CN102172957A - 黑瓷复合陶瓷太阳板悬挂翻转注浆成型平台 - Google Patents

Abstract

“黑瓷复合陶瓷太阳板悬挂翻转注浆成型平台”由注浆成型平台支架、轨道、一排石膏模具、石膏模具夹紧装置组成，石膏模具中心轴的两端有滑轮，滑轮可以在轨道上滚动，石膏模具通过中心轴上的滑轮悬挂在轨道上并可以沿轨道运动，石膏模具在重心高度不变化的情况下完成围绕中心轴的旋转或翻转实现脱模。取消了以前黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台的小车和吊车，工作过程中石膏模具的重心始终处于同一个水平面上，没有上下移动，简化了设备、减少了设备的占地面积和空间，减少了操作程序、大幅度提高了成型效率。

Description

黑瓷复合陶瓷太阳板悬挂翻转注浆成型平台

技术领域

本发明涉及太阳能集热体，陶瓷太阳能集热体，特别涉及以陶瓷泥浆注浆成型黑瓷复合陶瓷太阳板的设备和方法。

背景技术

太阳能利用包括光电利用和光热利用，光电利用主要指太阳能电池，光热利用主要指聚光太阳能发电装置和太阳能集热器，应用最广泛的太阳能集热器是太阳能热水器，关键部件是太阳能集热体。我国主要采用真空玻璃管太阳能集热体，国外主要采用铜管板式太阳能集热体。

太阳能是面能源，理论和实践都已经证明效率最高的太阳能集热体是金属材料制造的通孔扁盒式太阳能集热体，在这种集热体中，阳光吸收面下面布满待加热的介质，热交换最直接、迅速，热传导距离最短，但是目前能够长期承受热水腐蚀的金属材料是铜材，这种结构需要使用大量铜材，铜材非常昂贵，焊缝很长，制造工艺复杂，制造成本很高，难以大规模生产和使用。

真空玻璃管的主要缺点是：真空玻璃管由同轴内外玻璃管组成，一端封闭，内外管之间抽真空，外管透明，内管外表面覆盖太阳能吸收涂料。由于必须采用真空层、密封圈、防尘圈、尾托，使黑色阳光吸收面只占采光投影面积约60％，中午阳光直射时，部分阳光穿过黑色面之间的空档，未得到利用，在阳光最强烈的中午时段降低了集热效率；真空度在使用中不断下降，降低保温效果；一头封闭的盲管结构容易沉淀水碱和水中的杂质，减少热交换面积；太阳能吸收涂料的阳光吸收率容易衰减，这是目前太阳能热水器太阳能吸收涂料的共同缺点；玻璃管用硼硅玻璃制造，熔制温度1650℃，制造能耗高，氧化硼价格高；这些缺点导致真空玻璃管制造成本、耗能比较高，寿命比较短，一般有效使用寿命8-10年。

铜管板式太阳能集热体的主要缺点是：太阳能吸收涂料的阳光吸收率容易衰减；铜材十分昂贵，需要电解提纯，制造成本、耗能很高；集热铜管横向间隔大，导热距离远，影响效率；焊缝容易腐蚀；一般有效使用寿命8-20年。

太阳能集热器可以提供热水、热风，热水、热风可用于洗涤、冬季取暖、夏季空调，另外参照地下热水发电的方式，大量廉价的高温热水还可以进行低成本发电，取代常规能源、保护环境。但是现有的太阳能集热器制造成本高、有效使用寿命短，使太阳能的使用成本远远高于常规能源，严重制约了太阳能集热器的发展，太阳能集热器必须实现与建筑一体化，才能获得更大的发展空间，现有太阳能集热器受其太阳能集热体的材料和结构的制约，难以实现与建筑一体化。太阳能集热器的核心部件是太阳能集热体，为此，必须研究和寻找一种全新的低成本、长寿命、高效率的太阳能集热体。

