CN109928099A - 相变材料灌装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相变材料灌装设备，包括：夹套、储料罐、筛板、加热管、液位计和搅拌器。本发明的相变材料灌装设备利用夹套与加热管共同对装有相变材料的储料罐加热，提高了加热效率在盘设的加热管中央设置有搅拌器，加强了固态相变材料与液态相变材料之间的换热；将夹套的出液口设置在其侧壁顶部、将进液口设置在其侧壁底部，能够保证夹套中的循环加热介质始终处于充满状态；结构简单、操作简便，能够实现对相变材料的连续加热与灌装，灌装周期短，灌装过程简单。

Description

相变材料灌装设备

技术领域

本发明属于相变材料储热生产设备领域，特别是涉及一种相变材料灌装设备。

背景技术

由于经济的飞速发展，使得我国面临的能源紧缺和环境污染的压力越来越重。现阶段我国正处于工业化发展的加速期，能源供需矛盾日益突出。以煤炭为主的能源生产和消费结构，严重破坏着我国的生态环境。要想实现能源结构的绿色转型，加快转变能源发展方式，就必须想方设法减少温室气体的排放，提高能源开发、加工和转换效率。

相变储能及技术能将能量以相变潜热的形式储藏于相变材料中，实现能量在不同载体之间的转换。利用相变材料的潜热储能，可提高能源的利用率和开发可再生资源。

目前，相变储能技术可作为工业节能系统和高新技术产品开发的基础，用以满足人们对系统和产品的特殊性能及成本的要求，利用电热蓄能(冷和热)来实现“电力削峰填谷”，也可应用于工业余热利用和新型家用电热电器的开发等领域。在新能源，如太阳能、风能和海洋能等间歇性绿色能源利用方面，相变储能技术也具有非常重要的作用。

现阶段国内对相变储热设备的需求量持续增加，设备生产过程中需要对相变材料进行灌装，通常采用固态颗粒料直接灌装，然后利用设备内置加热管加热融化完成后再进行第二次灌装，继续加热融化，进行第三次灌装，以此循环往复直至灌装完成。此方法灌装周期长，过程繁琐，生产效率低，以此亟需一种能够实现连续加热与填料的一次性相变材料灌装设备。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种相变材料灌装设备，能够连续加热与填料，实现相变材料的一次性灌装。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种相变材料灌装设备，包括：

夹套，为竖直设置的罐状结构，其顶端呈敞口状；

储料罐，竖直设置在所述夹套内，顶部呈封闭状态，侧壁与夹套顶端密封连接形成一个凹腔；

筛板，竖直设置在所述储料罐内，左右两侧分别为排料区和加热区、两个区域互不相通，筛板顶端与储料罐的顶面位于同一水平面上，筛板顶部均匀设置有镂空的圆形孔洞；

加热管，盘设在上述加热区内；

以及竖直设置在加热区内的液位计和搅拌器。

在上述技术方案中，所述的筛板镂空的圆形孔洞的直径为2mm-15mm。

在上述技术方案中，所述圆形孔洞部分覆盖筛板的1/2-2/3。

在上述技术方案中，所述的夹套上部接近顶面边缘处设置有出液口，下部设置有向夹套内输送循环加热介质的进液口。

在上述技术方案中，所述的加热管一端设置有进液管，另一端设置有出液管，所述的进液管与出液管均穿过储料罐和夹套的罐壁延伸至夹套外。

在上述技术方案中，所述储料罐顶部设置有向储料罐内投放相变材料的投料口，该投料口位于所述加热区上方。

在上述技术方案中，所述的储料罐底部的侧壁上设置有贯穿夹套罐壁与储料罐内排料区连接的排料口。

在上述技术方案中，所述的储料罐底面中央设置有贯穿夹套罐壁与储料罐内加热区连接的排渣口。

在上述技术方案中，所述搅拌器包括竖直设置在盘设的加热管的轴线方向上的连接杆、设置在连接杆底端的搅拌桨以及设置在连接杆顶端的搅拌电机，连接杆顶端位于储料罐顶板之上，连接杆底端位于储料罐内距底面20-50cm处。

在上述技术方案中，所述的液位计顶端位于储料罐顶面上距顶面10-30cm处，底端延伸至储料罐底面且不与底面接触。

在上述技术方案中，所述的夹套的高度为储料罐高度的3/4-5/6。

在上述技术方案中，所述的夹套与加热管中的循环加热介质为高温水或者高温导热油。

在上述技术方案中，所述的储料罐内壁上设置有承载加热管的支撑架。

在上述技术方案中，所述的加热管与储料罐内壁之间通过螺栓连接或者卡箍连接。

在上述技术方案中，所述盘设的加热管的总高度为储料罐高度的1/2-5/6。

在上述技术方案中，所述的投料口的投料方式为人工投料或者机械自动连续投料。

在上述技术方案中，所述的筛板开设有镂空的圆形孔洞的部分用不锈钢丝网代替。

在上述技术方案中，所述的灌装设备的材质为不锈钢。

本发明的相变材料灌装设备的使用方法：

将相变材料投入储料罐的加热区，将夹套和加热管中通入循环加热介质以实现对相变材料的加热熔化，同时搅拌器工作加快相变材料的熔化速率，熔化后的液态相变材料通过筛板上镂空的圆形孔洞流入储料罐的排料区，最后经由排料口输出实现对相变储热设备的相变材料灌装。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果是：

