毛细吸水柱组件及其在新能源汽车领域的应用的制作方法

文档序号:22468889发布日期:2020-10-09 21:55阅读:245来源:国知局
毛细吸水柱组件及其在新能源汽车领域的应用的制作方法
本发明涉及一种毛细吸水柱组件及其在新能源汽车领域的应用,属于新能源汽车
技术领域

背景技术
:在新能源汽车领域,新能源汽车充电站属于必不可少的硬件设备之一。在新能源汽车充电站,配备有多个充电站。相比于其他电源,充电桩的系统散热量要大的多,对系统热设计要求极为严格。对于户外设备,充电桩内部的热量必然要排出设备之外,否则将会加速设备的老化,同时需要做好防水防尘的处理,以防出现电子设备短路和信号紊乱的情况。建设新能源汽车充电站的目的是让待充电车辆在较短时间内补充50-60%以上的电能,在实际应用中一般电动汽车使用直流快充,可在1~2h内充满,只使用慢充模式需要6-8h才能充满。新能源汽车能否推广的一个重要因素就是使用过程的便利性,因此对于电动汽车充电需求来说当然是越快越好,但是随着充电速度加快,电流和电压也会直线增高,这就导致了充电桩电感模块功率增大。电感模块、电源模块等元件热量快速且大量地产生。由此可以看出充电桩在充电过程中产生热量之大,若不及时散出,会造成极大地安全事故,因此,散热问题是充电桩系统推广建设必须解决的难题之一!!目前充电桩常规采用的散热方式多为散热风扇。优点:成本低,安装简便,能耗较少。缺点:户外灰尘易进入柜内污染精密元器件;若发热体散热不强,热量易积聚在发热体内,即使外界散热力度再大,效果都有限;不利于轻型集成设计。并且箱体的进出风口会带来尘埃、腐蚀性气体、湿气等干扰。充电桩散热分为模块散热和机箱整体散热两部分,因为充电模块是内置在里面,所以防护措施主要体现在机箱设计上面。最简单经济的一种设计是在箱体的进出风口做成百叶窗式,然后在出风口加上风扇,把模块风扇排出的热量抽走,这种方法能起到一定的防护作用,但是时间久了还是难免会有灰尘和湿气进入,给后面售后带来太多工作量。技术实现要素:本发明针对现有技术存在的不足,提供了毛细吸水柱组件及其在新能源汽车领域的应用,具体技术方案如下:毛细吸水柱组件及其在新能源汽车领域的应用,包括最少一根毛细吸水柱、与毛细吸水柱相适配的吸水层。更进一步的是,所述毛细吸水柱包括圆桶状外桶,所述外桶的下部设置有多个第五通孔,所述外桶的内部设置有滤桶,所述滤桶的内部填充有毛细吸水柱,所述滤桶的内部还设置有位于毛细吸水柱上方的配重环,所述外桶的上端与连管的下端连通;所述吸水层的下部将配重环覆盖且吸水层的下部与毛细吸水柱的上端接触。更进一步的是,所述滤桶的制备方法为,使用第一泥料在外桶的内壁涂覆一层桶状第一胚层,第一胚层晾干之后,使用第二泥料在第一胚层的内壁涂覆一层桶状第二胚层,待第二胚层晾干之后,在氮气氛围保护中进行烧结,烧结温度为1600-1650℃,烧结后的第一胚层和第二胚层复合成滤桶;第一泥料采用100质量份黏土、52-56质量份粒径小于或等于3mm的火山岩颗粒、15-20质量份碳酸氢钠和85-95质量份的水混合搅拌制成;第二泥料采用120质量份硅藻土、60-65质量份稻壳和100-110质量份的水混合搅拌制成。更进一步的是,所述毛细吸水柱的制备方法,将100质量份黏土、33-36质量份高吸水吸湿纤维、12-15质量份粒径小于2mm的烧结球和60-70质量份水混合搅拌成第一土料,将第一土料使用捶打机最少捶打1000次得到第二土料,捶打机对第一土料的锤击压力为120公斤;将第二土料装入到滤桶的内部,使用捶打机最少捶打60次即得到毛细吸水柱,对第二土料的锤击压力为30公斤。更进一步的是,所述吸水层由吸水性树脂、复合凹凸棒土、球状海绵粒、高吸水吸湿纤维按照质量比(130-150)∶(230-260)∶(20-28)∶(33-40)的比例混合均匀制成;所述吸水性树脂的制法如下:将1质量份壳聚糖溶于200质量份的乙酸溶液中,乙酸溶液的质量分数为23-26%,在氮气氛围下升温至60℃,加入0.5-0.6质量份引发剂反应10-15min,加入2.3-3.1质量份丙烯酸、6.6-7.2质量份活性硅胶接枝共聚10h,再加入0.3-0.5质量份交联剂、0.5-0.6质量份氯化铵、1.2-1.3质量份聚合氯化铝并加热到70℃反应5h得到粗产物,将粗产物分离、水洗、烘干、粉碎即得吸水性树脂;引发剂为过硫酸钾,交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺;所述活