CN114963832B - 一种变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置 - Google Patents
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Abstract
一种变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置，整体采用由下至上的若干层设置，且每层以中心对称方式分为四区域：在每层纵向中分线的前部分、横向中分线左侧区域为储热结构，横向中分线右侧区域为蓄冷结构；在每层纵向中分线的后部分、横向中分线左侧区域为储热结构部分一级伸缩空间区，横向中分线右侧区域为储热结构部分二级伸缩空间区；各层储热结构均包括储热空间和环绕储热空间设置的相变材料，各层蓄冷结构均包括蓄冷空间和环绕蓄冷空间设置的相变材料；所述储热空间和蓄冷空间均采用上大下小的倒置四棱锥台结构；而且储热结构部分各层宽度均小于储热结构部分各层一级伸缩空间区、储热结构部分二级伸缩空间区的宽度。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于生鲜蔬菜、食品及药品等冷链物流领域的蓄冷装置，具体说是涉及一种变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置。
背景技术
随着经济社会的发展，人们对生鲜蔬菜、食品等冷链物品的品质和质量要求亦越来越高。而冷链物流技术及其装备是解决上述物品保鲜保质的重要技术手段，蓄冷设备是其关键部件之一，目前常见的蓄冷设备有冰箱、冰柜、空调等。而这类蓄冷装备的运行需电力支撑，部分装备还是耗能大户，而我国的电力的供应主要是煤炭等高碳化石能源，而化石能源是大气污染和碳排放的主要来源之一，而国家正在实施碳中和战略，减少碳排放，倡导绿色发展。为了实现节能减排，需要开发基于新能源技术支撑的蓄冷产品装置。另一方面，在寒冷的冬季，很多食物或药品等需恒温保温处理，而目前恒温保温装置主要是采用电加热恒温装置，亦主要是高耗电设备，亦存在上述蓄冷设备方面的能耗问题。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处，为满足实现冷链蓄冷及保温处理对低能低成本高效蓄冷和保温多功能装置的要求而提供一种变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置整体采用由下至上的若干层设置，且每层以中心对称方式分为四区域：在每层纵向中分线的前部分、横向中分线左侧区域为储热结构，横向中分线右侧区域为蓄冷结构；在每层纵向中分线的后部分、横向中分线左侧区域为储热结构部分一级伸缩空间区，横向中分线右侧区域为储热结构部分二级伸缩空间区；各层储热结构均包括储热空间和环绕储热空间设置的相变材料，各层蓄冷结构均包括蓄冷空间和环绕蓄冷空间设置的相变材料；各层储热结构的储热空间和各层蓄冷结构的蓄冷空间均采用上大下小的倒置四棱锥台结构，且储热空间的倒置四棱锥台顶台的长边呈纵向（与左右方向一致）设置，蓄冷空间的倒置四棱锥台顶台的长边呈横向（与前后方向一致）设置；而且储热结构部分各层宽度均小于储热结构部分各层一级伸缩空间区、储热结构部分二级伸缩空间区的宽度，以保证各层储热空间在动力机构的驱动下分别在相应层储热结构部分一级伸缩空间区、储热结构部分二级伸缩空间区内的滑道上作位移运动。
本发明中的各层储热结构、蓄冷结构的相变工作点采用自上而下依次变小的梯次方式布置用于储热保温或蓄冷保鲜的相变材料，利用依次降低的相变材料分别实现阶梯储热、阶梯蓄冷；即蓄冷结构部分自上而下设置的梯次结构对应自上而下依次布置冷藏区、一级冷冻区和二级冷冻区，并填充相变点依次变小的用于蓄冷保鲜的相变材料；储热结构部分自上而下设置的梯次结构依次布置高常温区、常温区、低常温区，并填充相变点依次变小的用于储热保温的相变材料，这样不同梯次结构及匹配相应的相变材料来同时实现保温不同温度要求的食物，同时冷藏不同温度要求所要蓄冷的保鲜物品。
设置相变材料可循环使用结构：在储热结构部分和蓄冷结构部分的各层呈四棱锥盆地状结构的相变材料工作空间的左下方设置有多头同步伸缩微型气缸，同时在同层呈四棱锥盆地状结构的相变材料工作空间的右上方亦设置有多头同步伸缩微型气缸，利用二者相互配合的往复运动来实现相变材料在工作过程中的循环使用。
