【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及自動化取水裝置，尤其涉及搭載mof多孔載體的自動集水裝置。
技術介紹
1、水是生命的源泉，隨著地球環境的劇烈變化，許多地區出現嚴重沙漠化，全球約三分之二的人口在一年中遭受淡水短缺，約有5億人全年面臨嚴重的缺水問題，不僅影響人口的生活和生計，對動植物的生長也極為不利。因此，發展新的可持續取水技術勢在必行。
2、金屬有機框架(mof)作為一種常見的吸濕材料，其通過強大的吸附能力從空氣中捕捉水分。吸附飽和后，通過加熱或減壓等手段將mof吸附后的水分釋放并收集，可以有效解決當前淡水資源缺乏的問題。然而，研究表明，現有技術中關于mof作為吸水材料應用于取水裝置
很少，吸附、脫附周期較長，收集水分的工作效率低下，不能在惡劣環境下長期工作，很難推廣應用。
3、因此，目前亟需能夠滿足不同應用場景的取水技術解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的搭載mof多孔載體的自動集水裝置。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、搭載mof多孔載體的自動集水裝置，包括光伏系統、溫控系統、緩沖系統和集水系統；
4、所述光伏系統包括太陽能板和蓄電池，所述蓄電池與溫控系統相連接；
5、所述溫控系統包括控制面板、溫度傳感器和半導體冷熱管，所述半導體冷熱管上設有熱電制冷系統，所述控制面板與蓄電池相連接，所述溫度傳感器包括第一溫感器和第二溫感器，所述半導體冷熱管和
6、所述集水系統包括mof集水筒、mof多孔載體和收水瓶，所述mof集水筒和半導體冷熱管相連接，所述mof集水筒的下端貫穿設有導流管，所述導流管的下端延伸至收水瓶內；
7、所述緩沖系統包括緩沖箱和散熱片，所述緩沖系統的兩側安裝有支撐節點，所述散熱片和緩沖系統之間設有固定銷。
8、與現有技術相比，本申請能從空氣中捕獲水分子，材料可以無限次循環使用，并且利用太陽能驅動的半導體冷熱管，可以在不消耗外部能源的情況下實現mof集水筒內部環境的自動調節，將空氣冷卻至露點以下，使水分子完成成核、生長、匯聚和重力除水的步驟凝結成液態水，實現水分的高效收集。
9、優選地，所述溫度傳感器主要由熱敏電阻傳感器、電熱偶傳感器、鉑熱電阻溫度傳感器和數字輸出傳感器中的一種組成，所述第一溫感器和第二溫感器分別安裝在半導體冷熱管的制熱面和制冷面；所述半導體冷熱管包括n型半導體、p型半導體、圓型絕緣導熱陶瓷制熱管、圓型絕緣導熱陶瓷冷凝管和導流管，相鄰的n型半導體和p型半導體的上端和下端分別連接有銅導電片，所述半導體冷熱管的制冷功率10-114w、額定電壓0-12v、裝配壓力10-85n/cm2、工作環境溫度-55-100℃、正負極線路連接在控制面板中，所述圓型絕緣導熱陶瓷冷凝管套設在圓型絕緣導熱陶瓷制熱管內。
10、進一步的，能有效進行升溫和降溫，同時通過溫感器能有效進行溫度檢測，以便根據需要進行調節控制。
11、優選地，所述mof集水筒包括單元框架，所述半導體冷熱管貫穿設置在前護蓋上，所述單元框架內設有多個mof集水片和多個高導熱多孔片，多個mof集水片和多個高導熱多孔片依次交叉疊放，形成具有高導熱、空氣和水分子自由通過的mof集水單元；所述mof集水單元的中心設有圓孔，用于安裝半導體冷熱管，外圍設有玻璃管。
12、進一步的，將相應部件穩定的進行放置，能有效進行集水作業。
13、優選地，所述單元框架的前端設有前護蓋，尾端設有單元底座、槽腳和限位器，周圍設有三條矩形護欄，材質均選自pla、abs、petg、tpu和尼龍中的一種，由3d打印制成；所述單元底座上開設四組進氣口。
14、進一步的，便于氣體流動，以便更好的從氣體中捕捉水分。
15、優選地，所述mof集水片通過將基體完全浸漬在金屬有機框架溶膠中，通過混合溶劑原位生長法制得；所述基體選自鋁片、蜂窩陶瓷、玻璃纖維紙、陶瓷纖維紙中的一種，半徑為20-50mm，厚度0.5-1.5mm。
16、進一步的，能快速制備mof集水片。
17、優選地，所述高導熱多孔片采用泡沫鋁、泡沫銅、泡沫鎳、泡沫鋼、泡沫鈦中的一種，厚度為0.1-5mm，孔隙率為57％-93％，孔徑為0.05mm-2.5mm，半徑為20-50mm。
