CN101966673A - 陶瓷太阳板或素坯管口磨圆方法及其装置 - Google Patents

Abstract

“陶瓷太阳板或素坯管口磨圆方法及其装置”涉及陶瓷产品制造和加工技术领域，陶瓷太阳板使用时是将相邻两片板的管口以硅橡胶管和管箍连接，为实现密封，希望管口的外表面尽量圆整、端面尽量平整，以前采用手工方法将陶瓷太阳板或陶瓷太阳板素坯管口的外表面打磨圆整，将管口的的端面打磨平整，费工费时，效率很低，质量不稳定，难以实现大规模生产。本发明提出以连续、自动、机械的方法将陶瓷太阳板或陶瓷太阳板素坯管口的外表面打磨圆整，将管口的的端面打磨平整的方法比手工打磨的方法省工省时，效率高，质量稳定，适合大规模生产。

Description

陶瓷太阳板或素坯管口磨圆方法及其装置

(一)技术领域

本发明涉及陶瓷产品制造和加工技术领域，具体说是关于黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口磨圆方法及其装置

(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、太阳能取暖与制冷系统、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，包括能源成本、货币成本、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，也称作黑瓷复合陶瓷太阳板，简称陶瓷太阳板，是一种陶瓷质太阳能吸热体，由普通陶瓷和黑瓷组成，以普通陶瓷为基体，黑瓷为表面层，黑瓷以提钒尾渣或/和其他富含第四周期过渡金属元素的工业废渣或/和富含第四周期过渡金属元素的金属矿物或/和富含第四周期过渡金属元素的化工产品与普通陶瓷原料制造；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几十分之一；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，全球第一座混凝土结构陶瓷太阳板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，其中多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，向阳面是立体网状黑瓷阳光吸收层的黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板，也称作黑瓷复合陶瓷太阳板，简称陶瓷太阳板。立体网状黑瓷层有无数小孔，阳光进入小孔后难以逃逸，具有很高的集热效率。

陶瓷太阳板素坯有多种成型方法，其中一种是采用普通陶瓷泥浆用石膏模注浆成型方法，另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，素坯表面喷涂黑瓷泥浆层，经过烧成即成为陶瓷太阳板，陶瓷太阳板成品使用时是将相邻两片板的管口以硅橡胶管和管箍连接，为实现密封，希望管口的外表面尽量圆整，成品出厂前要进行耐压试验，耐压试验时要求管口的端面尽量平整，以前采用手工方法将陶瓷太阳板或陶瓷太阳板素坯管口的外表面打磨圆整，将管口的的端面打磨平整，手工打磨的方法费工费时，效率很低，质量不稳定，难以实现大规模生产。

(三)发明内容

本发明的目的：

以连续、自动、机械的方法将陶瓷太阳板或陶瓷太阳板素坯管口的外表面打磨圆整，将管口的的端面打磨平整。

本发明是这样实现的：

黑瓷复合陶瓷太阳板由普通陶瓷和黑瓷组成，以普通陶瓷为基体，黑瓷为表面层，黑瓷以提钒尾渣或/和其他富含第四周期过渡金属元素的工业废渣或/和富含第四周期过渡金属元素的金属矿物或/和富含第四周期过渡金属元素的化工产品与普通陶瓷原料制造。富含第四周期过渡金属元素的工业废渣或金属矿物或化工产品是指第四周期过渡金属元素化合物总量超过10％的工业废渣或金属矿物或化工产品。

黑瓷复合陶瓷太阳板简称陶瓷太阳板；黑瓷复合陶瓷太阳板或黑瓷复合陶瓷太阳板素坯简称黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯；陶瓷太阳板或陶瓷太阳板素坯简称陶瓷太阳板或素坯。黑瓷复合陶瓷太阳板强度大、硬度高，对打磨工具要求比较高，磨料损耗比较大，但是加工后的黑瓷复合陶瓷太阳板管口的外表面和端面的加工精度比较高。黑瓷复合陶瓷太阳板素坯强度、硬度都比较低，对打磨工具要求不高，磨料损耗不大，但是加工后管口的外表面和端面的加工精度不如前者高。

黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯在输送线上运行至管口磨圆工位时触动传感器，传感器指令挡板和夹板将黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯定位，同时传感器指令管口磨圆头旋转、启动负压并向黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯方向运动，旋转的管口磨圆头的端头和内壁的磨料将黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口的外壁磨圆，并将管口的端面磨平。管口磨圆头与联通抽气机的负压管采用动配合，负压管中的气流将磨削下来的粉尘输送到粉尘收集器中。所述的传感器是光电传感器或机械传感器或重力传感器。所述的管口磨圆头的磨削部分可以是刚性的，也可以是柔性的，以弹簧代替管口磨圆头的钢筒部分，则管口磨圆头的磨削部分可以具有一定的柔性。所述的管口磨圆头的端头和内壁的磨料是金刚石粉烧结磨料或硬质合金磨料或多孔陶瓷材料或纤维毡，纤维毡包括硬质和软质纤维毡。

黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口磨圆装置由输送线、传感器、挡板、夹板、可以旋转的管口磨圆头、负压管线、开关、管道、粉尘收集器组成；当黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯在输送线上运行至管口磨圆工位时触动传感器，传感器指令挡板和夹板将黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯定位，同时传感器指令管口磨圆头旋转、启动负压并向黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯方向运动，旋转的管口磨圆头的端头和内壁的磨料将黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口的外壁磨圆，并将管口的端面磨平，完成工作后管口磨圆头向反方向退出，挡板和夹板复原，黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯继续向前运行。

加工黑瓷复合陶瓷太阳板素坯时，管口磨圆头的端头和内壁的磨料可以采用金刚石粉烧结磨料或硬质合金磨料或多孔陶瓷材料或纤维毡。当加工黑瓷复合陶瓷太阳板时，管口磨圆头的端头和内壁的磨料采用金刚石粉烧结磨料或硬质合金磨料或多孔陶瓷材料；管口磨圆头有中心轴，中心轴的部分轴头可插入黑瓷复合陶瓷太阳板的管口内，管口磨圆头的中心轴线可以移动，并始终与中心轴的轴线保持一致。

以连续、自动、机械的方法将陶瓷太阳板或陶瓷太阳板素坯管口的外表面打磨圆整，将管口的的端面打磨平整的方法比手工打磨的方法省工省时，效率高，质量稳定，适合大规模生产。

(四)附图说明

以下结合附图详细说明本发明的特点：

图1表示黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯，简称陶瓷太阳板或素坯。

图2表示陶瓷太阳板或素坯在输送线上运行至管口磨圆工位时触动传感器，传感器指令挡板上升。

图3表示陶瓷太阳板或素坯已被挡板和夹板定位，同时传感器指令管口磨圆头旋转、启动负压并向陶瓷太阳板或素坯方向运动。

图4表示管口磨圆头的端头和内壁的磨料是金刚石粉烧结磨料或硬质合金磨料的管口磨圆头。

图5表示管口磨圆头的端头和内壁的磨料是多孔陶瓷材料或硬纤维毡的管口磨圆头。

图6表示以弹簧代替管口磨圆头的钢筒部分，管口磨圆头的磨削部分是具有一定柔性的管口磨圆头，管口磨圆头的端头和内壁的磨料采用纤维毡。

图中：1-陶瓷太阳板或素坯  其中a-陶瓷太阳板或素坯宽度  b-陶瓷太阳板或素坯长度  h-陶瓷太阳板或素坯的总厚度  δ-陶瓷太阳板或素坯向阳面的壁厚  2-陶瓷太阳板或素坯的管口  3-陶瓷太阳板或素坯的加强筋  4-陶瓷太阳板或素坯的板壁  5-输送线  6-挡板  7-夹板  8-管口磨圆头  9-金刚石粉烧结磨料或硬质合金磨料  10-采用金刚石粉烧结磨料或硬质合金磨料的管口磨圆头  11-管口磨圆头的抽气通道  12-多孔陶瓷材料或纤维毡磨料  13-纤维毡磨料  14-弹簧  15-采用多孔陶瓷材料或纤维毡磨料的管口磨圆头  16-采用纤维毡磨料和以弹簧代替管口磨圆头的钢筒部分的柔性管口磨圆头  17-中心轴

