CN218033864U - 一种全天候制造洁净雪花装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全天候制造洁净雪花装置，包括低温制冷装置和纯水‑低温液体补充装置，其中低温制冷装置中各结构从前往后连接顺序依次为：自洁式空气过滤器→空气压缩机→第一冷却器→压缩空气缓冲罐→干燥机→增压机→第二冷却器→板式换热器→空气膨胀机。纯水‑低温液体补充装置中包括混合腔，混合腔内设有第一流量控制器、第二流量控制器和第三流量控制器，混合腔与造雪棚连接，造雪棚上设有底部排污器和排气口。纯水‑低温液体补充装置还包括环境分析仪，环境分析仪与混合腔连接。其优点表现在：可以实现在全天候条件下(不受环境温度的影响，即使在夏季也能运行)，利用空气的膨胀和节流制冷制造天然雪花晶体，具有湿度低，颗粒细的优点。

Description

一种全天候制造洁净雪花装置

技术领域

本实用新型涉及人工造雪技术领域，具体地说，是一种全天候制造洁净雪花装置。

背景技术

人工造雪引是利用雪花降落的原理将水和空气混合在适宜的条件下制造出雪花而用于各种未能下雪又需要雪的地方。人们通过造雪机来实现人工造雪，造雪机的原理是：将水注入一个专用喷嘴或喷枪，在那里接触到高压空气，高压空气将水流分割成微小的粒子并喷入寒冷的外部空气中，在落到地面以前这些小水滴凝固成冰晶，也就是人们看到的雪花。人工造雪，气温必须达到零度或零度以下，才可以造雪。

目前主流制作冰雪的方法有以下几种：

1.对冰块刨冰制作；

2.利用天然的低温环境，喷水雾化制雪；

3.通过制冷剂降温制冷后制作；

4.通过低温液体如液氮加水后制作；

5.通过某些化学添加剂形成的塑料，具有“雪花形状”的人造物质。

但以上方法均存在各类的缺陷：

1.冰块刨冰后制作的雪花颗粒粗糙，更像小冰块而不是雪花，其热传导系数大，更容易让人感到“寒冷”；

2.当气温高于零度时，利用常规自然喷水的方法就不起作用；

3.制冷剂制冷后先形成冰块，再进行加工，同样无法得到高品质的雪花，只能得到细碎的小冰晶；同时，某些制冷剂具有毒性，对环境有害；

4.液氮属于危化品，造雪容易引发低温冻伤、窒息等风险；

5.人造的塑料雪花无法自然降解，被人体吸入后难以代谢出体外，对人体有害。

中国专利申请：CN201721018805.4公开了一种利用液氮人工造雪的系统，包括：气路系统、液氮系统、水路系统和储雪空间，气路系统、液氮系统和水路系统均通过管道与造雪枪连接，其中，气路系统包括气源、第一阀门和第一压力表；液氮系统包括液氮源、第二阀门和第二压力表；水路系统包括水源、第三阀门和第三压力表；储雪空间内的温度保持恒定；造雪枪上设置有接水口、接气口、接液氮口与喷射端，水路系统通过接水口与造雪枪连接，气路系统通过接气口与造雪枪连接，液氮系统通过接液氮口与造雪枪连接，造雪枪的喷射端放置于储雪空间内。但是该系统无法实现造雪棚内的低温气体回流与底部排污，而且无环境分析仪，最终制得的雪花颗粒粗糙、雪花品质低，并且也无法实现控制造雪棚内造雪雪量的目的。

中国专利申请：CN213901590U公开了一种大型集成成套造雪箱，包括大型保温雪箱，造雪系统、供电系统、冷却系统和供水系统，在所述大型保温雪箱内的顶部设置有所述造雪系统，所述造雪系统分别与所述供电系统、供水系统和冷却系统连接，所述供电系统为所述造雪系统、供水系统和冷却系统提供电量，所述冷却系统对所述造雪系统进行冷却，所述供水系统分别为所述造雪系统和冷却系统提供水。但是该造血箱同样存在无法实现造雪棚内的低温气体回流与底部排污，而且无环境分析仪，最终制得的雪花颗粒粗糙、雪花品质低，并且也无法实现控制造雪棚内造雪雪量的目的。