1、本发明的相变材料灌装设备结构简单、操作简便，能够实现对相变材料的连续加热与灌装，灌装周期短，灌装过程简单；

2、本发明的相变材料灌装设备利用夹套与加热管共同对装有相变材料的储料罐加热，提高了加热效率；

3、本发明的相变材料灌装设备在盘设的加热管中央设置有搅拌器，加强了固态相变材料与液态相变材料之间的换热；

4、本发明的筛板顶部设置有镂空孔洞，确保搅拌加热时加热区内同时存在有固态料与液态料，提高了相变材料的熔化速率；

5、本发明的相变材料灌装设备将夹套的出液口设置在其侧壁顶部、将进液口设置在其侧壁底部，能够保证夹套中的循环加热介质始终处于充满状态。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

其中：1、夹套；2、储料罐；3、投料口；4、搅拌器；5、液位计；6、筛板；7、出液口；8、排料口；9、排渣口；10、进液口；11、加热管；111、进液管；112、出液管；A、排料区；B、加热区。

具体实施方式

下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步详细描述。需要说明的是：下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

实施例1

一种相变盐灌装设备，包括竖直设置的、顶端呈敞口状的夹套1，夹套1内竖直设置有一顶部呈封闭状态的储料罐2，该储料罐2侧壁距顶面1/4处与夹套1顶端密封连接使得储料罐2与夹套1之间形成一个密闭的凹腔，储料罐2内偏向左侧竖直设置有将其分隔成左右互不相通的两个区域(排料区A和加热区B)的筛板6，筛板6顶端与储料罐2的顶面位于同一水平面上，顶部均匀开设有直径为5mm的镂空的圆形孔洞，开设有镂空的圆形孔洞的部分覆盖筛板6的1/2，筛板6右侧的加热区B内盘设有呈竖直向上螺旋状的加热管11，加热管11一端设置有进液管111、该进液管111穿过储料罐2和夹套1的罐壁延伸至夹套1外，另一端设置有出液管112、该出液管112同样穿过储料罐2和夹套1的罐壁延伸至夹套1外，加热管11与储料罐2内壁之间通过螺栓连接，总高度为储料罐2高度的1/2，相变材料灌装设备利用夹套1与加热管11共同对装有相变材料的储料罐2加热，提高了加热效率；

在盘设的呈竖直向上螺旋状的加热管11的轴线方向上设置有搅拌器4，搅拌器4包括竖直设置的连接杆、设置在连接杆底端的搅拌桨以及设置在连接杆顶端的搅拌电机，连接杆顶端位于储料罐2顶板之上，连接杆底端位于储料罐2内距底面20cm处，加强了固态相变材料与液态相变材料之间的换热；

在筛板6右侧的加热区B内竖直设置有液位计5，其顶端位于储料罐2顶面上距顶面10cm处，底端延伸至储料罐2底面且不与底面接触；

夹套1上部接近顶面边缘处设置有出液口7，下部设置有向夹套1内输送循环加热介质的进液口10，能够保证夹套1中的循环加热介质始终处于充满状态；

在储料罐2顶部且位于加热区B上方设置有向储料罐2内投放相变材料的投料口3，该投料口3的投料方式为机械自动连续投料；储料罐2底部的侧壁上设置有贯穿夹套1罐壁与储料罐2内排料区A连接的排料口8，储料罐2底面中央设置有贯穿夹套1罐壁与储料罐2内加热区B连接的排渣口9，定期排放储料罐2内堆积的废渣。

相变材料灌装设备整体采用不锈钢材料(如316L、316、304等)制成，具有良好的耐高温、乃腐蚀性能。

上述的夹套1及加热管11中的循环加热介质为高温导热油。在使用时，将相变材料从投料口3投入储料罐2的加热区B，从进液口10以及进液管111持续向夹套1和加热管11中通入高温导热油以实现对相变材料的加热熔化，同时搅拌器4工作加快相变材料的熔化速率，熔化后的液态相变材料通过筛板6上的圆形镂空孔流入储料罐2的排料区A，最后经由排料口8输出实现对相变储热设备的相变材料灌装。

实施例2

一种相变盐灌装设备，包括竖直设置的、顶端呈敞口状的夹套1，夹套1内竖直设置有一顶部呈封闭状态的储料罐2，该储料罐2侧壁距顶面1/6处与夹套1顶端密封连接使得储料罐2与夹套1之间形成一个密闭的凹腔，储料罐2内偏向左侧竖直设置有将其分隔成左右互不相通的两个区域(排料区A和加热区B)筛板6，筛板6顶端与储料罐2的顶面位于同一水平面上，顶部均匀开设有直径为10mm的镂空的圆形孔洞，开设有镂空的圆形孔洞的部分覆盖筛板6的2/3，筛板6右侧的加热区B内盘设有呈竖直向上螺旋状的加热管11，加热管11一端设置有进液管111、该进液管111穿过储料罐2和夹套1的罐壁延伸至夹套1外进液管111，另一端设置有出液管112、该出液管112同样穿过储料罐2和夹套1的罐壁延伸至夹套1外出液管112，加热管11与储料罐2内壁之间通过螺栓连接，总高度为储料罐2高度的5/6，相变材料灌装设备利用夹套1与加热管11共同对装有相变材料的储料罐2加热，提高了加热效率；

