一種多功能高效海水流態冰的製造方法
2023-06-05 04:42:31
一種多功能高效海水流態冰的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種多功能高效海水流態冰機，其包括冰水分離器、中央控制器以及結構對稱設置的第一機組與第二機組。中央控制器電性連接冰水分離器、第一機組與第二機組。每個機組包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、冰晶生成器、氣液分離器、調速電機、自吸式水泵。冰晶生成器設置有蒸發器和位於該蒸發器的管壁上的刮冰器，蒸發器由氣液分離器與壓縮機的入口連通，壓縮機的出口經由冷凝器與蒸發器連通，膨脹閥安裝在連通冷凝器與蒸發器的管道上，蒸發器、氣液分離器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥構成製冷劑循環迴路，而冰晶生成器的另一側通過自吸式水泵吸入海水，冰晶生成器、冰水分離器構成海水循環迴路。調速電機用於啟動冰晶生成器。
【專利說明】一種多功能高效海水流態冰機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種多功能高效海水流態冰機。
【背景技術】
[0002]流態冰技術簡介:國外對流態冰的定義是，含有大量懸浮冰晶粒子(平均尺寸不超過Imm)的固液兩相溶液稱之為冰楽；(Ice Slurry)。又名顆粒流冰(Slurry Ice)、液冰(Liquid IceTM)、流態冰(FluidIce)、流動冰(FloIceTM)、鹽水冰(Binary IceTM)、泵送冰(Pumpable Ice)。目前國內大多數人叫做流態冰(FluidIce)。嚴格地說,一些廠家所謂流態冰機生產的「流態冰」，都不是真正意義上的流態冰。流態冰定義有兩個關鍵點:1)、冰晶粒子平均尺寸不超過Imm ；2)、呈絮狀的固液兩相溶液。
[0003]一些廠家所謂的海水冰機，其產品的設計，決定了不能生產流態海水冰，其所謂的「流態海水冰」形成過程都不符合流態冰形成原理，當然也出不了真正的流態海水冰。他們出來的都是片狀海冰攪碎後和海水的混合物。
[0004]流態冰因其具有良好的流動性，冰晶相變時釋放巨大的冷量(冰的潛熱為334kJ/kg，約為水的比熱容的80倍)，廣泛用於海產品保鮮、冰蓄冷空調、礦井降溫、保鮮運輸等。流態海水冰用於魚類保鮮，優點更為突出。因冷卻速度極高，有效的抑制魚體內的細菌繁殖。只要用10分鐘即可將魚的溫度從剛捕獲時的常溫降到-2度。與其它冰種不同，高濃度冰晶細小圓滑，無尖角，在接觸冷卻過程中不會對魚表皮造成任何損傷。利用原域海水製冰對海產品保鮮，能顯著提升產品品質，同時節約淡水資源，降低成本。
[0005]流態冰(FluidIce)作為新興技術，是近二十年北美、歐洲、日本等地區的國家研究的重點，技術研究、產品開發、推廣應用，各方面發展都很快。在加拿大、日本、美國、冰島、挪威等國家，陸地上流態冰保鮮的技術應用已形成規模，並已成功用於船上金槍魚、鱈魚、沙丁魚、龍ife下等的保鮮。在遠洋捕榜，提升廣品品質、節能環保、提聞效率等方面，流態冰技術是未來發展的方向。
[0006]流態冰技術在國內主要用在冰蓄冷空調，已建成和正在建的冰蓄冷空調系統共計約300項(現在廣州能研所和核電合作，用於蓄能工程)。關於海產品利用流態冰保鮮技術還沒真正投入使用。主要原因是產品開發不完善，性價比、能效比、操控維護、設備安裝、後期保養等方面不能滿足漁船的要求。
實用新型內容
[0007]針對這些問題，本實用新型開發一種滿足上述要求的多功能高效海水流態冰機。
[0008]本實用新型是這樣實現的，一種多功能高效海水流態冰機，其包括冰水分離器、中央控制器以及結構對稱設置的第一機組與第二機組；該中央控制器電性連接冰水分離器、第一機組與第二機組；每個機組包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、冰晶生成器、氣液分離器、調速電機、自吸式水泵；該冰晶生成器設置有蒸發器和位於該蒸發器的管壁上的刮冰器，該蒸發器經由該氣液分離器與該壓縮機的入口連通，該壓縮機的出口經由該冷凝器與該蒸發器連通，該膨脹閥安裝在連通該冷凝器與該蒸發器的管道上，該蒸發器、該氣液分離器、該壓縮機、該冷凝器、該膨脹閥構成製冷劑循環迴路，而該冰晶生成器的另一側通過該自吸式水泵吸入海水，該冰晶生成器、該冰水分離器構成流態冰循環迴路；該調速電機用於啟動該冰晶生成器。
[0009]作為上述方案的進一步改進，該蒸發器管壁厚度為1.2mm。
