本發(fā)明涉及一種混合相變材料熔化充裝裝置，尤其是多種材料浸浴加熱至熔化的攪拌混合與批量集成充裝，適用于多種范圍溫度的相變材料與其輔料、復(fù)合材料的均勻物質(zhì)制備，實(shí)現(xiàn)相變材料儲(chǔ)存封裝單元體的液態(tài)灌裝。

背景技術(shù)：

相變材料的貯能理論和應(yīng)用研究在近些年取得了迅猛發(fā)展。其中水合鹽是指含有結(jié)晶水的化合物質(zhì)，其中的水以一定的穩(wěn)定狀態(tài)與物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相結(jié)合，因此是一種具有固定比例較穩(wěn)定態(tài)的結(jié)晶水和較高熱效應(yīng)的水合物。對(duì)于相變溫度較低的無機(jī)水合鹽相變材料，在外界溫度超過其相變溫度后溶化，脫去物質(zhì)本身的結(jié)晶水，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)熱過程；溫度繼續(xù)升高超過100℃則析出的結(jié)晶水蒸發(fā)，再次凝固時(shí)則失去原有結(jié)晶水成分，喪失相變儲(chǔ)熱能力。所以這類相變材料在熔化過程中因避免溫度過高而采用水浸浴加熱。

除水合鹽類中低溫相變材料，一些中溫、高溫相變材料也只在一定的溫度范圍內(nèi)存在較高的熱穩(wěn)定性，一旦加熱溫度過高則失去儲(chǔ)能利用價(jià)值，且需保證加熱均勻，避免暴沸，因此在相變材料的制備過程中通常需要保持加熱溫度的允許波動(dòng)區(qū)間，采用油浸浴加熱。

相變材料普遍存在相分離和高過冷度現(xiàn)象，為消除缺陷通常采用添加一定比例的增稠劑和成核劑作為消除缺陷輔料，需要在主儲(chǔ)熱劑熔化狀態(tài)下充分混合均勻，實(shí)現(xiàn)自然凝固。增稠劑由于自身特性加料易產(chǎn)生自凝現(xiàn)象，需多批次、少量、均勻加入，并輔以充分?jǐn)嚢杌旌?。相變材料普遍存在的低?dǎo)熱率現(xiàn)象，通常通過添加性質(zhì)相似的二元或多元化合物制備復(fù)合相變材料以改善其儲(chǔ)熱特性。在儲(chǔ)熱技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，制備完全的相變材料通常儲(chǔ)存在一定密封結(jié)構(gòu)的封裝單元內(nèi)，并且涉及到相變后的體積變化，考慮封裝儲(chǔ)存體充裝量。且需要的單元管數(shù)量通常較多，單次灌裝效率低。

針對(duì)上述問題，本發(fā)明以期創(chuàng)設(shè)一種混合相變材料熔化充裝裝置，其特點(diǎn)在于采用可控溫的電加熱循環(huán)系統(tǒng)浸浴加熱，回路中可采用水或?qū)嵊妥鳛榧訜峤橘|(zhì)，整個(gè)充裝系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)溫度統(tǒng)一，相變材料的制備過程可隨時(shí)定量、多批次、均勻添加輔料或復(fù)合材料，在整個(gè)熔化、充裝過程中實(shí)施攪拌，待充裝單元管通入恒溫循環(huán)工質(zhì)箱中預(yù)熱，以稱重傳感器控制電磁閥實(shí)現(xiàn)可控量充裝，通過旋轉(zhuǎn)恒溫箱實(shí)現(xiàn)一次熔化后的多根單元管充裝，提高效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，目的是提供一種混合相變材料自動(dòng)加料、熔化攪拌，對(duì)待充裝單元管進(jìn)行預(yù)熱處理，實(shí)現(xiàn)可控量多根單元管集成充裝，結(jié)構(gòu)合理的混合相變材料熔化充裝裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種自動(dòng)控制的混合相變材料熔化充裝裝置，包含溫度可控的加熱循環(huán)工質(zhì)箱和自動(dòng)填料浸浴加熱爐兩部分。溫度可控的加熱循環(huán)工質(zhì)箱由電加熱器2和箱體1組成，箱體側(cè)面設(shè)置爐體加熱工質(zhì)出管17，箱體加熱工質(zhì)進(jìn)管3；箱體頂部開若干孔插入待充裝單元管15；自動(dòng)填料浸浴加熱爐外層為循環(huán)加熱工質(zhì)通道，設(shè)置爐體加熱工質(zhì)進(jìn)口11、爐體加熱工質(zhì)出口6；內(nèi)層填充待熔化的相變材料10，底部連接卸料管、電控卸料閥門12，中空部位設(shè)升降葉片攪拌器7，浸浴加熱爐底部設(shè)爐體稱重傳感器23。加料裝置采用填料稱重傳感器29控制放料的皮帶27傳送，箱體與熔化爐外腔形成循環(huán)熱工質(zhì)回路21。

