[发明专利]一种基于微流控规模化制备相变胶囊的控制方法

说明书

本发明公开一种基于微流控规模化制备相变胶囊的控制方法。所述控制方法包括：控制系统接收和分析加热搅拌器装置、微型液泵、加热带、热电偶测温仪的信号数据；控制系统发出温度调节信号，使容器中流出的芯材溶液及壁材前驱体溶液在整个系统流通过程中始终处于液态，通过发出微型液泵功率调节信号，调整芯材溶液、壁材前驱体溶液以及混合液的流量使其在微小流通管道后段管道中以层流状态稳定流出，并保证芯材溶液在芯材微小通道流通管道中以液滴形式流出，流出后的芯材溶液中的触发剂触发壁材前驱体溶液中的前驱体在芯材表面发生界面聚合反应生成壁材将芯材包裹住，从而形成胶囊。最终通过滤网过滤收集制得的胶囊，并进行废液的回收再利用。

技术领域

本发明涉及相变胶囊的制备技术领域，尤其涉及一种基于微流控规模化制备相变胶囊的控制方法。

技术背景

随着社会和经济的迅速发展及不可再生能源的日益枯竭，人类社会的能源供应日渐趋紧。而太阳能、风能等一些可再生能源无法进行稳定的能源供给,工业过程中还存在着大量的工业余热。储热技术作为一种重要的储能手段，可广泛地应用在太阳能光热储存、工业余热回收和传热流体领域。储热有显热储热和潜热储热等几大类。由于潜热型储热材料储能密度大、储热体积小，因而受到了人们的广泛关注。然而，有机相变材料普遍都具有可燃性、导热性低、相变的过程中易泄漏等缺陷，无机类相变材料在相变过程中存在过冷和相分离问题且具有一定的腐蚀性,因而其应用受到了较大限制。对相变材料进行封装处理是解决上述问题的有效措施，微胶囊法是相变材料封装的一种重要手段，可以有效解决导热系数低、体积变化、固-液相变过程中液体流动泄漏和相分离等问题。因而其应用与研究受到广泛重视。

然而在常见的相变胶囊的制作过程中，操作上具有复杂的合成步骤和程序，反应条件不易控制，材料仪器依赖性高，效率低，产量低，相变胶囊制备过程中实验条件的可控性以及实验装置的集成性难以实现。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种基于微流控规模化制备相变胶囊的控制方法，旨在解决现有技术的效率低、实验装置集成性差的问题。

发明所述的一种基于微流控规模化制备相变胶囊的控制方法包括依次设置信号集中处理区、芯材溶液加热搅拌及引出区、壁材前驱体溶液加热搅拌及引出区、芯材溶液及壁材前驱体溶液流通区、管道温度调控区、管道出口温度监控区、相变胶囊收集区、废液收集区；所述信号集中处理区包括具有信号收集、处理、发出功能的控制系统；所述芯材溶液加热搅拌及引出区包括第一加热搅拌装置、芯材溶液盛装容器、第一搅拌子、芯材溶液引出管道、第一微型液泵；所述壁材前驱体溶液加热搅拌及引出区包括第二加热搅拌装置、壁材前驱体溶液盛装容器、第二搅拌子、壁材前驱体溶液引出管道、第二微型液泵；所述芯材溶液及壁材前驱体溶液流通区包括芯材溶液主流通管道、壁材前驱体溶液主流通管道、与芯材溶液主流管道相连的多个微小流通管道、与壁材前驱体溶液主流管道相连的多个微小流通管道；所述管道温度调控区包括包覆在壁材前驱体溶液盛装容器及与壁材前驱体溶液主流管道相连的多个微小流通管道上的加热带、所述管道出口温度监控区包括热电偶测温仪；所述相变胶囊收集区包括按一定倾斜角度(10°～45°)布置的滤网；所述废液收集区包括废液盛装容器、第三微型液泵、废液引出管道；其特征在于，所述控制方法包括：

S1：制备芯材溶液、壁材前驱体溶液及传输其状态信号；

S2：泵出芯材溶液、壁材前驱体溶液及传输泵的工作信号；

S3：传输加热带、芯材溶液、芯材及壁材混合液出口处温度信号；

S4：分析处理控制系统接收的信号；

S5：控制系统发出调节信号；

S6：收集由滤网过滤得到的胶囊；

S7：回收废液。