性硅胶的制法如下:将10质量份硅胶、50质量份磷酸溶液、3质量份气相二氧化硅在超声环境下反应5h,反应温度为85-88℃,磷酸溶液的质量分数为17%;反应完成后,经过过滤、洗涤、烘干即得所述活性硅胶;所述复合凹凸棒土的制法如下:将酸改性凹凸棒土、碱改性凹凸棒土、质量分数为0.6%的聚丙烯酰胺水溶液按照1∶1∶(3.3-3.6)的比例混合成泥浆,将泥浆晾干成泥块,将泥块在187-189℃的温度下烘烤3h,冷却后经过粉碎得粗粉,将粗粉在199-203℃的温度下烘焙30min,冷却后经过粉碎并过20目筛即得到复合凹凸棒土;其中,将凹凸棒土与质量分数为7.2-7.5%硫酸溶液按照质量比1∶8的比例搅拌混合2h,搅拌混合时的温度为88-90℃,干燥后过20目筛即得到酸改性凹凸棒土;将凹凸棒土与质量分数为10.6-11.1%氢氧化钾溶液按照质量比1∶9.2的比例搅拌混合3h,搅拌混合时的温度为77-80℃,干燥后过20目筛即得到碱改性凹凸棒土;所述球状海绵粒的粒径小于或等于5mm。更进一步的是,所述配重环的外径小于滤桶的内径。毛细吸水柱组件在新能源汽车领域的应用,所述毛细吸水柱组件配合风冷式冷却装置用来给新能源汽车充电站进行散热。更进一步的是,所述新能源汽车充电站包括若干个新能源汽车充电桩,所述新能源汽车充电桩包括充电桩本体、与充电桩本体相匹配的充电桩外壳,所述充电桩外壳和充电桩本体之间设置有换热腔,所述换热腔内部填充有将充电桩本体完全包裹的绝缘导热油,所述充电桩外壳和充电桩本体之间安装有绝缘杆;所述风冷式冷却装置包括位于充电桩外壳下方的金属箱,所述充电桩外壳的下部与金属箱的上部固定连接,所述金属箱的一侧设置有进风管,所述金属箱的另一侧设置有出风管,所述金属箱的顶部设置有与进风管首端相连通的第一通孔,所述金属箱的顶部还设置有与出风管尾端相连通的第二通孔,所述进风管的内部安装有向进风管内部送风的轴流风机;所述金属箱的下方安装有连管,所述金属箱的底部设置有与连管上端相连通的第四通孔,所述毛细吸水柱的上端设置在连管的内部;所述吸水层穿过第四通孔且吸水层的上部位于金属箱的内部;所述毛细吸水柱和充电桩本体之间设置有多个导热片,所述金属箱的顶部还设置有供导热片进入的第三通孔,所述导热片的侧壁与第三通孔的孔壁密封连接,所述充电桩外壳的底部设置有供导热片进入的第七通孔,所述导热片的侧壁与第七通孔的孔壁密封连接,所述导热片的上端设置在充电桩外壳的内部,所述导热片的上端与充电桩本体的下端之间设置有间隙,所述导热片的下端设置在金属箱的内部,所述吸水层的上部将导热片的下端完全包裹。本发明的有益效果:采用本发明所述毛细吸水柱组件配合风冷式冷却装置用来给新能源汽车充电站中的新能源汽车充电桩进行散热,散热效果好;新能源汽车充电桩中的充电桩外壳可设计成全密封式结构,从而解决现有充电桩的防尘、防潮、防盐雾效果差的技术缺陷。附图说明图1为本发明所述毛细吸水柱组件未安装吸水层的结构示意图;图2为本发明所述新能源汽车充电桩、金属箱的连接示意图;图3为本发明所述毛细吸水柱组件、风冷式冷却装置的连接示意图;图4为毛细吸水柱组件进行吸水、释水性测试原理图;图5为本发明所述吸水性树脂在不同温度下的失水率曲线图;图6为毛细吸水柱和毛细管束进行吸水、释水性测试原理图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。实施例1对现有充电桩的结构进行优化设计。如图2、3所示,新能源汽车充电站包括若干个新能源汽车充电桩10,所述新能源汽车充电桩10包括充电桩本体15、与充电桩本体15相匹配的充电桩外壳12,所述充电桩外壳12和充电桩本体15之间设置有换热腔,所述换热腔内部填充有将充电桩本体15完全包裹的绝缘导热油14,所述充电桩外壳12和充电桩本体15之间安装有绝缘杆13,所述绝缘杆13的一端与充电桩外壳12的内壁固定连接,所述绝缘杆13的另一端与充电桩本体15固定连接。绝缘杆13是用来安装、支撑充电桩本体15以便形成换热腔;换热腔内部填充的绝缘导热油14是用来对充电桩本体15进行换热,绝缘导热油14可选择变压器油,变压器油具有绝缘、散热、消弧作用,绝缘性能够避免发生漏电。绝缘导热油14将充电桩本体15完全包裹,不但接触面积大,有助于提高换热效果;为避免绝缘导热油14发生泄露,充电桩本体15需设计成密封结构,只要散热问题解决,本发明所述新能源汽车充电桩10因为密封性能好,外界灰尘和湿气无法进入,从而显著降低售后工作量,同时显著延长新能源汽车充电桩10的使用寿命。