一种柱状冰的制备装置及使用方法

本发明属于制冰装置，具体涉及一种水下破冰过程的测试装置及使用方法。

背景技术：

1、在极地科考的背景下，对极地海冰进行破冰是至关重要的，研究海冰的力学性能对于这一过程特别重要。获取自然界的海冰，由于其获取的困难性和受季节影响，往往无法满足科研的需求。因此，实验室中制备海冰的需求日益增加。

2、目前的实验室制备冰方法主要是针对淡水粒状冰，这些方法通常无法有效控制冰的结晶结构，尤其是在模拟柱状海冰晶生长方面存在明显不足；柱状海冰以其的垂直晶体结构，广泛存在自然海冰中；获得柱状海冰对于研究海冰的物理特性及力学特性尤为关键。

技术实现思路

1、基于以上背景，本发明提出了一种柱状冰制备装置及使用方法，旨在克服获取自然海冰的困难及其受季节影响的问题，可在实验室条件下稳定且有效制备柱状冰，不仅能够支持相关的科学研究，同时也有助于理解和模拟自然界中海冰的形成和演变过程，并可以在实验室对柱状海冰的力学性能进行测试。

2、有鉴于此，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种柱状冰制备装置，包括：箱体1、支架2和模具3；其中所述箱体1为顶端开口的盛水容器，所述支架2放置于所述箱体1中的底面上，所述支架2用于支撑所述模具3；所述模具3还包括下板3-1和盖板3-2，所述下板3-1设置有多个柱状凹槽3-1-0，所述柱状凹槽3-1-0的中轴线为垂向方向，所述柱状凹槽3-1-0的尺寸与待制备柱状冰适配；所述柱状凹槽3-1-0的底部设置有第一通孔3-1-1，所述盖板3-2用于覆盖所述下板3-1；所述下板3-1设置于所述支架2的顶端，所述支架2与所述下板3-1的接触的一面设置有第二通孔2-1，所述第二通孔2-1与所述第一通孔3-1-1对齐。

3、可选地，所述盖板3-2的下表面设置有多个凸起，所述凸起与所述柱状凹槽3-1-0对齐，用于封堵所述柱状凹槽3-1-0。

4、可选地，所述模具3的材料为硅橡胶。

5、可选地，所述箱体1的材料为保温材料。

6、可选地，所述支架2的高度与所述柱状凹槽3-1-0的高度比为4:1～6:1。

7、可选地，所述装置用于制备柱状海冰。

8、根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种柱状冰制备装置的使用方法，使用所述的任一装置，包括：

9、步骤s01：将所述模具3放置在所述支架2顶端，且使所述第一通孔3-1-1与所述第二通孔2-1对齐；

10、步骤s02：将制冰液体倒入所述箱体1内，直至液面高度超过所述下板3-1的上表面；

11、步骤s03：用所述盖板3-2覆盖所述下板3-1；

12、步骤s04：将所述箱体1放置于零下环境中结冰；

13、步骤s05：待制冰液体结冰后，将所述模具3脱出，从所述下板3-1中取出柱状冰。

技术特征：

1.一种柱状冰的制备装置，其特征在于，包括：箱体(1)、支架(2)和模具(3)；其中所述箱体(1)为顶端开口的盛水容器，所述支架(2)放置于所述箱体(1)中的底面上，所述支架(2)用于支撑所述模具(3)；所述模具(3)还包括下板(3-1)和盖板(3-2)，所述下板(3-1)设置有多个柱状凹槽(3-1-0)，所述柱状凹槽(3-1-0)的中轴线为垂向方向，所述柱状凹槽(3-1-0)的尺寸与待制备柱状冰适配；所述柱状凹槽(3-1-0)的底部设置有第一通孔(3-1-1)，所述盖板(3-2)用于覆盖所述下板(3-1)；所述下板(3-1)设置于所述支架(2)的顶端，所述支架(2)与所述下板(3-1)的接触的一面设置有第二通孔(2-1)，所述第二通孔(2-1)与所述第一通孔(3-1-1)对齐。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盖板(3-2)的下表面设置有多个凸起，所述凸起与所述柱状凹槽(3-1-0)对齐，用于封堵所述柱状凹槽(3-1-0)。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模具(3)的材料为硅橡胶。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述箱体(1)的材料为保温材料。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支架(2)的高度与所述柱状凹槽(3-1-0)的高度比为4:1～6:1。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置用于制备柱状海冰。

7.一种柱状冰制备装置的使用方法，其特征在于，使用如权利要求1-6所述的任一装置，包括：

技术总结本发明公开了一种柱状冰的制备装置及使用方法，涉及制冰装置技术领域。本发明包括箱体、支架和模具；支架放置于箱体中的底面上，支架用于支撑模具；模具还包括下板和盖板，下板设置有多个柱状凹槽，柱状凹槽的底部设置有第一通孔，盖板用于覆盖下板；支架与下板的接触的一面设置有第二通孔，第二通孔与第一通孔对齐。本发明可在实验室条件下稳定且有效制备柱状冰。技术研发人员：吴先前,谷周澎,岳军政受保护的技术使用者：中国科学院力学研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/2