基于此，发明人设计了一种新型的全天候制造洁净雪花装置，该装置包括低温制冷装置和纯水-低温液体补充装置，可以实现在全天候条件下，利用低温制造天然雪花晶体，具有湿度低，颗粒细的优点。关于本实用新型一种全天候制造洁净雪花装置目前还未见报道。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种全天候制造洁净雪花装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

本实用新型提供了一种全天候制造洁净雪花装置，包括低温制冷装置和纯水-低温液体补充装置，所述低温制冷装置中含有自洁式空气过滤器1、空气压缩机2、第一冷却器3、压缩空气缓冲罐4、干燥机5、增压机6、第二冷却器7、板式换热器8、空气膨胀机9，各结构从前到后的连接关系依次为：自洁式空气过滤器1→空气压缩机2→第一冷却器3→压缩空气缓冲罐4→干燥机5→增压机6→第二冷却器7→板式换热器8→空气膨胀机9；所述纯水-低温液体补充装置包括混合腔14、造雪棚15和低温气体回流器18，所述混合腔14内包括三个流量控制器，分别是第一流量控制器10、第二流量控制器11和第三流量控制器12，造雪棚15顶端设有喷淋控制器13，底部设有积雪底盘20，积雪底盘20下端与底部排污器16连接，造雪棚15上还设有排气口17，所述混合腔14、低温气体回流器18均与造雪棚15连接，所述混合腔14将低温制冷装置和纯水-低温液体补充装置连接起来。

进一步地，所述全天候制造洁净雪花装置还包括环境分析仪19，所述环境分析仪19与混合腔14连接。

优选地，所述增压机6与空气膨胀机9为一体组合模式，由膨胀的空气驱动增压机运转。

优选地，所述第一流量控制器10调节空气膨胀机9出来的膨胀后低温空气去造雪棚15和板式换热器8的气体比例。

优选地，所述第二流量控制器11控制液氮的流量。

优选地，所述第三流量控制器12控制水的流量。

优选地，所述造雪棚15还包括保温层。

优选地，所述喷淋控制器13是电伴热喷淋控制管，电伴热喷淋控制管上集成雾化装置。

优选地，所述造雪棚15内分为三个区域，从上往下依次为：雾化喷淋区域→雪花成型沉降区域→雪花积雪区域。

优选地，所述全天候制造洁净雪花装置还包括液氮降温装置。

本实用新型优点在于：

1、通过本实用新型的装置，确保雪花的生长环境低于-18℃，制作出的雪花具有天然晶体结构，触感细密；不受环境温度影响，即使在夏季也能运行；利用空气的膨胀和节流制冷，不需要额外的制冷剂，而且能得到更高品质的雪花；生产过程中没有窒息风险；原材料为水，制雪和融雪不带来任何污染，更不会损伤健康，克服了现有技术中的人造的塑料雪花存在无法自然降解、被人体吸入后难以代谢出体外、对人体有害的缺陷；低温气体可以循环，造雪效率高；通过第一、第二、第三流量控制器的配合使用能够实现控制造雪棚内造雪雪量的目的。

2、可以在全天候条件下，利用低温制造天然雪花晶体，制得的雪花晶体具有湿度低，颗粒细的优点。

附图说明

附图1是本实用新型的低温制冷装置和纯水-低温液体补充装置连接结构示意图。

附图2是本实用新型的造雪棚结构示意图。

1、自洁式空气过滤器；

2、空气压缩机；

3、第一冷却器；

4、压缩空气缓冲罐；

5、干燥机；

6、增压机；

7、第二冷却器；

8、板式换热器；

9、空气膨胀机；

10、第一流量控制器；

11、第二流量控制器；

12、第三流量控制器；

13、喷淋控制器；

14、混合腔；

15、造雪棚；

16、底部排污器；

17、排气口；

18、低温气体回流器；

19、环境分析仪；

20、积雪底盘。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型记载的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

