一種深冷柱塞式干冰機制造技術

一種深冷柱塞式干冰機，包括動力液壓裝置、深冷柱塞制冰裝置、電控裝置，所述動力液壓裝置通過液壓管道與深冷柱塞制冰裝置相連，所述電控裝置分別與動力液壓裝置、深冷柱塞制冰裝置電連接。本發明專利技術可將液態二氧化碳全部轉化為干冰、且實際能耗低，產能高，具有良好的經濟性。

Deep freeze plunger type dry ice machine

A cryogenic plunger type ice machine, including a hydraulic device, cryogenic plunger ice making device and an electric control device, the hydraulic power device is connected with the piston through a hydraulic pipe cryogenic refrigeration device, the electronic control device and power hydraulic device, cryogenic ice making device is electrically connected with the plunger. The invention can convert liquid carbon dioxide into dry ice, and has low energy consumption, high production capacity and good economy.

【技術實現步驟摘要】
一種深冷柱塞式干冰機
本專利技術涉及制備干冰的裝置，具體是涉及一種利用深冷技術和柱塞液壓將液態二氧化碳壓制固化制備干冰的裝置。
技術介紹
二氧化碳于常溫下是無色、無味的氣體,分子量為44,在標準狀況下密度為1.977g/L，比重約為空氣的1.5倍；在水中的溶解度隨著溫度的升高而降低，隨壓力的升高而增加,溫度為0℃,壓力為0.1MPa時,溶解度為1.79Ncm3/g,而在溫度相同,壓力為1.0MPa時,其溶解度為15.92Ncm3/g，20℃常壓下每100體積水可溶88體積二氧化碳，二氧化碳溶于水一部分跟水反應生成碳酸；二氧化碳的臨界點溫度為31.06℃,臨界壓力為7.382MPa,臨界密度為468kg/m3；熔點（三相點溫度）為-56.57℃，三相點壓力為0.416MPa；沸點為-78.45℃(升華為干冰)；當CO2處于-56.57℃時，其為三相點即氣態、液態、固態共存；當溫度處于31.06℃～-56.57℃時，CO2為氣態、液態共存；當溫度處于-56.57℃～-78.45℃時，CO2為氣態、固態共存。在大氣條件下,二氧化碳不能以液體的形式存在。在20℃時，將二氧化碳加壓到5.73Mpa即可變成無色液體，一般于常溫下7.092MPa(70大氣壓)液化成無色液體，液體二氧化碳密度1.101g/cm3，常壓縮在鋼瓶中儲存，在－56.6℃、0.527Mpa時變為固體。液態二氧化碳的密度受壓力的影響甚微,而受溫度的影響則較大,如31.0℃時,密度為463.9kg/m3,-30℃時密度為1074.2kg/m。二氧化碳液化后體積僅為氣體二氧化碳的約1/356,固化成形后體積僅為氣態的約1/764。液體二氧化碳蒸發時或在加壓冷卻時可凝成固體二氧化碳，俗稱“干冰”，是一種低溫致冷劑，密度為1.56g/cm3。液態二氧化碳減壓迅速蒸發時，一部分氣化吸熱，另一部分驟冷變成雪狀固體，將雪狀固體壓縮，成為冰狀固體“干冰”，干冰在0.1-0.13MPa、－78.5℃時可直接升華變成氣體。隨著社會環境保護意識的提高，工業碳減排技術的推廣如CCS技術的應用，捕集的二氧化碳轉化為液態二氧化碳，大量的液態二氧化碳的穩定儲存或應用將成為一個新的技術難題，而將液態二氧化碳固化制干冰則是一個有效的出路，干冰即固化成型的二氧化碳，二氧化碳液化后體積收縮至氣體二氧化碳的1/356，固化成型后體積收縮至氣態的1/764。干冰因其吸熱可直接升華為體積數百倍的氣體，且無殘留、無毒、無味、不燃及可滅菌特性，應用日益廣泛，可應用于餐飲、食品、化工、醫藥、衛生、工業、影視、氣象等行業及其清洗技術中。當前，CO2液化及干冰制備可分為高壓法（8MPa）和中壓法（1.6MPa～2.5MPa）、低壓法（0.7MPa～0.9MPa）。高壓法可實現氣體CO2在常溫下液化，壓縮機一般為三級壓縮或四級壓縮，能耗非常大，液化CO2再經節流膨脹降溫，部分液態CO2轉化為雪狀固態后進入干冰機成型制備干冰；中低壓法可實現氣體CO2在低溫條件（如深冷技術）下液化，再經節流膨脹進一步降溫，部分液態CO2轉化為雪狀固態后進入干冰機成型制備干冰，壓縮機功耗相對高壓法低很多。