CN111141076A - 一种制冰筒、海水制冰机、海水制冰系统和制冰方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制冰筒、海水制冰机、海水制冰系统和制冰方法，制冰筒和破冰尖刀采用316不锈钢防腐蚀；制冰筒内壁面的网状刀纹使得制冰机自带制冰提升力；外壁面的槽面开设制冷剂流动槽加大制冷量；出冰破削装置的设置缩短出冰时间；制冷系统对制冰筒预冷，防止过多海水涌出；卡冰或缺水时制冰筒处于超低温状态，此时通过超低温自平衡保护单元控制压缩机停机并进行压力平衡调整；压缩机压差超过预设压差时，贮液器向压缩机供给冷却液，以稳定压缩机在设定工作温度范围；制冰方法包括制冰筒预冷、制冰筒制冰和应急故障处理。结构、系统和方法新颖，防腐蚀效果好且海水制冰效果好。
Description
技术领域
本发明涉及海水制冰技术，尤其涉及一种制冰筒、海水制冰机、海水制冰系统和制冰方法。
背景技术
现有的海水制冰机的制冰筒、也即蒸发器，筒内壁都是光滑的，在筒外表面车削出槽型、或绕上铜管作为制冷剂通道，槽底壁都是光滑的；制冰机超低温时没有保护压缩机、停压缩机后不易再启动；制冰筒、制冰刀都是用45号钢制造，外表镀铬，接触海水容易生锈。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制冰筒、海水制冰机、海水制冰系统和制冰方法，其能解决上述问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种制冰筒，在所述制冰筒的内壁面上开设网状刀纹以便于出冰；在制冰筒的外壁面上开设倾斜设置的弧状或螺旋线状的制冷剂流动槽，并在制冷剂流动槽的槽面上开设加深刀纹槽，以增加制冷剂蒸发泡核和制冷剂的蒸发量，从而提高制冷量；在制冰筒的上端设置出冰口。
一种海水制冰机，包括制冰筒和出冰破削装置，所述出冰破削装置对准所述制冰筒的出冰口设置，所述出冰破削装置包括设置在一端的破冰尖刀，所述制冰筒采用上述制冰筒。
优选的，所述制冰筒和破冰尖刀均采用316号不锈钢材质。
一种自带出冰提升力的连续出冰式海水制冰系统，包括制冰筒、压缩机、冷凝器、热力膨胀阀、汽液分离器、油汽分离器、贮液器、海水库和控制器。
所述汽液分离器设置在所述制冰筒和压缩机之间的管路上，所述油汽分离器设置在压缩机出口与冷凝器进口之间的管路上，所述贮液器设置在所述冷凝器的出口和制冰筒之间的管路上，所述热力膨胀阀设置在贮液器和制冰筒之间的管路上。
所述贮液器通过第一电磁阀的通断控制向制冰筒供给冷却液；所述海水库通过第二电磁阀的通断控制向制冰筒供给海水；所述第一电磁阀和第二电磁阀与所述控制器电信连接。
所述控制器与制冰筒、压缩机和冷凝器电信连接，用于控制压缩机工作与否，并通过传感器监测制冰筒的温度以及压缩机的其温度和压差。
在所述制冰筒的出冰口处设置出冰破削装置。
优选的，系统还包括超低温自平衡保护单元，所述超低温自平衡保护单元包括设置在汽液分离器与油汽分离器之间的第三电磁阀，所述第三电磁阀与控制器电信连接，当控制器监测到制冰筒的温度低于温度下限时，控制压缩机停机，并控制所述第三电磁阀打开，压缩机高压侧压力及时向低压侧释放，实现系统内高低压力快速自动平衡，以便于快速再启动压缩机。
优选的，系统还包括压缩机温度控制单元，所述压缩机温度控制单元包括设置在贮液器与压缩机之间的第四电磁阀，所述第四电磁阀与控制器电信连接，当控制器监测到压缩机压差超过预设压差时，控制器控制第四电磁阀的打开并向压缩机供给冷却液，以稳定压缩机在设定工作温度范围。
一种采用上述的海水制冰系统的海水制冰方法，方法包括：制冰筒预冷和制冰筒制冰。