一吨硼硅玻璃或金属材料，成本数千元至数万元，材料成为制品还需要经过复杂的加工过程。一吨陶瓷制品如一吨陶瓷墙地砖通常成本数百元，陶瓷材料成本低廉是由于原料来源广泛，一般就地取材，运费低；蕴藏量大，价格低；不需要选矿、富集；成型后一次烧结，即为制品；烧结时有所收缩，但不改变形状，烧结后无加工过程；烧结温度低、时间短，一般薄壁陶瓷制品烧结温度约1200℃，历时几分钟至十几分钟，而玻璃的熔制或金属材料的冶炼，通常温度1500-1650℃，历时数小时，原材料须经过熔化、流动、均化、反应、澄清等过程，一般来说，温度每提高100℃，能耗增加1倍，同时设备和耐火材料的价格、消耗也成倍提高，电解的能耗更远大于冶炼。所以，陶瓷烧结与玻璃的熔制或金属材料的冶炼、电解有本质区别，能耗与成本均相差几倍至几十倍。陶瓷是目前已知的成本最低、使用寿命最长、性能最稳定的工程材料之一。

陶瓷材料强度大、硬度高、不腐蚀、不老化、理化性能非常稳定，使用寿命很长，可达数百年以上。黑色瓷质材料具有陶瓷通性，阳光吸收率高，阳光吸收率不会衰减。

由此近几年出现了黑瓷复合陶瓷太阳板，黑瓷复合陶瓷太阳板的基体是普通陶瓷，表面层是黑瓷，即其基体是用普通陶瓷原料制造的陶瓷中空板，表面层是黑色、粗糙、布满微小孔洞的黑瓷的复合陶瓷中空太阳能集热板。

制造黑瓷复合陶瓷太阳板首先要用普通陶瓷原料成型陶瓷中空板素坯，方法之一是将普通陶瓷泥浆注满石膏模具的空腔，待石膏模具的内壁吸附一层陶瓷泥浆后，将多余的泥浆放出，石膏模具继续吸附陶瓷泥浆中的水分，在石膏模具内部逐步形成有一定强度的陶瓷中空板素坯，这时打开石膏模具，将陶瓷中空板素坯翻在托板上，然后在经过干燥的素坯表面喷涂黑瓷泥浆层，干燥的素坯迅速吸收黑瓷泥浆中的水分，形成粗糙、布满微小和毛细孔洞的黑瓷表面层，经过烧成即成为黑瓷复合陶瓷太阳板。

以往的黑瓷复合陶瓷太阳板注浆成型方法是采用石膏模注浆成型平台设备，石膏模注浆成型平台上有轨道，轨道上有一排小车，把每一个有一根中心轴的石膏模具安装在每一个小车上，把一排石膏模具一般是几十个石膏模具安装在一排小车上，每台小车都可以沿轨道作水平运动，每台小车上都有一个石膏模具，用平台上的夹紧装置夹紧这一排石膏模具，从两件石膏模具形成的泥浆进出口中注入普通陶瓷泥浆，使泥浆充满石膏模具之间的空腔，待石膏模具的内壁吸附一层陶瓷泥浆后，将多余的泥浆放出，石膏模具继续吸附陶瓷泥浆中的水分，在石膏模具内部逐步形成有一定强度的陶瓷中空板素坯后，松开夹紧装置打开石膏模具，将一块托板依靠在石膏模具上，将石膏模注浆成型平台上方吊车的两个挂钩分别挂在石膏模具中心轴的两端，开动吊车，吊起与小车连在一起的石膏模具，使连同小车的石膏模具以中心轴的轴心线旋转90度，使陶瓷中空板素坯翻落在托板上，拿走托板和陶瓷中空板素坯，然后使连同小车的石膏模具向反方向旋转90度，恢复到小车在下面的状态，再次开动吊车，放下连同小车的石膏模具，调整小车的位置和角度使小车的车轮正好落在轨道上，放好连同小车的石膏模具后，从石膏模具中心轴上摘下两个挂钩，升起挂钩移动、调整吊车的位置对准下一个石膏模具的位置，对黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台上的每一个石膏模具重复上述操作，进行黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型操作。

将经过上述过程得到的黑瓷复合陶瓷太阳板素坯进行干燥，然后在经过干燥的素坯表面喷涂黑瓷泥浆层，干燥的素坯迅速吸收黑瓷泥浆中的水分，形成粗糙、布满微小和毛细孔洞的黑瓷表面层，经过烧成即成为黑瓷复合陶瓷太阳板。