本发明在储热结构中各层呈四棱锥盆地状结构相变材料后侧中心对称处设置有驱动储热结构部分沿前后运动滑道进行前后位移运动的储热结构部分变体一级伸缩往复用单头气缸，实现储热结构朝向一级伸缩空间区位移的变体一级伸缩；在储热结构二级伸缩空间区设置有驱动储热结构部分沿左右运动滑道由一级伸缩空间区向二级伸缩空间区进行左右往复运动的储热结构部分变体二级伸缩往复用单头气缸，实现其储热结构变体二级伸缩；使得储热结构、蓄冷结构部分的左右对称结构变成储热结构、蓄冷结构部分前后布置结构，且每层工作空间设置上下两个前后往复运动单头气缸、上下两个左右运动滑道以及上下两个横向往复运动单头气缸；从而能适应多种情况下的多功能需求。在进行储热结构部分一级伸缩前需利用驱动储热结构中相变材料可循环利用的多头同步伸缩微型气缸的横向往复伸缩使储热结构各层多头同步伸缩气缸归位；注意储热结构中各层工作空间——设置用来纵向往复运动的两单头气缸在俯视图中的投影完全重合，即在主视图中存在正上方或正下方的位置关系，设置横向运动滑道横向往复运动的储热结构二级伸缩的单头气缸亦是同样要求。
设置与阶梯储热和阶梯蓄冷相对应的相变材料储备区：在蓄冷部分左侧设置用于梯次储热结构中所依次相对应布置高常温区、常温区、低常温区等相变材料储备区（各层的长方体储存区），填充与各层用于储热保温的相同的相变材料；而在在蓄冷部分右侧设置用于梯次蓄冷结构中所依次相对应布置冷藏区、一级冷冻区和二级冷冻区等的相变材料储备区（各层的长方体储存区），填充与各层用于蓄冷保鲜的相同的相变材料。特别注意各层填充的相变材料要与相应的工作区域所使用的相变材料一致，才能进而实现其连续性工作。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明基于相变潜热蓄冷和蓄热的原理，采用机械结构耦合相变材料，设计了一种同时实现阶梯储热和阶梯蓄冷的储热-蓄冷一体化的多层相变储热-蓄冷装置，可同时实现储热保温、蓄冷保鲜等多种功能。
（2）整体结构采用中心对称结构，整机前半结构左侧设置为储热结构部分，前部右侧为蓄冷结构部分，而整机后半结构为储热结构伸缩可变结构，利用倒置四棱锥台结构和与之相对应的周围长方体结构，形成“四棱锥盆地状”结构及其相应的相变材料循环结构和储热结构部分中的两级伸缩装置共同耦合成本发明单元结构，各各层单位结构进行叠加即形成整机，整机结构较为紧凑简单，符合人机工程学原理，使用方便，易于制造和维修。
（3）采用在各层“四棱锥盆地状”结构左下和右上同时设置多头同步伸缩微型气缸的结构形式来实现各层相变材料的循环使用，其控温能力强和能源利用率高，经济性好。
（4）采用梯次结构分别自上而下依次冷藏区、一级冷冻区和二级冷冻区，并布置相变点依次变小的用于蓄冷保鲜的相变材料；储热部分自上而下设置梯次结构依次布置高常温区、常温区、低常温区，亦是同时布置相变依次变小的用于储热保温的相变材料，可同时满足多种用途、不同储热或蓄冷多场合的应用。
（5）本发明采用在各层“四棱锥盆地状”结构后侧、以及储热结构二级伸缩空间区内部右侧壁且同时蓄冷结构部分左下多头同步伸缩微型气缸左右方向正对应处均设置了可作往复运动的变体一级、变体二级伸缩往复用单头气缸，并借助相应的滑道，可实现灵活的自动伸缩调节和运动，实现储热结构部分的伸缩和结构可变，占地空间小且可调，对空间适应能力强。
（6）本发明不用几乎不耗电能，可大大节约装置运行成本，进而实现节能减排，降低物流成本。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是1的俯视图。
图3是图1的左视图。
图中序号：1、低常温区左下多头同步伸缩气缸，2、二级冷冻区左下多头同步伸缩气缸，3、低常温区相变材料工作区，4、低常温区倒置四棱锥台，5、低常温区变体一级伸缩往复用单头气缸，6、常温区左下多头同步伸缩气缸，7、一级冷冻区左下多头同步伸缩气缸，8、常温区相变材料工作区，9、常温区倒置四棱锥台，10、常温区变体一级伸缩往复用单头气缸，11、高常温区左下多头同步伸缩气缸，12、常温区右上多头同步伸缩气缸，13、高常温区相变材料工作区，14、高常温区倒置四棱锥台，15、高常温区变体一级伸缩往复用单头气缸，16、多头同步伸缩气缸往复运动区，17、高常温区右上多头同步伸缩气缸，18、高常温区相变材料储备区，19、冷藏区倒置四棱锥台，20、冷藏区右上多头同步伸缩气缸，21、冷藏区左下多头同步伸缩气缸，22、冷藏区相变材料工作区，23、冷藏区相变材料储备区，24、高常温区变体二级伸缩往复用单头气缸，25、常温区相变材料储备区，26、一级冷冻区倒置四棱锥台，27、一级冷冻区右