实施例2为解决新能源汽车充电桩10的散热问题,所述毛细吸水柱组件配合风冷式冷却装置用来给新能源汽车充电站进行散热。如图3所示,风冷式冷却装置包括位于充电桩外壳12下方的金属箱20,所述充电桩外壳12的下部与金属箱20的上部固定连接,所述金属箱20的一侧设置有进风管25,所述金属箱20的另一侧设置有出风管24,所述金属箱20的顶部设置有与进风管25首端相连通的第一通孔22,所述金属箱20的顶部还设置有与出风管24尾端相连通的第二通孔23,所述进风管25的内部安装有向进风管25内部送风的轴流风机26,所述出风管24的首端处安装有防尘网27,在轴流风机26处也可安装用来防尘的网布;所述金属箱20的下方安装有连管29,所述金属箱20的底部设置有与连管29上端相连通的第四通孔,所述毛细吸水柱50的上端设置在连管29的内部;所述吸水层40穿过第四通孔且吸水层40的上部位于金属箱20的内部;所述毛细吸水柱50和充电桩本体15之间设置有多个导热片11,所述金属箱20的顶部还设置有供导热片11进入的第三通孔,所述导热片11的侧壁与第三通孔的孔壁密封连接,所述充电桩外壳12的底部设置有供导热片11进入的第七通孔,所述导热片11的侧壁与第七通孔的孔壁密封连接,所述导热片11的上端设置在充电桩外壳12的内部,所述导热片11的上端与充电桩本体15的下端之间设置有间隙,所述导热片11的下端设置在金属箱20的内部,所述吸水层40的上部将导热片11的下端完全包裹。所述金属箱20可采用镀锌钢板制成,为提高耐候性,可在镀锌钢板表面涂覆防腐漆。金属箱20安装在地基处,地基优选混凝土地基,所述毛细吸水柱50埋在土壤中。首先,轴流风机26向进风管25的内部送风,然后依次吹过第一通孔22、金属箱20的内部经过换热、第二通孔23、出风管24,最终又流到外界。气流经过金属箱20的内部时,能够对导热片11进行散热,导热片11能够提高散热面积。如图1、3所示,毛细吸水柱组件,包括最少一根毛细吸水柱50、与毛细吸水柱50相适配的吸水层40。毛细吸水柱50存在大量的毛细管,埋入到高含水率的区域,在毛细作用下,毛细吸水柱50能够将土壤中的水分引上去,与毛细吸水柱50上端接触的吸水层40能够将水分吸收,而吸水层40将导热片11下端覆盖,充电桩本体15产生的热量与绝缘导热油14进行换热之后,绝缘导热油14处的热量经过导热片11的热传导后对吸水层40进行加热,加热会加速吸水层40内部水分蒸发,蒸发吸热,从而能够进一步提高散热效率;再配合风冷及时将金属箱20内部湿度大的空气给吹走,保证金属箱20的内部能够存在足够的蒸发速率;蒸发过程,会使得吸水层40的含水率降低,使得吸水层40能够通过毛细吸水柱50将土壤深处的水分给“吸引”上去。吸水层40和毛细吸水柱50的存在,使得导热片11的下端处于润湿状态,通过加热蒸发,来对金属箱20的内部进行散热、降温;再利用强制排风,进一步提高散热效果。所述毛细吸水柱50包括圆桶状外桶51,所述外桶51的下部设置有多个第五通孔511,所述外桶51的内部设置有将第五通孔511全部遮挡的滤桶52,所述滤桶52的内部填充有毛细吸水柱53,所述滤桶52的内部还设置有位于毛细吸水柱53上方的配重环54,所述外桶51的上端与连管29的下端连通;所述吸水层40的下部将配重环54覆盖且吸水层40的下部与毛细吸水柱53的上端接触。为进一步提高空气流通性,所述导热片11的表面设置有多个散热孔111。所述导热片11可优选导热性优良的铜合金制成,可通过喷涂防腐涂层进行防腐处理。进一步地,所述吸水层40如果选用高吸水性树脂(sap)、常规硅胶等吸水材料,虽然吸水性能优异,但是失水温度通常都在100℃以上。通常充电桩本体15内部的温度不超过100℃,因此使用上述材料无法在吸水饱和之后再失水。本发明所述充电桩本体15可选用深圳极数充物联技术有限公司的60kw充电桩裸件,其正常工作温度范围在-20~70℃之间;在夏天环境温度为38-40℃时,该充电桩裸件内部的最高温度可达到70℃(时间不超过1h)。导热片11在高温时段的温度通常在60-68℃。进一步地,将130-150kg吸水性树脂、230-260kg复合凹凸棒土、20-28kg球状海绵粒、33-40kg高吸水吸湿纤维混合均匀制成吸水层40。其中,所述球状海绵粒的粒径小于或等于5mm。