采用上述由注浆成型平台支架、轨道、小车、有一根中心轴的石膏模具、石膏模具夹紧装置、吊车等组成的黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台设备结构比较复杂，操作过程比较复杂，操作程序比较多，每一个操作程序花费时间比较长，生产效率比较低，设备成本高，在平台上方安装吊车增加了设备的占地面积和空间。

发明内容

本发明的目的是简化黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台设备、降低设备成本、减小设备的占地面积和空间、简化操作程序、提高生产效率、降低生产成本。

本发明是这样实现的：

黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台设备由注浆成型平台支架、轨道、有一根中心轴的石膏模具、石膏模具夹紧装置组成，石膏模具中心轴的两端有滑轮或台阶轮，滑轮或台阶轮可以在轨道上滚动。或者说黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台由注浆成型平台支架、轨道、一排石膏模具、石膏模具夹紧装置组成，石膏模具中心轴的两端有滑轮或台阶轮，滑轮或台阶轮可以在轨道上滚动，石膏模具通过中心轴上的滑轮或台阶轮悬挂在轨道上并可以沿轨道运动，石膏模具在重心高度不变化的情况下完成围绕中心轴的旋转或翻转实现脱模。

工作时，用平台上的夹紧装置夹紧平台上的一排石膏模具，从两件石膏模具形成的泥浆进出口中注入普通陶瓷泥浆，使泥浆充满石膏模具之间的空腔，待石膏模具的内壁吸附一层陶瓷泥浆后，将多余的泥浆从泥浆进出口中放出，石膏模具继续吸收陶瓷泥浆中的水分，在石膏模具内部逐步形成有一定强度的陶瓷中空板素坯后，松开夹紧装置打开石膏模具，将一块托板依靠在石膏模具上，使石膏模具围绕中心轴旋转90度，使陶瓷中空板素坯翻落在托板上，拿走托板和陶瓷中空板素坯，然后使石膏模具向反方向旋转90度，恢复到初始状态，对黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台上的每一个石膏模具重复上述操作即可完成平台上全部黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模具的注浆成型操作。

工作过程中石膏模具的重心始终处于同一个水平面上，没有上下移动。

将经过上述过程得到的黑瓷复合陶瓷太阳板素坯进行干燥，然后在干燥的素坯表面喷涂黑瓷泥浆层，干燥的素坯迅速吸收黑瓷泥浆中的水分，形成粗糙、布满微小和毛细孔洞的黑瓷表面层，经过烧成即成为黑瓷复合陶瓷太阳板。

所述的黑瓷复合陶瓷太阳板的基体是普通陶瓷，表面层是黑瓷，即其基体是用普通陶瓷原料制造的陶瓷中空板，表面层是黑色、粗糙、布满微小、毛细孔洞的黑瓷的复合陶瓷中空太阳能集热板。

所述的表面层黑瓷是普通黑瓷或钒钛黑瓷或废渣黑瓷或矿物黑瓷。普通黑瓷是指采用陶瓷工业长期使用的传统黑色陶瓷着色剂或传统黑色陶瓷着色剂与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷。钒钛黑瓷是指采用提钒尾渣或提钒尾渣与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷。废渣黑瓷是指采用除提钒尾渣以外的其他富含第四周期过渡金属元素的工业废渣或除提钒尾渣以外的其他富含第四周期过渡金属元素的工业废渣与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷。矿物黑瓷是指采用富含第四周期过渡金属元素的工业矿物或富含第四周期过渡金属元素的工业矿物与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷。

本发明的主要优点在于：

采用石膏模注浆成型平台进行黑瓷复合陶瓷太阳板注浆成型过程中，注浆、延时、放浆等工作都是机器同时对所有模具一次自动进行的，由于安全原因，一般吊车挂钩的升降速度比较慢，最费工费时的是吊车挂钩下降对准中心轴、挂钩、吊起石膏模具、翻模后调整小车的位置和角度使小车的车轮正好落在轨道上，放好连同小车的石膏模具后，从石膏模具中心轴上摘下两个挂钩，升起挂钩移动、调整吊车的位置对准下一个石膏模具的中心轴，这些操作非常费工费时，工作效率很低。本发明的黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台取消了小车和吊车，工作过程中石膏模具的重心始终处于同一个水平面上，没有上下移动，简化了设备、减少了设备的占地面积和空间，减少了操作程序、大幅度提高了成型效率。

