Льдоформа Советский патент 1984 года по МПК F25C1/00 

Изобретение относится к производству льда, в частности к льдоформам, и может быть использовано при вымораживании льда из растворов, в частности обмывочных вод регенеративных воздухоподогревателелей на ТЭЦ, при получении льда для опреснения и обессоливания.

Известны металлические пирамидальные льдоформы, снабженные рубашками, в которых кипит холодильный агент. Отрыв ледяного блока осуществляется либо плунжером, либо гидравлическим насосом- дозатором высокого давления 1.

Такие льдоформы из-за больших давлений в рубашке (особенно при остановке холодильной машины или при оттайке) и сушественных усилий при отрыве льда от формы (0,5-2,0 МПа) изготовляются мелкими по размерам (12-50 кг льда) и с толстыми (до 6-10 мм) стенками, что приводит к росту габаритных размеров и веса льдогенератора, в котором они используются, в целом и дополнительному перерасходу энергии на охлаждение металла льдоформ, после их отепления возникающего при удалении льда. Кроме того, при интенсивном замораживании и малых концентрациях вымораживаемого раствора (стока) возможно полное замораживание стока, что затрудняет разделение льда и концентрата.

Наиболее близка к предлагаемой льдоформа, содержащая металлическую емкость стенки которой наклонены к основанию под тупым углом 2.

Однако конструкция этой льдоформы не исключает возможности смерзания льда с материалами поверхности и деформацию последней при тепловых и фазовых расширениях льда.

Цель изобретения - повышение надежности в работе.

Цель достигается тем, что в льдоформе, содержашей металлическую емкость, стенки которой наклонены к основанию под тупым углом, внутренние стенки емкости покрыты слоем гибкого пористого материала с проницаемой для жидкости структурой и прикрепленной к нему гибкой пленкой из гидрофобного материала, а к металлической стенке емкости и к пленке в верхней части прикреплена эластичная оболочка с образованием между стенкой и пленкой герметичной камеры, при этом последняя до верхнего края стенок заполнена антифризом, а пространство внутри эластичной оболочки заполнено воздухом.

эластичной оболочки

Причем толщина стенке превышает ее в месте крепления к

толщину в месте крепления к пленке. Вокруг емкости в верхней ее части может быть размеш,ен металлический короб, днище которого прикреплено к стенке емкости. Предпочтительно, чтобы объем герметичной камеры составлял не менее 1/10 объема металлической емкости, а объемкороба составлял не менее 1/10 объема металлической емкости.

На фиг. 1 изображена льдоформа, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Льдоформа содержит металлическую емкость 1, стенки которой наклонены к основанию под тупым углом. Внутреннюю поверхность их панели покрывает слой 2 гибкого пористого материала с проницаемой для жидкости структурой, например синтетического волокна или поролона. Со стороны полости емкости 1 к слою 2 прикреплена гибкая пленка 3 из гидрофобного материала, например фторопласта.

К металлической стенке емкости 1 и к пленке 3 в верхней части прикреплена эластичная оболочка 4, например из резины, с образованием между стенкой емкости 1 и пленкой 3 герметичной камеры 5, заполнен0 ной до верхнего края стенок емкости 1 незамерзающей при низких температурах жидкостью, например антифризом, а пространство внутри эластичной оболочки 4 заполнено воздухом под давлением, превышающим атмосферное. Толщина эластичной оболоч5 ки 4 в месте крепления к стенке емкости 1 превышает ее толшину в месте крепления к пленке 3.

Внутри герметичной камеры 5 под уровнем незамерзающей жидкости 6 установлен нагреватель 7. Снаружи вокруг емкости 1 в ее верхней части установлен короб 8, днище которого прикреплено к стенке емкости 1. В коробе 8 размещены контакты 9 реле, управляющего нагревателем 7 и сигнализацией на удаление ледяного блока.

Целесообразно, чтобы объем герметичной камеры 5 составлял не менее 1/10 объема металлической емкости 1, а объем короба 8 составлял не менее 1/10 объема металлической емкости 1.