进一步地,所述吸水性树脂的制法:将1kg壳聚糖溶于200kg的乙酸溶液中,乙酸溶液的质量分数为23-26%,在氮气氛围下升温至60℃,加入0.5-0.6kg引发剂反应10-15min,加入2.3-3.1kg丙烯酸、6.6-7.2kg活性硅胶接枝共聚10h,再加入0.3-0.5kg交联剂、0.5-0.6kg氯化铵、1.2-1.3kg聚合氯化铝并加热到70℃反应5h得到粗产物,将粗产物分离、水洗、烘干、粉碎即得吸水性树脂;引发剂为过硫酸钾,交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺。进一步地,所述活性硅胶的制法:将10kg硅胶、50kg磷酸溶液、3kg气相二氧化硅在超声环境下反应5h以上,反应温度为85-88℃,磷酸溶液的质量分数为17%;反应完成后,经过过滤、洗涤、烘干即得所述活性硅胶。进一步地,所述复合凹凸棒土的制法:将1kg酸改性凹凸棒土、1kg碱改性凹凸棒土、3.3-3.6kg质量分数为0.6%的聚丙烯酰胺水溶液混合成泥浆,将泥浆晾干成泥块,将泥块在187-189℃的温度下烘烤3h,冷却后经过粉碎得粗粉,将粗粉在199-203℃的温度下烘焙30min,冷却后经过粉碎并过20目筛即得到复合凹凸棒土;其中,将10kg凹凸棒土与80kg质量分数为7.2-7.5%硫酸溶液搅拌混合2h,搅拌混合时的温度为88-90℃,干燥后过20目筛即得到酸改性凹凸棒土;将10kg凹凸棒土与9.2kg质量分数为10.6-11.1%氢氧化钾溶液搅拌混合3h,搅拌混合时的温度为77-80℃,干燥后过20目筛即得到碱改性凹凸棒土。1、常规吸水率的测定称取5g充分干燥后的吸水性树脂,将其放入到装有500ml蒸馏水的烧杯中,静置24h,用滤布过滤掉未吸收的水并用脱脂棉吸干后称重,吸水性树脂的吸水率=(吸水后的总重-吸水前的干重)/吸水前的干重。其中,充分干燥后的吸水性树脂是指在120℃的烘箱中连续干燥1h后总重不再变化的状态。本实施例测得所述吸水性树脂的吸水率为563%-612%。本实施例所述吸水性树脂的吸水率优于硅胶,但是远低于高吸水性树脂(sap);高吸水性树脂能吸收数百倍至数千倍于自身重量的水,而且保水性强,即使加压水也不会被挤出,同时吸水后的高吸水性树脂,体积会膨胀数倍。同理,测得复合凹凸棒土的吸水率为166%-171%;凹凸棒土的吸水率为79%-88%。2、体积膨胀率的测定采用排液法侧体积,液体可使用与吸水性树脂不相溶且不溶于水的液体,例如:采用苯;体积膨胀率=(吸水后的体积-吸水前的体积)/吸水前的体积。本实施例测得所述吸水性树脂的体积膨胀率为81%-89%,远低于高吸水性树脂(sap)。3、加热失水率测定将一定质量(如669.3g)吸水饱和后的吸水性树脂放置在鼓风干燥箱内,设定一定温度(如72℃、66℃、60℃),每隔1h称量1次吸水性树脂的质量。失水率=(加热前的总重-加热后的总重)/加热前的总重。如图5所示,在72℃下烘干12时,失水率稳定在71%以上;在66℃下烘干12时,失水率稳定在60%以上;在60℃下烘干12时,失水率稳定在50%左右。吸水性树脂完全烘干,需要在105℃下持续烘干2时以上即可。根据图5可知,吸水性树脂在吸水之后,在60-72℃的温度下持续加热,能够迅速失水,并且在加热5h以上,失水率超过30%,最高能够达到46%以上。根据测定,1000g吸水性树脂在吸水饱和后,在60℃下持续加热3小时,平均蒸发速率为1.78g/分钟;1000g吸水性树脂在吸水饱和后,在66℃下持续加热3小时,平均蒸发速率为2.17g/分钟。由于吸水层40中的吸水性树脂、复合凹凸棒土、球状海绵粒、高吸水吸湿纤维均能够加热失水,吸水层40吸水饱和之后,50kg的吸水层40在吸水饱和后,在66℃下持续加热1小时,平均蒸发速率为126.1g/分钟。新能源汽车充电桩10的占地面积为0.18m2,布置8个新能源汽车充电桩10,金属箱20的长宽高分别为10.2m、1.3m、2m。金属箱20内部的容积为23.8立方米,容纳5355kg的吸水层40。进风管25和出风管24均设置6个。由于填充有吸水层40后金属箱20剩余的容积远超过吸水层40吸水膨胀的体积,因此即使吸水层40吸水完全膨胀,也无法挤坏金属箱20。金属箱20内部的吸水层40,体积大,吸水量大,其蒸发速率能够满足使用需求,最高散热温度不超过70℃、降温幅度超过20℃的散热需求。高吸水吸湿纤维可采用广州永业化工有限公司进口日本尤尼契卡公司生产的hy型吸水吸湿纤维,或韩国三星的bell型纤维;hy型吸水吸湿纤维其吸水能力为自重的3.3-3.5倍,兼有吸水性和放水性;该种纤维的吸放湿能力和吸放湿速度均优于天然纤维,而且放湿速度比吸湿速度更快。