[0010]作為上述方案的進一步改進，蒸發器材料採用雙相不鏽鋼薄板，優選地，為採用厚度為1.2mm的雙相不鏽鋼薄板
[0011]作為上述方案的進一步改進，該刮冰器包括螺旋葉片、彈性件；該螺旋葉片的一側為刃口，該螺旋葉片相對的另一側設置有該彈性件。
[0012]優選地，該刃口為刮刀線型刃口。
[0013]作為上述方案的進一步改進，該調速電機設置有過熱保護電路。
[0014]作為上述方案的進一步改進，該調速電機設置有過載保護電路。
[0015]相較於現有技術，本實用新型多功能高效海水流態冰機製冰過程節能、高速、高效、多功能、適應性強；系統設計人性化；系統設備由兩個獨立機組組成，採用「備份」形式設計，避免因故障、維修、保養造成系統完全停機。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型較佳實施例多功能高效海水流態冰機的結構示意圖。
[0017]圖2是圖1中多功能高效海水流態冰機的刮冰器的局部結構示意圖。
[0018]主要符號說明:冰水分離器1、中央控制器2、第一機組3、第二機組4、壓縮機5、冷凝器6、膨脹閥7、冰晶生成器8、氣液分離器9、調速電機10、自吸式水泵11、蒸發器12、刮冰器13、螺旋葉片14、彈性件15、刃口 16。
【具體實施方式】
[0019]為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。
[0020]請參閱圖1，本實用新型公開一種多功能高效海水流態冰機，該多功能高效海水流態冰機包括冰水分離器1、中央控制器2以及結構對稱設置的第一機組3與第二機組4。中央控制器2電性連接冰水分離器1、第一機組3與第二機組4，從而能系統地控制冰水分離器1、第一機組3與第二機組4的運行。
[0021]第一機組3與第二機組4採用「備份」形式設計，就是兩機組的管道設計、控制線路、壓縮機、元器件、功率、外殼等完全相同。每個機組包括壓縮機5、冷凝器6、膨脹閥7、冰晶生成器8、氣液分離器9、調速電機10、自吸式水泵11。
[0022]冰晶生成器8設置有蒸發器12和位於蒸發器12的管壁上的刮冰器13，蒸發器12由該氣液分離器9與該壓縮機5的入口連通，該壓縮機5的出口由該冷凝器6與蒸發器12連通，該膨脹閥7安裝在連通該冷凝器6與該蒸發器12的管道上，該蒸發器12、該氣液分離器9、該壓縮機5、該冷凝器6、該膨脹閥7構成製冷劑循環迴路。而該冰晶生成器8的另一側通過該自吸式水泵11吸入海水，冰晶生成器8、冰水分離器I構成海水循環迴路。蒸發器12採用PLC程序控制，可以形成不同濃度的流態冰，也可以形成固態冰。[0023]請結合圖2，其為刮冰器13的局部結構示意圖。刮冰器13包括螺旋葉片14、彈性件15。螺旋葉片14的一側為刃口 16，螺旋葉片14相對的另一側設置有該彈性件15。該刃口 16採用刮刀線型刃口。彈性件15的作用是保證冰晶顆粒大小不超1mm，其原理是在蒸發器12管壁上，冰晶形成前，刮冰器13對管壁壓力很小；冰晶形成後，刮冰器13對管壁的壓力隨著冰晶顆變粒由小變大，壓力逐漸增大，彈性件15隨著壓力的增大會進步一收縮,螺旋葉片14軸向移動靠近蒸發器12管壁，刃口 16將蒸發器12管壁的冰晶從管壁剝離與過冷海水分離。刮冰器13對管壁的壓力隨著管壁的冰晶逐步剝離而逐漸減弱，彈性件15隨著壓力的減弱會進步一展開，螺旋葉片14軸向移動遠離蒸發器12管壁，刃口 16慢慢離開管壁甚至停止刮冰。因而刮冰器13對管壁的壓力隨著冰晶顆變粒由小變大，壓力逐漸增大時，彈性件15的外徑逐漸增大，反之逐漸減小，從而確保刃口 16吃入冰晶的深度基本保持在1_以內，從而保證刮下的冰晶顆粒大小不超1_。[0024]該調速電機10用於啟動該冰晶生成器8，優選地，該調速電機10可設置有過熱保護電路、過載保護電路。
[0025]製冷劑R22經該壓縮機5壓縮後，再經冷凝器6散熱，由膨脹閥7減壓進入冰晶生成器8的蒸發器12，低溫低壓的製冷劑R22在蒸發器12的一側氣化吸熱，從而使另一側的海水(自吸式水泵11吸入海水)急劇變冷形成冰晶，部分海水形成過冷水。刮冰器13將蒸發器12管壁的冰晶從管壁剝離及過冷海水分離。冰晶生成器8裡的冰漿進入冰水分離器
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[0026]第一機組3與第二機組4輸出的冰漿進入冰水分離器I。除冰漿外，還有過冷海水進入冰水分離器I。在冰水分離器I裡，過冷海水繼續形成冰晶。所有冰晶進一步形成鬆軟的海冰顆粒，因比重較輕上浮、結團。冰水分離器I將海冰顆粒分離送到出冰口。
