RU166098U1 - Ледоформа - Google Patents

Abstract

1. Ледоформа, выполненная как емкость из водонепроницаемого теплопроводящего материала, отличающаяся тем, что она снабжена съемной крышкой, при этом ее боковые поверхности и крышка снабжены снаружи слоем теплоизолирующего материала, причем на внутренней стороне крышки размещен нагревательный элемент, выполненный с возможностью регулирования его тепловой мощности.2. Ледоформа по п.1, отличающаяся тем, что как нагревательный элемент использован электрический нагревательный элемент, предпочтительно размещенный с возможностью контакта с водой, залитой в полость ледоформы.

Description

МПК F25C 1/22

Ледоформа

Полезная модель относится к области научно-технических исследований в гидротехническом строительстве, а именно к формам для образования образцов льда для хозяйственных, технических и экспериментальных нужд.

Известно устройство для приготовления образцов льда в скважине ледяного покрова и испытания их на прочность, содержащее опорную часть с отверстием по центру для ввода, например, стержня со штампом при испытании образцов, и отверстиями для крепления трубки подачи воздуха под пластину льда в скважине ледяного покрова, а также отверстиями для двух вертикальных трубок подвода наружного воздуха к трубчатым кольцам и отвода его. Ускорение намораживания путем охлаждения воды в кольцах для образования образца льда, происходит по внутреннему периметру кольца (см. SU № 1464016, кл. Al, F25C 1/02, G01N 3/02, 1989.

Недостатки решения - используемая система охлаждения воды в кольце препятствует равномерному намораживанию льда, так как вокруг кольца лед будет намораживаться быстрее, чем в центре, кроме того, устройство не имеет средств подъема колец с образцами для испытания их в лабораторных условиях. Кроме того, устройство не имеет регулятора толщины слоя льда и эта величина носит случайный характер, при этом устройство конструктивно сложно.

Известна также ледоформа, выполненная как емкость из водонепроницаемого теплопроводящего материала, замораживание льда осуществляют в типовых холодильных установках, куда ледоформу устанавливают (см. «Особенности поведения напорных трубопроводов при замерзании в них воды», А.А.http://www.c-o-k.ru/authors?id=1694" \t "_blankВ.А. Устюгов, В.А. Харькин, В.С. ИОНОВ, Источник:http://www.c-o-k.ru/articles/osobennosti-povedeniya-napornyh-truboprovodov-pri-zamerzanii-v-nih-vody).

Устройство имеет простую конструкцию, но к его недостаткам относится неравномерное замораживание образцов льда. Во время получения образцов льда при замораживании воды происходят деформации образцов льда в виде искривлений поверхности льда, пучений, появления зон неоднородного льда и т.д. по причине неравномерного распределения внутренних усилий в образце во время замораживания.

Задачей, на решение которой направленно предлагаемое техническое решение, является получение блоков льда правильной формы, однородного состава без явных дефектов, в короткие сроки и без больших вложений на их производство, с производством в лабораторных или домашних условиях, без образования эффекта объемно-поверхностного замерзания и образования внутренних напряжений в блоках льда.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в исключении объемно-поверхностного замерзания образца льда при его замораживании и получении равномерной плотности льда во всём объёме образца, без конструирования специальных ледогенераторов.

Для решения поставленной задачи ледоформа, выполненная как емкость из водонепроницаемого теплопроводящего материала, отличается тем, что она снабжена съемной крышкой, при этом, ее боковые поверхности и крышка снабжены снаружи слоем теплоизолирующего материала, причем, на внутренней стороне крышки, размещен нагревательный элемент, выполненный с возможностью регулирования его тепловой мощности.

Кроме того, как нагревательный элемент использован электрический нагревательный элемент, предпочтительно размещенный с возможностью контакта с водой, залитой в полость ледоформы.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы полезной модели решают следующие функциональные задачи.

