CN112082298A - 一种新型管冰机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型管冰机，包括制冷系统、管冰桶，制冷系统所压缩、冷凝的制冷剂，变为液态，经节流后，通过管冰桶进液管，流入管冰桶中蒸发，吸收沿管冰桶换热管外壁流动的水热量，水温度降低，沿管冰桶管状外壁结冰，完成制冰，然后驱使冷凝后的，没完全液化的气态制冷剂，流入管冰桶中，与所制的冰进行换热，脱冰，反复交替进行制冰、脱冰操作，最终完成管冰制作，还设置智能阀，出口与管冰桶进液管连通，进口，与节流后的制冷剂通道连通，通过智能阀，可实现液态制冷剂的双向流动，以及阻断在管冰桶中气态制冷剂，通过智能阀的反向流动；本技术方案，智能阀控制气态制冷剂的单向、液态制冷剂的双向流动，系统、控制得到简化，运行可靠。

Description

一种新型管冰机

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其涉及到一种新型管冰机。

背景技术

管冰机为制冰机的一种。因其所生产冰块形状为不规则长度中空管型而得名，其内孔在5～15mm的圆柱形空心管状冰，长度在25mm～42mm之间，有多种尺寸可供选择，冰的外径有：22、29、32、35mm等，所生产内部中空的管状冰块名称管冰，接触面积为市场现有冰种类中最小，抗融性最好，适合饮用品调制、装饰、食物冰藏保鲜等等，故大多为可食用冰。

在使用中，常用的方式是利用制冷系统制造管冰，即通过制冷剂蒸发，吸收沿内管壁流动的水的热量，从而使水沿内管壁结冰，然后再通过高温制冷剂气态，融化沿内管壁结冰，脱冰，最终完成管冰的制造，由于制冷系统在运行中，需要频繁的制冰、融脱冰，制冷系统的高低温制冷剂，需要在管冰蒸发器中来回交替流动，所采用的管路系统较为复杂，且制冷剂的蒸发压力不稳定，导致制冷系统运行时，可靠性不好，容易出现故障，从而影响到正常制冰的缺陷。

发明内容

为解决上述缺陷，本发明提供一种新型管冰机，通过采用智能阀，利用智能阀能双向流动液态制冷剂，而只能单向流动气态制冷剂的特性，大大简化制冷系统的管路，保证了制冷剂的蒸发压力运行时波动幅度不大，制冷系统的运行可靠性好，不容易出现故障。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型管冰机，包括制冷系统、管冰桶，所述制冷系统所压缩、冷凝的制冷剂，变为液态，经节流后，通过所述管冰桶进液管，流入所述管冰桶中蒸发，吸收沿管冰桶换热管外壁流动的水热量，水温度降低，沿所述管冰桶换热管的管状外壁结冰，完成制冰，然后驱使冷凝后，没完全液化的气态制冷剂，流入所述管冰桶中，与所述管冰桶换热管的管状外壁上的结冰，进行换热，脱冰，反复交替进行制冰、脱冰操作，最终完成管冰制作，还设置智能阀，所述智能阀出口与管冰桶进液管连通，所述智能阀进口，与节流后的制冷剂流出通道连通，通过所述智能阀，可实现液态制冷剂的双向自由流动，以及阻断在所述管冰桶中气态制冷剂，向所述智能阀出口，反向的流动。

进一步地，所述制冷系统，包括压缩机、低压循环桶、风冷冷凝器、储液罐、节流装置，所述压缩机，压缩的高温高压制冷剂气态，流入所述冷凝器，冷凝成高压液态，进入所述储液罐存储，再经所述节流装置，节流后，变为低压液态制冷剂，进入所述低压循环桶中，通过所述低压循环桶出液管循环流出后，通过所述管冰桶进液管，进入所述管冰桶中蒸发，和流过所述管冰桶换热管，管状外壁的循环水换热，循环水在管状外壁上结冰，实现制冰；然后，停止供液，再利用存储在所述存夜罐上部的气态制冷剂，流入所述管冰桶中，升温融化在管状外壁所结冰，实现脱冰，再循环转换为正常制冰，通过融冰、制冰之间工作模式的转换，实现循环制冰。