本实施例提供了一种全天候制造洁净雪花装置，包括低温制冷装置和纯水-低温液体补充装置，所述低温制冷装置中含有自洁式空气过滤器1、空气压缩机2、第一冷却器3、压缩空气缓冲罐4、干燥机5、增压机6、第二冷却器7、板式换热器8、空气膨胀机9，各结构从前到后的连接关系依次为：自洁式空气过滤器1→空气压缩机2→第一冷却器3→压缩空气缓冲罐4→干燥机5→增压机6→第二冷却器7→板式换热器8→空气膨胀机9；所述纯水-低温液体补充装置包括混合腔14、造雪棚15和低温气体回流器18，所述混合腔14内包括三个流量控制器，分别是第一流量控制器10、第二流量控制器11和第三流量控制器12，造雪棚15顶端设有喷淋控制器13，底部设有积雪底盘20，积雪底盘20下端与底部排污器16连接，造雪棚15上还设有排气口17，所述混合腔14、低温气体回流器18均与造雪棚15连接，所述混合腔14将低温制冷装置和纯水-低温液体补充装置连接起来。优选地，所述增压机6与空气膨胀机9为一体组合模式，由膨胀的空气驱动增压机运转。优选地，所述第一流量控制器10调节空气膨胀机9出来的膨胀后低温空气去造雪棚15和板式换热器8的气体比例。优选地，所述第二流量控制器11控制液氮的流量。优选地，所述第三流量控制器12控制水的流量。优选地，所述造雪棚15还包括保温层，保温层厚度为>2cm。优选地，所述喷淋控制器13是电伴热喷淋控制管，电伴热喷淋控制管上集成雾化装置。优选地，所述造雪棚15内分为三个区域，从上往下依次为：雾化喷淋区域→雪花成型沉降区域→雪花积雪区域。

本实施例的使用方法和工作原理为：

首先将空气注入自洁式空气过滤器1，然后被吸入空气压缩机2中，空气压缩机2的排气压力通常为4-8barg(注：1barg＝14.56pisg＝0.1MPag)，经过空气压缩机2压缩后的空气进入第一冷却器3，温度降低到常温后，进入压缩空气缓冲罐4中，压缩后的空气进入到干燥机5中，露点下降到-40℃以下后进入增压机6中(注：露点单位与气温相同。一般把0℃以上称为“露点”，把0℃以下称为“霜点)，接着进入第二冷却器7中，将压缩空气温度降低到常温后进入板式换热器8中，板式换热器8对压缩空气进行降温，控制出口温度在10～20℃后，进入空气膨胀机9，空气膨胀机9与增压机6为一体组合模式，并由膨胀的空气驱动增压机6运转。压缩空气出空气膨胀机9后，出口温度在-20℃以下。通过第一流量控制器10，可以调节膨胀后低温空气去造雪棚15和板式换热器8的气体比例，以达到调节温度和控制造雪棚15内造雪雪量的目的。混合腔14内，有3个流量控制器。第一流量控制器10控制低温空气，第三流量控制器12控制水的流量，第二流量控制器11控制液氮的流量。混合后，喷入造雪棚15中。造雪棚15顶端连接的喷淋控制器13是电伴热喷淋控制管，电伴热喷淋控制管上集成雾化装置，可以将水雾化后喷入造雪棚15内，喷淋控制器13位于雾化喷淋区域。混合腔14中喷入的低温空气将造雪棚15内的水雾冻结成雪花是在雪花成型沉降区域，最终得到的人工造雪最终落入积雪底盘20内，即雪花积雪区域。造雪棚15内多余的空气从排气口17排出。此外，造雪棚15内的多余的低温气体还可以通过低温气体回流器18进入板式换热器8内，进行新一轮的人工造雪。