[0027]本實用新型具有以下優點。
[0028]1、製冰過程節能、高速、高效、多功能、適應性強。本實用新型設備在能效比方面有兩大突破。
[0029]①、蒸發器12熱交換壁厚突破3mm,管壁厚度為1.2mm。目前，國內流態冰設備的蒸發器，其熱交換器材質一般採用304或316L不鏽鋼，管壁厚度一般為5mm，最薄的做到3mm。而本實用新型採用厚度為1.2mm的雙相不鏽鋼板，滾圓，雷射焊接成薄管，薄管再加工成蒸發器12，蒸發器12與刮冰器13、控制系統組成冰晶生成器8。
[0030]②、蒸發器12熱交換材料採用特殊不鏽鋼成型，即雙相不鏽鋼板，導熱係數比316L導熱率提高30%，抗點蝕能力比904L不鏽鋼更好，更適合海水環境。
[0031]根據傅力葉方程式Q=KA Δ T/d[K:導熱率，W/mk ；A:接觸面積；d:熱量傳遞距離；AT:溫度差】。厚度減少一半，熱交換量增加一倍，能效比成倍增加；導熱率增加30%，能效比也增加30%。
[0032]2、系統設計人性化。本實用新型設備採用中央控制器2。漁船船員工作量很大，新設備的使用只能減輕勞動強度，絕不能增加。否則新設備沒法推廣。本實用新型設備在人工智慧方面超前，既可以手工操控也可以遠程遙控。船員在船倉睡覺時都可以控制系統。
[0033]3、多功能流態冰機由兩個獨立機組組成，採用「備份」形式設計，避免因故障、維修、保養造成系統完全停機。漁船遠洋捕撈，分捕魚船和運輸船，他們實際是分工協作。在漁場的捕魚船離岸幾百公裡，有的上千公裡。這些捕魚船捕到的魚由收魚船(運輸船)轉運回陸地漁港。捕魚船離岸時間是十多天或一個月。捕魚船上的設備必須保證連續運行，否則經濟損失很大。系統至少由兩個獨立機組組成，就是避免因設備故障而中斷用冰。此外，系統採用兩個獨立機組，也方便安裝。現有的漁船空間非常有限，沒有預留設備位置。國內海水冰機都採用整體式設計，在現有船上無法安裝。本實用新型設備除採用獨立機組設計夕卜，每臺機組還採用分體設計，將各功能模塊化，在漁船上安裝非常簡單，做到快速拆裝、快速維護、方便保養。因系統優化設計，更節省空間，性價比更高。本實用新型產品在廣東陽江、汕頭等漁港等到推廣應用。
[0034]本實用新型用在遠洋捕撈漁船上，通過程序控制(一般程序設計方式即可實現)，當漁場海水鹽度低於海水平均鹽度3.5%時，(當漁場海水鹽度?1.9%時，即約等於平均鹽度的60%)，多功能高效海水流態冰機仍然產出流態海水冰或固態海水冰。
[0035]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種多功能高效海水流態冰機，其特徵在於:其包括冰水分離器、中央控制器以及結構對稱設置的第一機組與第二機組；該中央控制器電性連接冰水分離器、第一機組與第二機組；每個機組包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、冰晶生成器、氣液分離器、調速電機、自吸式水泵；該冰晶生成器設置有蒸發器和位於該蒸發器的管壁上的刮冰器，該蒸發器經由該氣液分離器與該壓縮機的入口連通，該壓縮機的出口經由該冷凝器與該蒸發器連通，該膨脹閥安裝在連通該冷凝器與該蒸發器的管道上，該蒸發器、該氣液分離器、該壓縮機、該冷凝器、該膨脹閥構成製冷劑循環迴路，而該冰晶生成器的另一側通過該自吸式水泵吸入海水，該冰晶生成器、該冰水分離器構成流態冰循環迴路；該調速電機用於啟動該冰晶生成器。
2.根據權利要求1所述的多功能高效海水流態冰機，其特徵在於:該蒸發器管壁厚度為 1.2mmο
3.根據權利要求1所述的多功能高效海水流態冰機，其特徵在於:該蒸發器材料採用雙相不鏽鋼薄板。
4.根據權利要求3所述的多功能高效海水流態冰機，其特徵在於:該蒸發器材料採用厚度為1.2mm的雙相不鏽鋼薄板。
5.根據權利要求1所述的多功能高效海水流態冰機，其特徵在於:該刮冰器包括螺旋葉片、彈性件；該螺旋葉片的一側為刃口，該螺旋葉片相對的另一側設置有該彈性件。
6.根據權利要求5所述的多功能高效海水流態冰機，其特徵在於:該刃口為刮刀線型刃口。
7.根據權利要求1所述的多功能高效海水流態冰機，其特徵在於:該調速電機設置有過熱保護電路。
8.根據權利要求1或7所述的多功能高效海水流態冰機，其特徵在於:該調速電機設置有過載保護電路。
【文檔編號】F25C1/14GK203534011SQ201320706091
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月9日 優先權日:2013年11月9日
【發明者】張榮珊 申請人:張榮珊