[发明专利]一种水溶液连续冷冻浓缩系统及方法

权利要求书

1.一种水溶液连续冷冻浓缩系统，其特征在于，包括制冰装置、熟化装置和洗涤装置；

所述制冰装置包括制冰器，所述制冰器为顶部开口的罐体，所述制冰器的顶部开口与所述熟化装置连通；其内部设置有刮面式换热器，用于使水溶液在其制冷面上析出冰晶并刮落成悬浮冰晶来与水溶液混合成一次冰浆；在所述制冰器的底部连通有排料管，所述排料管与排料储箱连通，用于收集浓缩溶液；在该排料管上设置有排料阀，用于控制浓缩溶液的排放；

所述熟化装置包括熟化器，所述熟化器为横卧式罐体，该横卧式罐体的底部开口且与所述制冰器的顶部开口连通，以供一次冰浆进入所述熟化器；在所述横卧式罐体中设置有螺杆，所述螺杆的螺杆轴与所述横卧式罐体的轴线重合，用以在转动时将熟化后的一次冰浆推向所述横卧式罐体的一端，在该端的上部开有出料口，用于将熟化后的一次冰浆推入洗涤装置；在该横卧式罐体的顶部开有注液口，用于加注水溶液；

所述洗涤装置包括洗涤器、刨冰机和二次冰浆循环装置；所述洗涤器为竖直设置且上部敞口的圆柱形筒体，其侧壁下部开有接料口，所述接料口与所述熟化器的出料口连通，用于将熟化后的一次冰浆引入所述洗涤器中；在所述洗涤器中设置有多孔活塞，该多孔活塞的水平截面的形状与所述洗涤器的内部形状相适应，所述多孔活塞的活塞轴连接在下部，用于带动所述多孔活塞在竖直方向上往复运动，以使多孔活塞将熟化后的一次冰浆中的冰晶向上压制成冰晶堆积床，并将其向上推送；在所述洗涤器的侧壁下部还连通有一次冰浆循环管，该一次冰浆循环管的一端与所述洗涤器的内部连通，另一端与所述熟化器的底部连通，用于将一次冰浆送入洗涤器底部、并将溶液回送至熟化器中；

所述刨冰机包括壳体、调速电机和旋转刀盘；所述壳体呈竖直设置的圆柱筒形，该圆柱筒形的上端封闭，下端开有连接口，用于与所述洗涤器的上部敞口连通，所述壳体的连接口与所述洗涤器的上部敞口密封连接；所述刀盘水平设置在所述壳体，该刀盘的下侧面安装有旋转切刀，用于将被活塞推出的冰晶堆积床的上端切削成冰晶碎片；上侧面通过竖直设置且穿出所述壳体的刀轴与所述的调速电机连接，所述调速电机能够带刀盘作旋转运动；所述壳体的侧壁上开有两个连接通孔，用于与所述二次冰浆循环装置连通，形成闭合管路；

所述二次冰浆循环装置包括二次冰浆储箱和二次冰浆循环泵，所述二次冰浆储箱内盛装有0℃的洗涤水，其下部的出口处装有筛网，用于隔离冰晶，并通过二次冰浆循环管I与所述壳体的一个连接通孔连通；所述二次冰浆储箱的上部通过二次冰浆循环管II与所述壳体的另一个连接通孔连通，形成闭合的管路，以使所述冰晶碎片与洗涤水混合成二次冰浆并循环至二次冰浆储箱中；

所述制冰装置、熟化装置和洗涤装置的内部连通为一个密闭的空腔；

所述刮面式换热器为碟盘式双面刮面换热器，包括制冷碟盘、刮刀和刮刀转轴；所述制冷碟盘呈中空的环形，该环形的中央设置有安装通孔，该环形的两个侧面构成制冷面；其内部设置有通道，用以供制冷工质流动；所述制冷碟盘竖直设置，所述刮刀转轴水平设置且穿过所述制冷碟盘的中央通孔，所述刮刀转轴的一端穿出所述的制冰器并与传动机构连接，所述传动机构与驱动电机连接；每个所述制冷面对应一把所述刮刀，所述刮刀的一端安装在所述刮刀转轴上，另一端沿所述刮刀转轴的径向延伸，所述刮刀的刀刃与所述制冷面接触；

还包括原料储罐，所述原料储罐通过加液管道与所述注液口连通，在所述的加液管道上设置有进料阀，用于控制水溶液的加入量。

2.根据权利要求1所述的水溶液连续冷冻浓缩系统，其特征在于，所述的制冷碟盘有N个，所述刮刀有2N把，N为不小于2的整数；N个所述的制冷碟盘平行且等距设置；2N把所述的刮刀与同一根刮刀转轴连接，所述刮刀转轴依次穿过N个所述的制冷碟盘的中央通孔。

3.根据权利要求1所述的水溶液连续冷冻浓缩系统，其特征在于，所述原料储罐通过浓缩溶液循环管道与所述排料储箱连通，在该浓缩溶液循环管道上设置有排料泵II，用以将浓缩溶液循环到所述原料储罐中来进行再次浓缩；在所述浓缩溶液循环管道上还安装有三通阀，用于控制浓缩溶液循环或排出。