上述设置，能保证制冷系统运行正常，且能可靠制冰的效果。

进一步地，所述智能阀包括壳体、流出管、腔体、液位控制器、第1单向阀、第2单向阀，所述壳体内壁所围成的空间构成腔体，所述液位控制阀设置在腔体内部，与所述流出管连通，所述流出管设置在壳体一侧，所述第1单向阀，第2单向阀，相向设置壳体另一侧，均与所述腔体连通，所述第1单向阀向腔体内流通，单向控制；所述第2单向阀向腔体外流通，单向控制；融冰时，冷凝后的气态制冷剂，通过所述第1单向阀，流入所述腔体中，然后流出所述智能阀，通过所述流出管，经过所连通的所述管冰桶进液管，进入所述管冰桶中，融冰；而在融冰过程中，所述管冰桶残存的液态制冷剂，则反向通过所述流出管，被压入所述腔体中，经过所述液位控制器感应到合适液位后，所述液位控制器即打开所控制的阀门，所残存的液态，即通过所连通的第2单向阀流出，最终流入所述循环桶，当液位降低时，所述液位控制器即关闭所控制阀门，切断流动，而所述管冰桶中气态制冷剂，流入所述腔体中时，所述液位控制器感应不到液位，处于关闭状态，阻断气态制冷剂通过第2单向阀流出；制冰时，在所述循环桶中的低温液态制冷剂，可通过所述第1单向阀，流入所述腔体中，然后通过所述流出管流出，经过所连通的所述管冰桶进液管，进入所述管冰桶，制冰。

上述智能阀的设置，利用智能阀双向控制液态制冷剂流动，单向控制气态制冷剂流动的特性，能达到大大简化制冷系统流路，尤其在制冰、融冰过程中，无需频繁更换制冷系统中制冷剂的流向，从而保证制冰过程中，制冷剂系统能更可靠运行的效果。

进一步地，所述液位控制器为浮球阀，通过浮球感应液面，来控制阀门的开闭。

采用否球阀控制，能达到低成本、可靠准确地判断存储在智能阀的制冷剂是液态、还是气态，从而实现智能阀准确通断控制的效果。

进一步地，所述风冷冷凝器可替换为水冷冷凝器。

采用水冷冷凝器，可达到提高新型管冰机能效的效果。

进一步地，所述管冰桶还设置循环水系统，通过所述循环水系统给管冰桶提供制冰所需要的水。

设置循环水系统，能达到在制冰过程中，保证制冰的水的可靠、稳定供应的效果。

进一步地，所述制冷系统和管冰桶一体设置。

一体设置，能达到管冰机体积更紧凑，便于搬运的效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过采用智能阀，利用智能阀能双向流动液态制冷剂，而只能单向流动气态制冷剂的特性，大大简化制冷系统的流路，保证了制冷剂的蒸发压力运行时波动幅度不大，且在频繁制冰、融冰过程中无需频繁控制制冷剂的流向，从而能达到保证制冷系统运行可靠性高，且不容易出现故障，维护成本低廉的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明智能阀结构原理图。

附图标记中：1-管冰桶、11-蓄水腔、12-循环水泵、13-集水器、14-管冰桶换热管、15-壳体、15a-管冰桶回气管、16-冰桶腔体、17-融冰管、18-冰刀、19-滑冰槽、2-节流装置、3-低压循环桶、31-第1电磁阀、4-储液罐、41-第2电磁阀、42-第3电磁阀、43-第4电磁阀、5-风冷冷凝器、51-冷凝器换热管、52-冷凝风扇、6-压缩机、7-智能阀、71-第1单向阀、72-第2单向阀、73-智能阀流出管、73a-管冰桶进液管、74-智能阀腔体、75-浮球阀、76-排液管。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种新型管冰机，包括制冷系统、管冰桶1，制冷系统中，低温低压的气态制冷剂，经过压缩机6压缩后，变为高温高压气态制冷剂，进入风冷冷凝器5中，在冷凝器换热管51中流动、冷凝风扇52转动，强制外界空气流过冷凝器换热管51外表面，吸收在冷凝器换热管51中流动制冷剂热量，制冷剂则冷凝为常温高压液态制冷剂，流出风冷冷凝器5，流入储液罐4中存储，然后通过打开的第2电磁阀41，进入所连通的节流装置2中，经过节流装置2节流，变温低压液态，流入低压循环桶3中。