上多头同步伸缩气缸，28、一级冷冻区相变材料工作区，29、一级冷冻区相变材料储备区，30、低常温区右上多头同步伸缩气缸，31、储热结构部分横向运动滑道，32、常温区变体二级伸缩往复用单头气缸，33、低常温区相变材料储备区，34、二级冷冻区右上多头同步伸缩气缸，35、二级冷冻区相变材料工作区，36、二级冷冻区倒置四棱锥台，37、二级冷冻区相变材料储备区，38、低常温区变体二级伸缩往复用单头气缸，39、壳体，40、储热结构部分左下多头同步伸缩气缸，41、储热结构保温食物存放区，42、储热结构部分变体一级伸缩往复用单头气缸，43、储热结构部分一级伸缩空间区，44、储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道，45、储热结构部分二级伸缩空间区，46、储热结构部分右上多头同步伸缩气缸，47、蓄冷结构部分左下多头同步伸缩气缸，48、储热结构部分变体二级伸缩往复用单头气缸，49、蓄冷结构保鲜食物存放区，50、蓄冷结构部分右上多头同步伸缩气缸。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
本发明的变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置整体采用由下至上的若干层设置，且每层以中心对称方式分为四区域：在每层纵向中分线的前部分、横向中分线左侧区域为储热结构，横向中分线右侧区域为蓄冷结构；在每层纵向中分线的后部分、横向中分线左侧区域为储热结构部分一级伸缩空间区，横向中分线右侧区域为储热结构部分二级伸缩空间区；各层储热结构均包括储热空间和环绕储热空间设置的相变材料，各层蓄冷结构均包括蓄冷空间和环绕蓄冷空间设置的相变材料；各层储热结构的储热空间和各层蓄冷结构的蓄冷空间均采用上大下小的倒置四棱锥台结构，且储热空间的倒置四棱锥台顶台的长边呈纵向（与左右方向一致）设置，蓄冷空间的倒置四棱锥台顶台的长边呈横向（与前后方向一致）设置；而且储热结构部分各层宽度均小于储热结构部分各层一级伸缩空间区、储热结构部分二级伸缩空间区的宽度，以保证各层储热空间在动力机构的驱动下分别在相应层储热结构部分一级伸缩空间区、储热结构部分二级伸缩空间区内的滑道上作位移运动。
本发明中的各层储热结构、蓄冷结构的相变工作点采用自上而下依次变小的梯次方式布置用于储热保温或蓄冷保鲜的相变材料，利用依次降低的相变材料分别实现阶梯储热、阶梯蓄冷；即蓄冷结构部分自上而下设置的梯次结构对应自上而下依次布置冷藏区、一级冷冻区和二级冷冻区，并填充相变点依次变小的用于蓄冷保鲜的相变材料；储热结构部分自上而下设置的梯次结构依次布置高常温区、常温区、低常温区，并填充相变点依次变小的用于储热保温的相变材料，这样不同梯次结构及匹配相应的相变材料来同时实现保温不同温度要求的食物，同时冷藏不同温度要求所要蓄冷的保鲜物品。
设置相变材料可循环使用结构：在储热结构部分和蓄冷结构部分的各层呈四棱锥盆地状结构的相变材料工作空间的左下方设置有多头同步伸缩微型气缸，同时在同层呈四棱锥盆地状结构的相变材料工作空间的右上方亦设置有多头同步伸缩微型气缸，利用二者相互配合的往复运动来实现相变材料在工作过程中的循环使用；（注意在各层呈四棱锥盆地状结构的相变材料工作空间设置的左下方多头同步伸缩微型气缸、右上方设置的多头同步伸缩微型气缸在俯视图中的投影均必须完全重合，即在主视图各层中多头同步伸缩微型气缸在上下方向上存在正上或正下的位置关系。）。
本发明在储热结构中各层呈四棱锥盆地状结构相变材料后侧中心对称处设置有驱动储热结构部分沿前后运动滑道进行前后位移运动的储热结构部分变体一级伸缩往复用单头气缸，实现储热结构朝向一级伸缩空间区位移的变体一级伸缩；在储热结构二级伸缩空间区设置有驱动储热结构部分沿左右运动滑道由一级伸缩空间区向二级伸缩空间区进行左右往复运动的储热结构部分变体二级伸缩往复用单头气缸，实现其储热结构变体二级伸缩；使得储热结构、蓄冷结构部分的左右对称结构变成储热结构、蓄冷结构部分前后布置结构，且每层工作空间设置上下两个前后往复运动单头气缸、上下两个左右运动滑道以及上下两个横向往复运动单头气缸；从而能适应多种情况下的多功能需求。在进行储热结构部分一级伸缩前需利用驱动储热结构中相变材料可循环利用的多头同步伸缩微型气缸的横向往复伸缩使储热结构各层多头同步伸缩气缸归位；注意储热结构中各层工作空间——设置用来纵向往复运动的两单头气缸在俯视图中的投影完全重合，即在主视图中存在正上方或正下方的位置关系，设置横向运动滑道横向往复运动的储热结构二级伸缩的单头气缸亦是同样要求。