本發(fā)明所述可控電加熱恒溫工質(zhì)箱采用可設(shè)定溫度的電加熱器2加熱循環(huán)工質(zhì)，箱體外層箱體保溫層20。箱體安裝有溫度計(jì)(電加熱器測(cè)溫22)，液位計(jì)8，側(cè)壁安裝加熱工質(zhì)補(bǔ)償口14、溢流口4、排污口19，側(cè)面安裝箱體加熱工質(zhì)出管17、箱體加熱工質(zhì)進(jìn)管3，閥門控制，安裝萬向輪18，頂部蓋板開若干孔，孔邊緣設(shè)置固定板卡箍13。

本發(fā)明所述浸浴加熱爐設(shè)置爐體稱重傳感器23、電動(dòng)調(diào)節(jié)卸料閥門12，保溫卸料管。

本發(fā)明所述浸浴加熱爐外部爐體保溫層5。外腔設(shè)置液位計(jì)8，溫度計(jì)，爐體下部安裝爐體加熱工質(zhì)進(jìn)口11，上部背側(cè)安裝爐體加熱工質(zhì)出口6，閥門控制，連接恒溫箱循環(huán)工質(zhì)。

本發(fā)明所述浸浴加熱爐內(nèi)腔底部為倒錐形，錐頂開孔，連接不銹鋼管、卸料閥門12。

本發(fā)明所述自動(dòng)加料裝置包含升降攪拌機(jī)7、填料稱重傳感器29、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥28、刮刀25、移動(dòng)支架(平移支撐軸33)和限位臺(tái)(固定限位平臺(tái)34)。

本發(fā)明所述可控的恒溫工質(zhì)箱箱和浸浴加熱爐之間采用金屬軟管21連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：能夠?qū)崿F(xiàn)多種溫度范圍的相變材料在溫度可控的浸浴加熱爐內(nèi)均勻吸熱熔化，可隨時(shí)添加輔料、復(fù)合材料，充分?jǐn)嚢?；通過稱重傳感器計(jì)算已充裝材料體積，在加熱爐底部通過閥門實(shí)現(xiàn)可控量卸料；恒溫工質(zhì)箱對(duì)待充裝單元管實(shí)現(xiàn)預(yù)熱，保證充裝各環(huán)節(jié)溫度相同，避免相變材料灌裝過程中冷卻凝固堵塞；可采用不同夾具、開孔類型應(yīng)用于不同結(jié)構(gòu)封裝單元；可一次性熔化較多體積相變材料，或充裝進(jìn)行過程中持續(xù)填料，在單根封裝單元充裝完畢后旋轉(zhuǎn)底部恒溫箱，將卸料口對(duì)準(zhǔn)下一根待充裝管，已充裝完畢單元管可取出用空管替換，實(shí)現(xiàn)批量充裝，大大提高效率。

本發(fā)明利用電加熱器對(duì)全回路工質(zhì)進(jìn)行加熱，采用浸浴方式控制熔化溫度，避免相變材料在熔化過程中蒸發(fā)脫出結(jié)晶水或產(chǎn)生不穩(wěn)定熱反應(yīng)，提供混合相變材料的攪拌，對(duì)待充裝單元管進(jìn)行同溫預(yù)熱處理，通過稱重傳感器控制加料與充裝質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可控量多管連續(xù)充裝，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，操作簡(jiǎn)便，充裝速度快。