高吸水吸湿纤维的缺点是,成本非常高,十几倍于吸水性树脂;因此,高吸水吸湿纤维的含量不能过高。进一步地,所述金属箱20的内部还设置有将吸水层40覆盖的金属滤网61,所述金属滤网61的网面设置有供导热片11下端进入的长条孔,所述金属箱20的内部还设置有位于金属滤网61上方的栅板62,栅板62存在有多个供导热片11下端进入的矩形孔,所述金属箱20的内壁固设有挡板63,所述挡板63设置在栅板62和金属箱20顶部之间。金属滤网61和栅板62可采用密度较大的金属材料制成,例如铁、铅等,为提高耐腐蚀性能,可采用镀锌或涂防腐漆处理等。金属滤网61和栅板62的配合能够对吸水层40始终施加压力,从而保证吸水层40被压实。另外,金属滤网61和栅板62的存在,还还能够对金属箱20内部的吸水层40施加重压,从而有利于其失水。进一步地,所述进风管25和出风管24均呈n形结构设置。当在雨雪天气,该结构的进风管25和出风管24,能够避免被倒灌进大量的雨水,还能避免轴流风机26被淋湿。所述滤桶52的制备方法为:使用第一泥料在外桶的内壁涂覆一层桶状第一胚层,第一胚层晾干之后,使用第二泥料在第一胚层的内壁涂覆一层桶状第二胚层,待第二胚层晾干之后,在氮气氛围保护中进行烧结,烧结温度为1600-1650℃,烧结后的第一胚层和第二胚层复合成滤桶;第一泥料采用100kg黏土、52-56kg粒径小于或等于3mm的火山岩颗粒、15-20kg碳酸氢钠和85-95kg的水混合搅拌制成;第二泥料采用120kg硅藻土、60-65kg稻壳和100-110kg的水混合搅拌制成。采用氮气保护氛围进行煅烧,使得稻壳杜绝氧气,从而有利于其碳化,而不是氧化燃烧。第一胚层主要是火山岩颗粒,火山岩颗粒的孔径较大,碳酸氢钠受热分解产生大量的气体也从火山岩颗粒内部的通道流出,这使得烧结后第一胚层的滤孔的孔径较大。而稻壳碳化并与硅藻土烧结,烧结过程中产生的水蒸气、二氧化碳等气体也会促使稻壳形成类“活性炭”结构,水蒸气、二氧化碳等气体在反应过程中会促使碳化的稻壳活化,最终烧结后的第一胚层其孔容为0.60-0.85ml/g;烧结后的第二胚层其比表面为750-900m2旭,孔容0.31-0.36ml/g。如果不添加碳酸氢钠,烧结后的第一胚层其孔容会减少33.1-37.5%,烧结后的第二胚层其比表面会减少60.6-71.2%。地底混有泥土的污水经过烧结后第一胚层和烧结后第二胚层的双重过滤之后,泥土等大颗粒杂质被阻挡在滤桶52的外部,清水会穿过滤桶52进入到滤桶52的内部,最终被毛细吸水柱53所吸收。所述毛细吸水柱53的制备方法:将100kg黏土、33-36kg高吸水吸湿纤维、12-15kg粒径小于2mm的烧结球和60-70kg水混合搅拌成第一土料,将第一土料使用捶打机最少捶打1000次得到第二土料,捶打机对第一土料的锤击压力为120公斤;将第二土料装入到滤桶的内部,使用捶打机最少捶打60次即得到毛细吸水柱,对第二土料的锤击压力为30公斤。所述配重环54的外径小于滤桶52的内径,从而方便配重环54在滤桶52的内部上下运动。黏土被锤击使得黏土内部存在大量微小的毛细管,高吸水吸湿纤维的存在,会进一步提高黏土内部毛细管的数量,同时高吸水吸湿纤维本身具有优良的吸水、释水性能。淄博博纳科技发展有限公司bq型烧结球,该烧结球具有一定的吸水、释水能力,吸水率可达35%以上。配重环54可采用铅质材料制成,配重环54的存在,使得黏土能够长期保持结构致密,内部保有大量的毛细管。即使在使用半年后,所述毛细吸水柱53的吸水率下降不超过5.8%。由于存在大量的毛细管,即使毛细吸水柱53的高度超过4米,仍然能够将毛细吸水柱53的下端的水输送至毛细吸水柱53的上端。根据2017年安徽省水资源公报,基于合肥市庐阳区、无为市二坝镇的地下水埋深,经过实测:在这两地,地下2米深的土壤处,其含水率在15%~20%;地下3米深的土壤处,其含水率在20%~25%;地下5米深的土壤处,其含水率在35%以上。由于金属箱20的高度设置成2m,金属箱20埋入土壤中的深度为1m,因此,该两地处,将毛细吸水柱50设置成长度成4米以上,保证毛细吸水柱50的下端处于地下5米深处,该处的水资源非常丰富。利用毛细吸水柱组件配合风冷式冷却装置用来给新能源汽车充电站中的新能源汽车充电桩10进行散热,新能源汽车充电桩10内部的最高温度为41.7~50.5℃,降温幅度最高可达18.6℃,降温效果好。