制冰筒预冷，海水制冰系统启动，控制器控制打开第一电磁阀并关闭第二电磁阀；压缩机通电运行，从制冰筒吸走制冷剂混合体，在汽液分离器处将液态制冷剂输送给贮液器，将气态制冷剂输送给压缩机，压缩机压缩后经油汽分离器把带出的润滑油分离回收，压缩加压后的气态制冷剂送入冷凝器冷却成为液体制冷剂，并存入贮液器,贮液器内的液态制冷剂流经第一电磁阀后经热力膨胀阀节流降压后进入制冰筒蒸发制冷，对制冰筒预冷。
制冰筒制冰，制冰筒预冷至预定制冰低温时，打开第二电磁阀，海水进入制冰筒冷冻制冰，从所述制冰筒内浮升的冰块达到出冰口，由出冰破削装置的破冰尖刀破削脱落，输出冰块。
优选的，方法还包括故障应急处理，当控制器监测到制冰筒的温度低于温度下限时，控制压缩机停机，并控制所述第三电磁阀打开，压缩机高压侧压力及时向低压侧释放，实现系统内高低压力快速自动平衡，以便于快速再启动压缩机；当控制器监测到压缩机压差超过预设压差时，控制器控制第四电磁阀的打开并向压缩机供给冷却液，以稳定压缩机在设定工作温度范围。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：①制冰筒和破冰尖刀采用316不锈钢防腐蚀；制冰筒内壁面的网状刀纹使得制冰机自带制冰提升力；外壁面的槽面开设制冷剂流动槽加大制冷量；出冰破削装置的设置缩短出冰时间；②制冷系统和方法对制冰筒预冷，防止过多海水涌出；③卡冰或缺水时制冰筒处于超低温状态，此时通过超低温自平衡保护单元控制压缩机停机并进行压力平衡调整；④压缩机压差超过预设压差时，贮液器向压缩机供给冷却液，以稳定压缩机在设定工作温度范围。
附图说明
图1为制冰筒的部分剖视示意图；
图2为制冰筒开设加深刀纹槽的部分结构示意图；
图3为制冰筒的侧面示意图；
图4为制冰筒与出冰破削装置的示意图；
图5为海水制冰系统的示意图。
图中：
10、制冰筒；11、网状刀纹；12、制冷剂流动槽；13、加深刀纹槽；14、出冰口；
20、压缩机；
30、冷凝器；
40、热力膨胀阀；
50、汽液分离器；
60、油汽分离器；
70、贮液器；
80、海水库；
90、出冰破削装置；91、破冰尖刀；
101、第一电磁阀；102、第二电磁阀；103、第三电磁阀；104、第四电磁阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
制冰筒
参见图1-图3，一种制冰筒，在所述制冰筒10的内壁面上开设网状刀纹11以便于出冰；在制冰筒10的外壁面上开设倾斜设置的弧状或螺旋线状的制冷剂流动槽12，并在制冷剂流动槽12的槽面上开设加深刀纹槽13，以增加制冷剂蒸发泡核和制冷剂的蒸发量，从而提高制冷量；在制冰筒10的上端设置出冰口14。
制冰机
参见图4，一种海水制冰机，包括制冰筒10和出冰破削装置90，所述出冰破削装置90对准所述制冰筒10的出冰口14设置，所述出冰破削装置90包括设置在一端的破冰尖刀91，所述破冰尖刀91设置在出冰口14的出冰旋转前进方向上。
其中，制冰筒10和破冰尖刀91均采用316号不锈钢材质，以防止海水腐蚀生锈。
制冰系统
参见图5，一种自带出冰提升力的连续出冰式海水制冰系统，包括制冰筒10、压缩机20、冷凝器30、热力膨胀阀40、汽液分离器50、油汽分离器60、贮液器70、海水库80和控制器(图未示)。
连接关系：汽液分离器50设置在制冰筒10和压缩机20之间的管路上；油汽分离器60设置在压缩机20出口与冷凝器30进口之间的管路上；贮液器70设置在所述冷凝器30的出口和制冰筒10之间的管路上；热力膨胀阀40设置在贮液器70和制冰筒10之间的管路上，热力膨胀阀40起到对制冷剂节流降压的作用。
进一步的，贮液器70通过第一电磁阀101的通断控制向制冰筒10供给冷却液；所述海水库80通过第二电磁阀102的通断控制向制冰筒10供给海水；所述第一电磁阀101和第二电磁阀102与所述控制器电信连接。