При работе с льдоформой при пониже0 НИИ температуры окружающего воздуха ниже температуры раствора, находящегося в емкости 1, возникает теплоотвод через стенки емкости 1, так как теплопроводность, незамерзающей жидкости 6, залитой в герметичную камеру 5, велика, а толщина покрывающей пленки 3 мала. При понижении температуры воздуха ниже температуры кристаллизации растворов в льдоформе возникает процесс льдообразования. При замерзании лед, слабо адгезируясь с по0 верхностью гидрофобной пленки 3, за счет расщирения при фазовом переходе выжимает незамерзающую жидкость 6 из герметичной камеры 5 в пространство под эластичной оболочкой 4, которая, расширяясь, позволяет переливаться антифризу 6 через стен5 ки емкости 1 в эту оболочку 4. Воздух, находящийся под давлением внутри оболочки 4 и увеличивающаяся толщина эластичной оболочки 4, поддерживают ее форму, обеспечивающую постоянный перелив незамерзающей жидкости б через стенки емкости 1 в оболочку 4. По мере выжимания жидкости 6 из герметичной камеры 5 эластичная оболочка 4 заполняет окружной короб 8 и при его определенном заполнении замыкает контакты 9 реле, включающего нагреватель 7 и сигнал на удаление замороженного блока льда. После подтаивания блока на границе по пленке 3 производится его удаление. Давление воздуха под оболочкой 4, а также силы упругости этой оболочки обеспечивают выжимание , незамерзающей жидкости из короба 8 в пространство герметичной камеры 5, заполненной пористым гибким материалом 2; Надежность работы с льдоформой повышается.

Нанесение слоя гибкого пористого материала, проницаемого для жидкости, образует поддерживающий каркас для гибкой гидрофобной пленки 3, которая совместно с эластичной оболочкой 4 и металлической стенкой создает герметичную камеру, заполненную незамерзающей жидкостью 6, что обеспечивает высокую теплопроводность гибкой конструкции, которая повышает надежность работы льдоформы, так как увеличение объема льда, происходящее при фазовом превращении воды, а также возможные объемные изменения уже намерзщего льда при изменении его температуры, компенсируются изменением объема герметичной камеры 5 за счет выдавливания незамерзающей жидкости в пространство внутри эластичной оболочки 4.

Выполнение эластичной оболочки 4 переменной по толщине таким образом, чтобы в месте крепления ее к стенке емкости 1 толщина оболочки была больше, чем в месте

крепления ее к гибкой пленке, необходимо для повышения надежности работы льдоформы при переливе незамерзающей жидкости в эластичную оболочку 4 и короб 8, так как выжимаемая льдом жидкость 6 поднимает воздух под эластичной оболочкой и распирает последнюю больше на более тонком участке, обеспечивая надежность перелива жидкости через край емкости 1. Размещение в верхней части льдоформы

0 металлического короба 8, днище которого прикреплено к стенке емкости 1, обеспечивает надежный возврат выдавленной незамерзающей жидкости 6 и эластичной оболочки 4 в первоначальное положение после выемки ледяного блока из льдоформы.

Выполнение герметичной камеры 5 и окружного короба 8 объемом более 1/10 объема металлической емкости 1 служит повышению надежности работы устройства, так как образующийся при вымораживании лед

0 вырастает по объему, примерно, на 1/10 в сравнении с объемом раствора.

Установка нагревателя 7 под уровнем незамерзающей жидкости 6 также повышает надежность работы с льдоформой, так как при длительной эксплуатации воз5 можно увеличение адгезируюшей способности льда к фторопластовой пленке 3 из-за загрязнений последней, а отепление нагревателем 7 незамерзающей жидкости 6 вызывает оттайку льда на границе с пленкой 3 и этим снижает возможность ее повреждения при извлечении ледяного блока. Следует также отметить сокращение расхода энергии в связи с оттайкой тонкой прослойки льда в сравнении с энергией, необходимой для преодоления силы смерзания или охлаждения отеплившейся при удалении льда массивной формы.

1. ЛЬДОФОРМА, содержащая металлическую емкость, стенки которой наклонены к основанию под тупым углом, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности в работе, внутренние стенки емкости покрыты слоем гибкого пористого, материала с проницаемой для жидкости структурой и прикрепленной к нему гибкой пленкой из гидрофобного материала, а к металлической стенке емкости и к пленке в верхней части прикреплена эластичная оболочка с образованием между стенкой и пленкой герметичной камеры, при этом последняя до верхнего края стенок-заполнена антифризом, а пространство внутри эластичной оболочки заполнено воздухом. 2.Льдоформа по п. 1, отличающаяся тем, что толщина эластичной оболочки в месте крепления к стенке превышает ее толщину в месте крепления к пленке. 3.Льдоформа по П. 1, отличающаяся тем, что вокруг емкости в верхней ее части размещен металлический короб, днище которого прикреплено к стенке емкости. 4.Льдоформа по п. 1, отличающаяся тем, что объем герметичной камеры составляет не менее 1/10 объема .металлической ем(Л кости. 5.Льдоформа по пп. 3 и 4, отличающаяся тем, что объем короба составляет не менее 1/10 объема металлической емкости. ;о 00 ts3