專利名稱：相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型中特別涉及一種相變蓄能材料罐裝機(jī)，應(yīng)用于相變蓄能(蓄熱或蓄 冷)材料的自動(dòng)化罐裝。
背景技術(shù)：
蓄能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)能源消耗需求側(cè)管理的重要方法。蓄能技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)能耗峰谷 轉(zhuǎn)移的技術(shù)，它在能量消耗低谷時(shí)把多余的或低價(jià)的能量貯存起來，在能量消耗高峰時(shí)把 貯存的能量釋放出來。相變蓄能技術(shù)是依靠物質(zhì)(相變蓄能材料或潛熱蓄能材料)在相變 過程(固態(tài)-液態(tài)轉(zhuǎn)化)中必須吸收或放出大量相變潛熱的物理現(xiàn)象進(jìn)行能量的存儲(chǔ)和釋 放的技術(shù)。由于單位體積的潛熱蓄能材料能夠蓄存的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單位體積的顯熱蓄能材 料能夠承受的范圍，因此潛熱蓄能材料在蓄能結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用正越來越引人注目。相變蓄能 材料與蓄能裝置組合，形成相變蓄能系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)、移動(dòng)、可控使用。相變蓄能技 術(shù)可廣泛應(yīng)用于一次能源(熱能、太陽能)和二次能源(電能)的開發(fā)、節(jié)能應(yīng)用。冰蓄冷技術(shù)是在夜間用電低谷期，采用電制冷機(jī)制冷，將制得冷量以冰的形式儲(chǔ) 存起來，在白天空調(diào)負(fù)荷(電價(jià))高峰期將冰融化釋放冷量，用以部分或全部滿足供冷需 求。冰蓄冷技術(shù)是九十年代在國內(nèi)外興起的一門實(shí)用綜合技術(shù)，由于可對(duì)電網(wǎng)的電力起到 轉(zhuǎn)移電力高峰電量，平衡電網(wǎng)峰谷差，提高現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備和輸變電設(shè)備的使用率，降低發(fā)電 成本，有利于整個(gè)社會(huì)的優(yōu)化資源配置。同時(shí)，對(duì)用戶來說，由于峰谷電價(jià)的差額，使用戶的 運(yùn)行電費(fèi)大幅下降，因此推廣使用冰蓄冷中央空調(diào)是一項(xiàng)利國利民的雙贏舉措。與冰蓄冷 概念類似，應(yīng)用相變蓄熱材料在特定相變溫度條件下發(fā)生“固_液”態(tài)相變進(jìn)行蓄熱、放熱， 從而達(dá)到熱能“儲(chǔ)蓄”、“分時(shí)使用”、“分布使用”的目的。蓄熱技術(shù)有著廣泛的實(shí)用領(lǐng)域和 多樣的熱源選擇。北京已有338個(gè)項(xiàng)目共使用蓄熱式電鍋爐500余臺(tái)，可轉(zhuǎn)移高峰負(fù)荷20 多萬千瓦，上海150臺(tái)，江蘇60臺(tái)，浙江60臺(tái)，其他地區(qū)400余臺(tái)，全國目前使用蓄熱式電 鍋爐約1200臺(tái)，可轉(zhuǎn)移高峰負(fù)荷80萬千瓦左右。相變貯熱是針對(duì)物質(zhì)的潛熱貯存提出來 的，相變材料貯熱密度較高，工程占用空間較小，供熱溫度穩(wěn)定，并且相變貯熱非常高效。目前，關(guān)于相變蓄能材料的研究報(bào)道較多，但對(duì)于相變蓄能材料能進(jìn)行自動(dòng)化分 裝的設(shè)備還未見報(bào)道。
實(shí)用新型內(nèi)容為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相變蓄能材料進(jìn)行自動(dòng)化罐裝，本實(shí)用新型提供一種相變蓄能材 料自動(dòng)罐裝機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案—種相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，包括罐裝室和設(shè)于所述罐裝室內(nèi)的料桶，所述料桶上設(shè)有進(jìn)氣管、進(jìn)料管和罐裝管，所述進(jìn)氣管、進(jìn)料管和罐裝管上 分別設(shè)有進(jìn)氣閥、進(jìn)料閥和罐裝閥；蓄熱容器；所述料桶上設(shè)有第一加熱機(jī)構(gòu)；用于測(cè)量料 桶內(nèi)溫度的第一溫度傳感器；托板秤重機(jī)構(gòu)，設(shè)于罐裝管位置處；間歇輸送機(jī)構(gòu)；機(jī)械手；控制部件，所述控制部件與所述進(jìn)氣閥、進(jìn)料閥和罐裝閥的控制端相連接，并與所述托板秤 重機(jī)構(gòu)、第一加熱機(jī)構(gòu)、第一溫度傳感器、間歇輸送機(jī)構(gòu)、機(jī)械手相連接。