专利名称：冰块制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用快速冷却装置的冰块制造设备，特别是一种可以制造出具有理想尺寸冰块的设备，它是通过在配备有快速冷却装置的冷却滚筒外围表面上形成冰层实现的。
背景技术：
现有的一种普通冰块制造设备中，一个冷却盘管和一个螺旋状碎冰刀片可转动地安装在一个垂直滚筒上，滚筒的顶部通常有一个开口。在此设备中，转动的螺旋状刀片从转筒的下部将冰刮下来，并在转筒上将冰排出。在另一种传统的制冰设备中有一个竖直方向的圆柱型冷却转筒，在转筒的内表面上喷水并结成一层冰。一个碎冰刀片可转动地装在圆柱形冷却转筒的内部，将冰层从内表面刮下，获得冰块。
但是，在这些设备中，由于喷到冷却转筒内表面的水会在转筒中流下的过程中结冰，从而造成冰的上面部分薄而下面部分厚。为此原因，当碎冰刀片在刮不同厚度的冰层时，因施加的负荷不同而容易损坏刀片；很难获得尺寸均匀的优质冰块。
为解决此问题，韩国实用新型NO.93-306公开了一种制冰设备，它通过在冷却转筒的外表面形成冰层来制造冰块。在此设备中，冷却转筒101被充分冷却时，电机104使其顺时针驱动，其外表面浸在水槽106中。水被一个控制叶片106a均匀保持在转筒的外表面，然后由于转筒外表面的快速热交换被冷冻成冰层，随着转筒一起转动。然后，骤冷的冰层被移到一个有刮刀片107的位置，刮刀片107将冰层从冷却转筒101外表面刮下形成碎冰块。
但是，现有技术中以此方式构成的制冰设备存在这样一个问题，即每个冷却套管102和冷却盘管103须按预定尺寸制造以便安装在冷却转筒101的内部，并且必须额外配置控制保持在转筒上冰层的厚度的控制叶片106a。另外，由于转动的冷却转筒101通常浸在水槽106的水中，因此水槽106中的水和供给水之间有一个温差。因此，冷却转筒101外表面形成的冰层不均匀。进一步地，因为冷却转筒101的某些部分始终接触水，因此降低了冷却转筒的热效率。另外，由于异常地包含在冷却转筒侧面上的水也会发展成冰块，所以会妨碍整个设备的运行。还有，由于水经常静态地停留在水槽106中而不会流到其他地方，因此外来的杂质很容易混到里面并积聚在水槽106的水中，因此水槽106必须经常清理以保持一个清洁的环境。而且，现有技术中，由于碎冰刀片107以一个预定角度向上引导地安装以便刮下转筒101外表面上的冰层，因此一部分冰块积聚在碎冰刀片107的上表面又冻结起来。这增加了碎冰刀片107的自重，并导致该设备的震动和碎冰刀片107偏移。这种偏移可能会毁坏冷却转筒101的表面也可能损坏碎冰刀片。而且，由于驱动冷却转筒101的链式传递机构需要润滑油，因此如果润滑油混进冰块里，则会带来卫生问题。
为解决以上提出的问题，韩国专利公开号NO.97-59669公开了一种制冰设备，其中供水装置202很好地给转筒201供给所需数量的水，并且提供了清洁的传递装置203，由此可以均匀地将水供到转筒201的外表面上，从而形成优质的冰层，并且使制冰工艺更有效和卫生。
但是，上述制冰设备不能制造理想尺寸的冰块，因为它设置的碎冰刀片205紧贴冷却转筒201。另外，在外包装方面没有考虑到密封，设备可能出现泄漏问题，反过来导致卫生问题，因为制冷剂和油或润滑剂可能会混到冰块中。
发明内容
因此，本发明的第一个目的在于提供一种制造冰块的设备，其中水被均匀地冻结在冷却滚子的表面，并且冷却滚子表面冷冻的冰层的厚度可以由一个厚度调整滚子和一个转动刀具来调节，由此可以获得理想尺寸的冰块。
本发明另一个目的在于提供一种冰块制造设备，其中使用了橡胶垫片以实现安装在冷却滚子上的转轴和固定轴的可靠液密封，由此确实防止充入冷却滚子的冷却液通过转动轴泄露出来。
