CN101879703A - 陶瓷太阳板素坯向阳面处理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

“陶瓷太阳板素坯向阳面处理方法及其装置”涉及陶瓷产品制造技术领域，是将陶瓷太阳板素坯通过喷砂机，喷砂枪喷出的携带砂、丸的气流去除陶瓷太阳板向阳面上附带滑石粉的表面层，得到无滑石粉的新的表面，在新的表面层上喷涂黑瓷泥浆，经过烧成得到基体是普通陶瓷，表面是性能、外观均匀的黑瓷阳光吸收层的黑瓷复合陶瓷太阳板，当陶瓷太阳板素坯超过规定重量时，喷砂机自动调整工作参数，喷砂枪加强喷出的携带砂、丸的气流的力度，磨削陶瓷太阳板素坯向阳面的表面，增加去除陶瓷太阳板素坯向阳面的表面层的厚度，使陶瓷太阳板素坯向阳面的壁厚达到规定的厚度。

Description

陶瓷太阳板素坯向阳面处理方法及其装置

(一)技术领域

本发明涉及陶瓷产品制造技术领域，具体说是关于黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板一陶瓷太阳板在生产过程中对陶瓷太阳板的向阳面进行表面清理和壁厚减薄的方法及其装置。

(二)背景技术

太阳能是煤、石油、天然气等常规化石能源以及风能、水能、海洋能、生物质能的根本来源，辐射到地球陆地表面的太阳能是全球人类同期消耗总能量的数万倍，是全球风能总量的一万倍，水能的十万倍。

太阳能的优点是普遍、巨大、无害，缺点是分散、随机、间歇，太阳能利用的研究主要是对太阳能收集、转换及其装置的研究，由于太阳能是低密度能源，巨大的能量散布在广阔的区域，所以对太阳能利用的研究更重要的是对太阳能收集器的研究，是对太阳能收集器的成本、寿命、效率的研究。

目前太阳能收集器主要包括玻璃真空管型、金属平板型、聚光型收集器和太阳能电池等，太阳能利用装置主要包括太阳能热水器、太阳能热水系统、太阳能热风系统、太阳灶、太阳房，太阳能干燥装置、太阳能温室、太阳能制冷与空调系统、太阳能光热发电系统、太阳能光伏发电系统等。

目前已工业化、市场化、规模化利用的太阳能收集器主要是玻璃真空管型、金属平板型收集器和太阳能电池。

新能源的核心是使用成本，包括货币成本、能源成本、环境成本，只有使用成本低于常规能源的新能源才可能成为大规模替代能源。只有得到的新能源多于为制造和使用新能源装置消耗的常规能源，这种新能源装置才能使新能源成为大规模替代能源。太阳能利用应该采用人类可能掌握的成本最低、寿命最长、效率尽可能高、结构合理的材料、方法、装置。

黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板，以下简称陶瓷太阳板，是一种陶瓷质太阳能吸热体，由普通陶瓷和钒钛黑瓷组成，没有白度要求的普通陶瓷是目前已知的成本最低、寿命最长、性能最稳定的工程材料之一，以工业废弃物-提钒尾渣为主要原料的钒钛黑瓷是成本最低、寿命最长、性能最稳定的太阳能吸收材料；大规模生产一平方米陶瓷太阳板的成本、能耗是同面积常规太阳能集热体的几分之一到十分之一，使用寿命是几倍到十几倍，使用成本可以是几分之一到十几分之一；经国家太阳能热水器质量监督检验中心检验，陶瓷太阳板的阳光吸收比是0.93，陶瓷太阳能房顶的日得热量是8.6MJ，远高于国家标准规定的7.0MJ。

本发明人已经申报了关于陶瓷太阳板的系列中国发明专利和国际PCT专利，其中8项中国发明专利申请已经取得发明专利证书或授权通知书。

陶瓷太阳板基本制造方法是：用普通陶瓷原料成型为中空或通孔陶瓷太阳板素坯，素坯干燥后，在向阳面的表面喷涂钒钛黑瓷泥浆层，经过烧成即成为基体是普通陶瓷，向阳面是立体网状钒钛黑瓷阳光吸收层的黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板，简称陶瓷太阳板。立体网状钒钛黑瓷层有无数小孔，阳光进入小孔后难以逃逸，具有较高的集热效率。

陶瓷太阳板素坯有两种成型方法，一种是采用普通陶瓷泥浆用石膏模注浆成型方法，一种是采用普通陶瓷塑性泥料用真空挤出机挤出成型方法。

石膏模注浆成型方法产生的素坯是上下面都是波浪形的两端有进出管口的中空的陶瓷太阳板素坯，表面不均匀的粘结一层脱模剂，脱模剂一般是滑石粉。滑石粉是较低熔点的物质，在陶瓷原料中起到助熔剂的作用，也会对钒钛黑瓷起到助熔作用，使钒钛黑瓷局部融化，失去小孔，变成相对光滑的反光面，反射阳光，降低集热效率，并且严重影响外观。陶瓷太阳板表面粘结的不均匀的滑石粉会使陶瓷太阳板表面形成性能、外观不均匀的黑瓷阳光吸收层。