(五)具体实施方案

实施例

1、黑瓷复合陶瓷太阳板素坯干燥后宽度a为670毫米、长度b为670毫米、总厚度h为29毫米、向阳面板壁厚δ为3.5毫米，黑瓷复合陶瓷陶瓷太阳板素坯在输送线上运行至管口磨圆工位时触动光电传感器，传感器指令挡板和夹板将黑瓷复合陶瓷太阳板素坯定位，同时传感器指令多孔氧化铝陶瓷圆筒为磨料的管口磨圆头旋转、启动负压并向黑瓷复合陶瓷太阳板素坯方向运动，旋转的管口磨圆头的端头和内壁的磨料将黑瓷复合陶瓷太阳板素坯管口的外壁磨圆，并将管口的端面磨平，负压管中的气流将磨削下来的粉尘输送到粉尘收集器中。完成工作后管口磨圆头向反方向退出，挡板和夹板复原，黑瓷复合陶瓷太阳板素坯继续向前运行。

2、黑瓷复合陶瓷陶瓷太阳板在输送线上运行至管口磨圆工位时触动机械传感器，传感器指令挡板和夹板将黑瓷复合陶瓷太阳板定位，同时传感器指令金刚石粉烧结磨料的管口磨圆头旋转、启动负压并向黑瓷复合陶瓷太阳板方向运动，中心轴的部分轴头插入黑瓷复合陶瓷太阳板的管口内，管口磨圆头的中心轴线始终与中心轴的轴线保持一致，旋转的管口磨圆头的端头和内壁的磨料将黑瓷复合陶瓷太阳板管口的外壁磨圆，并将管口的端面磨平，负压管中的气流将磨削下来的粉尘输送到粉尘收集器中。完成工作后管口磨圆头向反方向退出，挡板和夹板复原，黑瓷复合陶瓷太阳板继续向前运行。

3、以实施例1所述的黑瓷复合陶瓷陶瓷太阳板素坯在输送线上运行至管口磨圆工位时触动重力传感器，传感器指令挡板和夹板将黑瓷复合陶瓷太阳板素坯定位，同时传感器指令采用硬纤维毡磨料和以弹簧代替管口磨圆头的钢筒部分的柔性管口磨圆头旋转、启动负压并向黑瓷复合陶瓷太阳板素坯方向运动，旋转的管口磨圆头的端头和内壁的磨料将黑瓷复合陶瓷太阳板素坯管口的外壁磨圆，并将管口的端面磨平，负压管中的气流将磨削下来的粉尘输送到粉尘收集器中。完成工作后管口磨圆头向反方向退出，挡板和夹板复原，黑瓷复合陶瓷太阳板素坯继续向前运行。

Claims (5)

1.一种黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口磨圆方法，其特征在于，黑瓷复合陶瓷太阳板以普通陶瓷为基体，黑瓷为表面层，黑瓷以提钒尾渣或/和其他富含第四周期过渡金属元素的工业废渣或/和富含第四周期过渡金属元素的金属矿物或/和富含第四周期过渡金属元素的化工产品与普通陶瓷原料制造，黑瓷复合陶瓷陶瓷太阳板或素坯在输送线上运行至管口磨圆工位时触动传感器，传感器指令挡板和夹板将黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯定位，同时传感器指令管口磨圆头旋转、启动负压并向黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯方向运动，旋转的管口磨圆头的端头和内壁的磨料将黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口的外壁磨圆，并将管口的端面磨平。

2.根据权利要求1所述的一种黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口磨圆方法，其特征在于，所述的传感器是光电传感器或机械传感器或重力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口磨圆方法，其特征在于，所述的管口磨圆头的端头和内壁的磨料是金刚石粉烧结磨料或硬质合金磨料或多孔陶瓷材料或纤维毡。

4.根据权利要求1所述的一种黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口磨圆方法，其特征在于，当加工黑瓷复合陶瓷太阳板时，管口磨圆头的端头和内壁的磨料采用金刚石粉烧结磨料，管口磨圆头有中心轴，中心轴的部分轴头可插入黑瓷复合陶瓷太阳板的管口内，管口磨圆头的中心轴线可以移动，并始终与中心轴的轴线保持一致。

5.一种黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口磨圆装置，其特征在于，装置由输送线、传感器、挡板、夹板、可以旋转的管口磨圆头、负压管线、开关、管道、粉尘收集器组成；当黑瓷复合陶瓷陶瓷太阳板或素坯在输送线上运行至管口磨圆工位时触动传感器，传感器指令挡板和夹板将黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯定位，同时传感器指令管口磨圆头旋转、启动负压并向黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯方向运动，旋转的管口磨圆头的端头和内壁的磨料将黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯管口的外壁磨圆，并将管口的端面磨平，完成工作后管口磨圆头向反方向退出，挡板和夹板复原，黑瓷复合陶瓷太阳板或素坯继续向前运行。

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