一种循环水槽制冰模块制造技术

本发明专利技术公开了一种循环水槽制冰模块，其特征在于，包括围壳，围壳为顶部和底部相通的结构，围壳内设有蒸发管和风扇，围壳的顶部与格栅连接，风扇设于蒸发管和格栅之间，围壳的外侧壁上固定有电热模块，且电热模块设于蒸发管的下方；蒸发管一端通过冷却剂管道依次连接膨胀阀、压缩机、冷凝器、储液罐后，连接至蒸发管另一端。本发明专利技术的制冰模块能够和循环水槽的现有结构相匹配，并具备制造特定厚度层冰的功能，从而在不对现有循环水槽进行大改动的情况下使之具备层冰制造功能。下使之具备层冰制造功能。下使之具备层冰制造功能。

【技术实现步骤摘要】
一种循环水槽制冰模块


[0001]本专利技术涉及一种循环水槽制冰模块，尤其涉及破冰船模型试验平台，属于试验


技术介绍

[0002]近年来，极地开发热潮催生了极地装备的制造高峰，这其中包括专用于极地航道开拓的破冰船，也包括具有一定破冰能力的运输船舶、科考船舶等。这些极地航行船舶的设计研发过程中，需要预报破冰航速、船体振动噪声性能，以及螺旋桨水动力和空泡性能等。目前国内外主要依靠冰池和常规减压循环水槽开展船模试验，预报破冰船破冰航速和螺旋桨性能等，预报技术并不成熟，部分实船和船模之间的相似关系不能满足模型试验技术要求。
[0003]极地航行船舶破冰工况螺旋桨负荷重，桨叶空泡严重，往往容易产生推力下降现象，即随着空泡数的减小桨叶空泡面积变大，导致发出的推力明显下降，对应的螺旋桨吸收功率先变大后明显变小。目前国内外的冰池均不能满足空泡数相似，故测量的螺旋桨推力不准确，导致实船破冰航速预报不准确。
[0004]此外，螺旋桨的水动力、空泡、脉动压力、噪声性能等，一般是在减压循环水槽中完成模型试验验证，但目前国内外的减压循环水槽或空泡水筒均不具备制冰条件，虽然可以通过外部加入碎冰进行水面铺放，但是对于需要采用平整冰进行试验的场景，仍然无法满足要求。导致极地航行船舶设计研发过程中所需要的减压条件下冰水桨耦合相关试验均不能正常开展。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：如何实现在现有的循环水槽内部制造层冰。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供了一种循环水槽制冰模块，其特征在于，包括围壳，围壳为顶部和底部相通的结构，围壳内设有蒸发管和风扇，围壳的顶部与格栅连接，风扇设于蒸发管和格栅之间，围壳的外侧壁上固定有电热模块，且电热模块设于蒸发管的下方；蒸发管一端通过冷却剂管道依次连接膨胀阀、压缩机、冷凝器、储液罐后，连接至蒸发管另一端。
[0007]优选地，所述的围壳的顶部设有用于行车调运的吊耳。
[0008]优选地，所述的吊耳内设有吊耳螺栓孔。
[0009]优选地，所述的围壳的周围设有多个观察窗。
[0010]优选地，所述的观察窗材质为透明的有机玻璃，观察窗上刻有刻度。
[0011]优选地，所述的蒸发管为一循环弯曲管道。
[0012]优选地，所述的电热模块内置电热丝。
[0013]优选地，所述的围壳为方形结构，其长度和宽度和目标循环水槽的开口尺寸匹配。
[0014]优选地，所述的围壳顶部边缘的形状与循环水槽上开口处相衔接的位置相匹配。
[0015]优选地，所述的围壳顶部边缘为双层台阶结构，第二层台阶设有橡胶圈。
[0016]本专利技术的制冰模块能够和循环水槽的现有结构相匹配，并具备制造特定厚度层冰的功能，从而在不对现有循环水槽进行大改动的情况下使之具备层冰制造功能。
[0017]对于现有的循环水槽和空泡水筒，根据其设备安装开口的尺寸设计本专利技术的制冰模块。当需要开展冰水桨相关试验时，提前将该制冰模块安装于循环水槽开口位置并开启层冰制造，层冰制造过程中随时关注观察窗内层冰的厚度，当厚度达到目标厚度之后停止制冰，开启电热模块使层冰与方形围壳相连接的地方融化，使整块层冰脱落停留于循环水槽水面上，之后使用行车吊走制冷模块。
[0018]通过本专利技术的制冷模块的使用，能够在不对现有的循环水槽进行结构大改动的情况下，使之具备层冰制造功能，从而能够开展冰水桨相关试验，拓展了试验能力范围。
附图说明
[0019]图1为一种循环水槽制冰模块的整体结构图；
[0020]图2为一种循环水槽制冰模块的俯视图(不显示格栅)；
[0021]图3为观察窗及刻度的局部示意图；
[0022]图4为蒸发管和膨胀阀的外形图
[0023]图5为一种循环水槽制冰模块的安装效果图；