进一步的，控制器与制冰筒10、压缩机20和冷凝器30电信连接，用于控制压缩机20工作与否，并通过传感器监测制冰筒10的温度以及压缩机20的其温度和压差。
进一步的，在制冰筒10的出冰口14处设置出冰破削装置90。
进一步的，系统还包括超低温自平衡保护单元，所述超低温自平衡保护单元包括设置在汽液分离器50与油汽分离器60之间的第三电磁阀103，所述第三电磁阀103与控制器电信连接，当控制器监测到制冰筒10的温度低于温度下限时，控制压缩机20停机，并控制所述第三电磁阀103打开，压缩机20高压侧压力及时向低压侧释放，实现系统内高低压力快速自动平衡，以便于快速再启动压缩机20。
进一步的，系统还包括压缩机温度控制单元，所述压缩机温度控制单元包括设置在贮液器70与压缩机20之间的第四电磁阀104，所述第四电磁阀104与控制器电信连接，当控制器监测到压缩机20压差超过预设压差时，控制器控制第四电磁阀104的打开并向压缩机20供给冷却液，以稳定压缩机20在设定工作温度范围。
制冰方法
一种采用上述的海水制冰系统的海水制冰方法，方法包括：制冰筒预冷、制冰筒制冰和故障应急处理。
制冰筒预冷：海水制冰系统启动，控制器控制打开第一电磁阀101并关闭第二电磁阀102；压缩机20通电运行，从制冰筒10吸走制冷剂混合体，在汽液分离器50处将液态制冷剂输送给贮液器70，将气态制冷剂输送给压缩机20，压缩机20压缩后经油汽分离器60把带出的润滑油分离回收，压缩加压后的气态制冷剂送入冷凝器30冷却成为液体制冷剂，并存入贮液器70,贮液器70内的液态制冷剂流经第一电磁阀101后经热力膨胀阀40节流降压后进入制冰筒10蒸发制冷，对制冰筒10预冷。
制冰筒制冰：制冰筒10预冷至预定制冰低温时，打开第二电磁阀102，海水进入制冰筒10冷冻制冰，从所述制冰筒10内浮升的冰块达到出冰口，由出冰破削装置90的破冰尖刀91破削脱落，输出冰块。
故障应急处理：当控制器监测到制冰筒10的温度低于温度下限时，控制压缩机20停机，并控制所述第三电磁阀103打开，压缩机20高压侧压力及时向低压侧释放，实现系统内高低压力快速自动平衡，以便于快速再启动压缩机20；当控制器监测到压缩机20压差超过预设压差时，控制器控制第四电磁阀104的打开并向压缩机20供给冷却液，以稳定压缩机20在设定工作温度范围，防止压缩机20温度过高。
综上，本申请的技术要点包括：
1.在制冰筒(也即蒸发器)内壁壁面加工出网状刀纹，使制冰机自带了出冰的提升力；
2.在筒外表面削出的槽面再轻刀加出几道刀纹；以增加制冷剂蒸发泡核，增加制冷剂的蒸发量，从而提高制冷量；
3.在制冰筒出冰口冰刀旋转前进方向加工出海水冰出冰破削装置，缩短出冰时间，增大出冰产量；
4.带有海水制冰机启动时的冰筒预冷控制单元，在海水进入冰筒前让制冷系统制冷对制冰筒进行预冷；
5.本发明带有在制冰筒卡冰或缺水时能让压缩机自动停机的控制系统；
6.本发明带有压缩机停机后能让制冷系统内压力快速自动平衡的控制系统，以方便压缩机再启动。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种制冰筒，其特征在于：在制冰筒(10)的内壁面上开设网状刀纹(11)以便于出冰；在制冰筒(10)的外壁面上开设倾斜设置的弧状或螺旋线状的制冷剂流动槽(12)，并在制冷剂流动槽(12)的槽面上开设加深刀纹槽(13)，以增加制冷剂蒸发泡核和制冷剂的蒸发量，从而提高制冷量；在制冰筒(10)的上端设置出冰口(14)。
2.一种海水制冰机，包括制冰筒(10)和出冰破削装置(90)，其特征在于：所述出冰破削装置(90)对准所述制冰筒(10)的出冰口(14)设置，所述出冰破削装置(90)包括设置在一端的破冰尖刀(91)，所述制冰筒(10)采用根据权利要求1所述的制冰筒。
3.根据权利要求2所述的海水制冰机，其特征在于：所述制冰筒(10)和破冰尖刀(91)均采用316号不锈钢材质。