设置与阶梯储热和阶梯蓄冷相对应的相变材料储备区：在蓄冷部分左侧设置用于梯次储热结构中所依次相对应布置高常温区、常温区、低常温区等相变材料储备区（各层的长方体储存区），填充与各层用于储热保温的相同的相变材料；而在在蓄冷部分右侧设置用于梯次蓄冷结构中所依次相对应布置冷藏区、一级冷冻区和二级冷冻区等的相变材料储备区（各层的长方体储存区），填充与各层用于蓄冷保鲜的相同的相变材料。特别注意各层填充的相变材料要与相应的工作区域所使用的相变材料一致，才能进而实现其连续性工作。
本发明中蓄冷结构部分的具体实施方式(如图1、2和3所示)：
首先，安装二级冷冻区左下多头同步伸缩气缸2及其附属装置。附属装置主要指的是容纳二级冷冻区相变材料工作区35的长方体机构处壳体39，安装时二级冷冻区左下多头同步伸缩气缸2及其附属装置距离需地面一定20-25 mm高度，需将二级冷冻区左下多头同步伸缩气缸2安装在容纳二级冷冻区相变材料工作区35的长方体机构处壳体39的左侧壁对称中心处，二者之间通过螺栓连接；然后安装二级冷冻区相变材料工作区35所对应的下层储热结构部分伸缩运动的纵向运动滑道和横向运动滑道，即设置在分别二级冷冻区左侧和后侧的储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44、储热结构部分二级伸缩横向运动滑道31，纵向运动滑道和横向运动滑道与整体结构采用焊接方式进行固定连接，纵向运动滑道和横向运动滑道连接时须采用圆弧连接；然后分别安装蓄冷结构部分的二级冷冻区相变材料工作区35、二级冷冻区倒置四棱锥台36、二级冷冻区相变材料储备区37，二级冷冻区左下多头同步伸缩气缸2及其附属装置分别通过铆钉与二级冷冻区相变材料工作区35、二级冷冻区倒置四棱锥台36、二级冷冻区相变材料储备区37进行连接，且二级冷冻区倒置四棱锥台36的对称轴线与蓄冷结构部分对称轴线保持在同一条直线；二级冷冻区相变材料工作区35与二级冷冻区左下多头同步伸缩气缸2及其附属装置周围安装四个液压自锁阀体，以及二级冷冻区相变材料储备区37与二级冷冻区左下多头同步伸缩气缸2及其附属装置周围安装六个液压自锁阀体来实现二级冷冻区相变材料储备区37与二级冷冻区相变材料工作区35沟通和相变材料的相互交换流动。而蓄冷结构部分的二级冷冻区相变材料工作区35、二级冷冻区倒置四棱锥台36、二级冷冻区相变材料储备区37。此外，储热结构部分中的低常温区相变材料储备区33与二级冷冻区相变材料工作区35，及二级冷冻区相变材料工作区35与二级冷冻区相变材料储备区37之间进行铆钉连接。而在二级冷冻区相变材料工作区35的长方体机构处壳体39的右侧壁对称中心处安装低常温区变体二级伸缩往复用单头气缸38，二者之间通过螺栓连接，而其工作时通过自锁卡槽实现与物体的连接和断开。
其次，安装二级冷冻区右上多头同步伸缩气缸34及其附属装置、低常温区右上多头同步伸缩气缸30，以及一级冷冻区左下多头同步伸缩气缸7及其附属装置。其中，二级冷冻区右上多头同步伸缩气缸34安装在二级冷冻区倒置四棱锥台36的右上端位置，而低常温区右上多头同步伸缩气缸30安装在二级冷冻区倒置四棱锥台36的左上端位置，它们与其它机械结构的连接均采用螺栓连接；并分别进行安装设置在二级冷冻区与一级冷冻区接触部分左侧和后侧的储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44、储热结构部分二级伸缩横向运动滑道31，纵向运动滑道和横向运动滑道与整体结构采用焊接方式进行固定连接（即分别焊接在二级冷冻区与一级冷冻区接触部分外壁处的左侧和后侧），且滑道正处在二级冷冻区右上多头同步伸缩气缸及其附属装置34与一级冷冻区右上多头同步伸缩气缸7及其附属装置的上下对称线上，纵向运动滑道和横向运动滑道连接时须采用圆弧连接；一级冷冻区左下多头同步伸缩气缸7安装在低常温区右上多头同步伸缩气缸30正上方。
