Способ получения искусственного льда

Способ получения искусственного льда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к созданию искусственного льда и может быть использовано в строительстве и спорте. Цель изобретения - сокращение расхода полимера , упрощение состава и упрочнение льда. Способ включает приготовление водного раствора полимера - поливинилового спирта и его замораживание, причем раствор содержит поливиниловый спирт в концентрации 0,5-7,0 мас.%, замораживание раствора осуществляют при температуре от -10 до -60°С, а полученный лед выдерживают при температуре от -2,5 до -6,5°С в течение 5-7 сут. 1 табл.

сОюз сОВет ских

СОЦИАЛИС1ИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4694538/13 (22) 23.05.89 (46) 15.05.91. Бюл. № 18 (71) Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве и Институт элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова (72) С,В.Рогожин, В.Г.Чеверев, Е.С,Вайнерман, В,Е.Гагарин, В.И.Лозинский, В.В.Торбин, Е.Н.Барковская, В.И.Панченко и В.В,Рогов (53) 621,584. 3(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1242505, кл, С 09 К 3/24, 1985.

Изобретение относится к созданию искусственного льда и может быть использовано в строительстве и спорте.

Цель изобретения — сокращение расхода полимера, упрощение состава и упрочнение льда, Способ включает приготовление водного раствора полимера — поливинилового спирта (ПВС).и его замораживание, причем концентрация полимера в растворе составляет 0,5-7,0 мас.%, замораживание раствора осуществляют при температуре от -10 до

-60 С, а полученный лед выдерживают при температуре от -2.5 до -6,5 С в течение

5-7 сут.

Пример 1. К 95 г воды при перемешивании прибавляют 5 г поливинилового спирта. Через 2 ч суспензию набухшего полимера нагревают на кипящей водяной бане до полного растворения ПВС. Раствор

Ä.,5U„Ä 164921,8 А1

{54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ЛЬДА (57) Изобретение относится к созданию искусственного льда и может быть использовано в строительстве и спорте, Цель изобретения — сокращение расхода полимера, упрощение состава и упрочнение льда, Способ включает приготовление водного раствора полимера — поливинилового спирта и его замораживание, причем раствор содержит поливиниловый спирт в концентрации 0,5-7 0 мас.%, замораживание раствора осуществляют при температуре от -10 до -60 С, а полученный лед выдерживают при температуре от -2,5 до -6,5 С в течение

5 — 7 сут. 1 табл, заливают в форму, которую помещают в холодильную камеру с температурой -40 С.

Термопара, погруженная в образец и соединенная с регистрирующим потенциометром, фиксирует момент достижения указанной температуры, После этого температуру в камере поднимают до -4 С и образец выдерживают при этой температуре 6 сут, В качестве образца сравнения в тех же условиях подвергают замораживанию воду.

Физико-механические показатели чистого льда и искусственного льда определяют по величинам условно-мгновенной прочности на одноосное сжатие. Постоянную скорость нагружения обеспечивают ручным масляным прессом с плавной подачей поршня и регулируют таким образом, чтобы полное разрушение образца происходило,за 30 с.

Проведенные испытания показывают, что искусственный лед, сформированный при

1649218 указанных выше условиях, оказывается в

8,5 раз прочнее естественного льДа и прочнее льда, полученного по способу-прототипу.

Пример 2. К 95 г воды при перемешивании прибавляют 5 г поливинилового спирта. Через 2 ч суспензию набухшего полимера нагревают на кипящей водяной бане до полного растворения ПВС. Для получения послойно намороженного образца композита металлическую обойму помещают в холодильную камеру с температурой . -40 С и затем заливают в нее порциями раствор полимера, который добавляют каждый раз в количестве, достаточном для образования слоя толщиной 5 мм. Каждую последующую порцию раствора полимера для образования нового слоя добавляют, когда температура предыдущего слоя достигает

-40 С. Значения температуры намораживаемых слоев фиксируют термопарой, погруженной в образец и соединенной с регистрирующим потен циометром. После того, как последний слой обоймы, заполненный послойно-замороженным композитом, охлаждают до -40 С, температуру в камере повышают до -4 С и образец выдерживают ,при этой температуре 6 сут. В качестве образца сравнения в тех же условиях, таким же образом подвергают замораживанию воду, Физико-механические показатели чистого льда, намороженного послойно, определяют по величинам условно-мгновенной прочности на одноосное сжатие. Постоянную скорость нагружения обеспечивают ручным масляным прессом с плавной подачей поршня и регулируют таким образом, чтобы полное разрушение образца происходило за 30 с.

Проведенные испытания показывают, что искусственный лед, сформированный при указанных выше условиях, оказывается в 8,8 раэ прочнее естественного льда, Относительное упрочнение льда*>

Примечание

Условия замо вживания аство а

Пример,ЬЬ

Режим выдерживания в замороженном состоянии

Температура замораживаОС

Способ формирования льда*

Глицерин

ПВС Вода температура, ОС время, сут по прото б б б б б типу, — 2 — 20 — 2 — 2

1,6

1,7

5,5

6,8

8,1

0

0,05

0,1 .0,5

92,0

91,05

89,9

87,5

2

4

8

Состав исходного раствора. мас.%

Результаты, обосновывающие выбор режимных параметров способа, приведены в таблице.