[0024]图6为一种循环水槽制冰模块安装位置的示意图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0026]本专利技术提供了一种循环水槽制冰模块，如图1所示，其包括吊耳1、蒸发管2、观察窗3、电热模块4、围壳5、风扇6、格栅7、膨胀阀8、冷却剂管道9、压缩机10、冷凝器11、储液罐12。围壳5的顶部设有至少两个吊耳1，蒸发管2设于围壳5内，格栅7与围壳5的顶部连接，且设于蒸发管2正上方，多个风扇6固定在格栅7与蒸发管2之间，电热模块4固定在围壳5的外侧壁上，且电热模块4设于蒸发管2的下方，围壳5的周围设有多个观察窗3，蒸发管2一端通过冷却剂管道9依次连接膨胀阀8、压缩机10、冷凝器11、储液罐12后，连接至蒸发管2另一端。围壳5为两端(即顶部和底部)相通的结构。风扇6吹风的方向正对蒸发管2。
[0027]吊耳1可用于行车调运。蒸发管2是一循环弯曲管道，冷却剂在内部发生从液态到气态的相变，从而带走周围热量，如图4所示。观察窗3用于观察内部的层冰厚度，观察窗3为透明的有机玻璃，上面刻有尺寸刻度3
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1，如图3所示，可用于直接测量层冰厚度。电热模块4内置电热丝，通电之后能够加热围壳5，从而使围壳5内形成的层冰与围壳5脱离，完整漂浮在循环水槽内部。围壳5为方形结构，其长度和宽度和目标循环水槽的开口尺寸匹配，制冰模块安装到循环水槽时，围壳5下方浸没于水槽内的水面下一定的深度，水面大致位于观察窗3范围内，从而能够从观察窗3目视测量围壳5内形成的层冰的厚度。风扇6的作用是把蒸发管2产生的冷空气带到下方水面，使水面结冰。如图2所示，格栅7主要起安全作用，防止人员跌落围壳5内部。膨胀阀8和蒸发管2一起实现冷却剂从液相到气相的相变过程，可以控制冷却剂的输入速度。
[0028]压缩机10用于对气相冷却剂进行压缩，使之重新变成液相，一般布置在室外。冷凝
器11用于耗散冷却剂液化产生的热量，可以灵活布置，一般安排在室外，通过冷却剂管道连接至循环水槽位置。储液罐12用于存储液相的冷却剂。
[0029]一般循环水槽为了方便设备安装，会在水平试验段上方留有开口，制冷模块A作为一个定制化的独立模块，其主尺度根据目标循环水槽的开口尺寸确定，在需要制冰的时候，可以由行车吊运并且安装在循环水槽试验段上方开口处进行制冰，完成制冰之后，通过行车将该制冰模块吊离开，并使用耐压盖封闭循环水槽开口。
[0030]基于本专利技术的制冰模块，可应用的场景如下：
[0031]在普通循环水槽的上方开口位置，使用行车与制冰模块A上吊耳1内的吊耳螺栓孔13紧固连接，从吊装制冰模块A，如图5、图6所示，使得制冰模块A置于循环水槽内，围壳5和循环水槽相衔接的位置为双层台阶结构，其中第二层台阶设置橡胶圈14，起缓冲作用。然后开启制冰功能，通过观察窗3上及其上的刻度3
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1，如图3所示，目视测量层方形围壳5内的层冰厚度是否达到目标厚度，在满足目标厚度的时候停止制冰，开启电热模块4加热围壳5，从而使层冰与围壳5脱离粘连，漂浮于水槽内液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环水槽制冰模块，其特征在于，包括围壳(5)，围壳(5)为顶部和底部相通的结构，围壳(5)内设有蒸发管(2)和风扇(6)，围壳(5)的顶部与格栅(7)连接，风扇(6)设于蒸发管(2)和格栅(7)之间，围壳(5)的外侧壁上固定有电热模块(4)，且电热模块(4)设于蒸发管(2)的下方；蒸发管(2)一端通过冷却剂管道(9)依次连接膨胀阀(8)、压缩机(10)、冷凝器(11)、储液罐(12)后，连接至蒸发管(2)另一端。2.如权利要求1所述的一种循环水槽制冰模块，其特征在于，所述的围壳(5)的顶部设有用于行车调运的吊耳(1)。3.如权利要求2所述的一种循环水槽制冰模块，其特征在于，所述的吊耳(1)内设有吊耳螺栓孔(13)。4.如权利要求1所述的一种循环水槽制冰模块，其特征在于，所述的围壳(5)的周围设有多个观察窗(3)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正浩，李恒，丁举，万初瑞，王宗龙，朱华伦，杨孟子，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七，
类型：发明
国别省市：