Признаки указывающие, что емкость ледоформы «снабжена съемной крышкой, при этом, ее боковые поверхности и крышка снабжены снаружи слоем теплоизолирующего материала…» позволяют организовать подвод холода строго с одной стороны ледоформы (ее дна) и тем самым обеспечить послойное намораживание льда, с получением блоков правильной формы и тем самым, исключить объёмно-поверхностное замерзание воды в форме, вызывающее внутренние напряжения в блоке льда, ведущие к его деформациям.

Признак «…на внутренней стороне крышки, размещен нагревательный элемент, выполненный с возможностью регулирования его тепловой мощности…» обеспечивает постоянный градиент температур (повышающихся к крышке ледоформы) и позволяет регулировать движение границы лёд/вода при замерзании образца снизу вверх.

Признаки «…как нагревательный элемент использован электрический нагревательный элемент, предпочтительно размещенный с возможностью контакта с водой, залитой в полость ледоформы…» повышают эффективность теплопередачи воде.

На чертеже изображен вертикальный разрез ледоформы.

На чертеже показаны емкость 1 для замораживания образца (ледоформа), холодильная установка 2, теплоизолирующий материал 3, охлаждающие элементы 4 холодильной установки 2, крышка 5 для емкости 1, свободное пространство 6 (прослойка воздуха для расширения льда при замерзании), нагревательный элемент 7 с регулирующим устройством 8. На чертеже также показаны направление нарастания льда 9, слой 10 незамерзшей воды и образующийся слой 11 льда, а также крышка 12 холодильной установки 2.

Емкость 1 для замораживания образца (ледоформа) может быть выполнена из водонепроницаемого теплопроводящего материала, например из листового железа или пластика, с плоским дном. Холодильная установка 2 подбирается из условия свободного размещения в ее камере замораживания емкости 1. Боковые поверхности емкости 1, для уменьшения эффекта объемно-поверхностного замерзания, покрывают теплоизолирующим материалом 3 (например, пенопластом), дно емкости 1 непосредственно соприкасается с холодоотдающей поверхностью (дном камеры замораживания холодильной установки 2), откуда начинается замораживание, поскольку там расположены охлаждающие элементы 4. Емкость 1 снабжена крышкой 5, которая плотно закрывает эту ёмкость. Между крышкой 5 ёмкости 1 и водой, находящейся в ней, остаётся немного свободного пространства 6 для обеспечения возможности свободного расширения получаемого льда. Крышка 5 снабжена снаружи слоем теплоизолирующего материала 3. На внутренней стороне крышки 5 размещен нагревательный элемент 7 с регулирующим устройством 8, позволяющим регулировать мощность нагревательного элемента 7 и, тем самым, регулировать температуру при постепенном замораживании воды в емкости 1 по направлению нарастания льда 9 (снизу вверх). В качестве нагревательного элемента 7 использован электрический нагревательный элемент, предпочтительно размещенный с возможностью контакта с водой, залитой в полость ледоформы.

Устройство работает следующим образом.

В обычную холодильную установку 2 устанавливают ёмкость 1 для замораживания образца, далее ёмкость 1 заполняют водой и накрывают крышкой 5 с размещенным на ней нагревательным элементом 7. Холодильную установку 2 закрывают крышкой 12 и начинают процесс замораживания воды в ёмкости 1. Воду в верхней части ёмкости 1 подогревают, в результате чего замораживание идет снизу ледоформы. Далее регулирующим устройством 8 температуру воды в верхней части ёмкости 1 постепенно понижают регулированием мощности нагревательного элемента 7, закреплённого на крышке 5 ёмкости 1. После замораживания ёмкость 1 извлекают из холодильной установки 2, из нее, в свою очередь, извлекают образец готового льда.

Claims (2)

1. Ледоформа, выполненная как емкость из водонепроницаемого теплопроводящего материала, отличающаяся тем, что она снабжена съемной крышкой, при этом ее боковые поверхности и крышка снабжены снаружи слоем теплоизолирующего материала, причем на внутренней стороне крышки размещен нагревательный элемент, выполненный с возможностью регулирования его тепловой мощности.

2. Ледоформа по п.1, отличающаяся тем, что как нагревательный элемент использован электрический нагревательный элемент, предпочтительно размещенный с возможностью контакта с водой, залитой в полость ледоформы.

Images