本发明以上的和其它的目的由一种冰块制造设备实现，该设备包括一个特定尺寸的外壳；一个冷却滚子，通过其内部的带有冷却液的装置使其外周表面达到形成冰的温度，以在外周表面形成预定厚度的冰层，该冷却滚子可转动的安装在外壳内部；一个供水装置，连续给冷却滚子表面提供恒定流量的水；一个供水控制装置，通过检测冷却滚子外表面的温度是否达到该冰形成温度来控制供水装置给冷却滚子外围表面的供水量；一个制冷剂供给装置，提供压缩过的制冷剂到冷却滚子内部，该装置安装在壳体的下部；一个冰层厚度控制装置，以控制冻结在冷却滚子外围表面的冰层的厚度，该装置以预定间隔安装在冷却滚子的旁边；一个转动切削装置，贴近冷却滚子的表面安装，并且单向转动地切削冻结在冷却滚子表面的冰层成为具有理想尺寸的冰块；一个驱动装置，响应控制器的信号，驱动冷却滚子朝转动切削装置的转动方向相反的的方向转动；和一个冰储存容器，位于转动切削装置的下面以便盛接并储存转动切削装置切下的冰块。
本发明上述及其它目的和特征将从结合附图对最好实施例的描述明示出来。
图1a是现有技术中制冰设备的一个实施例的侧视剖面图；图1b是图1a所示冷却转筒和供储水器的正视剖面图；图2a和2b分别是现有技术制冰设备的另一实施例的正视和侧视剖面图；图3提供了现有技术制冰设备另一个实施例运行中的的侧视图；图4是本发明冰块制造设备的一个实施例的示意图；图5是运行中的本发明的冰块制造设备的示意图；图6是本发明中轴密封的主要构件的剖视图；图7是图6中密封件的形状的侧视图和正视图；图8是转动轴内的止回阀的剖视图；图9a和9b分别是在流体具有压紧力前后的状态中的密封件。
具体实施例方式
以下将结合附图4介绍本发明的最好实施例。
本发明的冰块制造设备是快速形成冰层后将冰层切削成为理想尺寸的冰块。如图4和5所示，本发明的设备包括一个壳1，在其上部有盖子3、一个脚轮1a在其底部，在其内有热绝缘2，以防止外部的热量传入；一个冷却滚子4，通过充入其内部的制冷剂在其外围形成预定厚度的冰层，该冷却滚子4可转动地安装在壳1的内部；一个供水装置，它连续供给一定流量的水到冷却滚子4的表面，一个温度传感器5，探测冷却滚子4的表面温度达到冰的形成温度的时间；一个控制器6，依据温度传感器5的信号控制从供水装置供给到冷却滚子4外围表面的水量，同时也控制其它部分；响应控制器6的信号驱动冷却滚子4的驱动装置，给冷却滚子4内部提供压缩过的制冷剂的一个制冷剂供给装置7，它安装在壳1内下部；一个控制冻结在冷却滚子4外围表面上的冰层厚度的固定滚子8，该固定滚子8距冷却滚子4的表面预定距离安装；一个转动刀具9，它紧贴冷却滚子4的表面并且有一个带若干叶片的滚筒形部分，该转动刀具9将冻结在冷却滚子4表面上的冰层切成具有理想尺寸的冰块，其转动方向同冷却滚子的转动方向相反，一个冰储存容器10位于转动刀具9的下方以便盛接转动刀具9切下的冰块，以及一个使冷却滚子4和转动刀具9互相以相反方向转动的装置。
该供水装置有一个通过外部水管供水的储水器21，供水管22，其一端接到储水器21中的进水口，另一端位于冷却滚子4的表面附近，供水管22的分配端有喷嘴22a，过滤器22b在供水管22的进口端，泵23依据控制器6的信号运行或停止以从储水器21泵出所需量的水，泵23安装在供水管22上，供水阀24靠近泵23安装在供水管22上，它响应控制器6的信号自动打开或关闭。
固定滚子8和转动刀具9各有距离调节器(未表示出)，以调整到冷却滚子4表面的距离。