实施例3对实施例2中的毛细吸水柱53进行吸水、释水性测试,如图4所示,风冷式冷却装置的下方放置水槽94,水槽94内部安装水篦子95,水槽94的内部填充有位于水篦子95上方的泥土层97,向水槽94内部灌满水,在水篦子95下方存在储水层96,泥土层97的初始含水率超过50%。将本发明所述风冷式冷却装置中的毛细吸水柱50下端插入到水槽94直至毛细吸水柱50下端与水篦子95接触,毛细吸水柱50的高度为4m。原新能源汽车充电桩10被替换电热板10b,电热板10b加热的温度为65-70℃。在出风管24的内部安装温湿度传感器93,温湿度传感器93可选用泰州市佳博仪器科技有限公司的佳博牌产品。轴流风机26在早上10点到晚上7点作业,轴流风机26的风量为250m3/h。每隔一小时测量一次外界室温t1、湿度rh1、温湿度传感器93处的温度t2、湿度rh2,结果如表1所示:表1(温度单位为℃,相对湿度单位为%)10点11点12点13点14点15点16点17点18点19点t128.330.131.533.135.136.334.733.532.831.6rh163626160596061616263t241-4243-4545-4747-5050-5350-5249-5146-4844-4643-44rh291929192939592939091由表1可知:t2大于t1,rh2大于rh1,并且rh2大于或等于90%,rh2的最大值达到95%。由此可知,毛细吸水柱50始终在汲取水槽94内部的水分,最终吸水层40处的水分被加热蒸发,从而使得出风管24内部的湿度始终大于外界的湿度。实施例4与实施例2相比,本实施例中采用毛细管束取代毛细吸水柱50中的毛细吸水柱53,毛细管束的高度为4m,所述毛细管束由若干个金属毛细管集束制成,选用常用且性价比高的内径为1mm的金属毛细管,如东莞市恒浦精密五金材料有限公司的304材质毛细管,金属毛细管的内径越小,其成本越高;相对于毛细吸水柱53来说,选用内径为1mm的金属毛细管的成本与其相当。采用实施例3中的方式来测定吸水、释水能力,测试条件与实施例3相同。轴流风机26在早上10点到晚上7点作业,轴流风机26的风量为250m3/h。每隔一小时测量一次外界室温t3、湿度rh3、温湿度传感器93处的温度t4、湿度rh4,结果如表2所示:表2(温度单位为℃,相对湿度单位为%)10点11点12点13点14点15点16点17点18点19点t327.928.629.130.231.530.829.628.126.925.9rh367656361596062636566t453-5457-5858-5960-6264-6665-6763-6560-6259-6058-59rh471707372727271737271由表2可知:t4大于t3,rh4大于rh3,并且rh4的最大值不超过73%;由此可知,毛细管束由于长度过长,再加上其内径过大,使其的汲水能力较差,对金属箱20内部的增湿效果有限,从而导致金属箱20内部的散热效果不佳。通过对比本实施例与实施例3可知:毛细管束的汲水能力明显差于毛细吸水柱53,这导致金属箱20内部无法及时补充足够的水分,不利于散热,导致t4明显大于t2,rh4显著小于rh2。实施例5基于实施例2,在夏季,轴流风机26通常在早上10点到晚上7点且地表气温高于30℃时工作,该时间段轴流风机26的风量为250m3/h,第二通孔23、第一通孔22处的相对湿度始终大于67%,相对湿度的最大值接近90%,明显高于外界相对湿度。实施例6在本实施例中,将实施例2中的活性硅胶替换成对照品m,对照品m即为含量大于或等于98%的硅胶。由于未对硅胶进行活化,导致参与反应的硅胶质量不到30%,最终成品的产率比实施例2的产率低60%以上。实施例7在本实施例中,将实施例2中的复合凹凸棒土替换成对照品n,对照品n即为凹凸棒土。由于未对凹凸棒土进行酸改性、碱改性,使得吸水性树脂在酸性水质中的吸水率下降50-65%,在碱性水质中的吸水率下降89-71%。其中,吸水性树脂在酸性水质中的吸水率测量时是将一定质量的干燥的吸水性树脂放入磷酸二氢钠溶液,浓度为0.09mol/l;吸水性树脂在碱性水质中的吸水率测量时是将一定质量的干燥的吸水性树脂放入氯化钙溶液,浓度为0.09mol/l。由于未添加聚丙烯酰胺,影响吸水性树脂在盐溶液中的保水率。保水率的测量方法为:将吸水性树脂在浓度为0.09mol/l的氯化钠溶液中吸水直至饱和后,将其送入到烘箱中进行烘烤,在某温度下吸水性树脂的重量不再变化,此时的吸水性树脂的总重与吸水性树脂的干重之差为该温度下吸水性树脂的保水量,该保水量除以吸水性树脂的干重即为该温度下吸水性树脂的保水率。