[發明專利]一種復合相變顆粒的生產裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 201610022103.7
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105498672B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 孔祥飛;鐘俞良;劉少寧;王恩宇;戎賢
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01F7/26;B01J19/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,付長杰

技術領域

本發明屬于建筑節能用相變材料加工技術領域，具體涉及一種復合相變顆粒的生產裝置及其制備方法。

背景技術

復合相變材料是由固體多孔介質和液體相變材料通過一系列工藝復合而成的，具體的表現形式為將液態的相變材料填充在固體多孔介質的孔隙中，相變材料的相態變化發生在多孔介質的孔隙中，從而讓相變材料在多孔介質中能夠反復的進行融化凝固吸熱放熱過程，從而調控環境溫度。

復合相變材料的制備方法有浸泡法和真空吸附法。浸泡法即為自然滲透，通過固體多孔介質表面的毛細張力進行吸附，吸附時間較長，吸附效率較低；真空吸附法，即給固體多孔介質提供一個穩定的負壓狀態，這樣填充在多孔介質內部孔隙里的空氣就會被排出，然后再讓多孔介質去吸附相變材料。與浸泡法相比，真空吸附法能夠更加高效的吸附相變材料。但真空吸附法往往受實驗儀器設備的限制，對復合相變材料的加工，往往會受到反應裝置中的溫度、攪拌程度的影響，甚至還需要在一定真空度的情況下進行反應。因此對反應裝置的構造要求較高。

無論是浸泡法還是真空吸附法制備復合相變顆粒，目前都還僅僅停留在實驗室小批量制備樣品的階段，還未有批量化生產復合相變材料的裝置。2011年濟南大學材料科學與工程學院的李啟金等人在磚瓦上發表的《石蠟/膨脹珍珠巖復合相變儲能材料的研究》中提到，在實驗室采用真空吸附法，使用圓底燒瓶、磁力加熱攪拌器、轉動磁子和真空泵等實驗室儀器設備制備了小批量的復合相變顆粒。該方法使用圓底燒瓶制備復合相變顆粒不具有規模化生產的潛力，并且使用磁力加熱攪拌器不能有效的給燒瓶內部提供恒溫的吸附條件，轉動磁子適用于對液體的攪拌，對固體顆粒的攪拌情況較差，當轉動磁子在圓底燒瓶最底部中間的位置一直轉動攪拌的時候，會出現攪拌死角，不能進行批量化生產復合相變顆粒。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種復合相變顆粒的生產裝置及其制備方法。該裝置能夠用來批量化加工吸附式復合相變材料，即以多孔材料為支撐介質，通過真空吸附液體相變材料得到復合相變顆粒，該裝置能夠實現復合相變顆粒的批量化生產，生產效率高，能夠滿足建筑行業大規模生產的需求。該方法采用液態相變材料進行液封，密封性能更好，采用真空吸附，設置真空抽氣閥門，保證制備過程中真空度穩定，該方法簡單可靠，能夠實現復合相變顆粒的批量化生產。

本發明解決所述裝置技術問題采用的技術方案是：提供一種復合相變顆粒的生產裝置，其特征在于該裝置包括外桶、內桶、攪拌機構和支架；內桶套在外桶內，內桶的內部固定有攪拌機構，外桶的下部與支架連接，并依靠支架固定支撐；

所述內桶包括頂端開口的內桶本體，內桶本體上設有內桶上蓋，內桶上蓋與內桶本體通過密封扣相連，在內桶上蓋內部設有密封墊圈，所述內桶上蓋上設有真空抽氣孔，在真空抽氣孔的兩側分別設有一個內桶上蓋把手，內桶上蓋把手與內桶上蓋焊接在一起，在真空抽氣孔的后方設有觀察孔；所述真空抽氣孔上設有真空抽氣閥門，真空抽氣孔與外部真空抽氣設備相連接；在內桶本體的底部中心設有兩端開口的空心圓柱形轉軸保護筒，所述轉軸保護筒與內桶本體底部相焊接；

所述外桶包括封閉的圓柱體狀外桶本體，圍繞外桶本體的外表面設有外桶保溫層，在外桶本體的內壁與內桶本體的外壁之間構成密閉空腔，在外桶本體的頂部左側和右側分別設有導熱液體進液口和導熱液體出液口，通過導熱液體進液口和導熱液體出液口向外桶本體的內壁與內桶本體的外壁之間構成的密閉空腔內填充導熱液體，導熱液體進液口和導熱液體出液口分別與外部導熱液體循環加熱設備連接；

所述攪拌機構包括攪拌主軸、固體放料盤、波輪攪拌盤、聯軸器和攪拌電機；所述攪拌主軸置于轉軸保護筒之內，攪拌主軸的下端通過聯軸器與攪拌電機相連，所述攪拌電機固定在支架上，攪拌主軸的上部從上至下依次連接有固體放料盤和波輪攪拌盤，波輪攪拌盤的底部伸入液體相變材料中，所述固體放料盤包括盤體和套筒，盤體為圓盤形，盤體的底面與側面呈30-50°夾角，盤體中心固定在套筒上，所述套筒為空心圓柱體，將套筒套在攪拌主軸上部，并通過螺帽與攪拌主軸固定相連；所述波輪攪拌盤的頂部中心與攪拌主軸焊接在一起，波輪攪拌盤呈草帽狀，波輪攪拌盤的上半部分套在轉軸保護筒外面，但不與轉軸保護筒相接觸，波輪攪拌盤的下半部分呈圓盤狀，在圓盤上等間距的設置有肋片，波輪攪拌盤下半部分沿圓周方向的最外沿處距內桶本體內壁的距離小于固態多孔介質顆粒的最小直徑。

本發明解決所述方法技術問題采用的技術方案是：提供一種復合相變顆粒的制備方法，其特征在于該方法利用上述的復合相變顆粒的生產裝置，該方法的步驟是：