风冷冷凝器5为翅片式冷凝器，也可以采取其它方式冷凝器，比如水冷式冷凝器，板式风冷冷凝器；节流装置2可使用热力膨胀阀，也可以使用电子膨胀阀，或者其它合适的节流器。

流入压循环桶3中的低压液态制冷剂，通过所打开的第1电磁阀31，以及所连通的第1单向阀71，进入智能阀7的智能阀腔体74中，通过智能阀7的智能阀流出管73流出，最终通过和智能阀流出管73所连通的管冰桶进液管73a，进入管冰桶1中，在由壳体15和管冰桶换热管14所围成的空间，即冰桶腔体16中蒸发，然后通过管冰桶回气管15a,流回到低压循环桶3中，在低压循环桶3中进行液气分离后，再最终流回到压缩机6吸气，循环压缩。

由于智能阀腔体74的流动截面大于流入管路截面积，智能阀腔体74也可以起到静压腔作用，制冷剂减低流速后，动能减少，静压提高，由于制冷剂动能减少，阻力损耗降低，能降低制冷剂由于局部阻力变化所提前的蒸发，便为气态，保证流向管冰桶1的制冷剂为基本为液态状态，从而提高所需要在冰桶腔体16蒸发,用于制冰时的换热效率。

通过第1电磁阀31、第1单向阀71，进入智能阀7的智能阀腔体74中的截留的液态制冷剂，由于所产生的压力差，能快速通过智能阀7的智能阀流出管73流出，通过管冰桶进液管73a，进入管冰桶1中蒸发，此时在智能阀腔体74中储存的液态制冷剂液位不是很高，因此，不会打开与第2单向阀72所连通的浮球阀75，因此不会通过与第2单向阀72所连通的、排液管76流出，在实际使用中，智能阀7设置在管冰桶1下部，而低压循环桶3往往设置在高于智能阀7的位置处，即使浮球阀75打开，由于进出口压力一致，且存在液位高差，也不能通过第2单向阀72流出，而是流向压力更低的冰桶腔体16中，循环蒸发。

在冰桶腔体16中蒸发的制冷剂，吸收沿管冰桶换热管14外壁流动的水热量，水温度降低，沿管冰桶换热管14外壁结冰，完成制冰，在制冰过程中，第3电磁阀42、第4电磁阀43处于关闭状态。

当完成制冰，制冷系统即转入融冰状态运行，此时，第1电磁阀31、第2电磁阀41、第4电磁阀43关闭，第3电磁阀42打开，驱使冷凝后，存储在储液罐4上部，没液化的气态制冷剂，通过第3电磁阀42，与第3电磁阀42所连通的，设置在管冰桶1中上部的融冰管17，进入冰桶腔体16中，先把未蒸发的液态制冷剂，下压，通过管冰桶进液管73a、以及所连通的智能阀流出管73，流入智能阀7的智能阀腔体74中，当液态液位达到一定高度时，此时浮球阀75打开，通过与浮球阀75所连通的第2单向阀72，反向流出智能阀7，通过排液管76，最终流入低压循环桶3中。

