CN102285764B - 一种集热管罩玻璃管镀膜设备和工艺 - Google Patents
一种集热管罩玻璃管镀膜设备和工艺 Download PDFInfo
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Abstract
一种集热管罩玻璃管镀膜设备和工艺，包括支架、罩玻璃管支撑板、密封机构、联箱、上液泵、液位传感器、储液箱、抽气泵、气体开关和流量控制装置；工艺流程包括：上管、密封锁紧、上液、上液面检测、停止上液、放液、下液面检测、干燥、密封解锁、下管等。本发明的设备和方法可以与现有全玻璃真空太阳集热管生产工艺实现完美的结合。为提高罩玻璃管的透射比，可以采用溶胶凝胶法在罩玻璃管内表面制备一种增透增透膜；或为了实现对集热管内管发射红外光谱的反射，也可以在罩玻璃管内表面制备一种红外反射功能涂层，提高了集热管的热性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种集热管罩玻璃管镀膜设备和方法，特别是一种太阳集热管罩玻璃管功能涂层的镀膜设备和工艺流程，属于太阳能热利用领域。
背景技术
全玻璃真空太阳集热管选择性吸收涂层的技术已经趋于成熟，选择性吸收涂层的吸收比可以达到0.93～0.95。而在选择性吸收涂层性能上得到进一步提高的难度则越来越大。为了进一步提高集热管，现有技术提出了在全玻璃真空太阳集热管罩玻璃表面制备一层增透涂层，以提高罩玻璃管的透射比，提高全玻璃真空太阳集热管的集热性能。但目前尚没有能够专门用于太阳能集热管罩玻璃管表面制备功能涂层的设备或制备方法，从而使诸多可提高罩玻璃管性能的光学涂层无法得到实际应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能集热管罩玻璃管内表面功能涂层镀膜设备和方法。
本发明的技术方案是：一种集热管罩玻璃管镀膜设备，其特征在于，包括支架、罩玻璃管支撑板、密封机构、联箱、上液泵、液位传感器、储液箱、抽气泵、气体开关和流量控制装置，罩玻璃管支撑板、联箱和储液箱分别安装在支架的上部、中部和下部，在该罩玻璃管支撑板上设有上下能够穿过罩玻璃管的通孔，在该联箱的上端设有与该通孔对应的开口，并在该开口上装有密封机构；在该联箱的底端与储液箱的顶端之间的排液管上串联有流量控制装置和排液开关；在该联箱的底端或支撑板的上方与储液箱之间的上液管上串联有上液开关和上液泵；在该联箱内装有液位传感器；该联箱还通过气体开关与抽气泵连接。
所述的排液管有多根，在每一排液管上均串联有所述的流量控制装置和排液开关。
所述的密封机构与该罩玻璃管的开口端或罩玻璃管尾管相配合。
一种采用所述的集热管罩玻璃管镀膜设备的工艺，其特征在于，包括以下依次进行的工艺步骤：
(1)上管：将罩玻璃管的管口向下，罩玻璃管尾管向上放置，管口插入联箱，罩玻璃管尾管支撑在罩玻璃管支撑板上；
(2)密封锁紧：通过密封装置实现对罩玻璃管和联箱的连接与密封；
(3)上液：上液开关打开，上液泵启动；储液箱中的镀膜溶液通过上液泵进入联箱，并进入罩玻璃管内；上液方式有两种，即在集热管的罩玻璃管的上端或下端上液；
(4)上液面检测：上液泵对罩玻璃管上液时，通过液位传感器检测罩玻璃管内液面的位置；
(5)停止上液：当液位传感器检测到上液面位置达到设定参数时，关闭上液开关，上液泵关闭，停止上液；
(6)放液：停止上液后，打开排液开关，罩玻璃管内的溶液则通过流量控制装置和排液开关以一定的速度流入储液箱内，实现罩玻璃管内的液面以一定的速度下降，实现对罩玻璃管内表面的镀膜；
(7)下液面检测：当罩玻璃管内的液体全部流入储液箱后，液位传感器检测到下液面位置达到设定参数时，关闭排液开关，完成镀膜；
(8)干燥：在关闭排液开关后，打开气体开关，启动抽气泵，空气通过罩玻璃管尾管进入到罩玻璃管内，对罩玻璃管内表面的涂层进行干燥，气体随之进入联箱，最后被抽气泵抽走，实现对罩玻璃管内表面涂层的干燥。
所述的抽气泵抽气口也可以接在罩玻璃管尾管端，实现对罩玻璃管的抽气或充气，实现对罩玻璃管内表面的涂层进行干燥。
所述的罩玻璃管可以是有尾管的罩玻璃管，或两端均为开口的毛管，或两端或单端有金属连接件的罩玻璃管。
所述的干燥方式可采用在集热管上端或下端抽气或充气的方式。
所述的密封机构的驱动方式包括手动、气动、电动或液动方式，该密封机构采用B型密封、O型密封或其他常规密封结构。