現有干冰機一般是利用高壓或中低壓液體CO2的節流膨脹降溫，使部分液體CO2凝結成固體雪狀CO2，然后，在干冰成型機內經柱塞緊壓成密實的塊狀或粒狀產品。通常，可以將液態CO2在中壓（1.6MPa～2.5MPa）或低壓（0.7MPa～0.9MPa）下通過自動加料閥引入干冰壓制機的雪桶，桶內壓力稍高于三相點壓力（約0.55MPa）；加料量由定時器控制或根據雪桶內液面高度進行調節。節流膨脹降壓使部分液態CO2汽化，產生的冷蒸汽通過熱交換使液態CO2進一步冷卻。當冷卻到三相點溫度（-56.6℃）以下，壓力降到0.518MPa時，液態CO2固化成雪狀干冰。最后用壓機把生成的雪狀CO2壓成干冰塊或顆粒。傳統干冰機通過較高壓力的液體節流汽化部分凝固后制成干冰，即將液態二氧化碳節流汽化分離氣體二氧化碳后，壓縮放熱固化的部分雪狀二氧化碳才能得到干冰，其中損失的二氧化碳氣體的量約為獲得的干冰量的二倍，干冰產率僅為0.3～0.4。現有制干冰機構設備復雜，體積大，投資較大，生產成本也較高。另一方面，隨著液壓技術的發展，液壓柱塞技術在泵送混凝土、砂漿等方面已成熟普及應用，但在干冰制備領域僅用于簡單壓實成型經節流膨脹已固化的雪狀干冰，未見用于直接冷壓液態二氧化碳制干冰的任何研究或實踐的報道，而CO2的物理性質及三相圖特征顯示出了CO2的可壓縮相變特點。如何利用CO2的物理性質與三相圖顯示的可壓縮相變特點，開發一種可將液態二氧化碳全部轉化為干冰的干冰制備裝置具有實際的價值。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，克服上述
技術介紹
的不足，提供一種可將液態二氧化碳完全轉化為固態干冰的深冷柱塞式干冰機。本專利技術解決其技術問題采用的技術方案是，一種深冷柱塞式干冰機，包括動力液壓裝置、深冷柱塞制冰裝置、電控裝置，所述動力液壓裝置通過液壓管道與深冷柱塞制冰裝置相連，所述電控裝置分別與動力液壓裝置、深冷柱塞制冰裝置電連接。進一步，所述深冷柱塞制冰裝置包含冷卻器、柱塞成型器，所述柱塞成型器固定在冷卻器中。進一步，還設有支架，所述冷卻器和柱塞成型器安裝在支架上。進一步，所述柱塞成型器包括液壓油缸、柱塞筒、活塞、壓頭、模頭、進液管路、排氣管路、壓力表，所述活塞、壓頭、模頭依次設于柱塞筒內，所述液壓油缸與柱塞筒內的活塞相連，活塞與壓頭相連，活塞與壓頭在柱塞筒內可上下滑動，所述模頭固定于柱塞筒的端部，所述壓頭和模頭之間形成容積大小可變化的腔室；所述進液管路、排氣管路和壓力表設置于柱塞筒筒體上，且與柱塞筒內相連通；所述進液管路和排氣管路相連通。進一步，所述進液管路包括進液單向閥、流量計和進液管道，所述液單向閥和流量計設于進液管道上。進一步，所述排氣管路包括排氣單向閥、氣泵、送氣管道和調節閥，所述排氣單向閥、氣泵和調節閥設于送氣管道上；所述送氣管道與進液管道連通。進一步，所述冷卻器為夾套式冷卻器，夾套式冷卻器以柱塞筒的筒體為內殼體，內殼體外設有外殼體，外殼體外設有外保溫層，內殼體與外殼體之間形成深冷劑流通夾套，所述外殼體上設有深冷劑進入管路和深冷劑排出管路，深冷劑進入管路、深冷劑排出管路均與深冷劑流通夾套連通，所述深冷劑進入管路上設有深冷劑進入單向閥，所述深冷劑排出管路上設有深冷劑排出單向閥。進一步，所述柱塞成型器的數量為兩個，所述冷卻器為冷卻箱，兩個柱塞成型器并排固定在冷卻箱中，還設有分配閥，每個柱塞成型器的排氣管路和進液管路均與分配閥相連接。進一步，還設有支架，所述柱塞成型器、冷卻箱安裝在支架上。與現有技術相比，本專利技術的優點如下：利用二氧化碳在溫度和壓力同步變化下的相變特性及其熱力學效應，可將液態二氧化碳全部轉化為干冰、且實際能耗低，產能高，具有良好的經濟性。附圖說明圖1是本專利技術實施例1的結構示意圖。圖2是本專利技術實施例2的結構示意圖。圖中：1—動力液壓裝置，102—液壓管道，2—深冷柱塞制冰裝置，21—夾套式冷卻器，210—冷劑流通夾套，211—外殼體，212—外保溫層，213—深冷劑進入管路，213a—單向閥，214—深冷劑排出管路，22—柱塞成型器，220—腔室本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種深冷柱塞式干冰機，其特征在于：包括動力液壓裝置（1）、深冷柱塞制冰裝置（2）、電控裝置（3），所述動力液壓裝置（1）通過液壓管道（102）與深冷柱塞制冰裝置（2）相連，所述電控裝置（3）分別與動力液壓裝置（1）、深冷柱塞制冰裝置（2）電連接。

