CN111332613B

CN111332613B - 填充有形状可变的密封包的隔热装置

Info

Publication number: CN111332613B
Application number: CN202010186157.3A
Authority: CN
Inventors: 汤弢
Original assignee: Sunman Tai Cold Chain Technology Shaoxing Co ltd; Chunjun New Materials Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Sunman Tai Cold Chain Technology Shaoxing Co ltd; Chunjun New Materials Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2018-12-30
Filing date: 2018-12-30
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2038-12-30
Also published as: CN109552760B; CN109552760A; CN111332613A

Abstract

本公开提供了一种填充有形状可变的密封包的隔热装置，其包括：保温室，其具有相互配合的第一腔体和第二腔体；储物室，其设置在保温腔内，储物室具有由绝热材料构成的储物腔和覆盖储物腔的绝热板；以及蓄冷部，其与待保温对象布置于储物腔内，并且包含容纳相变材料(PCM)的至少一个密封包，密封包的形状可变，并且密封包填充于待保温对象的周围。在这种情况下，利用容纳相变材料的密封包的灵活性，将密封包自由地填充于待保温对象的周围，能够延长装置的保温时间。

Description

填充有形状可变的密封包的隔热装置

本申请是申请日为2018年12月30日、申请号为201811647812.X、发明名称为带相变材料的隔热装置的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种填充有形状可变的密封包的隔热装置。

背景技术

在传统的冷链运输中，运输的成本和冷箱的有效工作时间是冷链运输行业主要关注的因素。目前，长距离的运输一般需要几天、几周甚至几个月，尤其在极端的环境中，在运输的货物中，有些需要长时间保持恒定温度。其中，食品和药品的冷链运输尤为重要。因此，需要保温系统在长时间的储存和运输期间保持温度。

目前用于冷链的商用冷箱并非十分理想。现在的做法是利用柴油发电机产生的电能来保持恒定的温度，能源消耗大。而且目前的保温箱的体积较大，使用上不是很方便。另外，此类方法还会导致运输成本较高。

此外，目前也有使用相变材料(PCM)通过吸收热量并引起相变来隔离热。然而，当前PCM的缺点是这些材料通常可能不具有高比热容，无法在冷链运输中使用较长的时间。因此，目前急需一款保温系统，使其能够在冷链运输的过程中有效地进行保温，并能够将有效的保温时间延长，以满足运输期间的需要。

发明内容

本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种能够有效延长保温时间的隔热装置。

为此，本公开提供了一种可以自由填充密封包的隔热装置，其包括：保温室，其具有相互配合的第一腔体和第二腔体而形成的保温腔；储物室，其设置在所述保温腔内，所述储物室具有由绝热材料构成的储物腔和覆盖所述储物腔的绝热板；以及蓄冷部，其与待保温对象布置于所述储物腔内，并且包含容纳相变材料(PCM)的至少一个密封包，所述密封包的形状可变，并且所述密封包填充于所述待保温对象的周围。

在这种情况下，保温室通过第一腔体和第二腔体配合从而防止冷却液外漏，储物室能够最大限度地减少内部温度与外界温度的交换，蓄冷部利用其包含的相变材料以保持储物室内的温度稳定，而且利用容纳相变材料的密封包的灵活性，将密封包自由地填充于待保温对象的周围，由此，能够极大地延长隔热装置的保温时间。

另外，在本公开所涉及的隔热装置中，可选地，所述相变材料由脂肪酸、黄原胶、聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、高岭土和/或沸石、改性玻璃微球和/或玻璃纤维组合而成。由此，能够根据情况选择合适的相变材料。

另外，在本公开所涉及的隔热装置中，可选地，所述相变材料为液态材料，并且所述相变材料完全填充所述密封包内的空间。由此，相变材料可以完全填充密封包内的空间，避免出现空隙，能够提高蓄冷效果。

另外，在本公开所涉及的隔热装置中，可选地，所述储物腔由多块绝热板组合而形成。由此，能够提高储物腔的密封性。

另外，在本公开所涉及的隔热装置中，可选地，在所述绝热板与所述储物腔之间，设置有由硅胶或橡胶材料制成的密封垫。在这种情况下，绝热板与储物腔之间可以不必用粘接剂密封，由此，能够在确保密封性的同时，提高绝热板和储物腔的灵活性。

另外，在本公开所涉及的隔热装置中，可选地，所述第一腔体一体成型，并且所述第二腔体一体成型，所述第一腔体具有与所述第二腔体配合的突起或凹槽，所述第二腔体具有与所述第一腔体配合的凹槽或突起。由此，能够使第一腔体与第二腔体紧密的配合，能够提高第一腔体与第二腔体的密封性。