進(jìn)一步地，所述托板秤重機(jī)構(gòu)包括秤重傳感器和水平伸縮機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述料桶為雙層水浴保溫密封結(jié)構(gòu)，所述第一加熱機(jī)構(gòu)為電加熱器；所 述電加熱器設(shè)于所述雙層水浴保溫密封結(jié)構(gòu)之間，所述電加熱器與所述控制部件相連接。進(jìn)一步地，還包括與所述控制部件相連接的液位傳感器，所述料桶中還設(shè)有壓力 表和壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制部件相連接。進(jìn)一步地，所述機(jī)械手包括夾持機(jī)構(gòu)和與所述夾持機(jī)構(gòu)相連接的垂直氣缸和水平 氣缸，所述垂直氣缸和水平氣缸的控制端與所述控制部件相連接。進(jìn)一步地，所述間歇輸送機(jī)構(gòu)包括輸送帶和驅(qū)動(dòng)輸送帶運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)，所述伺 服電機(jī)與所述控制部件相連接。進(jìn)一步地，所述罐裝室為夾層保溫結(jié)構(gòu)，所述罐裝室上設(shè)有透明視窗。進(jìn)一步地，所述罐裝室內(nèi)還設(shè)有第二加熱機(jī)構(gòu)和第二溫度傳感器，所述第二加熱 機(jī)構(gòu)、第二溫度傳感器分別與所述控制部件相連接。進(jìn)一步地，還包括機(jī)架，所述罐裝室設(shè)于機(jī)架上，所述機(jī)架腳部設(shè)有轉(zhuǎn)輪。進(jìn)一步地，所述蓄熱容器為半球型。本實(shí)用新型通過控制部件自動(dòng)控制，能夠?qū)ο嘧冃钅懿牧匣蝾愃撇牧系男阅芴?點(diǎn)，如在某一溫度以上為液態(tài)，在常溫下為固態(tài)，能夠精確定量罐裝，防止凝固、變性，并且 可避免罐裝口微滴漏，造成污染等問題，為蓄熱球的熱封口創(chuàng)造有利條件?？捎糜谙嘧冃钅?材料以及需要加熱液化相關(guān)材料的自動(dòng)化灌裝。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型正視圖。圖3是本實(shí)用新型控制原理框圖標(biāo)號(hào)說明1托板秤重機(jī)構(gòu) 7罐裝管 13控制部件2第一加熱機(jī)構(gòu) 8.蓄熱容器14第二加熱機(jī)構(gòu)3料桶9機(jī)械手 15壓力表4進(jìn)氣閥10輸送帶 16稱重傳感器5進(jìn)料閥11罐裝室 17透明視窗6罐裝閥12機(jī)架
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，一種相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，包括罐裝室11和設(shè)于所述罐裝 室11內(nèi)的料桶3，所述料桶3上設(shè)有進(jìn)氣管、進(jìn)料管和罐裝管7，所述進(jìn)氣管、進(jìn)料管和罐裝 管7上分別設(shè)有進(jìn)氣閥4、進(jìn)料閥5和罐裝閥6 ；蓄熱容器8，用于罐裝蓄熱材料，本實(shí)施例中所述蓄熱容器8為半球型；[0034]所述料桶3上設(shè)有第一加熱機(jī)構(gòu)2 ；通過該第一加熱機(jī)構(gòu)2保持料桶3內(nèi)相變料 為液態(tài)；用于測(cè)量料桶3溫度的第一溫度傳感器；托板秤重機(jī)構(gòu)1，設(shè)于罐裝管7位置處，用于對(duì)蓄熱容器8罐裝的蓄熱材料進(jìn)行稱 重，實(shí)現(xiàn)定量灌裝；間歇輸送機(jī)構(gòu)，用于輸送蓄熱容器8 ；機(jī)械手9，用于夾持蓄熱容器8至所述托板秤重機(jī)構(gòu)1上； 控制部件13，與所述進(jìn)氣閥4、進(jìn)料閥5和罐裝閥6的控制端相連接，并與所述托 板秤重機(jī)構(gòu)1、第一加熱機(jī)構(gòu)2、第一溫度傳感器、間歇輸送機(jī)構(gòu)、機(jī)械手9相連接。用于控 制所述間歇輸送機(jī)構(gòu)輸送蓄熱容器8 ；并控制所述機(jī)械手9從間歇輸送機(jī)構(gòu)上夾持所述蓄 熱容器8至所述托板秤重機(jī)構(gòu)1上，在收到托板秤重機(jī)構(gòu)1的稱重信號(hào)達(dá)到罐裝重量時(shí)，關(guān) 閉所述罐裝閥6 ；并控制所述機(jī)械手9將所述托板秤重機(jī)構(gòu)1上所述蓄熱容器8夾持至間 歇輸送機(jī)構(gòu)上。其中，所述控制部件13根據(jù)采集的第一溫度傳感器的溫度信息，控制所述第一加 熱機(jī)構(gòu)2的加熱。