然后，分别安装蓄冷部分的一级冷冻区相变材料工作区28、一级冷冻区倒置四棱锥台26、一级冷冻区相变材料储备区29。一级冷冻区左下多头同步伸缩气缸7及其附属装置分别通过铆钉与一级冷冻区相变材料工作区28、一级冷冻区倒置四棱锥台26、一级冷冻区相变材料储备区29进行连接，且一级冷冻区倒置四棱锥台26的对称轴线与蓄冷结构部分对称轴线保持在同一条直线；一级冷冻区相变材料工作区28与一级冷冻区左下多头同步伸缩气缸7及其附属装置周围安装四个液压自锁阀体，以及一级冷冻区相变材料储备区29与一级冷冻区左下多头同步伸缩气缸7及其附属装置周围安装六个液压自锁阀体，来实现一级冷冻区相变材料储备29与一级冷冻区相变材料工作区28沟通和相变材料的相互交换流动。而蓄冷结构部分的一级冷冻区相变材料工作区28、一级冷冻区倒置四棱锥台26、一级冷冻区相变材料储备区29，常温相变材料储备区25与一级冷冻区相变材料工作区28，及一级冷冻区相变材料工作区28与一级冷冻区相变材料储备区29之间均通过铆钉进行连接。而在二级冷冻区相变材料工作区35的长方体机构处壳体39的右侧壁对称中心处安装常温区变体二级伸缩往复用单头气缸32，二者之间通过螺栓连接，而其工作时通过自锁卡槽实现与物体的连接和断开。
接着，安装一级冷冻区右上多头同步伸缩气缸及其附属装置27、常温区右上多头同步伸缩气缸17，以及冷藏区左下多头同步伸缩气缸21及其附属装置。其中，一级冷冻区右上多头同步伸缩气缸27安装在一级冷冻区倒置四棱锥台26的右上端位置，而常温区右上多头同步伸缩气缸17安装在一级冷冻区倒置四棱锥台26的左上端位置，它们与其它机械结构的连接均采用螺栓连接；并分别进行安装设置在一级冷冻区与冷藏区接触部分左侧和后侧的储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44、储热结构部分二级伸缩横向运动滑道31，纵向运动滑道和横向运动滑道与整体结构采用焊接方式进行固定连接（即分别焊接在一级冷冻区与冷藏区接触部分外壁处的左侧和后侧），且滑道应处在一级冷冻区右上多头同步伸缩气缸27及其附属装置与冷藏区右上多头同步伸缩气缸20及其附属装置的上下对称线上，纵向运动滑道和横向运动滑道连接时须采用圆弧连接；冷藏区左下多头同步伸缩气缸21安装在常温区右上多头同步伸缩气缸17正上方。
再接着，分别安装蓄冷结构部分的冷藏区相变材料工作区22、冷藏区倒置四棱锥台19、冷藏区相变材料储备区23，冷藏区左下多头同步伸缩气缸21及其附属装置分别通过铆钉与冷藏区相变材料工作区22、冷藏区倒置四棱锥台19、冷藏区相变材料储备区23进行连接，且冷藏区倒置四棱锥台19的对称轴线与蓄冷结构部分对称轴线保持在同一条直线；冷藏区相变材料工作区22与冷藏区左下多头同步伸缩气缸21及其附属装置周围安装四个液压自锁阀体，以及冷藏区相变材料储备区23与冷藏区左下多头同步伸缩气缸21及其附属装置周围安装六个液压自锁阀体，来实现冷藏区相变材料储备23与冷藏区相变材料工作区22沟通和相变材料的相互交换流动。而蓄冷结构部分的冷藏区相变材料工作区22、冷藏区倒置四棱锥台19、冷藏区相变材料储备区23，高常温相变材料储备区18与冷藏区相变材料工作区22，及冷藏区相变材料工作区22与冷藏区相变材料储备区23之间均进行铆钉连接。而在二级冷冻区相变材料工作区35的长方体机构处壳体39的右侧壁对称中心处安装高常温区变体二级伸缩往复用单头气缸24，二者之间通过螺栓连接，而其工作时通过自锁卡槽实现与物体的连接和断开。
最后，安装冷藏区右上多头同步伸缩气缸20及其附属装置、高常温区右上多头同步伸缩气缸17。其中，冷藏区右上多头同步伸缩气缸20安装在冷藏区倒置四棱锥台19的右上端位置，而高常温区右上多头同步伸缩气缸17安装在冷藏区倒置四棱锥台19的左上端位置，它们与其它机械结构的连接均采用螺栓连接；并在冷藏区右上多头同步伸缩气缸20及其附属装置顶端安装储热部分伸缩运动的纵向运动滑道和横向运动滑道，即分别设置在冷藏区左侧和后侧的储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44、储热结构部分二级伸缩横向运动滑道31，纵向运动滑道和横向运动滑道与整体结构采用焊接方式进行固定连接，纵向运动滑道和横向运动滑道连接时须采用圆弧连接；高常温区右上多头同步伸缩气缸17安装在冷藏区左下多头同步伸缩气缸21正上方。
储热结构部分具体实施方式：
首先，安装储热部分的低常温左下多头同步伸缩气缸1及其附属装置，安装时要求其与二级冷冻区左下多头同步伸缩气缸2及其附属装置的横向对称轴线重合，且要卡在储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44内，这样可使得储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44、储热结构部分二级伸缩横向运动滑道31一起同时起着悬臂支撑储热部分各层机构的作用；低常温左下多头同步伸缩气缸1则要求安装在附属装置的最左侧，采用铆钉与其附属装置连接固定，而其附属装置与壳体39亦采用铆钉连接。