传统石膏模注浆成型方法产生的传统陶瓷素坯表面也有不均匀的滑石粉，也会对传统陶瓷的釉面起到助熔作用，使陶瓷制品釉面的熔融程度产生差异，影响产品质量，通常采用手工湿擦的方法去除滑石粉，这种方法费工费时，工作效率比较低。

陶瓷工业石膏模注浆成型产品的壁厚，受石膏模具干、湿程度、泥浆性能等影响很大，如石膏模具干、湿程度与石膏模使用次数、石膏模新旧程度、室温、室内空气流动状况、天气等多种因素有关，所以陶瓷工业石膏模注浆成型多依靠有经验的人员进行操作，既便如此，仍然难以避免产品壁厚的差异。陶瓷太阳板是薄壁制品，表面黑瓷层吸收太阳能量后经过向阳面壁传给陶瓷太阳板内的流体，向阳面壁太厚会降低集热效率，太薄会降低陶瓷太阳板的强度，降低承压能力，所以要力求向阳面壁厚达到适当的厚度。

本发明人于2008年5月20日申请了“陶瓷太阳板向阳面壁厚的减薄方法和装置”发明专利，申请号200810016175.6主要内容是：

“陶瓷太阳板壁厚减薄装置主要由陶瓷太阳板素坯输送装置、定位装置、运动机架、机架上的传感器、机架上的旋转轴组成，旋转轴上安装磨轮或铣刀，运动机架可以做与陶瓷太阳板素坯运动方向垂直的横向往复运动，旋转轴可以按照传感器的指令上下运动，传感器的探头是与旋转轴联动的机械探头或光线探头，传感器与旋转轴的位置尽量接近，陶瓷太阳板素坯向前运动，前端首先达到传感器的下方，与探头相遇，设备开始工作，传感器的探头与陶瓷太阳板素坯上表面接触并使磨轮或铣刀的工作面始终低于陶瓷太阳板素坯上表面一定的距离，陶瓷太阳板素坯的尺寸具有一定的误差，陶瓷太阳板素坯上表面会有高低起伏，当探头接触到的陶瓷太阳板素坯上表面上升时磨轮或铣刀的工作面也随着上升，陶瓷太阳板素坯上表面下降时磨轮或铣刀的工作面也下降，当陶瓷太阳板素坯通过陶瓷太阳板壁厚减薄装置时，陶瓷太阳板素坯的上表面(向阳面)经过加工其壁厚达到了均匀减薄的目的。”

“陶瓷太阳板向阳面壁厚的减薄方法和装置”可用于向阳面是平面的挤出成型陶瓷太阳板素坯向阳面的表面加工，不适用于石膏模注浆成型方法生产的波浪面素坯。

(三)发明内容

本发明的目的：

以连续、自动、机械的方法去除陶瓷太阳板素坯向阳面上附带滑石粉的表面层，得到无滑石粉的新的表面；控制设备工作参数使所生产的陶瓷太阳板素坯向阳面的壁厚达到规定厚度。

本发明是这样实现的：

喷砂机又称抛丸机，喷砂机由喷砂枪、陶瓷太阳板素坯输送通道、密封罩、砂尘分离器、除尘设备等组成，喷砂枪喷出携带砂、丸的气流冲击、磨削陶瓷太阳板素坯表面，去除陶瓷太阳板素坯向阳面上附带滑石粉的表面层，得到无滑石粉的新的表面；调节气流的流量、压力、砂、丸的大小和种类，可以控制对陶瓷太阳板素坯表面的磨削量，进一步去除表面层，可以使壁厚达到指定的厚度，砂、丸包括玻璃微珠、刚玉砂、石英砂、铁砂等，喷砂枪可作往复运动或摆动。

使干燥的陶瓷太阳板素坯通过喷砂机，喷砂枪喷出的携带砂、丸的气流去除陶瓷太阳板向阳面上附带滑石粉的表面层，得到无滑石粉的新的表面，在新的表面层上喷涂黑瓷泥浆，经过烧成得到基体是普通陶瓷，表面是性能、外观均匀的黑瓷阳光吸收层的黑瓷复合陶瓷太阳板。

在喷砂机进口处安装电子重力传感器，电子重力传感器也可称作电子称，电子重力传感器将通过的陶瓷太阳板素坯重量的电子信号传输给喷砂机，当陶瓷太阳板素坯超过规定重量时，喷砂机自动调整工作参数，喷砂枪加强喷出的携带砂、丸的气流的力度，磨削陶瓷太阳板素坯向阳面的表面，增加去除陶瓷太阳板素坯向阳面的表面层的厚度，使陶瓷太阳板素坯向阳面的壁厚达到规定的厚度，或者当陶瓷太阳板素坯超过规定重量时，电子信号启动第二台喷砂机，使陶瓷太阳板素坯向阳面的壁厚达到规定的厚度。