附圖說明

圖1是本發(fā)明自動(dòng)控制的混合相變材料熔化充裝示意圖。

圖2是本發(fā)明裝置的恒溫循環(huán)工質(zhì)箱俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋并不局限于以下實(shí)施例。

本發(fā)明實(shí)施例參見圖1和圖2，本實(shí)施例的混合相變材料熔化充裝裝置，包括溫度可控的加熱恒溫循環(huán)工質(zhì)箱、電加熱器2、箱體加熱工質(zhì)進(jìn)管3、溢流口4、爐體保溫層5、爐體加熱工質(zhì)出口6、升降葉片攪拌機(jī)7、液位計(jì)8、加熱爐外腔9、爐體加熱工質(zhì)進(jìn)口11、卸料閥門12、固定板卡箍13、加熱工質(zhì)補(bǔ)償口14、循環(huán)工質(zhì)泵16、箱體加熱工質(zhì)出管17、萬向輪18、排污口19、箱體保溫層20、金屬軟管21、電加熱器測(cè)溫22、爐體稱重傳感器23、拉手24、刮刀25、轉(zhuǎn)筒26、運(yùn)料皮帶27、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥28、填料稱重傳感器29、儲(chǔ)料箱30、傳感控制器31、操作控制箱32、平移支撐軸33、固定限位平臺(tái)34。

其中溫度可控的加熱恒溫循環(huán)工質(zhì)箱由電加熱器2和箱體1組成，底部安裝兩對(duì)萬向輪18可旋轉(zhuǎn)或水平移動(dòng)，箱體1包括加熱工質(zhì)補(bǔ)償口14、溢流口4、排污口19，可在充裝過程中補(bǔ)充循環(huán)工質(zhì)，穩(wěn)定液位高度。

在箱體底部側(cè)面設(shè)置循環(huán)箱體加熱工質(zhì)出管17，頂部背側(cè)設(shè)置循環(huán)箱體加熱工質(zhì)進(jìn)管3；浸浴加熱爐設(shè)置爐體加熱工質(zhì)進(jìn)口11、爐體加熱工質(zhì)出口6，通過循環(huán)工質(zhì)泵16實(shí)現(xiàn)加熱工質(zhì)循環(huán)，充裝過程各環(huán)節(jié)溫度統(tǒng)一，浸浴爐溫度保持穩(wěn)定。

浸浴加熱爐分為內(nèi)外兩層，外層為熱循環(huán)工質(zhì)通道加熱爐外腔9，安裝液位計(jì)8；內(nèi)層填充待熔化的相變材料10，底部為倒錐體，錐尖開孔焊接卸料管、電動(dòng)調(diào)節(jié)卸料閥門12，連接傳感控制器31；相變材料填裝高度低于外層加熱工質(zhì)高度，加熱爐底部安裝爐體稱重傳感器23，連接傳感控制器31。

加料裝置采用填料稱重傳感器29連接傳感控制器31，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥28控制儲(chǔ)料箱30放料過程，材料由轉(zhuǎn)筒26帶動(dòng)皮帶27傳送，由帶傾角刮刀25卸料填入加熱爐，傳送帶由操作控制箱32控制的平移支撐軸33和固定限位平臺(tái)34做水平移動(dòng)，中空部位設(shè)升降葉片攪拌器7，裝置可升降，連接操作控制箱32。

箱體頂部蓋板邊緣分散開若干孔，插入待充裝單元管15，可通過旋轉(zhuǎn)箱體將不同單元管對(duì)準(zhǔn)卸料閥門12進(jìn)行充裝，某一根單元管充裝時(shí)不影響其他管取出與空管放入。