接着分别安装低常温区相变材料工作区3、低常温区倒置四棱锥台4、低常温区相变材料储备区5，低常温区左下多头同步伸缩气缸1及其附属装置分别通过铆钉与低常温区相变材料工作区3、低常温区倒置四棱锥台4、低常温区相变材料储备区5进行连接，且低常温区倒置四棱锥台4的对称轴线与低常温左下多头同步伸缩气缸1伸缩范围的纵向对称轴线保持在同一条直线；低常温区相变材料工作区3与低常温区左下多头同步伸缩气缸1及其附属装置周围安装四个液压自锁阀体，以及低常温区相变材料储备区5与低常温区左下多头同步伸缩气缸1及其附属装置周围安装六个液压自锁阀体，来实现低常温区相变材料储备5与低常温区相变材料工作区3沟通和相变材料的相互交换流动。而低常温区相变材料工作区3、低常温区倒置四棱锥台4、低常温区相变材料储备区5之间，及其与低常温区左下多头同步伸缩气缸1及其附属装置之间需要进行铆钉连接。以低常温区倒置四棱锥台4高度的二分之一与左右对称轴线的交点为中心安装低常温区变体一级伸缩往复用单头气缸5，且其一端采用螺栓与低常温区倒置四棱锥台4进行固定连接，另一端与壳体39后面通过螺栓固定连接。
此外，安装低常温区右上多头同步伸缩气缸30的附属装置，即此处长方体机构壳体39，安装低常温区右上多头同步伸缩气缸30的附属装置位于低常温区相变材料工作区3、低常温区倒置四棱锥台4、低常温区相变材料储备区5正上方，且低常温区右上多头同步伸缩气缸30的附属装置均与上述机构通过铆钉连接，并要求低常温区右上多头同步伸缩气缸30横向和纵向上的工作范围略大于低常温区相变材料工作区3、低常温区倒置四棱锥台4、低常温区相变材料储备区5（即保证完全遮盖住低常温区相变材料工作区3、低常温区倒置四棱锥台4、低常温区相变材料储备区5）。
接着，在低常温区右上多头同步伸缩气缸30的附属装置左上方安装常温区左下多头同步伸缩气缸6及其附属装置，要求常温区左下多头同步伸缩气缸6安装在此处壳体39最左端且借助铆钉与此处左端壳体39连接，其与低常温区右上多头同步伸缩气缸30的附属装置亦通过铆钉连接，且其伸缩工作范围与低常温区右上多头同步伸缩气缸30的伸缩工作空间范围一致，其右端要卡在储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44内，这样可使得储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44、储热结构部分二级伸缩横向运动滑道31一起同时起着悬臂支撑储热结构部分各层机构的作用。
再接着分别安装常温区相变材料工作区8、常温区倒置四棱锥台9、常温区相变材料储备区25。常温区左下多头同步伸缩气缸6及其附属装置分别通过铆钉与常温区相变材料工作区8、常温区倒置四棱锥台9、常温区相变材料储备区25进行连接，且常温区倒置四棱锥台9的对称轴线与常温左下多头同步伸缩气缸6伸缩范围的纵向对称轴线保持在同一条直线；常温区相变材料工作区8与常温区左下多头同步伸缩气缸6及其附属装置周围安装四个液压自锁阀体，以及常温区相变材料储备区25与常温区左下多头同步伸缩气缸6及其附属装置周围安装六个液压自锁阀体，来实现常温区相变材料储备25与常温区相变材料工作区8沟通和相变材料的相互交换流动。而常温区相变材料工作区8、常温区倒置四棱锥台9、常温区相变材料储备区25之间，及其与常温区左下多头同步伸缩气缸6及其附属装置之间进行铆钉连接。以常温区倒置四棱锥台9高度的二分之一与左右对称轴线的交点为中心安装储热结构部分常温区变体一级伸缩往复用单头气缸10，且其一端采用螺栓与常温区倒置四棱锥台9进行固定连接，另一端与壳体39后面通过螺栓固定连接。
然后安装常温区右上多头同步伸缩气缸12的附属装置，安装常温区右上多头同步伸缩气缸12的附属装置位于常温区相变材料工作区8、常温区倒置四棱锥台9、常温区相变材料储备区25正上方，且常温区右上多头同步伸缩气缸12的附属装置均与上述机构通过铆钉连接，并要求常温区右上多头同步伸缩气缸12的工作范围略大于常温区相变材料工作区8、常温区倒置四棱锥台9、常温区相变材料储备区25（即保证完全遮盖住常温区相变材料工作区8、常温区倒置四棱锥台9、常温区相变材料储备区25）。