4.一种自带出冰提升力的连续出冰式海水制冰系统，包括制冰筒(10)、压缩机(20)、冷凝器(30)、热力膨胀阀(40)、汽液分离器(50)、油汽分离器(60)、贮液器(70)、海水库(80)和控制器，其特征在于：
所述汽液分离器(50)设置在所述制冰筒(10)和压缩机(20)之间的管路上，所述油汽分离器(60)设置在压缩机(20)出口与冷凝器(30)进口之间的管路上，所述贮液器(70)设置在所述冷凝器(30)的出口和制冰筒(10)之间的管路上，所述热力膨胀阀(40)设置在贮液器(70)和制冰筒(10)之间的管路上；
所述贮液器(70)通过第一电磁阀(101)的通断控制向制冰筒(10)供给冷却液；所述海水库(80)通过第二电磁阀(102)的通断控制向制冰筒(10)供给海水；所述第一电磁阀(101)和第二电磁阀(102)与所述控制器电信连接；
所述控制器与制冰筒(10)、压缩机(20)和冷凝器(30)电信连接，用于控制压缩机(20)工作与否，并通过传感器监测制冰筒(10)的温度以及压缩机(20)的其温度和压差；
所述制冰筒(10)采用权利要求1所述的制冰筒，并在所述制冰筒(10)的出冰口处设置出冰破削装置(90)。
5.根据权利要求4所述的海水制冰系统，其特征在于：系统还包括超低温自平衡保护单元，所述超低温自平衡保护单元包括设置在汽液分离器(50)与油汽分离器(60)之间的第三电磁阀(103)，所述第三电磁阀(103)与控制器电信连接，当控制器监测到制冰筒(10)的温度低于温度下限时，控制压缩机(20)停机，并控制所述第三电磁阀(103)打开，压缩机(20)高压侧压力及时向低压侧释放，实现系统内高低压力快速自动平衡，以便于快速再启动压缩机(20)。
6.根据权利要求5所述的海水制冰系统，其特征在于：系统还包括压缩机温度控制单元，所述压缩机温度控制单元包括设置在贮液器(70)与压缩机(20)之间的第四电磁阀(104)，所述第四电磁阀(104)与控制器电信连接，当控制器监测到压缩机(20)压差超过预设压差时，控制器控制第四电磁阀(104)的打开并向压缩机(20)供给冷却液，以稳定压缩机(20)在设定工作温度范围。
7.一种采用如权利要求6所述的海水制冰系统的海水制冰方法，其特征在于，方法包括：制冰筒预冷和制冰筒制冰；
制冰筒预冷，海水制冰系统启动，控制器控制打开第一电磁阀(101)并关闭第二电磁阀(102)；压缩机(20)通电运行，从制冰筒(10)吸走制冷剂混合体，在汽液分离器(50)处将液态制冷剂输送给贮液器(70)，将气态制冷剂输送给压缩机(20)，压缩机(20)压缩后经油汽分离器(60)把带出的润滑油分离回收，压缩加压后的气态制冷剂送入冷凝器(30)冷却成为液体制冷剂，并存入贮液器(70),贮液器(70)内的液态制冷剂流经第一电磁阀(101)后经热力膨胀阀(40)节流降压后进入制冰筒(10)蒸发制冷，对制冰筒(10)预冷；
制冰筒制冰，制冰筒(10)预冷至预定制冰低温时，打开第二电磁阀(102)，海水进入制冰筒(10)冷冻制冰，从所述制冰筒(10)内浮升的冰块达到出冰口，由出冰破削装置(90)的破冰尖刀(91)破削脱落，输出冰块。
8.根据权利要求7所述的海水制冰方法，其特征在于：方法还包括故障应急处理，当控制器监测到制冰筒(10)的温度低于温度下限时，控制压缩机(20)停机，并控制所述第三电磁阀(103)打开，压缩机(20)高压侧压力及时向低压侧释放，实现系统内高低压力快速自动平衡，以便于快速再启动压缩机(20)；当控制器监测到压缩机(20)压差超过预设压差时，控制器控制第四电磁阀(104)的打开并向压缩机(20)供给冷却液，以稳定压缩机(20)在设定工作温度范围。
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