CN102753905A - 太阳能真空管及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能真空管及其加工工艺，其中太阳能真空管包括罩玻璃管（1）和内玻璃管（2）。罩玻璃管（1）和内玻璃管（2）是两根直的同心圆玻璃管，两者之间是真空。内玻璃管（2）两端开口。罩玻璃管（1）上均匀分布有一个以上向外突起的膨胀节（3）。该太阳能真空管利用膨胀节（3）解决内玻璃管（2）两端开口时存在的高温膨胀易破碎问题，并且省去了封接节和弹簧卡结构，从而简化了结构。
Description
太阳能真空管及其加工工艺
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域， 尤其是涉及一种全玻璃双通太阳能真空管及 其加工工艺。
背景技术
太阳能真空管由罩玻璃管和内玻璃管构成， 内玻璃管外表面具有高吸收率 和低发射率的选择性吸收膜， 夹层之间抽成高真空， 现有技术下的真空管其形 状如一个细长的暖水瓶胆， 它采用单端口， 将内、 外管口予以环形熔封， 另一 端是密闭半球形圆头， 由弹簧卡支撑罩玻璃管和内玻璃管， 而且可以自由伸缩， 以緩冲内玻璃管热胀冷缩引起的应力。 弹簧卡上装有消气剂， 当它蒸散后能吸 收运行时产生的气体， 保持管内真空度。 这种传统意义上的太阳能真空管由于 在结构上是一端开口， 一端封闭， 流体在管内加热时进出都在同一端， 会使流 体进出不畅， 在进出过程中冷热流体互相干扰， 导致热量不能完全带出， 影响 了产品热效率。 后来虽然出现了内玻璃管两端开口的真空管， 解决了流体在管 中冷热互扰的问题， 流体可以从内玻璃管一端进入， 带走热量后从另一端出去， 而且这种结构的真空管经逐级串联后可以对流体逐级加温得到高温流体， 但是， 该种真空管在膨胀时没有可以膨胀的空间， 很容易导致破碎， 无法进行实际应 用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点， 而提供一种结构简单、 热效率高、 能够得到高温流体的太阳能真空管及其加工工艺， 采用的技术方案是： 一种太 阳能真空管， 包括罩玻璃管和内玻璃管， 其特征在于： 所述罩玻璃管和内玻璃 管是两根直的同心圓玻璃管， 所述罩玻璃管和内玻璃管之间是真空， 所述内玻 璃管两端开口， 在所述罩玻璃管上均勾分布有一个以上向外突出的膨胀节。
本发明的技术方案还有： 所述内玻璃管的外表面上涂有吸热涂层。
本发明的技术方案还有： 所述吸热涂层是氧化铜、 黑镍、 黑铬、 黑锌或是
黑铜。
本发明的技术方案还有： 所述太阳能真空管加工工艺包括内玻璃管加工二 艺、 罩玻璃管加工工艺以及太阳能真空管的组装工艺过程， 其中内玻璃管加工 工艺包括以下步驟：
1 )将内玻璃管的一端炸口、 燎口、 退火， 将另一端封口吹制成半圓状， 圆 头端壁厚> 1.2画， 退火；
2)将步骤 1 ) 所述内玻璃管清洗后送入烘干箱烘干；
3)将步骤 2)所述内玻璃管圆头端套入护套后进行镀膜；
4 )将步骤 3)所述镀膜完成后的内玻璃管放置一边待用；
所述罩玻璃管加工工艺包括以下步骤：
5)将罩玻璃管一端炸口、 燎口、 退火， 另一端封口、 吹制圆头后熔接尾管、 退火；
6 )将步骤 5 )所述罩玻璃清洗后送入烘干箱烘干；
7)将步骤 6 )所述罩玻璃管圆头端内壁中放入带有蒸散吸气剂的不锈钢弹 簧卡待用；
所述太阳能真空管的组装工艺过程包括以下步骤：
8 )将所述镀膜完成后的内玻璃管插入步骤 7) 的罩玻璃管内腔中， 完成太 阳能真空管的组合；
9)将步骤 8)所述组合后的太阳能真空管进行封口操作；
