CN110834816B - 一种复合相变材料的封装装置及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合相变材料的封装装置及其封装方法，属于相变材料技术领域，包括箱体和固定连接在箱体上部的盖板，箱体内部设置为隔板错落式，箱体内部设置有隔板和侧板，隔板板面上均匀布置有多个通孔，隔板、通孔和侧板形成一个流通性强的空腔，在盖板的上方及箱体相对的两个侧面上均安装有多个进料口，箱体底面和背面的电加热板可以通过矩形盒内部的隔板传递给相变复合材料，融化的相变复合材料可以通个空腔在整个矩形盒内部流动，实现充分的换热和有效散热。该装置结构紧凑、节能环保、散热效果好、使用方便。

Description

一种复合相变材料的封装装置及封装方法

技术领域

本发明属于相变材料的技术领域，涉及一种复合相变材料的封装装置及封装方法。

背景技术

近年来，相变储能调温材料已广泛的应用于航空航天、太阳能利用、纺织、采暖和空调、建筑物隔热保温等诸多领域。相变材料的封装工艺对相变材料换热性能和使用寿命有重要影响。封装材料要求具有强度、热稳定性、优良传热性、抗腐蚀性、抗溶透性和相容性，常用的封装材料为有机类和无机类，前者多用三聚氰胺-尿素-甲醛、树胶等，后者多用塑料、金属等。封装工艺按照包装形式有整体封装、分散封装和微胶囊式封装。微胶囊法又有原位聚合法、界面聚合法、乳液聚合法、类悬浮聚合法。整体封装以换热器结构来充装相变材料。分散封装多将相变材料分散封装为砖形或球形,如有学者选取直径为100mm的塑料球和600mm的不锈钢球来封装石腊相变材料用于太阳能热水蓄热系统中；还有学者采用内径2.5-3.5mm、壁厚0.05mm的聚乙烯毛细管来封装石蜡/水硫酸钠用作建筑物墙板。微胶囊技术常采用成膜材料将相变材料包覆为微小粒子，制作工艺较为复杂。以上绝大部分封装工艺中选择有机物作为封装材料，这些材料存在易燃、低导热性、环保性能差等缺点，金属封装材料可以克服这些缺点，然而铝膜因刚度较差会发生鼓包。

在以上的封装过程中，相变材料被密封在有机和无机材料形成的空腔中，空腔内部几乎没有支撑、通道等便于相变材料流动和换热的结构，影响了相变材料蓄热性能的发挥，有必要在相变材料内部构建合理的结构来强化相变材料的使用效果。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种复合相变材料的封装装置，来解决现有的相变材料封装装置内部缺乏吸热和放热结构而影响相变材料蓄热性能发挥的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开的一种复合相变材料的封装装置，包括箱体和固定连接在箱体上部的盖板，所述箱体的背面和底面均连接有电加热板，

所述箱体的内部从上到下依次设置有横隔板I和横隔板II，横隔板I和横隔板II的板面上均匀布置有多个通孔，所述横隔板II的上下两侧分别设置有若干个侧板，在盖板的上方设置有若干个进料口，进料口上面可拆卸安装有密封盖。

优选地，所述侧板有四块且对称设置在横隔板II的上下两侧，其中两块侧板安装在横隔板I与横隔板II之间的同一平面上，另外两块侧板安装在横隔板II与箱体底面之间的同一平面上。

优选地，所述盖板上设置有两个进料口，所述箱体相对的两个侧面分别设置有两排进料口。

优选地，箱体内部的横隔板I、横隔板II、侧板依据箱体的尺寸按比例加工，横隔板I和横隔板II与箱体两个侧面之间的距离为箱体长度的1/9，同一水平面上的两侧板之间的距离为箱体长度的4/9。

优选地，箱体采用不锈钢或铜进行加工制备，箱体的厚度不小于0.5mm。

优选地，箱体采用镁合金加工制备，箱体的厚度为0.2mm。

优选地，进料口是采用不锈钢、铜和镁合金中的任意一种制成的光滑管。

本发明还公开了利用上述的一种复合相变材料的封装装置进行复合相变材料的封装方法，包括如下步骤：

S1：打开箱体上部的两个进料口，将复合相变材料从进料口充入箱体中，将复合相变材料堆砌在横隔板I上，随着复合相变材料逐渐堆满，部分复合相变材料从横隔板I上的通孔和横隔板I两侧流入到横隔板II和侧板上面；