其中，所述托板秤重機(jī)構(gòu)1包括秤重傳感器16和水平伸縮機(jī)構(gòu)，所述水平伸縮機(jī) 構(gòu)在所述控制部件13的控制下，可水平伸縮并托住所述蓄熱容器8，所述秤重傳感器16對(duì) 罐裝中的所述蓄熱容器8進(jìn)行稱重，所述控制部件13采集到的稱重傳感器16的重量信息， 控制所述罐裝閥6的開與關(guān)，以保證罐裝于所述蓄熱容器8中的蓄熱材料的重量精度。其中，所述料桶3為雙層水浴保溫密封結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中所述第一加熱機(jī)構(gòu)2為電 加熱器；所述電加熱器設(shè)于所述雙層水浴保溫密封結(jié)構(gòu)之間。通過電加熱器進(jìn)行加熱，保證 料桶3內(nèi)的蓄熱材料為一定黏度的液體狀態(tài)。其中，所述進(jìn)氣閥4向料桶3中加壓，使蓄能材料能夠按要求的流速經(jīng)罐裝管7向 蓄熱容器8中罐裝。其中，所述料桶3中還設(shè)有壓力表15和壓力傳感器，壓力表15用于指示料桶3中 的壓力。所述壓力傳感器與所述控制部件13相連接。所述控制部件13根據(jù)所述壓力傳 感器測(cè)得的料桶3內(nèi)的壓力信號(hào)，輸出控制信號(hào)至所述進(jìn)氣閥4，以控制所述料桶3內(nèi)的壓 力。其中，所述機(jī)械手9包括夾持機(jī)構(gòu)和與所述夾持機(jī)構(gòu)相連接的垂直氣缸和水平氣 缸，所述垂直氣缸和水平氣缸的控制端與所述控制部件13相連接。所述夾持機(jī)構(gòu)夾持或松 開所述蓄熱容器8，并在所述控制部件13的控制下，所述蓄熱容器8通過垂直氣缸和水平氣 缸做垂直升舉和水平傳送運(yùn)動(dòng)。其中，所述間歇輸送機(jī)構(gòu)包括輸送帶10和驅(qū)動(dòng)輸送帶10運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)，所述伺 服電機(jī)與所述控制部件13相連接。所述伺服電機(jī)接受所述控制部件13的控制，驅(qū)動(dòng)輸送 帶10運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)輸送帶10上的蓄熱容器8運(yùn)動(dòng)。其中，所述罐裝室11為夾層保溫結(jié)構(gòu)，所述罐裝室11上設(shè)有透明視窗17。其中，所述罐裝室11內(nèi)還安裝有與所述控制部件13相連接的第二加熱機(jī)構(gòu)14和 第二溫度傳感器。所述第二加熱機(jī)構(gòu)14用于保持整個(gè)罐裝室11的溫度，所述控制部件13 根據(jù)采集到的所述第二溫度傳感器的溫度信號(hào)，控制所述第二加熱機(jī)構(gòu)14的加熱。[0049]其中，還包括與所述控制部件13相連接的液位傳感器。通過液位傳感器的液位信 息，所述控制部件13控制所述進(jìn)料閥5開與關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述料桶3中相變蓄能材料的液位 的控制。 其中，還包括機(jī)架12，所述罐裝室11設(shè)于機(jī)架上。所述機(jī)架12腳部設(shè)有轉(zhuǎn)輪，方 便整個(gè)相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)的移動(dòng)。具體地，如圖3所示，本實(shí)施例中，所述控制部件13為一可編程控制器(PLC)，其 分別與液位傳感器、壓力傳感器、稱重傳感器16、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器相連接， 并與進(jìn)氣閥4、進(jìn)料閥5、罐裝閥6、間歇輸送機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)手、第一加熱機(jī)構(gòu)2、第二加熱機(jī)構(gòu) 14的控制端相連接。使用時(shí)，首先，通過加料口經(jīng)進(jìn)料閥5向料桶3內(nèi)加裝相變蓄能材料，打開電加熱 器保持相變蓄能材料一定的溫度，與此同時(shí)氣體經(jīng)進(jìn)氣閥4通入料桶3形成一定的壓力；控 制部件13通過氣缸控制所述機(jī)械手9水平伸出，并從輸送帶10上夾持蓄熱容器8，在垂直 升起一定高度后，水平移至罐裝管7的下方，再垂直向上移動(dòng)，使罐裝管7插入蓄熱容器8 中。此時(shí)，托板稱重機(jī)構(gòu)1伸出，托住蓄熱容器8，機(jī)械手9松開，罐裝閥6打開，進(jìn)行罐裝并 稱重。罐裝結(jié)束后，罐裝閥6關(guān)閉，機(jī)械手9夾住蓄熱球，托板稱重機(jī)構(gòu)1縮回，機(jī)械手9先 垂直下移，再水平縮回，將蓄熱容器8放回輸送帶上，完成一個(gè)蓄熱容器8罐裝。輸送帶10 移動(dòng)，下一蓄熱容器8移動(dòng)到罐裝位置，如此重復(fù)下一個(gè)蓄熱容器8的罐裝。