另外，在本公开所涉及的隔热装置中，可选地，所述密封包具有三维支撑结构，并且所述密封包由聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯或铝中的至少一种组成。由此，三维支撑结构能够提高密封包的稳定性，且这些材料能够便于密封包与储物腔进行热量交换。

另外，在本公开所涉及的隔热装置中，可选地，所述三维支撑结构的形状为长方体、棱柱体、圆柱体或不规则形状中的一种。由此，能够根据不同的情况使用不同的形状的三维支撑结构对密封包进行支撑。

另外，在本公开所涉及的隔热装置中，可选地，所述待保温对象为药品或食品。由此，能够方便保温该药品或食品。

另外，在本公开所涉及的隔热装置中，可选地，所述相变材料的制备方法包括：提供固态原料，所述固态原料为固态状的脂肪酸、石蜡、水或其混合物；在固态原料中添加至少一种添加剂以形成液体混合物，所述添加剂为脂肪酸、黄原胶、聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、高岭土和/或沸石、改性玻璃微球和/或玻璃纤维中的至少一种；搅拌所述液体混合物以形成相变材料。由此，能够制备出有效进行隔热的相变材料。

根据本发明，能够提供一种能够长时间工作的可以自由填充密封包的隔热装置。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开的实施例，其中：

图1是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置的结构示意图。

图2是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置的剖面结构示意图。

图3是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置的密封包结构示意图。

图4是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置的密封包剖面结构示意图。

图5是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置的三维支撑结构示意图。

图6是示出了本公开的实施方式所涉及的相变材料的制作方法流程示意图。

附图标号说明：

1…隔热装置，10…保温室，11…保温腔，11a…第一腔体，11b…第二腔体，20…储物室，21…储物腔，22…绝热板，30…蓄冷部，31…密封包，32…三维支撑结构。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式，进一步详细地说明本发明。在附图中，相同的部件或具有相同功能的部件采用相同的符号标记，省略对其的重复说明。

图1是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置1的结构示意图。图2是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置1的剖面结构示意图。

如图1、图2所示，本公开涉及了一种带相变材料(未图示)的隔热装置1(有时也称“隔热装置1”)。在本实施方式中，隔热装置1可以包括保温室10、储物室20和蓄冷部30。在本实施方式所涉及的隔热装置1中，保温室10可以具有相互配合的第一腔体11a和第二腔体11b而形成的保温腔11(参见图2)。储物室20可以设置在保温腔11内，并具有由绝热材料构成的储物腔21和覆盖储物腔21的绝热板22。蓄冷部30可以置于储物腔21，并且包含相变材料(PCM)。

在这种情况下，保温室10通过第一腔体11a和第二腔体11b配合从而防止冷却液外漏，储物室20能够最大限度地减少内部温度与外界温度的交换，蓄冷部30利用其包含的相变材料以保持储物室20内的温度稳定，由此，能够极大地延长隔热装置1的保温时间。

在本公开中，“相变材料”(PCM)可以指具有高熔化热、在一定温度下经历相变并且能够存储或释放大量能量的物质。相变可以是但不限于熔融和固化。本公开的相变材料还可以指有机化合物、无机化合物或其混合物。

如上所述，保温室10可以具有相互配合的第一腔体11a和第二腔体11b。在一些示例中，第一腔体11a可以一体成型，并且第二腔体11b也可以一体成型。由此，能够提高第一腔体11a与第二腔体11b的密封性。

在一些示例中，第一腔体11a可以具有与第二腔体11b配合的突起或凹槽(未图示)。在另一些示例中，第二腔体11b也可以具有与第一腔体11a配合的突起或凹槽(未图示)。由此，能够使得第一腔体11a与第二腔体11b紧密地配合。另外，在一些示例中，第一腔体11a与第二腔体11b可以经由卡合机构而组装在一起。

在一些示例中，在保温室10的外部还可以包覆有隔热铝膜(未图示)。由此，能够进一步减小保温室10热量的散失。

在另一些示例中，隔热铝膜还可以同时包覆于保温室10的内部(内壁)和外部(外壁)。由此，能够进一步减小保温室10的内外的热量交换。

在一些示例中，保温室10还可以由保温泡沫制成。在另一些示例中，保温泡沫可以是聚氨酯泡沫塑料。具体而言，聚氨酯泡沫是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，典型为0.022～0.033W/(m·K)，是目前所有保温材料中导热系数最低的，且制造成本低廉。在这种情况下，使用保温泡沫能够有效延长保温时间并降低保温室10的制作成本。