【技術特征摘要】
1.一種深冷柱塞式干冰機，其特征在于：包括動力液壓裝置（1）、深冷柱塞制冰裝置（2）、電控裝置（3），所述動力液壓裝置（1）通過液壓管道（102）與深冷柱塞制冰裝置（2）相連，所述電控裝置（3）分別與動力液壓裝置（1）、深冷柱塞制冰裝置（2）電連接。2.如權利要求1所述的深冷柱塞式干冰機，其特征在于：所述深冷柱塞制冰裝置（2）包含冷卻器、柱塞成型器（22），所述柱塞成型器（22）固定在冷卻器中。3.如權利要求2所述的深冷柱塞式干冰機，其特征在于：還設有支架（23），所述冷卻器和柱塞成型器（22）安裝在支架（23）上。4.如權利要求2所述的深冷柱塞式干冰機，其特征在于：所述柱塞成型器（22）包括液壓油缸（221）、柱塞筒（222）、活塞（223）、壓頭（224）、模頭（225）、進液管路（226）、排氣管路（227）、壓力表（228），所述活塞（223）、壓頭（224）、模頭（225）依次設于柱塞筒（222）內，所述液壓油缸（221）與柱塞筒（222）內的活塞（223）相連，活塞（223）與壓頭（224）相連，活塞（223）與壓頭（224）在柱塞筒（222）內可上下滑動，所述模頭（225）固定于柱塞筒（222）的端部，所述壓頭（224）和模頭（225）之間形成容積大小可變化的腔室（220）；所述進液管路（226）、排氣管路（227）和壓力表（228）設置于柱塞筒（222）筒體上，且與柱塞筒（222）內相連通；所述進液管路（226）和排氣管路（227）相連通。5.如權利要求4所述的深冷柱塞式干冰機，其特征在于：所述進液管路（226）包括進液單向閥（226a）、流量計（226...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹小林，
申請(專利權)人：長沙紫宸科技開發有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南,43