權(quán)利要求一種相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于包括罐裝室(11)和設(shè)于所述罐裝室(11)內(nèi)的料桶(3)，所述料桶(3)上設(shè)有進(jìn)氣管、進(jìn)料管和罐裝管(7)，所述進(jìn)氣管、進(jìn)料管和罐裝管(7)上分別設(shè)有進(jìn)氣閥(4)、進(jìn)料閥(5)和罐裝閥(6)；蓄熱容器(8)；所述料桶(3)上設(shè)有第一加熱機(jī)構(gòu)(2)；用于測(cè)量料桶(3)內(nèi)溫度的第一溫度傳感器；托板秤重機(jī)構(gòu)(1)，設(shè)于罐裝管(7)位置處；間歇輸送機(jī)構(gòu)；機(jī)械手(9)；控制部件(13)，所述控制部件(13)與所述進(jìn)氣閥(4)、進(jìn)料閥(5)和罐裝閥(6)的控制端相連接，并與所述托板秤重機(jī)構(gòu)(1)、第一加熱機(jī)構(gòu)(2)、第一溫度傳感器、間歇輸送機(jī)構(gòu)、機(jī)械手(9)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于 所述托板秤重機(jī)構(gòu)(1)包括秤重傳感器(16)和水平伸縮機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于所述料桶(3)為雙層水浴保溫密封結(jié)構(gòu)，所述第一加熱機(jī)構(gòu)(2)為電加熱器；所述電加 熱器設(shè)于所述雙層水浴保溫密封結(jié)構(gòu)之間，所述電加熱器與所述控制部件(13)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于還包括與所述控制部件(13)相連接的液位傳感器，所述料桶(3)中還設(shè)有壓力表(15) 和壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制部件(13)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于所述機(jī)械手(9)包括夾持機(jī)構(gòu)和與所述夾持機(jī)構(gòu)相連接的垂直氣缸和水平氣缸，所述 垂直氣缸和水平氣缸的控制端與所述控制部件(13)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于所述間歇輸送機(jī)構(gòu)包括輸送帶(10)和驅(qū)動(dòng)輸送帶(10)運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)，所述伺服電 機(jī)與所述控制部件(13)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于 所述罐裝室(11)為夾層保溫結(jié)構(gòu)，所述罐裝室(11)上設(shè)有透明視窗(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于所述罐裝室(11)內(nèi)還設(shè)有第二加熱機(jī)構(gòu)(14)和第二溫度傳感器，所述第二加熱機(jī)構(gòu) (14)、第二溫度傳感器分別與所述控制部件(13)相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于還包括機(jī)架(12)，所 述罐裝室(11)設(shè)于機(jī)架上，所述機(jī)架(12)腳部設(shè)有轉(zhuǎn)輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，其特征在于所述蓄熱容器(8) 為半球型。
專利摘要相變蓄能材料自動(dòng)罐裝機(jī)，包括罐裝室和設(shè)于所述罐裝室內(nèi)的料桶，所述料桶上設(shè)有進(jìn)氣管、進(jìn)料管和罐裝管，所述進(jìn)氣管、進(jìn)料管和罐裝管上分別設(shè)有進(jìn)氣閥、進(jìn)料閥和罐裝閥；蓄熱容器；所述料桶上設(shè)有第一加熱機(jī)構(gòu)；用于測(cè)量料桶內(nèi)溫度的第一溫度傳感器；托板秤重機(jī)構(gòu)，設(shè)于罐裝管位置處；間歇輸送機(jī)構(gòu)；機(jī)械手；控制部件，所述控制部件與所述進(jìn)氣閥、進(jìn)料閥和罐裝閥的控制端相連接，并與所述托板秤重機(jī)構(gòu)、第一加熱機(jī)構(gòu)、第一溫度傳感器、間歇輸送機(jī)構(gòu)、機(jī)械手相連接。本實(shí)用新型通過控制部件自動(dòng)控制，能夠精確定量罐裝，防止凝固、變性，并且可避免罐裝口微滴漏，造成污染等問題，為蓄熱球的熱封口創(chuàng)造有利條件。
文檔編號(hào)B67C3/02GK201729649SQ20092021289
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者劉華凱, 李保國, 蘇樹強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)