[发明专利]一种无级浓度调节冰浆浓缩装置有效
申请号: | 201310746873.2 | 申请日: | 2013-12-30 |
公开(公告)号: | CN103743180A | 公开(公告)日: | 2014-04-23 |
发明(设计)人: | 董凯军;陈照杰;胡涛;周群;王志强 | 申请(专利权)人: | 中国科学院广州能源研究所 |
主分类号: | F25C5/00 | 分类号: | F25C5/00;B01D43/00 |
代理公司: | 广州科粤专利商标代理有限公司 44001 | 代理人: | 黄培智 |
地址: | 510640 广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 无级 浓度 调节 浓缩 装置 | ||
技术领域
本发明涉及一种提高冰浆浓度的冰浆浓缩装置。
背景技术
现有的大中型空调系统或者供冷系统,冷量输送需求极大,采用常规冷水作为载冷工质时,泵功往往占据动力总能耗的20%-60%,因此高密度潜热输送技术成为研究热点。冰浆具有较大的载冷密度、优异的流体动力学性能、环境友好性,是理想的高密度载冷剂。根据有关研究表明,冰浆的最佳输送浓度为20%-30%,然而常规的冰浆制取技术得到的冰浆浓度一般不超过5%。所以,冰浆浓缩装置成为获取高浓度载冷介质的有效手段,也是冰浆输送技术的研究重点。
目前,公知的冰浆浓缩装置主要依据过滤、重力分离、离心分离等原理,过滤主要采用滤网分离技术,将冰晶与水分离,但过滤分离得到的冰浆浓度一般只能从2.5%提升至5%,同时过滤分离往往附加搅拌装置,促进冰浆旋转,使大部分的冰与少部分水汇聚到中心,增强分离效果,但这增加了运动部件,系统稳定运行受影响;重力分离主要利用冰晶与水的密度差,冰浆从管道进入罐体后,冰晶受浮力上升,从罐体上端离开,得到浓度较高的冰浆,但罐体的进出口管径恒定,得到的冰浆浓度无法任意调节;离心分离主要采用水力旋流器来完成,水力旋流器是一种利用流体旋转形成离心力进行按粒度分级、按密度分选的通用设备,但旋流器内存在内旋流、外旋流、循环流等多种不同流动,情况十分复杂,至今没有很好的理论模型或者流体力学公式匹配流场,目前较为成功的水力旋流器浓缩冰浆的浓度可以达到10%,依然不能满足20%-30%的浓度需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的冰浆浓缩装置冰浆浓度提升有限,不能有效实现浓度的无级调节,提供一种冰浆浓缩装置,该冰浆浓缩装置可以实现冰浆浓度任意调节,完全能达到冰浆输送浓度20%-30%的需求。
为实现以上目的,本发明采取了以下的技术方案:一种无级浓度调节冰浆浓缩装置,包括用于存蓄冰浆的圆台壳体,存蓄冰浆的壳体采用圆台形状,上端小下端大,成渐缩形式,增强冰浆浓缩效果,圆台壳体的轴截面为梯形,圆台壳体的顶端中轴线位置连接有上端出口段,圆台壳体底端中轴线位置连接有下端出口段,上端出口段与下端出口段的管径可以相同,在圆台壳体表面的中下部位连接有入口段,在所述上端出口段、下端出口段和入口段上分别设有调节阀门。控制管道开度,从而实现冰浆浓度的无级调节。
当冰浆从入口段进入圆台壳体后,由于入口段截面远小于圆台壳体横截面,入口段截面一般为壳体横截面的十分之一至二十分之一,流道面积增大,流速减小,冰浆进入壳体后易于静置,增强分离效果,在浮力的作用下冰晶与少部分水向上运动,从上端出口段离开,大部分水则向下,从下端出口段离开,圆台壳体壁面呈渐缩状,上浮的冰晶和水不断受到挤压,密度较小的冰晶继续上浮,水则被挤压向下,增强分离效果。入口段与上下端出口段通过阀门的调节控制管道开度,改变进出口的横截面积比例,从而实现出口的水流量和冰浆浓度的改变,阀门相互配合调节流量,实现冰浆浓度的无级调节:当入口段阀门开度增加,入口流量增加,上端出口与下端出口阀门不变,两出口流量不变,冰浆在壳体中静置时间增长,分离效果增强,冰晶上浮数量增加,上端出口冰浆浓度增大;当入口段开度减小,入口流量减少,上端出口与下端出口阀门不变,两出口流量不变,冰浆在壳体中静置时间减少,分离效果降低,冰晶上浮数量较少,上端出口冰浆浓度减小。以圆台形状壳体取代通常的圆柱形壳体,由于圆台具备上窄下宽的成渐缩形式的结构,因此在冰浆分离时,上浮的冰浆在渐缩的圆台壳体中受到挤压,水被迫向下流动,能增强冰浆分离效果。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:在保证冰浆浓度有效提升的同时,冰浆浓度可以达到20%-30%,浓度可以实现无级调节,制备任意浓度冰浆。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例一:
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