18、進一步的，通過導熱效果好的材料充分保證導熱效率。
19、優選地，所述玻璃管采用真空隔熱雙層壁結構玻璃管，所述玻璃管內的真空層填充惰性氣體，所述玻璃管的尾端上螺紋套接有喇叭口風頭，所述玻璃管的尾端和喇叭口風頭的內壁上共同設有配套的螺紋。
20、進一步的，能通過惰性氣體的作用能有效實現隔熱作業，能充分避免外部環境過多的影響真空隔熱雙層壁結構玻璃管內的情況。
21、優選地，所述喇叭口風頭內壁設有槽眼和管槽，其尾端設有方位調節孔；所述玻璃管固定在管槽中，所述方位調節孔調節mof集水筒的采光角度；所述槽眼對接槽腳。
22、進一步的，能有效調節mof集水筒的角度，更好的進行采光作業。
23、優選地，所述緩沖箱內部設置有集水緩沖槽；所述集水緩沖槽內設置有三組通氣口，所述通氣口上設有十字套環，所述十字套環的四端和通氣口上共同螺合螺釘，所述十字套環內安裝有管套。
24、進一步的，能有效保證十字套環安裝的穩定性，同時通過管套能快速和半導體冷熱管連接。
25、優選地，所述散熱片采用插片式散熱片，齒厚0.5-10mm，齒距1-10mm，材質選自銅、鋁、石墨、鐵中的一種，通過遮蔽嵌入式的方式固定在集水緩沖槽上方。
26、進一步的，通過采用導熱性好的材料來快速進行散熱作業，同時通過設置多組齒，增大散熱面積，便于快速進行換熱作業，提升散熱的效率。
27、本專利技術的有益效果是：
28、1、本技術在于可以從空氣中捕獲水分子，材料可以無限次循環使用，并且利用太陽能驅動的半導體冷熱管，可以在不消耗外部能源的情況下實現mof集水筒內部環境的自動調節，將空氣冷卻至露點以下，使水分子完成成核、生長、匯聚和重力除水的步驟凝結成液態水，實現水分的高效收集。
29、2、本技術的核心在于提高冷凝效率和設備的耐用性，以適應沙漠地區的苛刻條件，且能在較低的濕度條件下有效工作，為緩解沙漠地區的水資源短缺問題提供了新的解決方案。
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1.搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，包括光伏系統(1)、溫控系統(3)、緩沖系統(2)和集水系統(7)；其特征在于：
2.根據權利要求1所述的搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述溫度傳感器主要由熱敏電阻傳感器、電熱偶傳感器、鉑熱電阻溫度傳感器和數字輸出傳感器中的一種組成，所述第一溫感器(31)和第二溫感器(32)分別安裝在半導體冷熱管(13)的制熱面(28)和制冷面(45)上；所述半導體冷熱管(13)包括N型半導體(42)、P型半導體(43)、圓型絕緣導熱陶瓷制熱管(30)、圓型絕緣導熱陶瓷冷凝管(27)和導流管(19)，相鄰的N型半導體(42)和P型半導體(43)的上端和下端分別連接有銅導電片(29)，所述半導體冷熱管(13)的制冷功率10-114W、額定電壓0-12V、裝配壓力10-85N/cm2、工作環境溫度-55-100℃、正負極線路連接在控制面板(41)中，所述圓型絕緣導熱陶瓷冷凝管(27)套設在圓型絕緣導熱陶瓷制熱管(30)內。
3.根據權利要求1所述的搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述MOF集水筒(6)包括單元
4.根據權利要求3所述的搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述單元框架(14)的前端設有前護蓋(35)，尾端設有單元底座(17)、槽腳(18)和限位器(20)，周圍設有矩形護欄，材質均選自PLA、ABS、PETG、TPU和尼龍中的一種，由3D打印制成；所述單元底座(17)上開設四組進氣口(44)。
5.根據權利要求3所述的搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述MOF集水片(15)通過將基體完全浸漬在金屬有機框架溶膠中，通過混合溶劑原位生長法制得；所述基體選自鋁片、蜂窩陶瓷、玻璃纖維紙、陶瓷纖維紙中的一種，半徑為20-50mm，厚度0.5-1.5mm。