附图说明：

图1表示水平管接口黑瓷复合陶瓷太阳板

图2表示上管接口黑瓷复合陶瓷太阳板，管接口的位置比较高，使管间连接比较方便

图3表示扁底边黑瓷复合陶瓷太阳板，可以将板中的水放光

图4表示左型承插接口黑瓷复合陶瓷太阳板，承插接口可采用有机、无机填充密封剂，有的无机材料如水泥可具有与陶瓷相同的使用寿命

图5表示黑瓷复合陶瓷太阳板注浆成型石膏模具在注浆时的状态，陶瓷泥浆经过泥浆进出口25进入并充满石膏模具，空气经过空气进出口26排出，待石膏模具的内壁吸附一层陶瓷泥浆后，将多余的泥浆从泥浆进出口25中放出，空气经过空气进出口26进入，也表示石膏模具、中心轴、滑轮、轨道之间的位置关系。

图6表示黑瓷复合陶瓷太阳板注浆成型石膏模具在脱模时的状态和旋转90度的过程，表示石膏模具、托板、中心轴、滑轮、轨道之间的位置关系。

图7表示黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台在注浆时的状态，箭头表示平台的夹紧装置，夹紧装置将一排石膏模具夹紧，泥浆通过泥浆接管口24经过泥浆进出口25进出模具，空气通过空气接管口22经过空气进出口25进出模具。

图8表示黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台在脱模时的状态，在石膏模具内部形成具有一定强度的陶瓷中空板素坯后，松开夹紧装置，拉开石膏模具之间的距离，进行脱模的过程。

图中标记的说明：

1、黑瓷复合陶瓷太阳板的管接口2、水平管接口黑瓷复合陶瓷太阳板3、黑瓷复合陶瓷太阳板的结合槽4、黑瓷复合陶瓷太阳板的水道5、黑瓷素坯层或黑瓷层6、黑瓷复合陶瓷太阳板的上管接口7、上管接口黑瓷复合陶瓷太阳板8、黑瓷复合陶瓷太阳板的结合锥台9、扁底边黑瓷复合陶瓷太阳板10、黑瓷复合陶瓷太阳板的实心扁底边11、黑瓷复合陶瓷太阳板承插接口的承口12、左型承插接口黑瓷复合陶瓷太阳板13、黑瓷复合陶瓷太阳板承插接口的插口14、黑瓷复合陶瓷太阳板素坯15、黑瓷复合陶瓷太阳板注浆成型石膏模具16、石膏模具中心轴17、滑轮18、轨道19、槽钢20、注浆成型平台支架21、托板22、空气进出口管接头23、固定顶板24、泥浆进出口管接头25、泥浆进出口26、空气进出口

具体实施例：

1、黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台长度5米，槽钢与平台支架连接，槽钢上方有一排圆孔，采用无缝钢管作为轨道，无缝钢管下方有一排螺栓孔，用螺杆将轨道与槽钢连接为一体，其中一根轨道比另一根轨道高100毫米，石膏模具外形尺寸：长931毫米，宽931毫米，厚100毫米，石膏模具内腔尺寸：长811毫米，宽811毫米，深32毫米，石膏模具中心轴两端安装滑轮，滑轮可以在轨道上滚动，成型平台上有25件石膏模具，夹紧装置夹紧石膏模具，泥浆进出口位于下方，通过注浆排管向所有石膏模具注入陶瓷泥浆，使泥浆充满石膏模具之间的空腔，待石膏模具的内壁吸附一层陶瓷泥浆后，将多余的泥浆从注浆孔中放出，石膏模具继续吸附陶瓷泥浆中的水分，在石膏模具内部逐步形成有一定强度的陶瓷中空板素坯后，松开夹紧装置打开石膏模具，将一块托板依靠在石膏模具上，使石膏模具围绕中心轴旋转90度，使陶瓷中空板素坯翻落在托板上，拿走托板和陶瓷中空板素坯，然后使石膏模具向反方向旋转90度，恢复到初始状态，对黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台上的每一个石膏模具重复上述操作即可完成平台上全部黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模具的注浆成型操作。

