[发明专利]一种向塑料软管中充注相变材料的装置及方法

说明书

一种向塑料软管中充注相变材料的装置及方法，包括储料罐、空压机、压气管路、输液管路和温控加热装置，本发明通过温控加热装置调节充注相变材料温度，利用空压机提高储料罐中压力，从而向塑料软管中充注相变材料，本发明通过定温控制方法，可以保证相变材料在充注过程中的粘度不增加，提高充注的速度，缩短了充注时间，便于控制充注压力，能够适应不同塑料软管的工作压力，解决了人工充注效率低下，充注长度有限的缺点，同时解决了现有砂浆泵或其他机械泵充注，内部结构复杂不便于维护，相变材料容易腐蚀泵体，充注压力和充注量控制困难的问题；设备投资及运行费用低，操作简单，可以对不同尺寸、压力及耐热性能的塑料软管进行充注，调节范围广。

技术领域

本发明属于相变储能技术领域，具体涉及一种向塑料软管中充注相变材料的装置及方法。

背景技术

相变材料是利用自身相变过程中吸收或释放能量的性质，促使能量在空间和时间上的转移，从而达到提高能源利用效率的目的。目前，在建筑、农业、航空及纺织等领域得到了广泛的关注和应用。相变材料按其相变方式不同可以分为固-固相变材料、固-液相变材料、固-气相变材料和液-气相变材料等，其中固-液相变材料是最为常见、应用最广的一类。相变材料在使用过程中常常需要封装处理，常见的封装方式包括：直接混合法、直接浸泡法、微胶囊法、高聚物交联法、多孔材料吸附法及纳米材料复合法等。由于固-液相变材料在转变过程中存在体积变化，泄漏等问题，导致直接混合法、直接浸泡法在实际应用中存在一定得局限性，而其他的封装方式在一定程度上存在耐久性短、传热稳定性差及价格贵等问题。塑料软管作为一种常见的工业化产品，具有耐久、传热稳定、使用寿命长、价格低廉、可微量收缩(或膨胀)及耐腐蚀等特点，可以作为相变材料较为理想的封装材料使用。同时在相变材料处于液态条件下，可以根据实际空间条件需要改变它的形状，方便使用。

向塑料软管中充注相变材料在实际操作中存在以下四个问题：1、充注压力随时间而变化。为了得到高能量密度的储能装置，相变材料需要在液态条件下向塑料软管中进行充注。但是，液态相变材料的运动粘度时随着温度的变化而变化的，在充注过程中，温度较高的相变材料在充注过程中通过塑料软管向周围环境释放热量，温度降低，从而运动粘度增大，流动性变差，另外，随着软管充注量的增加，流动阻力随之增大，使得充注压力逐渐变大；2、充注条件的时间限制高。由于相变材料温度降低到相变温度点附近时，会发生液态向固态转变，液态相变材料流动性差，从而所需充注压力增大，甚至发生相变材料堵塞管道的现象，所以充注完成时间要短；3、塑料软管相对于其他金属管道具有承压低，不耐高温的缺点，导致充注压力与塑料管道承压，相变材料充注高温需求与塑料管道耐热性差之间存在矛盾；4、相变材料本身粘度较大。基于此，如采用人工充注，效率低下，充注长度有限。如采用现有砂浆泵或其他机械泵充注，由于泵体内部结构复杂、清洗、拆卸较为繁琐，相变材料容易腐蚀泵体，吸入端需要较大压头，同时在充注过程中泵的压力性能曲线在较大的范围变化，导致充注压力和充注量控制困难。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种向塑料软管中充注相变材料的装置及方法。

一种向塑料软管中充注相变材料的装置，包括储料罐，所述储料罐侧壁中上部设置有压气管路，所述压气管路末端设置有空压机，所述储料罐弧形盖的底端中部设置有输液管路，所述储料罐弧形盖的侧壁设置有温控加热装置，所述储料罐底端焊接有储料罐支座。

所述储料罐顶端中部焊接有上外接短管，所述上外接短管顶部螺接有丝堵，所述丝堵顶部焊接有连接短管，所述连接短管顶部螺接有针型阀，所述储料罐内腔设置有相变材料，所述储料罐底端中部设置有下外接短管。

所述压气管路包括压力表和气动软管，所述气动软管中部设置有压力表。

所述输液管路包括变径、弯头、球阀、外螺纹直接和塑料软管，所述输液管路通过变径与下外接短管底端螺接固定在储料罐底端中部，所述变径底端中部设置有弯头，所述弯头末端设置有球阀，所述球阀输出端螺接有外螺纹直接，所述外螺纹直接末端设置有塑料软管。