在盘设的呈竖直向上螺旋状的加热管11的轴线方向上设置有搅拌器4，搅拌器4包括竖直设置的连接杆、设置在连接杆底端的搅拌桨以及设置在连接杆顶端的搅拌电机，连接杆顶端位于储料罐2顶板之上，连接杆底端位于储料罐2内距底面30cm处，加强了固态相变材料与液态相变材料之间的换热；

在筛板6右侧的加热区B内竖直设置有液位计5，其顶端位于储料罐2顶面上距顶面20cm处，底端延伸至储料罐2底面且不与底面接触；

夹套1上部接近顶面边缘处设置有出液口7，下部设置有向夹套1内输送循环加热介质的进液口10，能够保证夹套1中的循环加热介质始终处于充满状态；

在储料罐2顶部且位于加热区B上方设置有向储料罐2内投放相变材料的投料口3，该投料口3的投料方式为机械自动连续投料；储料罐2底部的侧壁上设置有贯穿夹套1罐壁与储料罐2内排料区A连接的排料口8，储料罐2底面中央设置有贯穿夹套1罐壁与储料罐2内加热区B连接的排渣口9，定期排放储料罐2内堆积的废渣。

相变材料灌装设备整体采用不锈钢材料(如316L、316、304等)制成，具有良好的耐高温、乃腐蚀性能。

上述的夹套1及加热管11中的循环加热介质为高温导热油。

在使用时，将相变材料从投料口3投入储料罐2的加热区B，从进液口10以及进液管111持续向夹套1和加热管11中通入高温导热油以实现对相变材料的加热熔化，同时搅拌器4工作加快相变材料的熔化速率，熔化后的液态相变材料通过筛板6上的圆形镂空孔流入储料罐2的排料区A，最后经由排料口8输出实现对相变储热设备的相变材料灌装。

与现有其他相变出热系统相比，本发明具有如下更明显的优点：设备结构简单、操作简便，能够实现对相变材料的连续加热与灌装，灌装周期短，灌装过程简单。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种相变材料灌装设备，其特征在于：包括：

夹套，为竖直设置的罐状结构，其顶端呈敞口状；

储料罐，竖直设置在所述夹套内，顶部呈封闭状态，侧壁与夹套顶端密封连接形成一个凹腔；

筛板，竖直设置在所述储料罐内，左右两侧分别为排料区和加热区、两个区域互不相通，筛板顶端与储料罐的顶面位于同一水平面上，筛板顶部均匀设置有镂空的圆形孔洞；

加热管，盘设在上述加热区内；

以及竖直设置在加热区内的液位计和搅拌器。

2.根据权利要求1所述的相变材料灌装设备，其特征在于：所述的筛板镂空的圆形孔洞的直径为2mm-15mm。

3.根据权利要求2所述的相变材料灌装设备，其特征在于：所述圆形孔洞部分覆盖筛板的1/2-2/3。

4.根据权利要求1所述的相变材料灌装设备，其特征在于：所述的夹套上部接近顶面边缘处设置有出液口，下部设置有向夹套内输送循环加热介质的进液口；

所述的加热管一端设置有进液管，另一端设置有出液管，所述的进液管与出液管均穿过储料罐和夹套的罐壁延伸至夹套外；

所述储料罐顶部设置有向储料罐内投放相变材料的投料口，该投料口位于所述加热区上方；

所述的储料罐底部的侧壁上设置有贯穿夹套罐壁与储料罐内排料区连接的排料口；

所述的储料罐底面中央设置有贯穿夹套罐壁与储料罐内加热区连接的排渣口。

5.根据权利要求1所述的相变材料灌装设备，其特征在于：所述搅拌器包括竖直设置在盘设的加热管的轴线方向上的连接杆、设置在连接杆底端的搅拌桨以及设置在连接杆顶端的搅拌电机，连接杆顶端位于储料罐顶板之上，连接杆底端位于储料罐内距底面20-50cm处。

6.根据权利要求1所述的相变材料灌装设备，其特征在于：所述的液位计顶端位于储料罐顶面上距顶面10-30cm处，底端延伸至储料罐底面且不与底面接触。

7.根据权利要求1所述的相变材料灌装设备，其特征在于：所述的夹套的高度为储料罐高度的3/4-5/6。

8.根据权利要求1所述的相变材料灌装设备，其特征在于：所述盘设的加热管的总高度为储料罐高度的1/2-5/6。

9.根据权利要求1所述的相变材料灌装设备，其特征在于：所述的储料罐内壁上设置有承载加热管的支撑架。

10.根据权利要求1所述的相变材料灌装设备，其特征在于：所述的加热管与储料罐内壁之间通过螺栓连接或者卡箍连接。