本发明的设备和方法可以与现有全玻璃真空太阳集热管生产工艺实现完美的结合。为提高罩玻璃管的透射比，可以采用溶胶凝胶法在罩玻璃管内表面制备一种增透增透膜。或为了实现对集热管内管发射红外光谱的反射，也可以在罩玻璃管内表面制备一种红外反射功能涂层，该涂层对300～2400nm的光谱具有良好的透射比，而对于集热管内管涂层发射的大于2400nm的光谱具有较高的反射作用，从而进一步提高集热管的热性能。
附图说明
图1是本发明液面下降法罩玻璃管内表面功能涂层的制备系统第一实施例构成示意图；
图2是本发明液面下降法制备罩玻璃管内表面功能涂层工艺流程；
图3是本明发液面下降法罩玻璃管内表面功能涂层制备系统第二实施例构成示意图；
图4是本发明液面下降法罩玻璃管内表面功能涂层制备系统第三实施例构成示意图。
附图标记说明：
1罩玻璃管，2罩玻璃管尾管，3支架，4罩玻璃管支撑板，5密封机构，6联箱，7上液开关，8上液泵，9液位传感器，10排液开关，11储液箱，12抽气泵，13气体开关，14流量控制装置。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，液面下降法罩玻璃管内表面功能涂层制备系统包括支架3、罩玻璃管支撑板4、密封机构5、联箱6、上液开关7、上液泵8、液位传感器9、排液开关10、储液箱11、抽气泵12、气体开关13和流量控制装置14。罩玻璃管支撑板4、联箱6和储液箱11分别安装在支架3的上部、中部和下部，在该罩玻璃管支撑板4上设有上下能够穿过罩玻璃管的通孔，在该联箱6的上端设有与该通孔对应的开口，并在该开口上装有密封机构5；在该联箱6的底端与储液箱11的顶端之间的排液管16上串联有流量控制装置14和排液开关10；在该联箱6的底端与储液箱11之间的上液管17上串联有上液开关7和上液泵8；在该联箱6内装有液位传感器9；该联箱6还通过气体开关13与抽气泵12连接。
所述的排液管16设有多根，在每一根排液管16上均串联有流量控制装置14和排液开关10。密封机构5与罩玻璃管1的开口端外径配合，使用时将罩玻璃管1的开口端向下从密封机构5插入联箱6内，并锁紧密封机构5进行密封。
实施例2
如图3所示，液面下降法罩玻璃管内表面功能涂层制备系统的第二实施例。该系统与实施例1的不同之处在于，其密封机构5与罩玻璃管尾管2相配合。在使用时集热管罩玻璃管1的开口端向上，罩玻璃管尾管2向下，并通过密封机构5与联箱6密封连接。该方案的优点在于，尾管2与联箱6的密封连接简单，可靠，操作简便。缺点是罩玻璃管源头处镀有功能涂层。
实施例3
如图4所示，为液面下降法罩玻璃管内表面功能涂层制备系统的第三实施例。该系统与实施例2的不同之处为，集热管罩玻璃管1的上液不是从联箱6处上液，而是直接从集热管罩玻璃管1的上部开口端上液。采用该种上液方法上液速度快，节省工艺时间。可以在每一罩玻璃管1上部个设置一个上液开关7，或在全部集热管1并联的总管路上采用一个上液开关7。
上述各实施例所述集热管罩玻璃管1也可以是两端均为开口的毛管，或两端或单端有金属连接件的罩玻璃管。
液位传感器9可以是压力、电极、电容、电阻、电感、浮球或其他等方式；所采用的液体流量装置14可以使固定式，或可调式，可以是一组以上实现流量和流速的控制。
如图2所示，为液面下降法制备罩玻璃管内表面功能涂层工艺流程为(以使用图1所示的设备为例)：上管→密封锁紧→上液→上液面检测→停止上液→放液→下液面检测→干燥→密封解锁→下管，详细说明如下：
上管：将罩玻璃管1的管口向下，罩玻璃管尾管2向上放置，管口插入联箱6，罩玻璃管尾管2支撑在罩玻璃管支撑板4上；
密封锁紧：通过密封机构5实现对罩玻璃管1和联箱6的连接与密封；
上液：上液开关7打开，上液泵8启动。储液箱11中的镀膜溶液通过上液泵8进入联箱6，并进入罩玻璃管1内。
上液面检测：上液泵对罩玻璃管上液时，通过液位传感器9检测罩玻璃管6内液面的位置；
停止上液：当液位传感器9检测到上液面位置达到设定参数时，上液开关7关闭，上液泵关闭，停止上液；
放液：停止上液后，打开排液开关10，罩玻璃管内的溶液则通过流量控制装置14和排液开关10以一定的速度流入储液箱11内，实现罩玻璃管内的液面以一定的速度下降，实现对罩玻璃管内表面的镀膜；
下液面检测：当罩玻璃管内的液体全部流入储液箱11后，液位传感器9检测到下液面位置达到设定参数时，排液开关10关闭，完成镀膜；