10 )将步骤 9 )所述封口完毕后的太阳能真空管进行鼓泡操作， 以获得所述 膨胀节并进行退火；
11 )将步骤 10)处理完毕后的太阳能真空管排气抽真空后用 800- 1000°C的 高温烧掉尾管；
12)将步驟 11 )所述烧掉尾管后的太阳能真空管的圆头处做封断处理并进 行退火处理后获得太阳能真空管成品。
本发明的技术方案还有： 所述罩玻璃管直径为 58隱，长度为 1400- 2020隱，
所述内玻璃管直径为 47mm, 长度为 1350-2010麵， 膨胀节最大直径在 65- 80隱 之间，所述尾管尺寸是 Φ 10*80ηιηι。
本发明的技术方案还有： 步骤 9 )中所述封口操作步骤是： 对封口处进行预 热处理后对封口部位进行加热处理， 然后打开氧气调整加热火焰颜色为深蓝色， 借助石墨板使内玻璃管和罩玻璃管熔合， 熔合壁厚 > 2隱， 处理完毕后关掉氧气 进行退火处理。
本发明的技术方案还有： 所述退火处理温度为 450- 700°C。
本发明的技术方案还有： 所述步骤 10 ) 中鼓泡操作方法是将罩玻璃管管身 外壁预热后逐渐加热， 待到管身玻璃变红接近熔融状态， 用气动设备使管身熔 化处緩慢鼓起。
本发明的^ ^术方案还有： 所述步骤 12 ) 处封断处理的步骤是将太阳能真空 管放置在封断车床上， 在 800- 1200°C高温下， 在真空管圓头处向下 120-180隱 处封断处理。
本发明的技术方案还有： 所述步骤 3 ) 中的镀膜包括吸热涂层。
本发明的有益效杲在于： 1 )本太阳能真空管在罩玻璃管上设计有膨胀节， 利用膨胀节解决了内玻璃管两端开口时所存在的高温膨胀易破碎的难题， 应用 时内玻璃管内通水、 空气、 油等流体， 真空管串联后使用， 能使所需物质串联 大循环， 解决了普通真空管不能串联的技术难题， 可在大型集热工程、 海水淡 化、 太阳能光热发电等中应用， 具有热启动快、 热效率高之优点。
2 )本太阳能真空管省去了传统太阳能真空管上的封接节，不仅简化了结构， 而且不易破碎， 在没有封接节的前提下， 达到了理想的真空效果， 有效避免了 由于封接节处破损而缩短真空管寿命的问题， 延长了真空管的寿命。
3 )本太阳能真空管省去了传统太阳能真空管上的弹簧卡结构， 结构简单， 性能良好。
4 )本太阳能真空管采用了全玻璃材质， 采用的硼硅玻璃 3. 3具有： 硬度高， 抗外力冲击性能强； 透射比高， 透光性能好； 膨胀系数小， 热稳定性能好等优
点。
5)本太阳能真空管的加工工艺具有可实施性， 借助尾管， 完成了抽真空的 过程， 抽真空完成后， 及时去掉的尾管， 避免了使用中由于尾管的损坏给真空 管造成的潜在危害， 延长了真空管的寿命。
附图说明
附图 1是本太阳能真空管的外形示意图， 附图 2是本太阳能真空管的第 1 实施例的剖视图， 附图 3是本太阳能真空管的第 2实施例的剖视图， 其中， 1是 罩玻璃管， 2是内玻璃管， 3是膨胀节， 4是吸热涂层。
具体实施方式
下面结合附图， 对本发明进行具体说明。 本太阳能真空管包括罩玻璃管 1 和内玻璃管 2， 罩玻璃管 1和内玻璃管 2之间是真空， 罩玻璃管 1和内玻璃管 2 是两根直的同心圆玻璃管， 内玻璃管 2两端开口， 流体从内玻璃管 2的一端流 入， 另一端流出， 在罩玻璃管 1上均勾分布有一个以上的膨胀节 3, 膨胀节 3可 以是圆弧形的外突起。 和传统真空管相比， 本真空管省去了封接节而仍然保持 了管内的真空效果， 简化了结构。 玻璃是全玻璃太阳能真空管的基础材料， 对真空管的性能、 寿命、 制造工 艺起着重要作用， 罩玻璃管 1和内玻璃管 2均采用了硼硅玻璃 3. 3， 而硼硅玻璃