6.根據權利要求3所述的搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述高導熱多孔片(16)采用泡沫鋁、泡沫銅、泡沫鎳、泡沫鋼、泡沫鈦中的一種，厚度為0.1-5mm，孔隙率為57％-93％，孔徑為0.05mm-2.5mm，半徑為20-50mm。
7.根據權利要求3所述的搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述玻璃管采用真空隔熱雙層壁結構玻璃管(21)，所述玻璃管內的真空層填充惰性氣體(22)，所述玻璃管的尾端上螺紋套接有喇叭口風頭(12)，所述玻璃管的尾端和喇叭口風頭(12)的內壁上共同設有配套的螺紋(33)。
8.根據權利要求7所述的搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述喇叭口風頭(12)內壁設有槽眼(24)和管槽(25)，其尾端設有方位調節孔(23)；所述玻璃管固定在管槽(25)中，所述方位調節孔(23)調節MOF集水筒(6)的采光角度；所述槽眼(24)對接槽腳(18)。
9.根據權利要求1所述的搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述緩沖箱(37)內部設置有集水緩沖槽(9)；所述集水緩沖槽(9)內設置有三組通氣口(10)，所述通氣口(10)上設有十字套環(8)，所述十字套環(8)的四端和通氣口(10)上共同螺合螺釘(38)，所述十字套環(8)內安裝有管套(39)。
10.根據權利要求1所述的搭載MOF多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述散熱片(5)采用插片式散熱片，齒厚0.5-10mm，齒距1-10mm，材質選自銅、鋁、石墨、鐵中的一種，通過遮蔽嵌入式的方式固定在集水緩沖槽(9)上方。
...【技術特征摘要】
1.搭載mof多孔載體的自動集水裝置，包括光伏系統(1)、溫控系統(3)、緩沖系統(2)和集水系統(7)；其特征在于：
2.根據權利要求1所述的搭載mof多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述溫度傳感器主要由熱敏電阻傳感器、電熱偶傳感器、鉑熱電阻溫度傳感器和數字輸出傳感器中的一種組成，所述第一溫感器(31)和第二溫感器(32)分別安裝在半導體冷熱管(13)的制熱面(28)和制冷面(45)上；所述半導體冷熱管(13)包括n型半導體(42)、p型半導體(43)、圓型絕緣導熱陶瓷制熱管(30)、圓型絕緣導熱陶瓷冷凝管(27)和導流管(19)，相鄰的n型半導體(42)和p型半導體(43)的上端和下端分別連接有銅導電片(29)，所述半導體冷熱管(13)的制冷功率10-114w、額定電壓0-12v、裝配壓力10-85n/cm2、工作環境溫度-55-100℃、正負極線路連接在控制面板(41)中，所述圓型絕緣導熱陶瓷冷凝管(27)套設在圓型絕緣導熱陶瓷制熱管(30)內。
3.根據權利要求1所述的搭載mof多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述mof集水筒(6)包括單元框架(14)，所述半導體冷熱管(13)貫穿設置在前護蓋(35)上，所述單元框架(14)內設有多個mof集水片(15)和多個高導熱多孔片(16)，多個mof集水片(15)和多個高導熱多孔片(16)依次交叉疊放，形成具有高導熱、空氣和水分子自由通過的mof集水單元(11)；所述mof集水單元(11)的中心設有圓孔，用于安裝半導體冷熱管(13)，外圍設有玻璃管。
4.根據權利要求3所述的搭載mof多孔載體的自動集水裝置，其特征在于：所述單元框架(14)的前端設有前護蓋(35)，尾端設有單元底座(17)、槽腳(18)和限位器(20)，周圍設有矩形護欄，材質均選自pla、abs、petg、tpu和尼龍中的一種，由3d打印制成；所述單元底座(17)上開設四組進氣口(44)。
<...【專利技術屬性】
技術研發人員：付彎彎，勞家岳，馬錦濤，劉杰勝，彭浩，向錦林，宋亮，吳杰，
申請(專利權)人：武漢輕工大學，
類型：發明
國別省市：
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