为冷却滚子4提供转动动力的驱动装置可以配置成皮带和皮带轮或齿噬合的形式，如链轮和链带等。在最好实施例，驱动装置有第一电机26，为冷却滚子4提供转动动力，驱动皮带轮27安装在第一电机26的轴上，从动皮带轮28连接到冷却滚子4一端的转动轴上，正时带(timing belt)29把驱动皮带轮27的转动传递到从动皮带轮28。正时带29是由无害材料制成，如医用带或可用于食物的皮带(如，聚亚安酯、聚酯制成的带或不会造成污染或臭氧的带)。
该驱动装置还有一个设在第一电机26附近的第二电机30，连接到第二电机30轴上的驱动齿轮31，与驱动齿轮31啮合并连接到转动刀具9轴上的从动齿轮32。
制冷剂供给装置包括一个风扇电动机52，一个带有风机53的压缩机51，一个储存制冷剂的制冷剂容器55安装在压缩机51的一侧，储蓄器(accumulator)54给冷却滚子4提供压缩机51压缩过的制冷剂，它同制冷剂容器55连接，同时制冷剂供给管56和制冷剂回流管57连接到储蓄器54。
如图5、6所示，安装在冷却滚子4两侧的空心转轴41转动冷却滚子4，固定轴42贯穿空心转轴41，制冷剂的通道纵向贯通固定轴42与制冷剂供给管43连接，把膨胀过的制冷剂输入到冷却滚子4内部，制冷剂供给管43以直角同固定轴42连接，制冷剂排出管44纵向贯穿固定轴42的空心部分。
固定轴42的一端是一个套筒螺母45，它在固定轴42一侧支撑着制冷剂供给管43插入其中的固定轴42，并且有一个制冷剂入口45a，入口与固定轴42的制冷剂通道连通，套筒螺母45的一端的外表面固定到空心转轴41，联轴器46插入套筒螺母的一端并形成有与制冷剂排出管44连通的制冷剂出口46a，支撑件47的一端垂直地固定到壳1，另一端安装到空心转轴41并支撑它，轴承盖48安装在支撑件47和空心转轴41之间，而且设有第一轴承装置48a以使空心转轴41正常转动，若干密封件50安装在空心转轴41和固定轴42之间，为冷却滚子4提供液密封以防止充入冷却滚子4内的制冷剂漏出。
密封件50间隔地安装在固定轴42上，于是形成了在空心转轴41和固定轴42之间施加液体压力的空腔51。
在该实施例中，压缩到预定压力值的流体被充入空腔51。如图9a和9b所示，充入空腔51的流体的压力大于A侧或B侧的流体压力。
密封件50由因压力而变形的材料制成，例如，橡胶密封垫。如图7所示，在密封件50的一个侧面上有一个同心槽50a，它有预定深度和宽度。同心槽50a向尾部方向逐渐变细，有待与空心转轴41的内圆周面接触的密封件50的外圆周面设有沿某一方向逐渐变厚的凸起50b，由此，当流体引入同心槽50a而产生一定压力时，密封件50可以和空心转轴41更紧密地接触。
如图8所示，第一塞孔41a和第二塞孔41b分别在90°和180°的方向形成于空心转轴41的壁上，以便与空腔51连通。流体通过第一塞孔41a被引入，第一塞孔上有一个止回阀52，止回阀使流体朝着充入空腔51的方向流动，防止其回流。流体充入空腔期间，空腔51内的空气通过第二塞孔41b从空腔排出，第二塞孔41b上设有一个螺栓53，螺栓53用来空气完全排出后密封空腔。由此，通过止回阀52引入的流体充入空腔51然后充入密封件50的同心槽，从而在密封件50上施加一个预定压力，于是密封件50与空心转轴41的内表面和固定轴42的外表面紧密接触。
在这种情况下，任何一种可以产生膨胀力物质如空气、各种气体或油都可用作流体。
由于若干密封件50安装在前述的间隙中，因此即使流体从一个密封件中漏出，其它密封件仍能保持整个设备的密封性能。
同时，密封件50之间分别都有垫片54，防止密封件50变形。即垫片54作为支撑板防止密封件50由于流体压力变形或被挤碎。进一步，卡环55设在空心转轴41的内表面，和垫片54的一个表面邻接；第二轴承装置56安装在卡环9的一侧，卡环55防止密封件50因为流体的压力向后移动，第二轴承装置56使空心转轴41可以相对固定轴42正常转动。