干燥：排液开关10关闭后，打开气体开关13，启动抽气泵12，空气通过罩玻璃管尾管2进入到罩玻璃管1内，对罩玻璃管内表面的涂层进行干燥，气体随之进入联箱，最后被抽气泵抽走，实现对罩玻璃管内表面涂层的干燥。
所述的抽气泵12抽气口也可以接在罩玻璃管尾管端，实现对罩玻璃管的抽气或充气，干燥。
也可以通过抽气泵12对联箱6内充气，气体从罩玻璃管1的管口进入，从罩玻璃管尾管2出，实现对罩玻璃管1内表面的涂层进行干燥；
密封解锁：对罩玻璃管1的管口和联箱6的密封连接进行解锁；
下管：将镀膜的集热管罩玻璃管1取下，准备进行下一批镀膜工序。
本发明的基本工作原理是(以图1设备为例)：将功能涂层的溶胶溶液(现有技术)从竖直放置的罩玻璃管1的一端打入该罩玻璃管1内，当溶液液面到达罩玻璃管1上部的圆头位置时，停止向罩玻璃管1内打液。打开与罩玻璃管口连接的排液开关10，使集热管罩玻璃管1内的溶液以一定的速度下降，流出罩玻璃管，这样在罩玻璃管1表面则留下了一层功能涂层，如前面所述的增透涂层或红外反射涂层。该涂层在随后的集热管高温排气处理过程中得到进一步热处理，以提高涂层的性能。这样，采用液面下降法实现了罩玻璃管内表面功能涂层的制备。
Claims (8)
1.一种集热管罩玻璃管镀膜设备，其特征在于，包括支架、罩玻璃管支撑板、密封机构、联箱、上液泵、液位传感器、储液箱、抽气泵、气体开关和流量控制装置，罩玻璃管支撑板、联箱和储液箱分别安装在支架的上部、中部和下部，在该罩玻璃管支撑板上设有上下能够穿过罩玻璃管的通孔，在该联箱的上端设有与该通孔对应的开口，并在该开口上装有密封机构；在该联箱的底端与储液箱的顶端之间的排液管上串联有流量控制装置和排液开关；在该联箱的底端或支撑板的上方与储液箱之间的上液管上串联有上液开关和上液泵；在该联箱内装有液位传感器；该联箱还通过气体开关与抽气泵连接。
2.根据权利要求1所述的集热管罩玻璃管镀膜设备，其特征在于，所述的排液管有多根，在每一排液管上均串联有所述的流量控制装置和排液开关。
3.根据权利要求1所述的集热管罩玻璃管镀膜设备，其特征在于，
所述的密封机构与该罩玻璃管的开口端或罩玻璃管尾管相配合。
4.一种采用权利要求1所述的集热管罩玻璃管镀膜设备的工艺，其特征在于，包括以下依次进行的工艺步骤：
（1）上管：将罩玻璃管的管口向下，罩玻璃管尾管向上放置，管口插入联箱，罩玻璃管尾管支撑在罩玻璃管支撑板上；
（2）密封锁紧：通过密封装置实现对罩玻璃管和联箱的连接与密封；
（3）上液：上液开关打开，上液泵启动；储液箱中的镀膜溶液通过上液泵进入联箱，并进入罩玻璃管内；上液方式有两种，即在集热管的罩玻璃管的上端或下端上液；
（4）上液面检测：上液泵对罩玻璃管上液时，通过液位传感器检测罩玻璃管内液面的位置；
（5）停止上液：当液位传感器检测到上液面位置达到设定参数时，关闭上液开关，上液泵关闭，停止上液；
（6）放液：停止上液后，打开排液开关，罩玻璃管内的溶液则通过流量控制装置和排液开关以一定的速度流入储液箱内，实现罩玻璃管内的液面以一定的速度下降，实现对罩玻璃管内表面的镀膜；
（7）下液面检测：当罩玻璃管内的液体全部流入储液箱后，液位传感器检测到下液面位置达到设定参数时，关闭排液开关，完成镀膜；
（8）干燥：在关闭排液开关后，打开气体开关，启动抽气泵，空气通过罩玻璃管尾管进入到罩玻璃管内，对罩玻璃管内表面的涂层进行干燥，气体随之进入联箱，最后被抽气泵抽走，实现对罩玻璃管内表面涂层的干燥。
5.根据权利要求4所述的集热管罩玻璃管镀膜工艺，其特征在于，
所述的抽气泵抽气口也可以接在罩玻璃管尾管端，实现对罩玻璃管的抽气或充气，实现对罩玻璃管内表面的涂层进行干燥。
6.根据权利要求4所述的集热管罩玻璃管镀膜工艺，其特征在于，
所述的罩玻璃管可以是有尾管的罩玻璃管，或两端均为开口的毛管，或两端或单端有金属连接件的罩玻璃管。
7.根据权利要求4所述的集热管罩玻璃管镀膜工艺，其特征在于，
所述的干燥方式可采用在集热管上端或下端抽气或充气的方式。
8.根据权利要求4所述的集热管罩玻璃管镀膜工艺，其特征在于，
所述的密封机构的驱动方式包括手动、气动、电动或液动方式，该密封机构采用B型密封或O型密封。
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