S2：打开箱体侧面的两排进料口，将复合相变材料从进料口充入箱体中，将复合相变材料流入到侧板上，当复合相变材料在侧板上面堆满后，部分复合相变材料从侧板的边缘滚落到横隔板II上面；

S3：打开箱体背面及底面的电热板，电热板通过横隔板I、横隔板II和侧板对箱体内部的复合相变材料进行加热，加热后的复合相变材料融化后通过横隔板I上的通孔、横隔板II上的通孔及侧板充满整个箱体的空腔；

S4：称取充装好的箱体的重量，确定复合材料是否充满，确定充满后，将箱体顶部和侧面的进料口加装密封盖。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开的一种复合相变材料的封装装置，该装置布置为内部隔板式储能换热器的整体封装形式，箱体内部的隔板和侧板错落布置，隔板上有均匀分布的通孔，通孔与侧板形成能够充分换热和有效散热的空腔，箱体的顶部和侧面设置有多个进料口，可以使复合材料从各个角度进入箱体并充满空腔，箱体的背面和底面均连接有电加热板，这样隔板和侧板可以把热量传递给复合相变材料，这些复合相变材料融化后，逐渐充满整个箱体内部的空腔。

按照该装置进行复合材料填充时，进料口较多且复合材料流通通道很多，使得填充速度更快，复合材料可以快速布满整个空腔，填充效果更好。该装置结构紧凑、节能环保、散热效果好、使用灵活。

进一步地，箱体和进料口均是采用不锈钢、铜和镁合金中的任意一种进行加工制备而成的，便于导热，有利于充装过程中复合相变材料尽快吸热、融化、充满整个箱体。

进一步地，矩形盒内部的横隔板I、横隔板II、侧板依据矩形盒的尺寸按比例加工，横隔板I和横隔板II与箱体两个侧面之间的距离为箱体长度的1/9，同一水平面上的两侧板之间的距离为箱体长度的4/9，以保证复合相变材料能够充满整个空腔。

本发明公开的复合相变材料的封装方法，基于上述装置完成，封装过程操作简单：将复合相变材料通过多个进料口充入箱体，电热板加热融化后，复合相变材料在箱体内错落设置的横隔板和侧板上流动，从而充满整个箱体，融化的相变复合材料可以通个隔板、隔板上的孔和侧板形成的空腔在整个箱体内部流动，实现充分的换热和有效的散热。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为横隔板I的结构示意图；

图3为横隔板II的结构示意图。

其中：1-箱体；2-盖板；3-进料口；4-密封盖；5-横隔板I；6-横隔板II；7-侧板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1～图3，一种复合相变材料的封装装置，包括箱体1和固定连接在箱体1上部的盖板2，箱体1的内部从上到下依次设置有横隔板I5和横隔板II6，横隔板I5和横隔板II6的板面上均匀布置有多个通孔，横隔板II6的上下两侧均设置有侧板7，在盖板2的上方及箱体1相对的两个侧面上均安装有进料口3，进料口3上面螺纹连接有密封盖4，箱体1的背面和底面均连接有电加热板；侧板7有四块且对称设置在横隔板II6的上下两侧，其中两块侧板7安装在横隔板I5与横隔板II6之间的同一平面上，另外两块侧板7安装在横隔板II6下方的同一平面上；所述盖板2上设置有两个进料口3，箱体1的左右两侧分别设置有两排进料口3。

箱体1可以采用金属不锈钢、铜或镁合金来加工，便于导热，有利于充装过程中复合相变材料尽快吸热、融化、充满整个箱体1。根据复合相变材料的用途和使用场合，可将箱体1做成多种规格，当采用铜和不锈钢板材时，箱体1的厚度不小于0.5mm，当采用镁合金板材时，根据镁合金的高强度，箱体1的厚度可以在0.2mm。

进料口3和箱体1及盖板2焊接，进料口3和密封盖4采用螺纹连接，进料口3采用光滑管，采用和箱体1相同的金属材料加工，进料管厚度1mm，0.5mm的厚度用来加工丝扣，便于和密封盖4螺纹连接。

横隔板I5、横隔板II6、侧板7要焊接在箱体1上。

箱体1内部的横隔板I5、横隔板II6、侧板7依据矩形盒1的尺寸按比例加工，横隔板I5、横隔板II6和侧板7沿着高度方向均布，横隔板I5和横隔板II6距离矩形盒1两侧距离为箱体1长度的1/9，同一水平面上的两侧板7之间的距离为箱体1长度的4/9。