本實(shí)施例采用可設(shè)定溫度的電加熱器2連接傳感控制器31加熱循環(huán)工質(zhì)，設(shè)有溫度探頭深入恒溫箱，可根據(jù)設(shè)定溫度通過加熱器加熱，到達(dá)溫度后停止加熱，低于設(shè)定溫度自動(dòng)加熱，實(shí)現(xiàn)循環(huán)工質(zhì)的恒溫過程。箱體外層保溫。

本實(shí)施例恒溫循環(huán)工質(zhì)箱安裝有溫度計(jì)，液位計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)工質(zhì)溫度，保證箱內(nèi)與浸浴爐液位高度，避免待充裝管預(yù)熱不充分。

本實(shí)施例恒溫工質(zhì)箱底部安裝兩對(duì)萬向輪，可旋轉(zhuǎn)或水平移動(dòng)恒溫箱，將待充裝管對(duì)準(zhǔn)卸料口，或取出充裝完畢單元管。

本實(shí)施例恒溫工質(zhì)箱頂部蓋板開若干孔，可為圓形、方形或特殊形狀，放入待充裝單元管，管可添加翅片，孔邊緣焊接豎直壁板，設(shè)置卡箍將管固定，加熱工質(zhì)中深入體積可根據(jù)預(yù)計(jì)充裝量與管長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。

本實(shí)施例浸浴加熱爐由不銹鋼壁面分為內(nèi)外兩層，外部保溫。內(nèi)腔底部為倒錐形，避免熔融狀態(tài)下的相變材料附著堆積，斜度可根據(jù)相變材料粘度判斷，錐頂開孔，連接卸料管、電動(dòng)調(diào)節(jié)卸料閥門12，管徑與閥門大小根據(jù)相變材料粘度與待充裝管尺寸計(jì)算，卸料管可采取適當(dāng)外保溫，防止卸料過程中材料凝固堵塞。

本實(shí)施例浸浴加熱爐底部安裝爐體稱重傳感器23，可統(tǒng)計(jì)單次卸料質(zhì)量，通過傳感控制器31調(diào)節(jié)電動(dòng)卸料閥門12，根據(jù)不同相變材料膨脹比確定充裝量，控制單元管充裝體積。

本實(shí)施例自動(dòng)填料裝置在進(jìn)料時(shí)通過填料稱重傳感器29連接傳感控制器31，控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥28實(shí)現(xiàn)給料，轉(zhuǎn)筒26連接操作控制箱32開始工作，平移支撐軸33連接操作控制箱32向左移動(dòng)，將刮刀卸料口對(duì)準(zhǔn)加熱爐。停止進(jìn)料時(shí)傳感控制器31控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥28關(guān)閉，操作控制箱32控制轉(zhuǎn)筒26停止，平移支撐軸33向右移動(dòng)，加料裝置退出加熱爐上方，升降葉片攪拌器7下降?？蓪?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制添加材料的多批次、少量、均勻加入。

本實(shí)施例自動(dòng)填料裝置安裝可升降葉片攪拌機(jī)7，在相變材料制備和充裝過程中進(jìn)行攪拌混合，可避免添加輔料混合不均勻，增稠劑自凝等問題，連接操作控制箱32，在進(jìn)料時(shí)自動(dòng)上升，隨時(shí)補(bǔ)充材料，在充裝、加熱熔化過程中下降，保持?jǐn)嚢琛?/p>

本實(shí)施例恒溫循環(huán)工質(zhì)箱和浸浴加熱爐之間采用金屬軟管21連接，位置存在相對(duì)變化，進(jìn)行外保溫，只需要采用一處加熱源，循環(huán)熱工質(zhì)可保證充裝過程中各環(huán)節(jié)溫度相同，避免充裝料的相變與蒸發(fā)。安裝閥門避免充裝停止后浸浴爐加熱工質(zhì)回流從恒溫工質(zhì)箱溢出。

本實(shí)施例通過操作控制箱32實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置，完成對(duì)傳感控制器31調(diào)控。

本發(fā)明書中所描述的以上內(nèi)容僅是對(duì)本發(fā)明的所做的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種修改或采用類似的方式代替，只要不偏離本發(fā)明說明書的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。