最终压出未蒸发的液态制冷剂后，浮球阀75关闭，此时关闭第3电磁阀42，打开第4电磁阀43，在储液罐4上部聚集的冷凝后气态制冷剂，通过第3电磁阀43，直接进入智能阀腔体74中，然后通过智能阀流出管73流出，沿所连通的管冰桶进液管73a，最终进入冰桶腔体16中，升温管冰桶换热管14，最终贴在管冰桶换热管14外壁的管冰融化，下滑脱落，通过设置在管冰桶出口的冰刀18，循环切割脱落的管冰，通过滑冰槽19，滑出管冰桶1，完成管冰制作。

控制智能阀7,除上述采用否球阀75控制外,还可以采取其它合适的方法,比如电子式控制,即通过电子式感应液位,以及制冷剂的状态,来进行控制,不过采用否球阀75控制,可靠性好,且使用成本较低。

在制冰过程中，为保证制冰的水的可靠、稳定供应，可在管冰桶1最下部设置蓄水腔11，外接水管，补充水通过外接水管，为蓄水腔11补充水，然后通过循环水泵12，循环泵入，设置在管冰桶1最上部的集水器13中，集水器13与管冰桶换热管14内腔连通，沿管冰桶换热管14内腔，即内壁向下流，沿滑冰槽19表面的通孔，最终循环流入蓄水腔11中，滑冰槽19表面的通孔孔径小于管冰体积。

循环水系统包括上述的蓄水腔11、循环水泵12，以及集水器13，循环水系统可感应蓄水腔11的水位高低，自动补水。

融冰管17设置在管冰桶1中上部,通过第3电磁阀42控制，设置在此位置主要目的是解决融冰过程中，残存的液态制冷剂液位不会超过管冰桶1中上部位置，设置在此位置便于较为彻底压出所残存的液态制冷剂后，再通过第4电磁阀43继续压入未冷凝的气态制冷剂，高效快速融冰。

当完成管冰制作后，此时，第3电磁阀42、第4电磁阀43处于关闭状态，第1电磁阀31、第2电磁阀41则重新打开，制冷系统回复正常制冰状态，制冷系统反复交替进行制冰、脱冰操作，最终循环制作管冰。

智能阀7的结构如图2所示，浮球阀75设置在智能阀腔体74中，智能阀7上设置三个与外界连通的通道，其中智能阀流出管73设置在一侧，另外两个通道与智能阀流出管73相向设置，一个通道与第1单向阀71连通，第1单向阀71则单向控制流向智能阀腔体74，另外一个通道则和浮球阀75连通，且浮球阀75出口则与第2单向阀72连通，第2单向阀72单向控制智能阀腔体74的流出。

在实际使用中，智能阀7，可实现液态制冷剂的双向自由流动，以及阻断在管冰桶1中气态制冷剂，沿浮球阀75反向流动，而存储在储液罐4上部的气态制冷剂，则能通过第1单向阀71，向智能阀7内流动，通过智能阀7，流入到冰桶腔体16中，融冰。

对于液态而言，由于液态浮力大于气态，当液位升到一定位置后，即可打开浮球阀75流出，而气态则无法通过浮球阀75的浮力打开，从而实现了智能阀7的液态可双向流动，而气态则单向流动的功能，智能阀7的这一功能，使得控制大大简化，而且制冷系统中的制冷剂流向，无需通过频繁更换，以实现制冰、融冰的工作模式频繁转换，大大提高了制冷系统运行的可靠性。

此外，鉴于融冰时间较短，一般控制时间在1～1.5分钟左右，因此压缩机6，即使在融冰过程中，也无需停止运行，且在融冰过程中，通过冰桶回气管15a，流入低压循环桶3中的未冷凝的气态制冷剂的量比较少，且低压循环桶3体积较大，对通过低压循环桶3供液制冰的管冰桶1来说，压力波动不大，对制冷系统正常运行，不会造成很大的影响。

为解决低成本、可靠控制、准确判断存储在智能阀腔体74的制冷剂是液态、还是气态，以实现智能阀7的准确通断控制，优选地，液位控制器为浮球阀75，通过浮球感应液面，来控制阀门的开闭。

