同一端设有固定法兰，在所述内衬管和外套管之间还设有紧固螺栓和隔热绝缘层，且紧固螺栓位于隔热绝缘层外侧，所述紧固螺栓一端与固定法兰固定连接另一端延伸至内衬管和外套管外部，在所述内衬管和外套管的另一端设有可拆卸法兰，所述可拆卸法兰上设有与紧固螺栓相配合的通孔，可拆卸法兰通过螺母和紧固螺栓与所述内衬管和外套管固定连接，所述内衬管为聚四氟乙烯材质；
所述船用盐水冷却系统的安装方法，包括如下步骤：
S1：盐水冷却系统设备的安装，分别将所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器所对应的基座安装于货舱的指定位置，并将盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器分别安装于对应的基座上；
S2：管道的铺设，在所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器间铺设连接管道，并用密封穿舱件将连接管道与其所贯穿的货舱壁固定连接，用管道夹将连接管道与货舱壁表面固定连接；
S3：载冷剂的灌注，向所述盐水冷却系统内灌注一定体积的载冷剂。
2.如权利要求1所述的具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，其特征在于，所述内管和外管的间距为2~3mm，内管和外管间以及外壳内部均构成真空腔体，在所述外壳和外管的外侧还设有隔热绝缘层。
3.如权利要求2所述的具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，其特征在于，在所述盐水冷却压缩机组、冷却盐水泵、混合盐水泵、盐水驳运泵和空冷器的底部均设有基座，所述基座上端面和下端面分别设有隔热绝缘垫块和集水盘，所述集水盘的底部设有排水阀。
4.如权利要求3所述的具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，其特征在于，所述密封穿舱件由两个半体拼接而成，其中内衬管、外套管、隔热绝缘层、固定法兰和可拆卸法兰均为中心设有弧形开口的半体结构。
5.如权利要求4所述的具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，其特征在于，还包括管道夹，所述管道夹包括U型固定件，所述U型固定件包括底板和两侧板，所述两侧板的自由端均设有向外延伸且与所述侧板垂直的翻边，翻边上设有安装孔，在所述U型固定件内部设有隔热绝缘衬板，在所述隔热绝缘衬板上设有贯穿隔热绝缘衬板的管道安装孔。
6.如权利要求5所述的具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，其特征在于，所述隔热绝缘层的材质为福乐斯保温材料，所述福乐斯保温材料密度为40~50kg/m3、导热系数为0.032w/(m.k)，所述隔热绝缘垫块的材质为聚四氟乙烯，所述聚四氟乙烯的厚度为100~200mm，所述隔热绝缘衬板的结构为三明治夹芯结构，其芯材为阻燃型硬质聚氨酯发泡材料，芯材两侧对称设有高密度硬质发泡福乐斯材料，所述阻燃型硬质聚氨酯发泡材料的密度为40~50kg/m3、导热系数小于0.018w/(m.k)，所述高密度硬质发泡福乐斯材料的密度为50~65kg/m3、导热系数小于0.035w/(m.k)。
7.如权利要求1所述的具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，其特征在于，所述盐水冷却系统内使用的载冷剂为质量浓度为23~24%的氯化钠水溶液。
8.如权利要求1所述的具有防冷桥功能的船用盐水冷却系统，其特征在于，所述盐水冷却系统内使用的载冷剂为质量浓度为23.3%的氯化钠水溶液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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