如果不添加聚丙烯酰胺,会导致吸水性树脂在盐溶液中的保水率下降幅度超过36.9%;保水率过低,会影响吸水性树脂释水性能(加热失去水的性能)的持久性,也就是说,该吸水性树脂会在加热的初期大量的失水,在后期的失水量会远远低于前期的失水量。实施例8a组:如图4所示,将实施例2中的风冷式冷却装置的下方放置水槽94,毛细吸水柱53的高度为4m,进行吸水、释水性测试。先利用电热板10b对吸水层40进行加热,在120℃的温度下加热3h以上,直至从温湿度传感器93处测得的湿度值与外界环境湿度值之差的绝对值不超过2%为止。之后停止加热,吸水层40冷却至室温,然后向水槽94的内部加水直至泥土层97的初始含水率为50.5%。然后给电热板10b通电,电热板10b加热的温度为68±1℃,轴流风机26启动且轴流风机26的风量为200m3/h,电热板10b加热1.5h之后,测量温湿度传感器93处的湿度rh5,之后每隔1h测量一次温湿度传感器93处的湿度;在测量温湿度传感器93处湿度的同时,测量一次环境湿度值rh6。b组:如图4所示,将实施例2中的风冷式冷却装置的下方放置水槽94,毛细吸水柱53的高度为5m,进行吸水、释水性测试。先利用电热板10b对吸水层40进行加热,在120℃的温度下加热3h以上,直至从温湿度传感器93处测得的湿度值与外界环境湿度值之差的绝对值不超过2%为止。之后停止加热,吸水层40冷却至室温,然后向水槽94的内部加水直至泥土层97的初始含水率为50.5%。然后给电热板10b通电,电热板10b加热的温度为68±1℃,轴流风机26启动且轴流风机26的风量为200m3/h,电热板10b加热1.5h之后,测量温湿度传感器93处的湿度rh7,之后每隔1h测量一次温湿度传感器93处的湿度;在测量温湿度传感器93处湿度的同时,测量一次环境湿度值rh8。c组:如图4所示,将实施例2中的风冷式冷却装置的下方放置水槽94,毛细吸水柱53的高度为6m,进行吸水、释水性测试。先利用电热板10b对吸水层40进行加热,在120℃的温度下加热3h以上,直至从温湿度传感器93处测得的湿度值与外界环境湿度值之差的绝对值不超过2%为止。之后停止加热,吸水层40冷却至室温,然后向水槽94的内部加水直至泥土层97的初始含水率为50.5%。然后给电热板10b通电,电热板10b加热的温度为68±1℃,轴流风机26启动且轴流风机26的风量为200m3/h,电热板10b加热1.5h之后,测量温湿度传感器93处的湿度rh9,之后每隔1h测量一次温湿度传感器93处的湿度;在测量温湿度传感器93处湿度的同时,测量一次环境湿度值rh10。d组:如图4所示,与a组相比,本组中采用毛细管束取代毛细吸水柱50中的毛细吸水柱53,毛细管束的高度为4m,所述毛细管束由若干个金属毛细管集束制成,选用常用且性价比高的内径为1mm的金属毛细管。先利用电热板10b对吸水层40进行加热,在120℃的温度下加热3h以上,直至从温湿度传感器93处测得的湿度值与外界环境湿度值之差的绝对值不超过2%为止。之后停止加热,吸水层40冷却至室温,然后向水槽94的内部加水直至泥土层97的初始含水率为50.5%。然后给电热板10b通电,电热板10b加热的温度为68±1℃,轴流风机26启动且轴流风机26的风量为200m3/h,电热板10b加热1.5h之后,测量温湿度传感器93处的湿度rh11,之后每隔1h测量一次温湿度传感器93处的湿度;在测量温湿度传感器93处湿度的同时,测量一次环境湿度值rh12。e组:如图4所示,与b组相比,本组中采用毛细管束取代毛细吸水柱50中的毛细吸水柱53,毛细管束的高度为5m,所述毛细管束由若干个金属毛细管集束制成,选用常用且性价比高的内径为1mm的金属毛细管。先利用电热板10b对吸水层40进行加热,在120℃的温度下加热3h以上,直至从温湿度传感器93处测得的湿度值与外界环境湿度值之差的绝对值不超过2%为止。之后停止加热,吸水层40冷却至室温,然后向水槽94的内部加水直至泥土层97的初始含水率为50.5%。然后给电热板10b通电,电热板10b加热的温度为68±1℃,轴流风机26启动且轴流风机26的风量为200m3/h,电热板10b加热1.5h之后,测量温湿度传感器93处的湿度rh13,之后每隔1h测量一次温湿度传感器93处的湿度;在测量温湿度传感器93处湿度的同时,测量一次环境湿度值rh14。