2、黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台长度6米，平台支架采用方形钢管，采用轻型钢轨作为轨道，轨道与平台支架连接为一体，其中一根轨道比另一根轨道高120毫米，石膏模具外形尺寸：长1033毫米，宽1033毫米，厚100毫米，石膏模具内腔尺寸：长913毫米，宽913毫米，深32毫米，石膏模具中心轴两端安装滑轮，滑轮可以在轨道上滚动，成型平台上有30件石膏模具，夹紧装置夹紧石膏模具，泥浆进出口位于下方，通过注浆排管向所有石膏模具注入陶瓷泥浆，使泥浆充满石膏模具之间的空腔，待石膏模具的内壁吸附一层陶瓷泥浆后，将多余的泥浆从注浆孔中放出，石膏模具继续吸附陶瓷泥浆中的水分，在石膏模具内部逐步形成有一定强度的陶瓷中空板素坯后，松开夹紧装置打开石膏模具，将一块托板依靠在石膏模具上，使石膏模具围绕中心轴旋转90度，使陶瓷中空板素坯翻落在托板上，拿走托板和陶瓷中空板素坯，然后使石膏模具向反方向旋转90度，恢复到初始状态，对黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台上的每一个石膏模具重复上述操作即可完成平台上全部黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模具的注浆成型操作。

Claims (3)

1.一种黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台，其特征在于黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台由注浆成型平台支架、轨道、一排石膏模具、石膏模具夹紧装置组成，石膏模具中心轴的两端有滑轮或台阶轮，滑轮或台阶轮可以在轨道上滚动，石膏模具通过中心轴上的滑轮或台阶轮悬挂在轨道上并可以沿轨道运动，石膏模具在重心高度不变化的情况下完成围绕中心轴的旋转或翻转实现脱模。

2.根据权利要求1所述的一种黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台，其特征在于所述的黑瓷复合陶瓷太阳板的基体是普通陶瓷，表面层是黑瓷，即其基体是用普通陶瓷原料制造的陶瓷中空板，表面层是黑色、粗糙、布满微小、毛细孔洞的黑瓷的复合陶瓷中空太阳能集热板，其表面层黑瓷是普通黑瓷或钒钛黑瓷或废渣黑瓷或矿物黑瓷；普通黑瓷是指采用陶瓷工业长期使用的传统黑色陶瓷着色剂或传统黑色陶瓷着色剂与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷；钒钛黑瓷是指采用提钒尾渣或提钒尾渣与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷；废渣黑瓷是指采用除提钒尾渣以外的其他富含第四周期过渡金属元素的工业废渣或除提钒尾渣以外的其他富含第四周期过渡金属元素的工业废渣与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷；矿物黑瓷是指采用富含第四周期过渡金属元素的工业矿物或富含第四周期过渡金属元素的工业矿物与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷。

3.一种成型黑瓷复合陶瓷太阳板素坯的方法，其特征在于用黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台上的夹紧装置夹紧平台上的一排石膏模具，从两件石膏模具形成的泥浆进出口中注入普通陶瓷泥浆，使泥浆充满石膏模具之间的空腔，待石膏模具的内壁吸附一层陶瓷泥浆后，将多余的泥浆从泥浆进出口中放出，石膏模具继续吸收陶瓷泥浆中的水分，在石膏模具内部逐步形成有一定强度的陶瓷中空板素坯后，松开夹紧装置打开石膏模具，将一块托板依靠在石膏模具上，使石膏模具围绕中心轴旋转90度，使陶瓷中空板素坯翻落在托板上，拿走托板和陶瓷中空板素坯，然后使石膏模具向反方向旋转90度，恢复到初始状态，对黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模注浆成型平台上的每一个石膏模具重复上述操作即可完成平台上全部黑瓷复合陶瓷太阳板石膏模具的注浆成型操作。

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