附图标记59表示一个O形环。
现在描述本发明的如上构造的设备的运行。
首先，由制冷剂供给装置7把制冷剂供入冷却滚子4。当冷却滚子4的表面温度达到预先设定的冰的形成温度时，第一电机26响应控制器6传来的信号开始转动，第一电机26的驱动力通过驱动皮带轮27、步进皮带29和从动皮带轮28传递到冷却滚子4。此时，冷却滚子4逆时针转动。下一步，当泵23运行时，由控制器6来的信号使供水阀24打开，水从储水器21被提升起来通过供水管22上的喷嘴22a到冷却滚子4的外表面。于是喷出的水冷结在冷却滚子4的表面上。此时，固定滚子8调整冻结在冷却滚子4表面的冰层的厚度以获得理想的冰块尺寸。
然后，转动刀具9朝相反的方向，如顺时针方向转动，形成于冷却滚子4表面的冰层被刮下来，从而碎成冰块，冰块落下收集在冷却滚子4下面的储存容器10中。
根据上述发明，因为冷却滚子并未浸在供给水中，相反，只有所需量的水供给冷却滚子，由此使供给水和冷却滚子的接触面积最小，同时防止冷却滚子的被冷却的气体的流失，冷冻效率提高了。进一步，因为水只接触冷却滚子的外表面并在上面形成冰层，因此可以防止现有技术中的在冷区转筒侧面结冰的问题。
根据本发明，因为固定滚子和转动刀具相对于冷却滚子的位置和距离可以调整，因此可以获得理想的冰层厚度也防止对冷却滚子表面和刀片的破坏。进一步，通过有四个刀片的转动刀具的转动从冻结在冷却滚子表面的冰层可以获得理想的冰块尺寸。
另外，根据本发明，由于所使用的材料无毒，如可以医用或适用于食品的传动带(例如，聚亚安酯、聚酯制成的带或不会造成污染及臭氧的皮带)用作传动装置的正时带，转动轴使用无油轴承，而转动轴和固定轴之间的液密封通过使用橡胶密封垫和止回阀保持可靠时，现有技术中由于制冷剂的泄漏和链式驱动装置上的润滑油的介入引起的不卫生的问题可以避免了。
虽然本发明是结合最好实施例介绍的，但是本领域的技术人员仍将会理解本发明范围和精神内的任何变化或改动都不会脱离从属权利要求的限定。
权利要求
1.一种冰块制造设备，包括一个有预定尺寸的壳体；一个冷却滚子，通过借助于充入其内部的制冷剂将其外围表面保持在冰的形成温度下在其外围表面上形成预定厚度的冰层，该冷却滚子可转动的安装在壳体内；一个供水装置，用于给冷却滚子的表面连续提供流量一定的水；一个供水控制装置，用于通过检测冷却滚子外围表面的温度达到冰的形成温度来控制供水装置对冷却滚子外围表面的供水；一个制冷剂供给装置，用于向冷却滚子内部供给压缩的制冷剂，该装置安装在壳体的下部；一个冰层厚度控制装置，用于控制冻结在冷却滚子外围表面上的冰层的厚度，该装置以一相对于冷却滚子预定的间隔安装；一个转动切削装置，设置成可以和冷却滚子表面接触，并通过在一个方向转动将冻结在冷却滚子表面的冰层切成具有理想尺寸的冰块；一个驱动装置，用于响应来自控制器的信号驱动冷却滚子沿和转动切削装置转动方向相反的方向转动；和一个冰储存容器，位于转动切削装置下面，以便收集和储存转动切削装置切下的冰块。
2.权利要求1所述的冰块制造设备，其中所述冷却滚子包括一个用于转动冷却滚子的空心转动轴；和一个固定轴，延伸穿过空心转轴并且有一个制冷剂通道，制冷剂通过制冷剂通道从制冷剂供给装置供到冷却滚子内部，制冷剂通道贯穿固定轴纵向形成。
3.权利要求1所述的冰块制造设备，其中所述冰层厚度控制装置包括一个固定滚子和一个调整固定滚子与冷却滚子外围表面间隔的装置；而转动切削装置包括一个有预定数量刀片的转动刀具和一个调整转动刀具与冷却滚子外表面的间隔的装置。