f组:如图4所示,与c组相比,本组中采用毛细管束取代毛细吸水柱50中的毛细吸水柱53,毛细管束的高度为6m,所述毛细管束由若干个金属毛细管集束制成,选用常用且性价比高的内径为1mm的金属毛细管。先利用电热板10b对吸水层40进行加热,在120℃的温度下加热3h以上,直至从温湿度传感器93处测得的湿度值与外界环境湿度值之差的绝对值不超过2%为止。之后停止加热,吸水层40冷却至室温,然后向水槽94的内部加水直至泥土层97的初始含水率为50.5%。然后给电热板10b通电,电热板10b加热的温度为68±1℃,轴流风机26启动且轴流风机26的风量为200m3/h,电热板10b加热1.5h之后,测量温湿度传感器93处的湿度rh15,之后每隔1h测量一次温湿度传感器93处的湿度;在测量温湿度传感器93处湿度的同时,测量一次环境湿度值rh16。a-f组的测量结果如表3所示:表3(相对湿度单位为%)由表3可知:每个组中温湿度传感器93处测量的湿度均大于环境湿度,由此可得出,无论是毛细吸水柱53还是毛细管束,其配合吸水层40使用,即使毛细吸水柱53和毛细管束的高度超过4m,毛细吸水柱53和毛细管束仍然存在一定的汲水能力。分析a-c组,随着毛细吸水柱53高度的延长,毛细吸水柱53的汲水能下降;但是,即使毛细吸水柱53高度达到6m,温湿度传感器93处测得的湿度值仍超过73%;其与环境湿度值之差超过16%,湿度差最高能达到21%。但是,分析d-f组,随着毛细管束高度的延长,毛细管束的汲水能下降;当毛细管束高度达到6m,温湿度传感器93处测得的湿度值与环境湿度值之差为3-5%,只是略高于环境湿度;这说明当毛细管束的高度越高,即使存在吸水层40,毛细管束对泥土层97的汲水效果也有限,远低于毛细吸水柱53的汲水能力。对比分析,同等长度的毛细管束和毛细吸水柱53,毛细吸水柱53的汲水能力远大于毛细管束的汲水能力。实施例9x组:如图6所示,与实施例2中的风冷式冷却装置相比,本实施例中不设置吸水层40,毛细吸水柱53的高度为4m,进行吸水、释水性测试。先向水槽94的内部加水直至泥土层97的初始含水率为70%,然后给电热板10b通电,电热板10b加热的温度为68±1℃,轴流风机26启动且轴流风机26的风量为20m3/h,电热板10b加热之后,每隔30min测量一次温湿度传感器93处的湿度rh17;在测量温湿度传感器93处湿度的同时,测量一次环境湿度值rh18。y组:如图6所示,与x组相比,本组中采用毛细管束取代毛细吸水柱50中的毛细吸水柱53,毛细管束的高度为4m,所述毛细管束由若干个金属毛细管集束制成,选用常用且性价比高的内径为1mm的金属毛细管。在进行吸水、释水性测试过程,先向水槽94的内部加水直至泥土层97的初始含水率为70%,然后给电热板10b通电,电热板10b加热的温度为68±1℃,轴流风机26启动且轴流风机26的风量为20m3/h,电热板10b加热之后,每隔30min测量一次温湿度传感器93处的湿度rh19;在测量温湿度传感器93处湿度的同时,测量一次环境湿度值rh20。测量结果如表4所示:表4(相对湿度单位为%)由表4可知:在x组中,前2h的时候,温湿度传感器93处湿度与环境湿度几乎相同,这说明仅靠毛细吸水柱50在初期很难自发向上汲水;在之后的时间,毛细吸水柱50能够自发向上汲水,但是汲水能力有限,温湿度传感器93处湿度与环境湿度之间的湿度差最高仅达到17%,远低于实施例8中的a组;这说明:只有当毛细吸水柱50配合吸水层40使用,才能够发挥出优良的汲水性能。在y组中,仅过30-60分钟,毛细管束就能向上汲水,汲水性能启动快;但是,毛细管束的汲水能力有限,在之后的4-5h,温湿度传感器93处湿度与环境湿度之间的湿度差最高仅达到8%,低于x组;并且,随着时间的延长,当水槽94内部的水分下降较多,温湿度传感器93处湿度与环境湿度之间的湿度差也会随之下降,这说明毛细管束不具备保水能力。在上述实施例中,所有的测温手段优选用k型热电偶进行测温。采用本发明所述毛细吸水柱组件配合风冷式冷却装置用来给新能源汽车充电站中的新能源汽车充电桩10进行散热,散热效果好;新能源汽车充电桩10中的充电桩外壳12可设计成全密封式结构,从而解决现有充电桩的防尘、防潮、防盐雾效果差的技术缺陷。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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