Способ получения искусственного льда Советский патент 1991 года по МПК F25C1/00 C09K3/24 

Изобретение относится к созданию искусственного льда и может быть использовано в строительстве и спорте.

Цель изобретения - сокращение расхода полимера, упрощение состава и упрочнение льда.

Способ включает приготовление водного раствора полимера - поливинилового спирта (ПВС) и его замораживание, причем концентрация полимера в растворе составляет 0,5-7,0 мас.%, замораживание раствора осуществляют при температуре от -10 до -60°С, а полученный лед выдерживают при температуре от -2,5 до -6,5°С в течение 5-7 сут.

Пример1.К95г воды при перемешивании прибавляют 5 г поливинилового спирта. Через 2 ч суспензию набухшего полимера нагревают на кипящей водяной бане до полного растворения ПВС. Раствор

заливают в форму, которую помещают в холодильную камеру с температурой -40°С. Термопара, погруженная в образец и соединенная с регистрирующим потенциометром, фиксирует момент достижения указанной температуры. После этого температуру в камере поднимают до -4°С и образец выдерживают при этой температуре 6 сут. В качестве образца сравнения в тех же условиях подвергают замораживанию воду. Физико-механические показатели чистого льда и искусственного льда определяют по величинам условно-мгновенной прочности на одноосное сжатие. Постоянную скорость нагружения обеспечивают ручным масляным прессом с плавной подачей поршня и регулируют таким образом, чтобы полное разрушение образца происходило,за 30 с. Проведенные испытания показывают, что искусственный лед, сформированный при

СО

с

k

ь.

SQ

43

&

bo

указанных выше условиях, оказывается в 8,5 раз прочнее естественного льда и прочнее льда, полученного по способу-прототипу.

Пример 2. К 95 г воды при перемешивании прибавляют5 г поливинилового спирта. Через 2 ч суспензию набухшего полимера нагревают на кипящей водяной бане до полного растворения ПВС. Для получения послойно намороженного образца композита металлическую обойму помещают в холодильную камеру с температурой -40°С и затем заливают в нее порциями раствор полимера, который добавляют каждый раз в количестве, достаточном для образования слоя толщиной 5 мм. Каждую последующую порцию раствора полимера для образования нового слоя добавляют, когда температура предыдущего слоя достигает -40°С. Значения температуры намораживаемых слоев фиксируют термопарой, погруженной в образец и соединенной с регистрирующим потенциометром. После того, как последний слой обоймы, заполненный послойно-замороженным композитом, охлаждают до -40°С, температуру в камере повышают до -4°С и образец выдерживают при этой температуре 6 сут. В качестве образца сравнения в тех же условиях, таким же образом подвергают замораживанию воду. Физико-механические показатели чистого льда, намороженного послойно, определяют по величинам условно-мгновенной прочности на одноосное сжатие. Постоянную скорость нагружения обеспечивают ручным масляным прессом с плавной подачей поршня и регулируют таким образом, чтобы полное разрушение образца происходило за 30 с.

Проведенные испытания показывают, что искусственный лед, сформированный при указанных выше условиях, оказывается в 8,8 раз прочнее естественного льда.

0

5

0

5

0

5

0

5

Результаты, обосновывающие выбор режимных параметров способа, приведены в таблице.

Как видно из представленных в таблице результатов, при концентрациях ПВС в растворе, меньших 0,5%, достигается незначительное упрочнение льда. При концентрациях ПВС более 7,0% увеличивается расход полимера.х

Осуществление замораживания раствора при температуре выше -10°С приводит к переохлаждению, особенно при концентрациях ПВС более 5%, что не дает возможность получить лед. Замораживание исходного раствора при температурах ниже -60°С нецелесообразно по экономическим соображениям.

На второй стадии охлаждения при температурах выше -2,5°С не удается получить желаемое упрочнение льда, так же как при использовании температур от -6,5 до - 10°С.

Не позволяет достигнуть максимального упрочнения выдержка льда в течение менее 5 сут.

Упрочнение льда в 7-9 раз достигают при меньших концентрациях ПВС и исключении из состава раствора глицерина, используемого в прототипе, при сочетании режимных параметров способа, указанных в формуле.

Формула изобретения Способ получения искусственного льда, включающий приготовление водного раствора полимера-поливинилового спирта, и его замораживание, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода полимера, упрощения состава и упрочнения льда, раствор содержит поливиниловый спирт в концентрации 0,5-7,0 мас.%, замораживание раствора осуществляют при температуре от-10°С до-60°С, а полученный лед выдерживают при температуре от -2,5 ДО -6,5°С в течение 5-7 сут.

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Изобретение относится к созданию искусственного льда и может быть использовано в строительстве и спорте. Цель изобретения - сокращение расхода полимера, упрощение состава и упрочнение льда. Способ включает приготовление водного раствора полимера - поливинилового спирта и его замораживание, причем раствор содержит поливиниловый спирт в концентрации 0,5-7,0 мас.%, замораживание раствора осуществляют при температуре от -10 до -60°С, а полученный лед выдерживают при температуре от -2,5 до -6,5°С в течение 5-7 сут. 1 табл.

а - формирование льда в блоке, б - послойное формирование льда.

- отношение величины условно-мгновенной прочности на одноосное сжатие искусственного льда к величине условно-мгновенной прочности на одноосное сжатие естественого льда, сформированных в одинаковых условиях.