接着，在常温区右上多头同步伸缩气缸12的附属装置上方安装高常温区左下多头同步伸缩气缸11及其附属装置，要求高常温区左下多头同步伸缩气缸11安装在此处壳体39最左端且借助铆钉与此处左端壳体39连接，与常温区右上多头同步伸缩气缸12的附属装置亦通过铆钉连接，且其伸缩工作范围与常温区右上多头同步伸缩气缸12的伸缩工作空间范围一致，其右端要卡在储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44内，这样可使得储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44、储热结构部分二级伸缩横向运动滑道31一起同时起着悬臂支撑储热结构部分各层机构的作用。
再接着分别安装高常温区相变材料工作区13、高常温区倒置四棱锥台14、高常温区相变材料储备区18，高常温区左下多头同步伸缩气缸11及其附属装置分别通过铆钉与高常温区相变材料工作区13、高常温区倒置四棱锥台14、高常温区相变材料储备区18进行连接，且高常温区倒置四棱锥台14的对称轴线与高常温左下多头同步伸缩气缸11伸缩范围的纵向对称轴线保持在同一条直线；高常温区相变材料工作区13与高常温区左下多头同步伸缩气缸11及其附属装置周围安装四个液压自锁阀体，以及高常温区相变材料储备区18与高常温区左下多头同步伸缩气缸11及其附属装置周围安装六个液压自锁阀体，来实现高常温区相变材料储备18与高常温区相变材料工作区13沟通和相变材料的相互交换流动。而高常温区相变材料工作区13、高常温区倒置四棱锥台14、高常温区相变材料储备区18之间，及其与高常温区左下多头同步伸缩气缸11及其附属装置之间需要进行铆钉连接。以高常温区倒置四棱锥台14高度的二分之一与左右对称轴线的交点为中心安装储热部分高常温区变体一级伸缩往复用单头气缸15，且其一端采用螺栓与高常温区倒置四棱锥台14进行固定连接，另一端与壳体39后面通过螺栓固定连接。
最后，安装高常温区右上多头同步伸缩气缸17及其附属装置，安装时要求其与冷藏区右上多头同步伸缩气缸20及其附属装置的横向对称轴线重合，且要卡在储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44内，这样可使得储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44、储热结构部分二级伸缩横向运动滑道31一起同时起着悬臂支撑储热结构部分各层机构的作用；高常温右上多头同步伸缩气缸17则要求安装在附属装置的最右侧，且位于高温区相变材料储备区13正上方，采用铆钉与壳体39及高常温区相变材料工作区13、高常温区倒置四棱锥台14、高常温区相变材料储备区18进行连接，且其伸缩工作范围与高常温区左下多头同步伸缩气缸11的伸缩工作空间范围一致。特别地，高常温区左下多头同步伸缩气缸11及其附属装置、常温区左下多头同步伸缩气缸6及其附属装置、低常温区左下多头同步伸缩气缸1及其附属装置在上下方向的投影完全重合；高常温区右上多头同步伸缩气缸17及其附属装置、常温区右上多头同步伸缩气缸12及其附属装置、低常温区右上多头同步伸缩气缸30及其附属装置、冷藏区左下多头同步伸缩气缸21及其附属装置、一级冷冻区左下多头同步伸缩气缸7及其附属装置、二级冷冻区左下多头同步伸缩气缸2及其附属装置在上下方向的投影完全重合；冷藏区右上多头同步伸缩气缸20及其附属装置、一级冷冻区右上多头同步伸缩气缸27及其附属装置、二级冷冻区右上多头同步伸缩气缸34及其附属装置在上下方向的俯视图中的投影完全重合。
本发明的工作原理为：当各部分机械结构实施安装完毕之后，在梯次结构各层的工作区和储备区分别布置相应的相变材料即可进入工作状态。当物品需要保温时，根据保温要求，可放置在高常温区倒置四棱锥台14、常温区倒置四棱锥台9、低常温区倒置四棱锥台4中，若外界温度高于放置区内的相变材料的熔点温度时，热量便被相变材料吸收，若外界温度低于放置区内的相变材料的凝固点时，热量便被相变材料释放出来，这样食物便实现了保温。当物品需要保鲜时，根据保鲜要求，可放置在冷藏区倒置四棱锥台19、一级冷冻区倒置四棱锥台26、二级冷冻区倒置四棱锥台36中，若外界温度低于放置区内的相变材料的凝固点时，热量便被相变材料释放出来，若外界温度高于放置区内的相变材料的熔点温度时，热量便被相变材料吸收，这样物品便实现了保鲜。若只需蓄冷作业时，储热结构部分可通过两次伸缩来说缩小装置体积和占地面积，即储热结构部分变体一级伸缩往复用单头气缸42通过安装各层储热结构部分一级伸缩纵向运动滑道44上可作纵向往复运动来实现第一步伸缩——即储热部分的纵向伸缩；而储热结构部分变体二级伸缩往复用单头气缸48借助各层储热结构部分二级伸缩横向运动滑道31进行可实现储热部分的第二步伸缩——即储热结构部分的横向伸缩。