为提高新型管冰机的能效，优选地，所述风冷冷凝器5可替换为水冷冷凝器。

为使得体积更紧凑，便于搬运，优选地，所述制冷系统、管冰桶1一体设置。

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，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种新型管冰机，包括制冷系统、管冰桶，所述制冷系统所压缩、冷凝的制冷剂，变为液态，经节流后，通过所述管冰桶进液管，流入所述管冰桶中蒸发，吸收沿管冰桶换热管外壁流动的水热量，水温度降低，沿所述管冰桶换热管的管状外壁结冰，完成制冰，然后驱使冷凝后，没完全液化的气态制冷剂，流入所述管冰桶中，与所述管冰桶换热管的管状外壁上的结冰，进行换热，脱冰，反复交替进行制冰、脱冰操作，最终完成管冰制作，其特征在于，还设置智能阀，所述智能阀出口与管冰桶进液管连通，所述智能阀进口，与节流后的制冷剂流出通道连通，通过所述智能阀，可实现液态制冷剂的双向自由流动，以及阻断在所述管冰桶中气态制冷剂，向所述智能阀出口，反向的流动。

2.根据权利要求1所述的新型管冰机，其特征在于，所述制冷系统，包括压缩机、低压循环桶、风冷冷凝器、储液罐、节流装置，所述压缩机，压缩的高温高压制冷剂气态，流入所述冷凝器，冷凝成高压液态，进入所述储液罐存储，再经所述节流装置，节流后，变为低压液态制冷剂，进入所述低压循环桶中，通过所述低压循环桶出液管循环流出后，通过所述管冰桶进液管，进入所述管冰桶中蒸发，和流过所述管冰桶换热管，管状外壁的循环水换热，循环水在管状外壁上结冰，实现制冰；然后，停止供液，再利用存储在所述存夜罐上部的气态制冷剂，流入所述管冰桶中，升温融化在管状外壁所结冰，实现脱冰，再循环转换为正常制冰，通过融冰、制冰之间工作模式的转换，实现循环制冰。

3.根据权利要求2所述的新型管冰机，其特征在于，所述智能阀包括壳体、流出管、腔体、液位控制器、第1单向阀、第2单向阀，所述壳体内壁所围成的空间构成腔体，所述液位控制阀设置在腔体内部，与所述流出管连通，所述流出管设置在壳体一侧，所述第1单向阀，第2单向阀，相向设置壳体另一侧，均与所述腔体连通，所述第1单向阀向腔体内流通，单向控制；所述第2单向阀向腔体外流通，单向控制；融冰时，冷凝后的气态制冷剂，通过所述第1单向阀，流入所述腔体中，然后流出所述智能阀，通过所述流出管，经过所连通的所述管冰桶进液管，进入所述管冰桶中，融冰；而在融冰过程中，所述管冰桶残存的液态制冷剂，则反向通过所述流出管，被压入所述腔体中，经过所述液位控制器感应到合适液位后，所述液位控制器即打开所控制的阀门，所残存的液态，即通过所连通的第2单向阀流出，最终流入所述循环桶，当液位降低时，所述液位控制器即关闭所控制阀门，切断流动，而所述管冰桶中气态制冷剂，流入所述腔体中时，所述液位控制器感应不到液位，处于关闭状态，阻断气态制冷剂通过第2单向阀流出；制冰时，在所述循环桶中的低温液态制冷剂，可通过所述第1单向阀，流入所述腔体中，然后通过所述流出管流出，经过所连通的所述管冰桶进液管，进入所述制冰桶，制冰。

4.根据权利要求3所述的新型管冰机，其特征在于，所述液位控制器为浮球阀，通过浮球感应液面，来控制阀门的开闭。

5.根据权利要求3所述的新型管冰机，其特征在于，所述风冷冷凝器可替换为水冷冷凝器。

6.根据权利要求1所述的新型管冰机，其特征在于，所述管冰桶还设置循环水系统，通过所述循环水系统给管冰桶提供制冰所需要的水。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的新型管冰机，其特征在于，所述制冷系统和管冰桶一体设置。

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