用喷砂机喷出的携带砂、丸的气流磨削石膏模注浆成型的陶瓷太阳板素坯向阳面的表面，使陶瓷太阳板素坯向阳面的壁厚达到特定的厚度。

用喷砂机喷出的携带砂、丸的气流磨削挤出成型的陶瓷太阳板素坯向阳面的表面，使陶瓷太阳板素坯向阳面的壁厚达到特定的厚度。

挤出成型的陶瓷太阳板素坯向阳面一般是平整的表面，由于石膏模注浆成型中需遵循石膏模吸浆层等厚原理，石膏模注浆成型的陶瓷太阳板素坯向阳面具有高低不同的表面，或称作波浪形表面。

以喷砂机处理陶瓷太阳板素坯向阳面表面的方法，其去除陶瓷太阳板素坯向阳面上滑石粉的效率远高于手工湿擦的方法，并可以均匀加工波浪形表面。

(四)附图说明

以下结合附图详细说明本发明的特点：

图1表示黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板

图2表示陶瓷太阳板素坯经过电子重力传感器进入喷砂机进行向阳面处理

图中：1-陶瓷太阳板基体  2-陶瓷太阳板进出口  3-陶瓷太阳板加强筋  4-陶瓷太阳板  5-陶瓷太阳板向阳面的黑瓷阳光吸收层  a-陶瓷太阳板宽度  b-陶瓷太阳板长度  h-陶瓷太阳板的总厚度  δ-陶瓷太阳板向阳面的壁厚  6-陶瓷太阳板素坯  7-电子重力传感器  8-喷砂机  9-喷砂枪

10-陶瓷太阳板素坯输送通道  11-密封罩  12-砂尘分离器  13-除尘设备

(五)具体实施方案

实施例

1、石膏模注浆成型的陶瓷太阳板素坯干燥后长度670毫米、宽度670毫米、总厚度26毫米、向阳面壁厚3.6毫米，采用滑石粉为脱模剂，陶瓷太阳板素坯表面不均匀的粘结一层滑石粉，喷砂机安装在陶瓷太阳板素坯的输送线上，陶瓷太阳板素坯通过工作中的喷砂机，喷砂枪作横向水平运动，运行方向与输送线运行方向垂直，去除陶瓷太阳板素坯向阳面上附带滑石粉的表面层，得到无滑石粉的新的表面，在新表面层上喷涂黑瓷泥浆，经过烧成得到基体是普通陶瓷，表面是性能、外观均匀的黑瓷阳光吸收层的黑瓷复合陶瓷太阳板。

2、在喷砂机进口前安装电子重力传感器，上述陶瓷太阳板素坯通过重力传感器和喷砂机，陶瓷太阳板素坯的向阳面壁厚被削薄成为3毫米。

3、当陶瓷太阳板素坯重量超过6公斤时，电子重力传感器向喷砂机发出指令。陶瓷太阳板素坯重量7公斤，壁厚4.2毫米，陶瓷太阳板素坯通过电子重力传感器时，电子重力传感器向第2台喷砂机发出工作指令，陶瓷太阳板素坯通过两台喷砂机后陶瓷太阳板素坯的向阳面壁厚被削薄成为2.8毫米，重量降至6.2公斤。

Claims (3)

1.一种陶瓷太阳板素坯向阳面处理方法，其特征在于，陶瓷太阳板素坯通过喷砂机，喷砂枪喷出的携带砂、丸的气流去除陶瓷太阳板向阳面上附带滑石粉的表面层，得到无滑石粉的新的表面。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷太阳板素坯向阳面处理方法，其特征在于，在所述的喷砂机进口处安装电子重力传感器，电子重力传感器将通过的陶瓷太阳板素坯重量的电子信号传输给喷砂机，当陶瓷太阳板素坯超过规定重量时，喷砂机自动调整工作参数，喷砂枪加强喷出的携带砂、丸的气流的力度，磨削陶瓷太阳板素坯向阳面的表面，增加去除陶瓷太阳板素坯向阳面的表面层的厚度，使陶瓷太阳板素坯向阳面的壁厚达到规定的厚度，或者当陶瓷太阳板素坯超过规定重量时，电子信号启动第二台喷砂机，使陶瓷太阳板素坯向阳面的壁厚达到规定的厚度。

3.一种陶瓷太阳板素坯向阳面处理装置，其特征在于，喷砂机又称抛丸机，喷砂机由喷砂枪、陶瓷太阳板素坯输送通道、密封罩、砂尘分离器、除尘设备等组成，喷砂枪喷出携带砂、丸的气流冲击、磨削陶瓷太阳板素坯表面，去除陶瓷太阳板向阳面上附带滑石粉的表面层，得到无滑石粉的新的表面；调节气流的流量、压力、砂、丸的大小和种类，控制对陶瓷太阳板素坯表面的磨削量，进一步去除表面层，使壁厚达到指定的厚度，砂、丸包括玻璃微珠、刚玉砂、石英砂、铁砂，喷砂枪作往复运动或摆动。

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