在一些示例中，如图1和图2所示，保温室10可以呈长方体状。在另一些示例中，保温室10可以呈棱柱状、圆柱状、锥状等。由此，能够方便地容纳物体并稳定的放置。另外，在一些示例中，保温室10也可以呈不定形形状。

如图2所示，储物室20可以设置在保温腔11内，并具有由绝热材料构成的储物腔21和覆盖储物腔21的绝热板22。

在一些示例中，构成储物腔21的绝热材料可以选自石棉、硅藻土、珍珠岩、气凝胶毡、玻璃纤维、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯、牛毛毡当中的至少一种。但本公开不限于此，绝热材料还可以为泡沫混凝土、硅酸钙等。在这种情况下，能够通过不同材料的组合，从而达到最佳的绝热效果。

在一些示例中，绝热板22可以由真空绝热层、聚苯层、微纳隔热层、真空玻璃珠当中的至少一种构成。在另一些示例中，绝热板22还可以由多层材料组合而成。由此，能够降低储物室20的热导率，从而能够延长隔热装置1的保温时间。

在另一些示例中，储物腔21也可以通过将多块(例如5块)绝热板22彼此粘接组合而形成。由此，能够提高储物腔21的密封性的同时提高储物腔21的保温性能。在一些示例中，构成储物腔21的5块绝热板22之间可以通过粘接剂例如硅酮胶进行粘接。由此，能够在提高绝热板22之间的密封性并同时延长隔热装置1的保温时间。

在一些示例中，在绝热板22与储物腔21之间还可以设置有密封垫(未图示)。在这种情况下，绝热板22与储物腔21之间可以使用密封垫进行密封，由此，能够在确保密封性的同时，提高绝热板22和储物腔21配置的灵活性。

在一些示例中，密封垫可以由硅胶制成。具体而言，硅胶可以是硅橡胶、硅树脂、硅油、硅烷偶联剂或无机硅胶中的一种或多种。

在另一些示例中，密封垫还可以由橡胶材料制成。由此，能够提高密封垫的密封性。

图3是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置1的密封包31结构示意图。图4是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置1的密封包31剖面结构示意图。图5是示出了本公开的实施方式所涉及的隔热装置1的三维支撑结构32的示意图。

在本实施方式中，蓄冷部30可以包括用于容纳相变材料的至少一个密封包31(参见图3和图4)。具体而言，可以根据需要保温的材料，采用不同的密封包31数量来提供不同的蓄冷能力。在一些示例中，容纳在密封包31的相变材料优选是液态的。在这种情况下，相变材料可以完全填充密封包31内的空间，避免出现空隙，从而提高蓄冷效果。而且装有液态相变材料的密封包31的形状能够灵活变得，由此能够更好地填充在待保温对象的周围，提供更好地蓄冷能力。另外，在另一些示例中，相变材料还可以是固态的。在这种情况下，也同样能够延长保温的时间。

在一些示例中，密封包31可以由聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯或铝中的至少一种构成。由此，能够便于密封包31与储物腔21进行热量交换。

如图5所示，在一些示例中，密封包31可以具有三维支撑结构32。由此，能够提高密封包31的稳定性。在一些示例中，三维支撑结构32可以是刚性框架。

在一些示例中，三维支撑结构32可以形成具体的几何形状。在一些示例中，几何形状可选自长方体、棱柱体、圆柱体或其他不规则形状。在这种情况下，能够根据不同的情况使用不同的形状的三维支撑结构32对密封包31进行支撑。

此外，由三维支撑结构32形成的具有特定几何形状的密封包31能够与绝热板22紧密接触。在这种情况下，有利于增大密封包31与绝热板22之间的接触面积，减小两者之间的间隙，从而降低了整体的热传导率，由此，能够提高隔热装置1的保温效果。

在一些示例中，三维支撑结构32可以由聚合物构成。具体而言，三维支撑结构32由聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯或聚丙烯中的一种或多种材料组成。由此，能够减小三维支撑结构32的材料对密封包31的导热性能的影响。

在本实施方式中，隔热装置1由以下步骤装配。首先，将蓄冷部30放置在储物室20内，接着，将需要保存的物品放置于储物室20内，最后将储物室20放置在保温室10的第二腔体11b内，并将第一腔体11a与第二腔体11b组合。

在本实施方式中，相变材料可以选自脂肪酸、石蜡、水中的至少一种与黄原胶、聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、高岭土/沸石、改性玻璃微球/玻璃纤维中的至少一种的组合物。在一些示例中，脂肪酸可以选自癸酸、辛酸、己酸、月桂酸、弹性酸、棕榈酸、五碳烯酸、三硬脂精、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸。