Как видно из представленных в таблице результатов, при концентрациях ПВС a растворе, меньших 0,5%, достигается незначительное упрочнение льда. При концентрациях ПВС более 7,0% увеличивается расход полимера.

Осуществление замораживания раство-. ра при температуре выше -10 С приводит к переохлаждению, особенно при концентрациях ПВС более 5%, что не дает возможность получить лед. Замораживание исходного раствора при температурах ниже

-60 С нецелесообразно по экономическим соображениям, На второй стадии охлаждения при температурах выше -2,5 C не удается получить желаемое упрочнение льда, так же как при использовании температур от -6,5 до - 10 С.

Не позволяет достигнуть максимального упрочнения выдержка льда в течение менее 5 сут.

Упрочнение льда в 7-9 раз достигают при меньших концентрациях ПВС и исключении из состава раствора глицерина, ис-. пользуемого в прототипе, при сочетании режимных параметров способа, указанных в формуле.

Формула изобретения

Способ получения искусственного льда, включающий приготовление водного раствора полимера — поливинилового спирта, и его замораживание, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода полимера, упрощения состава и упрочнения льда, раствор содержит поливиниловый спирт в концентрации 0,5 — 7,0 мас.%, замораживание раствора осуществляют при температуре от -10 С до -60 С, а полученный лед выдерживают при температуре от -2,5 до -6,5 С в течение 5 — 7 сут.

1649218

Продолжение таблицы по способ

У вЂ” 10 — 10 — 20 — 20 — 30 — 30 — 40 — 40 — 60

-60 — 2,5 — 2,5 — 3,5 — 3,5 — 5,0 — 5,0 — 3,0

-З,О

-6,5

-6,5

5

5.5

5,5

6

6,5

6,5

6,6

6.5

7,8

7,9

8,1

В,3

8,5

8,8

9,2

9,6

11

12

13

14

16

17

18 а б а б а б а б а б

93.0

93,0

93,0

93.0 — 4 — 6 — 8 — 70

7,0

7,0

7,0

7,0

34

36

37 9,1 — 6.5

19

21

22

23

24

26

27

28

29

ЗО

31

32

0,5

0,5

1,0

1,0

3,0

3,0

5,0

5,0

7,0

7,0 примеры

0,1

0,1

0,25

0,25

0,40

0,40

0,5

0,5

1.,0.

1,0

3,0

3,0

5,0

5,0

7.0

99.5

99,5

99,0

99,0

97,0

97,0

95,0

95,0

93,0

93,0 вне пред

99,9

99,9

99,75

99,75

99.6

99.6

99,5

99,5

99.0

99,0

97,0

97,0

95,0

95,0

93,0

О

0

0

О

О

О

0 елoB сост

0

О

О

0

О

О

О

О

О

О авов и ре а б а б а б а б а б а б а б а жимов сп — 10 — 10 — 20 — 20

-60 — 60 — 10 — 10 — 20 — 20 — 30 — ЗО

-40 — 40 — 2 особа — 2,5

-2,5 — 3,5 — 3,5 — 6,5

-6,5 — 2,5 — 2,5 — 3,5 — 3.5 — 5,0 — 5,0 — З,О

-3,0

Не замерзает

То же

5

5,5

5,5

7

2

4

8

3,1

3,3

4,7

4,9

4,4

4,3

2,4

1,5

4,0

4,0

;8,1

8,0

8,5

8,9

1649218

Продолжение таблицы

Состав исходного раство ра, мас, Пример,М

Условия

Относи. тельное упрочнение льда*

Примечание замооаж ивания раствора

Способ формирования льда+

Температура замораживаоC

Режим выдерживания в замороженном состоянии

ПВС Вода

Глицерин температура, ОС время, сут не замерзает

2,8

2,1

2,3

+ а — формирование льда в блоке, . б — послойное формирование льда.

+* — отношение величины условно-мгновенной прочности на одноосное сжатие искусственного льда к величине условно-мгновенной прочности на одноосное сжатие естественого льда, сформированных в одинаковых условиях, Составитель Е. Ильин

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор В. Гирняк

Редактор В, Ковтун

Заказ 1510 Тираж 351 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

38

39

41

42

43

44

46

47

48

49

51

52

53

54

56

7,0

10,0

10,0

5,0

5,0

5,0

5.0

5,0

5,0

5,0

5,0

7,0

7,0

3,0

3,0

7,0

10,0

10,0

10,0

10,0

93,0

90,0

90,0

95,0

95,0

95,0

95,0

95.5

95,0

95,0

95,0

93,0

93,0

97,0

97,0

93.0

90,0

90,0

90,0

90,0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0 б а б а б а б а б а б а б а б б а б а б

-70

-60 — 60 — 40 — 40 — 40 — 40 — 40 — 40 — 40 . — 40 — 20 — 20 — 20 — 20 — 2 — 2 — 2 — 20

-20 — 6,5. — 6,5 — 6,5

-2.0 — 2,0 — 0,5 — 0,5 — 7,0 — 7,0 — 9,5 — 9,5

7

6,5

6,5

6,5

6,5

6,5

6.5

6,5

6,5

9,5

9,3

9,7

6,4

6,5

6,0

5,8

6,1

6,0

4,4

4,5

1,2

1,3

1,05

1,15

1,1