[发明专利]用于生产和储存特别是用于冰清管的可流动浆液的方法和设备

说明书

一种用于生成并在罐(22)中储存尤其可用于冰清管的结冰颗粒的可流动浆液(2)的设备，该设备包括控制系统(100)，控制系统(100)布置成监测储罐中搅拌器(23)的运行参数OP。当基于运行参数OP的控制参数CP达到阈值CPt时，控制系统开始浆液粉碎和分离或脱水循环。控制参数可表示输入到储罐(22)的累积能量。粉碎可在分离之前执行，当在处理流道中循环的浆液的感测的流变参数RP达到目标值RPt时，结束处理循环。

技术领域

本发明涉及用于生产如用于例如冰清管的水冰浆液或其它结冰颗粒的浆液的系统。

在本说明书中，浆液或悬浮液是通过使液体部分地结冰而生产的液体和固体颗粒的混合物，液体被认为包括例如可流动凝胶和触变产品。

背景技术

可流动的结冰浆液(通常但不一定是水冰)用于各种目的，这样的目的包括例如用于冷却食品、用于储存空调系统中的能量、用于医疗以及用于冰清管，在用于冰清管时在压力作用下迫使浆液穿过管道以去除污物。通常，冰点抑制剂(例如盐、糖、柠檬酸或任何其它合适的物质)被添加到结冰之前的水或其它液体；当固体部分增加时，冰点抑制剂在剩余的液体部分中变得集中，从而抑制剩余的液体部分的冰点。这样确保了浆液保持液体部分并因此在宽的温度范围内保持可流动。

在浆液用于清洗用于输送液体产品例如食品的管道的情况下，浆液可通过使一批新的产品结冰而生产，以避免在清管操作之后需要进一步的清洁。

用于冰清管的浆液的效力主要取决于其固体部分。为了形成塞子(该塞子具有足够的壁剪切以在管壁上施加清洁动作，同时适应复杂的流道几何形状)，与通常用于蓄热、食物处理或其它应用的自由流动浆液相比，用于冰清管的浆液通常将具有大体上更高的固体部分。

已知各种技术用于生产浆液，这样的技术包括刮板式表面热交换器，其中在冰晶通过刮削从冷却表面去除之前，液体通过与该表面接触而部分地结冰。已知的适合用于生产用于冰清管的水冰浆液的刮板式表面热交换器通过示例的方式在图1中示出。

针对冰清管的大量研究已在布里斯托尔大学进行，结果是发布了研究成果，其包括Ainslie发表的水工业中的E.A.冰清管(E.A.Ice Pigging in the Water Industry)，2010年12月，工程学博士论文，布里斯托尔大学(可在http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do？uin＝uk.bl.ethos.573410获取)。

Ainslie(2010)描述了水冰浆液用于配水管道的冰清管，并在第209-230页给出了适用于该目的的浆液生产和储存系统的细节。

已知的是，浆液的流动特性不仅取决于其固体部分而且取决于固体颗粒的形状和尺寸，由于冰晶生长以及固体颗粒融化或凝聚，所以浆液的流动特性随着时间而改变。如果允许浆液保持静止，则剩余的固体部分随后将逐渐凝固成刚性质量。

当浆液在使用之前的一定时间内储存在罐中时，因此通常提供搅拌器，搅拌器持续地调拌储存的浆液以使浆液维持在可流动的或均质的状态。固体部分可通过测量搅拌器的功耗或扭矩反作用来估计。

然而，“尝试预测给定混合体系(regime)的全部行为是特别困难的”(Ainslie(2010)第32页)。因此，在实践中，即使存在搅拌器，为了确保浆液具有期望的颗粒尺寸以及整体粘度和固体部分，发现必须定期通过以定时的处理循环粉碎固体颗粒并在浆液返回罐中之前去除多余的液体来复原储存的浆液。由于粉碎趋向于加速融化，所以必须频繁地重复处理循环。