在一些示例中，在相变材料中，黄原胶的质量分数可以约为0.5％至1.5％，优选为1％至1.2％。在这种情况下，相变材料可以通过添加适量的黄原胶，从而调节材料的胶体形态和相变温度。

在一些示例中，在相变材料中，聚丙烯酸钠的质量分数可以约为0.5％至1.5％，优选为1％至1.2％。在这种情况下，相变材料可以通过添加适量的聚丙烯酸钠，从而调节材料的胶体形态和相变温度，由此，提高材料的蓄冷能力。

在一些示例中，在相变材料中，苯甲酸钠的质量分数可以约为0.01％至0.3％，优选为0.1％至0.2％。由此，能够起到抑菌杀菌的作用。

在一些示例中，在相变材料中，高岭土/沸石的质量分数可以约为0.1％至0.5％，优选为0.2％至0.4％。由此，能够降低材料发生过冷现象的可能性。

在一些示例中，在相变材料中，改性玻璃微球/玻璃纤维的质量分数可以约为1％至3％，优选为1.5％至2.5％。在这种情况下，改性玻璃微球/玻璃纤维均匀地混入材料中，通过自身的底导热系数，由此，降低相变材料整体的导热系数。

以下，结合图6详细地说明本实施方式所涉及的相变材料的制作方法。图6是示出了本公开的实施方式所涉及的相变材料的制作方法流程示意图。

如图6所示，相变材料的制作方法可以包括提供固态状的脂肪酸、石蜡、水或其混合物(下称“固态原料”)(步骤S110)。接着，在固态原料添加至少一种添加剂(步骤S120)。然后，将固态原料变成液态，以形成包含固态原料与添加剂的液体混合物(步骤S130)。最后，对所获得液体混合物进行搅拌以形成相变材料(步骤S140)。

在一些示例中，在步骤S120中，添加剂选自黄原胶、聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、高岭土/沸石、改性玻璃微球/玻璃纤维中的至少一种。在另一些示例中，在步骤S120中，还可以向固态原料添加冰。由此，能够有效地提高绝热效率。

另外，在一些示例中，在步骤S120中，作为添加剂，可以添加例如玻璃纤维毡片或玻璃纤维织物等材料。另外，在一些示例中，还可以通过加热将玻璃纤维中的空气排出。在一些示例中，在步骤S120之前，还可以增加减小玻璃纤维的添加剂的尺寸的步骤。具体而言，添加剂的尺寸可以通过例如共混、切割、切碎、研磨、剪切、研磨或撕裂来减小尺寸。

虽然以上结合附图和实施例对本发明进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本发明。本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和变化，这些变形和变化均落入本发明的范围内。

Claims

1.一种填充有形状可变的密封包的隔热装置，其特征在于，

包括：

保温室，其具有通过突起和凹槽相互紧密配合的第一腔体和第二腔体而形成的保温腔，所述第一腔体和所述第二腔体各自一体成型；

储物室，其设置在所述保温腔内，所述储物室具有多块绝热板组合而形成的储物腔和覆盖所述储物腔的绝热板；以及

蓄冷部，其与待保温对象布置于所述储物腔内，并且包含容纳相变材料（PCM）的至少一个密封包，所述密封包的形状可变，并且所述密封包填充于所述待保温对象的周围且与所述绝热板紧密接触，

所述相变材料为液态材料，并且所述相变材料完全填充所述密封包内的空间，

所述相变材料的制备方法包括：

提供固态原料，所述固态原料为固态状的脂肪酸、石蜡、水或其混合物；

在固态原料中添加至少一种添加剂，所述添加剂为脂肪酸、黄原胶、聚丙烯酸钠、苯甲酸钠、高岭土和/或沸石、改性玻璃微球和/或玻璃纤维中的至少一种；

将所述固态原料变成液态，以形成包含所述固态原料与所述添加剂的液体混合物；

搅拌所述液体混合物以形成相变材料。

2.根据权利要求1所述的隔热装置，其特征在于，

在所述绝热板与所述储物腔之间，设置有由硅胶或橡胶材料制成的密封垫。

3.根据权利要求1所述的隔热装置，其特征在于，

所述密封包具有三维支撑结构，并且所述密封包由聚乙烯、聚酯、聚丙烯或铝中的至少一种组成。

4.根据权利要求3所述的隔热装置，其特征在于，

所述三维支撑结构的形状为长方体、棱柱体、圆柱体或不规则形状中的一种。

5.根据权利要求1所述的隔热装置，其特征在于，

所述待保温对象为药品或食品。