储热结构部分常用的相变点依次变小的相变材料可为：高常温区——棕榈酸（相变点63℃）、硬脂酸（相变点68.8℃），常温区——癸酸（相变点30℃）、聚乙二醇E6000（相变点22℃），低常温区——聚乙二醇E400（相变点8℃）、LiClO3（相变点8.18℃）；蓄冷结构部分常用的相变点依次变小的相变材料可为：冷藏区——C6H14O6/KCl（溶液摩尔浓度比为0.6∶0.2相变点-5.1℃）、5%山梨醇水溶液（相变点-2.9℃），一级冷冻区——CHNaO2 /KCl /H2O（浓度比为22%∶8%∶70%时相变点为-23.8℃）、NH4Cl-NH4Br（相变点为-20℃左右），二级冷冻区——丙三醇和NaCl 质量比2.5∶7.5（相变点-31.5℃）、NH4ClＮ与乙二醇（浓度比30%∶25%时相变点-30℃左右）。以上只是示例，具体需根据物流过程中对储热保温或蓄冷保鲜物品对温度的要求而定。
Claims (4)
1.一种变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置，其特征在于：所述装置整体采用由下至上的若干层设置，且每层以中心对称方式分为四区域：在每层纵向中分线的前部分、横向中分线左侧区域为储热结构，横向中分线右侧区域为蓄冷结构；在每层纵向中分线的后部分、横向中分线左侧区域为储热结构部分一级伸缩空间区，横向中分线右侧区域为储热结构部分二级伸缩空间区；各层储热结构均包括储热空间和环绕储热空间设置的相变材料，各层蓄冷结构均包括蓄冷空间和环绕蓄冷空间设置的相变材料；各层储热结构的储热空间和各层蓄冷结构的蓄冷空间均采用上大下小的倒置四棱锥台结构，且储热空间的倒置四棱锥台顶台的长边呈纵向设置，蓄冷空间的倒置四棱锥台顶台的长边呈横向设置；而且储热结构部分各层宽度均小于储热结构部分各层一级伸缩空间区、储热结构部分二级伸缩空间区的宽度，以保证各层储热空间在动力机构的驱动下分别在相应层储热结构部分一级伸缩空间区、储热结构部分二级伸缩空间区内的滑道上作位移运动；在储热结构中各层呈四棱锥盆地状结构相变材料后侧中心对称处设置有驱动储热结构部分沿前后运动滑道进行前后位移运动的储热结构部分变体一级伸缩往复用单头气缸，实现储热结构朝向一级伸缩空间区位移的变体一级伸缩；在储热结构二级伸缩空间区设置有驱动储热结构部分沿左右运动滑道由一级伸缩空间区向二级伸缩空间区进行左右往复运动的储热结构部分变体二级伸缩往复用单头气缸，实现其储热结构变体二级伸缩；使得储热结构、蓄冷结构部分的左右对称结构变成储热结构、蓄冷结构部分前后布置结构。
2.根据权利要求1所述的变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置，其特征在于：各层储热结构、蓄冷结构的相变工作点采用自上而下依次变小的梯次方式布置用于储热保温或蓄冷保鲜的相变材料，利用依次降低的相变材料分别实现阶梯储热、阶梯蓄冷；即蓄冷结构部分自上而下设置的梯次结构对应自上而下依次布置冷藏区、一级冷冻区和二级冷冻区，并填充相变工作点依次变小的用于蓄冷保鲜的相变材料；储热结构部分自上而下设置的梯次结构依次布置高常温区、常温区、低常温区，并填充相变工作点依次变小的用于储热保温的相变材料，这样不同梯次结构及匹配相应的相变材料来同时实现保温不同温度要求的食物，同时冷藏不同温度要求所要蓄冷的保鲜物品。
3.根据权利要求1所述的变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置，其特征在于：设置相变材料可循环使用结构：在储热结构部分和蓄冷结构部分的各层呈四棱锥盆地状结构的相变材料工作空间的左下方设置有多头同步伸缩微型气缸，同时在同层呈四棱锥盆地状结构的相变材料工作空间的右上方亦设置有多头同步伸缩微型气缸，利用二者相互配合的往复运动来实现相变材料在工作过程中的循环使用。
4.根据权利要求1所述的变体可伸缩梯次结构多功能相变储热蓄冷一体化装置，其特征在于：设置与阶梯储热和阶梯蓄冷相对应的相变材料储备区：在蓄冷部分左侧设置用于梯次储热结构中所依次相对应布置高常温区、常温区、低常温区的相变材料储备区，填充与各层用于储热保温的相同的相变材料；而在蓄冷部分右侧设置用于梯次蓄冷结构中所依次相对应布置冷藏区、一级冷冻区和二级冷冻区的相变材料储备区，填充与各层用于蓄冷保鲜的相同的相变材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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