4.权利要求2所述的冰块制造设备，还包括一个制冷剂供给管，用于将通过制冷剂通道引入的制冷剂供入冷却滚子内部，制冷剂供给管垂直设在固定轴上；一个制冷剂排出管，它纵向延伸穿过固定轴的空心部分；一个套筒螺母，它在制冷剂供给管插入其中的该固定轴的一侧支撑固定轴，并且有一个与固定轴的制冷剂通道连通的制冷剂入口，套筒螺母一端的外表面固定到空心转轴上；和一个联接器，它插入所述套筒螺母的一端并形成有一个与制冷剂排出管连通的制冷剂出口。
5.权利要求2所述的冰块制造设备，还包括若干密封件，每个密封件安装在空心转轴和固定轴之间并为冷却滚子提供液密封以防止充入冷却滚子内的制冷剂泄漏；以及一个流体密封装置，用于密封引入由所述各密封件形成在空心转轴和固定轴之间的各空腔内的流体，该装置安装在空心转轴上。
6.权利要求5所述的冰块制造设备，其中所述密封件是橡胶垫片，在其一面上有一个有预定深度和宽度的同心槽，该同心槽朝向其尾部沿着一方向逐渐变细，而有待与空心转轴内表面接触的橡胶垫片的外围表面设有一个沿一个方向逐渐变厚的凸起，该方向与朝向同心槽尾部的方向相反。
7.权利要求5或6所述的冰块制造设备，其中所述流体密封装置包括一个第一塞孔和一个第二塞孔，分别相对于空心转轴以预定的角度方向穿过空心转轴形成；一个止回阀，用于允许流体沿着将流体充入空腔的方向流动并且阻止流体沿反方向流动，止回阀安装在第一塞孔内；和一个螺栓，用于在空气完全排除后进行密封，安装在第二塞孔内。
8.权利要求1所述的冰块制造设备，其中所述的供水装置包括一个储水器，用于在其中容纳通过外部水管供送的水；一个供水管，它的一端连接到储水器的入口，另一端位于冷却滚子的表面附近并且有一个喷嘴，供水管在其一端设置有一过滤器；一泵，用于响应所述供水控制装置的信号运行或停止，以从储水器中提升所需量的水，泵安装在供水管上；和一个供水阀，靠近泵安装在供水管上，根据供水控制装置的信号自动打开或关闭。
9.权利要求1所述的冰块制造设备，其中所述的制冷剂供给装置包括一个具有风扇和风扇电动机的压缩机；一个储蓄器，用于将由压缩机压缩的制冷剂供给冷却滚子，此储蓄器安装在压缩机的一侧；和一个制冷剂供给管，通过它供给制冷剂；和一个制冷剂回流管，通过它制冷剂回流；两个管都连接到储蓄器上。
10.权利要求1所述的冰块制造设备，其中所述的驱动装置包括一个第一电机，它安装在冷却滚子的一侧并为其提供转动力；一个驱动带轮，安装在第一电机的轴上；一个从动带轮，连接到冷却滚子一端的转动轴；一个正时带，把驱动轮的转动传递到从动轮；一个从动齿轮，连接到转动切削装置；一个第二电机，具有一个驱动齿轮安装在其轴上，该驱动齿轮和从动齿轮啮合。
11.权利要求1所述的冰块制造设备，还包括安装在壳体内侧的热绝缘，以防止外部热量引入。
全文摘要
一种冰块制造设备,它有一个壳体;一个冷却滚子通过充入其内部的制冷剂在其外围表面形成一定厚度的冰层;一个供水装置,连续的供给一定流量的水到冷却滚子的表面;一个供水控制器,通过检测冷却滚子外围表面是否达到冰的形成温度来控制从供水装置到冷却滚子表面的供水;一个制冷剂供给装置,向冷却滚子内部供给压缩过的制冷剂;一个冰层厚度控制装置,控制冻结在冷却滚子表面的冰层的厚度;一个转动刀具,可以和冷却滚子表面接触,切下冻结在冷却滚子表面的冰层成为具有理想尺寸的冰块,并且单向转动;一个驱动装置,响应控制器的信号驱动冷却滚子;一个冰储存容器位于转动刀具的下方,以盛接并储存转动刀具切下的冰块。
文档编号F25C1/14GK1353292SQ0114360
公开日2002年6月12日 申请日期2001年10月13日 优先权日2000年10月13日
发明者李在兴, 全荣吉, 金正姬 申请人:李在兴, 全荣吉, 金正姬