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扭转制冰机结构与设计要点
扭转制冰机结构与设计要点

如图1所示,这就是一种典型的扭转制冰机,主要由
  ①、马达
  ②、温度传感器(类型:热电偶、热敏电阻等)
  ③、制冰机支架
  ④、制冰机
  ⑤、探冰杆组成。一个制冰周期为:供水→制冰等待→离冰→复位,整个制冰过程(guò chéng)由一套控制(control)程序来完成,离冰时马达带动制冰机转动,旋转到一定位置时,制冰机扭曲变形将冰块排出。
表2电机的基本参数
表3马达的机械性能
2.探冰杆
如图2所示,马达的侧面为检冰轴,用自攻螺钉将探冰杆固定(fixed)在其侧面,正面为输出轴,制冰机端头套在上面。当冰块凝结后,探冰杆向下旋转探测储冰盒内是否满冰,这时输出轴带着制冰机也跟着旋转。如果探冰杆探到极限位置后(38°)未接触到冰块,这时输出轴带着制冰机继续旋转到极限位置(160°),在这过程(guò chéng)中制冰机上的凸起就会与制冰机支架上的凸台形成干涉,从而使制冰机扭转达到脱冰的目的。如果探冰杆在向下探冰过程中碰到冰块,这时检冰轴与输出轴都会回到正常位置,不再翻冰。由于与冰块相接触,探冰杆采用的也是食品级的PP材料(Material)。设计时需注意(attention):当探冰杆打到极限位置时(38°),与储冰盒顶部至少保留一个冰块的高度,避免推拉抽屉时,冰块从储冰盒中掉出。
此外,因为冰块从制冰机中掉落后滚落的方位与高度是不一样的,所以探冰杆长度以与制冰机长度相应为宜(为了避免变形,表面需增加加强筋),从而可以全面探冰,避免卡冰。实验室雪花制冰机有冰满显示,缺水显示,过冷保护显示,故障警告显示等保护性停机功能。制冰机冰满缺水时会自动停机,当来电来水时会自动开机,具有自动记忆恢复功能。
3.温度传感器(类型:热电偶、热敏电阻等)
制冰机用温度传感器(类型:热电偶、热敏电阻等)与冰箱内用的冷藏冷冻传感器基本一致,感知制冰机内温度,从而判断制冰机内的水是否凝结成冰。
注意:为了保证传感器感知的是制冰机内的温度而不是冷冻室温度,需要在其表面添加EPHOTOSHOP泡沫及其外罩(如图3所示),卡在制冰机伸出来的挂钩上,避免传感器晃动。
4.制冰机支架
制冰机支架主要是用来固定(fixed)制冰机与马达的,其安装于箱胆或门体上,造型没有固定样式,都是千奇百怪的(如图4所示)。雪花制冰机型是一种较为潮湿,含水量一般在15%~25%之间,温度略低于零度,可塑性好,很容易取用和堆积,所制冰形为不定形的细小颗粒雪花状碎冰能渗入较窄间隙,冷却速度快,冰浴效果好,专为实验室设计,特别适合在生命科学、医学、农林牧渔、检验检疫等实验室使用。
主要原因有:安装方式方法不一样,有的用卡扣固定(fixed),有的用导轨固定;风道位置与大小不同,这种扭转式制冰机基本都是利用风道出来的冷风来使水尽快冷却从而达到制冰的目的(如图5所示),所以如何更好的引风成为制冰机支架设计的难点,只能通过(tōng guò)CAE分析和不断地制作手板模型来寻找最佳的结构。雪花制冰机采用意大利技术的Haitec二级减速器,噪音低,运行平稳可靠。 制冰机顶部设有散热孔及风机,保证减速器电机在高温恶劣条件下也能可靠运行。
如果冷冻风道与制冰机支架设计不合理,那样各个冰格的凝结时间差值会很大,如图6所示。温度传感器(类型:热电偶、热敏电阻等)一般都是安装在冰块凝结最慢的冰格下,避免水未完全凝结成冰就脱冰。这样的话,假如以最慢冰格的凝结时长为整个周期内的脱冰时间,无异于加长了整个制冰时长。同时,早期的陈冰由于凝结时间过长容易在脱冰过程(guò chéng)中碎裂。
注意(attention)的地方:在不影响装配的情况(Condition)下,制冰机装入支架后,制冰机底部与进水口的间距越小越好,一般以不超过85mm为宜,否则使用水泵供水时,会造成溅水现象;假如利用水阀直接进行外部供水,溅水现象会更为严重。马达装入制冰机支架后,支架上须有电机线束固定(fixed)机构,避免线束外漏,影响安全与美观,并且在安装过程(guò chéng)中,电机端子不能有干涉现象。如果制冰机属于制冰机可独立拆卸结构时,必须在支架上设置探冰杆限位块,避免制冰机抽出后,探冰杆探测储冰盒未满冰,从而继续向制冰机中注水的现象发生。制冰机支架一端固定电机,一端固定制冰机,在设计时须把箱胆的拔模斜度与底板脚轮以及调平角的偏差考虑进去,避免出现水位不平,冰块有大有小的现象发生。
5.制冰机
由于制冰机中的冰绝大多数的时候是供人食用的,同时为了更好的扭转脱冰以及复位,所以选用的材料(Material)是食品级的PP。在进水口处应设置翻边,一般以超出基准面6-8mm为宜,从而避免瞬时水流过大过快溢出制冰机,为了使水在制冰机中流动,需设置过流槽,过流槽的数量以水可以顺利到达所有冰格且不溢出的情况下越少越好(多了影响(influence)冰块美观),过流槽深度以基准面以下10-12mm为宜,为了使整冰扭转断裂,需在过流槽以及单个冰格之间设计断裂筋位,从而更好脱冰,冰块高度20-22mm为宜,太高了难以脱冰,太低了冰块过小。