需要说明的是，本实施例中的液氮降温装置可以使用，也可以不使用。使用液氮的目的，是在设备启动阶段，快速降温使用。

由于造雪棚15设有保温层，保温层的设计可以隔绝冷量外漏。

干燥的低温空气同时可以降低成型后雪花的湿度，带来良好的体验感。

本实施例的优点为：致力于在各种气候条件下，模拟天然雪花的形成环境，从而用水制作出优质、天然的雪花，具体为：

1、确保雪花的生长环境低于-18℃，制作出的雪花具有天然晶体结构，触感细密；

2、不受环境温度影响，即使在夏季也能运行；

3、利用空气的膨胀和节流制冷，不需要额外的制冷剂；

4、原材料为水，制雪和融雪不带来任何污染，更不会损伤健康。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做进一步的改进，增加了结构：环境分析仪19，本实施例旨在阐述改进后的全天候制造洁净雪花装置与实施例1装置的区别及优点，具体地：

本实施例中与实施例1相同的结构不再赘述，主要阐述二者的区别：

本实施例中的改进后的全天候制造洁净雪花装置除了在具备实施例1所述的各结构基础上，还增加了环境分析仪19，所述环境分析仪19与混合腔14连接。优选地，所述全天候制造洁净雪花装置还包括液氮降温装置。

本实施例的使用方法及工作原理为：

1、与实施例1相同的结构其使用方法均相同；

2、本实施例中的液氮降温装置可以使用，也可以不使用。使用液氮的目的，是在设备启动阶段，快速降温使用。使用中，需要通过第一流量控制器10、第二流量控制器11，控制比例，确保环境分析仪19处的含氧量高于19％。

本实施例的优点为：除了具备实施例1所述的优点外，还具有：环境分析仪19能够保证环境分析仪19处的含氧量高于19％，即使在生产过程中也不存在窒息危险，有更好的体验感。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，包括低温制冷装置和纯水-低温液体补充装置，所述低温制冷装置中含有自洁式空气过滤器(1)、空气压缩机(2)、第一冷却器(3)、压缩空气缓冲罐(4)、干燥机(5)、增压机(6)、第二冷却器(7)、板式换热器(8)、空气膨胀机(9)，各结构从前到后的连接关系依次为：自洁式空气过滤器(1)→空气压缩机(2)→第一冷却器(3)→压缩空气缓冲罐(4)→干燥机(5)→增压机(6)→第二冷却器(7)→板式换热器(8)→空气膨胀机(9)；所述纯水-低温液体补充装置包括混合腔(14)、造雪棚(15)和低温气体回流器(18)，所述混合腔(14)内包括三个流量控制器，分别是第一流量控制器(10)、第二流量控制器(11)和第三流量控制器(12)，造雪棚(15)顶端设有喷淋控制器(13)，底部设有积雪底盘(20)，积雪底盘(20)下端与底部排污器(16)连接，造雪棚(15)上还设有排气口(17)，所述混合腔(14)、低温气体回流器(18)均与造雪棚(15)连接，所述混合腔(14)将低温制冷装置和纯水-低温液体补充装置连接起来。

2.根据权利要求1所述的全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，所述全天候制造洁净雪花装置还包括环境分析仪(19)，所述环境分析仪(19)与混合腔(14)连接。

3.根据权利要求1所述的全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，所述增压机(6)与空气膨胀机(9)为一体组合模式，由膨胀的空气驱动增压机运转。

4.根据权利要求1所述的全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，所述第一流量控制器(10)调节空气膨胀机(9)出来的膨胀后低温空气去造雪棚(15)和板式换热器(8)的气体比例。

5.根据权利要求1所述的全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，所述第二流量控制器(11)控制液氮的流量。

6.根据权利要求1所述的全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，所述第三流量控制器(12)控制水的流量。

7.根据权利要求1所述的全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，所述造雪棚(15)还包括保温层。

8.根据权利要求1所述的全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，所述喷淋控制器(13)是电伴热喷淋控制管，电伴热喷淋控制管上集成雾化装置。

9.根据权利要求1所述的全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，所述造雪棚(15)内分为三个区域，从上往下依次为：雾化喷淋区域→雪花成型沉降区域→雪花积雪区域。

10.根据权利要求1所述的全天候制造洁净雪花装置，其特征在于，所述全天候制造洁净雪花装置还包括液氮降温装置。

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