[发明专利]一种冰粒即时制备装置及其使用方法

权利要求书

1.一种冰粒即时制备装置，其特征在于：包括水箱(1)、与水箱(1)通过高压管线(2)连通的水雾化喷头(6)、安装有增压阀(17)的自增压液氮罐(15)、与自增压液氮罐(15)通过耐低温液氮管线(14)连通的液氮雾化喷头组(7)、以及制冰仓(12)，高压管线(2)上设置有高压水泵(3)，耐低温液氮管线(14)上设置有液体阀(16)，水雾化喷头(6)和液氮雾化喷头组(7)均固定在制冰仓(12)内部，液氮雾化喷头组(7)包括多个使雾化后的液氮小液滴在制冰仓(12)内部上下方向及圆周方向分散均匀的液氮雾化喷头，制冰仓(12)内壁纵向方向固定有多个与多通道数据采集器(13)连接的低温热电偶(8)，制冰仓(12)底部设置有出冰口(11)。

2.根据权利要求1所述的冰粒即时制备装置，其特征在于：所述液氮雾化喷头组(7)包括多个上下方向均匀固定在制冰仓(12)中心且朝向各个方向的液氮雾化喷头。

3.根据权利要求1所述的冰粒即时制备装置，其特征在于：所述液氮雾化喷头组(7)包括多列固定在制冰仓(12)内壁上的液氮雾化喷头，每列液氮雾化喷头均朝向制冰仓(12)中心且每列液氮雾化喷头上下方向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的冰粒即时制备装置，其特征在于：所述高压管线(2)上靠近水雾化喷头(6)的一端固定有给高压管线(2)和水雾化喷头(6)加热的加热器(5)。

5.根据权利要求1所述的冰粒即时制备装置，其特征在于：所述制冰仓(12)底部设置有上大下小的圆台结构(10)，圆台结构(10)底部正对着出冰口(11)。

6.根据权利要求1所述的冰粒即时制备装置，其特征在于：所述高压管线(2)上还设置有电磁流量计(4)，制冰仓(12)外壁上固定有保温层(9)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的冰粒即时制备装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)根据所需制备冰粒的粒径，确定水雾化喷头(6)的尺寸并进行安装；同时向水箱(1)内注入水；

(2)打开低温热电偶(8)和多通道数据采集器(13)，实时监测制冰仓(12)内的温度；打开电磁流量计(4)，实时监测高压管线(2)内的水流量；

(3)打开自增压液氮罐(15)上的增压阀(17)，实现自增压液氮罐(15)的自增压，打开液体阀(16)，自增压液氮罐(15)内的液氮输送至制冰仓(12)内的液氮雾化喷头组(7)雾化成小液滴，小液滴在制冰仓(12)内快速气化吸热，在制冰仓(12)内形成低温空间；

(4)根据低温热电偶(8)和多通道数据采集器(13)对制冰仓(12)内的温度的监测结果，当制冰仓(12)内温度低于设定值时，打开高压水泵(3)，将水流输送至水雾化喷头(6)雾化成小水滴，水滴在制冰仓(12)内的低温空间沉降过程中凝固成冰粒，冰粒从出冰口(11)排出，实现冰粒的制备；

(5)结束制冰时，先关闭自增压液氮罐(15)上的增压阀(17)和液体阀(16)，然后关闭高压水泵(3)和电磁流量计(4)，最后关闭低温热电偶(8)和多通道数据采集器(13)。

8.根据权利要求7所述的冰粒即时制备装置的使用方法，其特征在于：所述步骤(4)中制冰仓(12)内温度低于-120℃时，打开高压水泵(3)。

9.根据权利要求7所述的冰粒即时制备装置的使用方法，其特征在于：所述步骤(1)还包括：打开加热器(5)，对高压管线(2)和水雾化喷头(6)进行加热，避免高压管线(2)和水雾化喷头(6)冻结；

步骤(5)还包括：关闭高压水泵(3)和电磁流量计(4)后，根据低温热电偶(8)和多通道数据采集器(13)对制冰仓(12)内的温度的监测结果，当制冰仓(12)内温度上升到0℃以上后，关闭加热器(5)，再关闭低温热电偶(8)和多通道数据采集器(13)。

10.根据权利要求7所述的冰粒即时制备装置的使用方法，其特征在于：所述步骤(4)还包括：根据低温热电偶(8)和多通道数据采集器(13)反馈的温度，调节液体阀(16)和高压水泵(3)，以此控制液氮和水的流量来调节冰粒的温度和硬度。