箱体1可以根据复合相变材料的用途和适用场合设置为矩形、球型和不规则体中的任意一种形状，以适应复合相变材料不同的用途和使用场合。利用封装装置进行复合相变材料的封装，包括如下步骤：

S1：打开矩形盒1上部的两个进料口3，将复合相变材料从进料口3充入矩形盒1中，这些复合相变材料落在横隔板I5上，随着复合相变材料逐渐堆满，部分复合相变材料从横隔板I5上的通孔和横隔板I5两侧流入到横隔板II6和侧板7上面；

S2：打开矩形盒1侧面的两排进料口3，将复合相变材料从进料口3充入矩形盒1中，这些复合相变材料流入到侧板7上，当复合相变材料在侧板7上面堆满后，部分复合相变材料从侧板7的边缘滚落到横隔板II6上面；

S3：打开矩形盒1背面及底面的电热板，电热板通过横隔板I5、横隔板II6和侧板7对矩形盒内部的复合相变材料进行加热，加热后的复合相变材料融化后通过横隔板I5上的通孔、横隔板II6上的通孔及侧板7充满整个矩形盒1的空腔；

S4：称取充装好的矩形盒1的重量，确定复合材料是否充满，确定充满后，将矩形盒1顶部和侧面的进料口3加装密封盖4。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复合相变材料的封装装置，其特征在于：包括箱体（1）和固定连接在箱体（1）上部的盖板（2），所述箱体（1）的背面和底面均连接有电加热板，

所述箱体（1）的内部从上到下依次设置有横隔板I（5）和横隔板II（6），横隔板I（5）和横隔板II（6）的板面上均匀布置有多个通孔，所述横隔板II（6）的上下两侧分别设置有若干个侧板（7），在盖板（2）的上方设置有若干个进料口（3），进料口（3）上面可拆卸安装有密封盖（4）；

所述侧板（7）有四块且对称设置在横隔板II（6）的上下两侧，其中两块侧板（7）安装在横隔板I（5）与横隔板II（6）之间的同一平面上，另外两块侧板（7）安装在横隔板II（6）与箱体（1）底面之间的同一平面上；箱体（1）内部的横隔板I（5）、横隔板II（6）、侧板（7）依据箱体（1）的尺寸按比例加工，横隔板I（5）和横隔板II（6）与箱体（1）两个侧面之间的距离为箱体（1）长度的1/9，同一水平面上的两侧板（7）之间的距离为箱体（1）长度的4/9；

进料口（3）是采用不锈钢、铜和镁合金中的任意一种制成的光滑管，进料管厚度1mm，0.5mm的厚度用来加工丝扣，便于和密封盖4螺纹连接。

2.如权利要求1所述的一种复合相变材料的封装装置，其特征在于：所述盖板（2）上设置有两个进料口（3），所述箱体（1）相对的两个侧面分别设置有两排进料口（3）。

3.如权利要求1所述的一种复合相变材料的封装装置，其特征在于：箱体（1）采用不锈钢或铜进行加工制备，箱体（1）的厚度不小于0.5 mm。

4.如权利要求1所述的一种复合相变材料的封装装置，其特征在于：箱体（1）采用镁合金加工制备，箱体（1）的厚度为0.2 mm。

5.利用权利要求1~4任意一项所述的一种复合相变材料的封装装置进行复合相变材料的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：打开箱体（1）上部的两个进料口（3），将复合相变材料从进料口（3）充入箱体（1）中，将复合相变材料堆砌在横隔板I（5）上，随着复合相变材料逐渐堆满，部分复合相变材料从横隔板I（5）上的通孔和横隔板I（5）两侧流入到横隔板II（6）和侧板（7）上面；

S2：打开箱体（1）侧面的两排进料口（3），将复合相变材料从进料口（3）充入箱体（1）中，将复合相变材料流入到侧板（7）上，当复合相变材料在侧板（7）上面堆满后，部分复合相变材料从侧板（7）的边缘滚落到横隔板II（6）上面；

S3：打开箱体（1）背面及底面的电热板，电热板通过横隔板I（5）、横隔板II（6）和侧板（7）对箱体内部的复合相变材料进行加热，加热后的复合相变材料融化后通过横隔板I（5）上的通孔、横隔板II（6）上的通孔及侧板（7）充满整个箱体（1）的空腔；

S4：称取充装好的箱体（1）的重量，确定复合材料是否充满，确定充满后，将箱体（1）顶部和侧面的进料口（3）加装密封盖（4）。

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