3. 3是国际上对线性膨胀系数 3. 3 χ 1 (T7°C的玻璃的标准命名， 之所以称为硼硅 玻璃， 是因为这种玻璃中 Si02 (二氧化硅）和 B203的含量高达 85%左右， 此处选 取玻璃管材透明度符合大于等于 0. 89。 硼硅玻璃 3. 3的突出特点是： 硬度高， 抗外力冲击性能强； 透射比高， 透光性能好； 膨胀系数小， 热稳定性能好。
使用中， 一般取罩玻璃管 1 直径为 58隱，长度为 1400- 2020隱，内玻璃管 I 直径为 47mm， 长度为 1350_2010mm， 膨胀节 3最大直径在 65-80mm之间。
实施例 1 : 本太阳能真空管包括罩玻璃管 1和内玻璃管 2， 罩玻璃管 1和内 玻璃管 2之间是真空， 罩玻璃管 1和内玻璃管 2是两根直的同心圆玻璃管， 内
玻璃管 2两端开口， 流体从内玻璃管 2的一端流入， 另一端流出， 在罩玻璃管 1 上均勾分布有一个以上的膨胀节 3, 膨胀节 3可以是圆弧形的外突起。 在内玻璃 管 2的外表面上涂有吸热涂层 4, 吸热涂层 4是氧化铜、 黑镍、 黑铬、 黑锌或是 黑铜。
本太阳能真空管的加工工艺是： 太阳能真空管加工工艺包括内玻璃管 2 加 工工艺、 罩玻璃管 1 加工工艺以及太阳能真空管的组装工艺过程， 其中内玻璃 管 2加工工艺包括以下步骤：
1)将内玻璃管的一端炸口、 燎口、 退火， 将另一端封口吹制成半圆状， 圆 头端壁厚> 1.2mm, 退火；
2)将步骤 1 ) 所述内玻璃管清洗后送入烘干箱烘干， 清洗的方式是用去离 子水反复搓洗内玻璃管的外壁， 分别装入内管工装车内， 然后用纯净水冲洗干 净；
3)将步骤 2) 所述内玻璃管圆头端套入护套后进行镀膜；
4)将步骤 3) 所述镀膜完成后的内玻璃管放置一边待用；
所述罩玻璃管 1加工工艺包括以下步骤：
5 )将罩玻璃管一端炸口、燎口、退火，另一端封口、吹制圆头后熔接 Φ10*80 尾管、 退火；
6)将步骤 5)所述罩玻璃清洗后送入烘干箱烘干， 清洗方式是用去离子水 及清洗剂反复搓洗找玻璃管外壁， 然后插入罩玻璃管工装车内送入烘干箱；
7)将步骤 6)所述罩玻璃管圆头端内壁中放入带有蒸散吸气剂的不锈钢弹 簧卡待用；
所述太阳能真空管的组装工艺过程包括以下步骤：
8)将所述镀膜完成后的内玻璃管插入步骤 7) 的罩玻璃管内腔中， 完成太 阳能真空管的组合；
9)将步骤 8) 所述组合后的太阳能真空管进行封口操作， 具体是对封口处 进行预热处理后对封口部位进行加热处理， 然后打开氧气调整加热火焰颜色为
深蓝色， 借助石墨板使内玻璃管和罩玻璃管熔合， 熔合壁厚 >2麵， 处理完毕后 关掉氧气进行退火处理， 该退火处理温度为 450- 700C, 退火完毕后， 用应力仪 进行定性检测， 合格品无明显黄色、 蓝色应力集中点。
10)将步骤 9 )所述封口完毕后的太阳能真空管进行鼓泡操作， 以获得所述 膨胀节并进行退火， 鼓泡操作方法是将管身外壁预热后逐渐加热， 待到管身玻 璃变红接近熔融状态， 用气动设备使管身熔化处緩慢鼓起。；
11 )将步骤 10)处理完毕后的太阳能真空管排气抽真空后用 800- 1000C的 高温烧掉尾管；
12 )将步骤 11 )所述烧掉尾管后的太阳能真空管的圆头处做封断处理并进 行退火处理后获得太阳能真空管成品， 封断处理是将太阳能真空管放置在封断 车床上， 在 800-120(TC高温下， 在真空管圆头处向下 120-180mm处封断处理。
实施例 2: 本太阳能真空管包括罩玻璃管 1和内玻璃管 2， 罩玻璃管 1和内 玻璃管 2之间是真空， 罩玻璃管 1和内玻璃管 2是两根直的同心圆玻璃管， 内 玻璃管 2两端开口， 流体从内玻璃管 2的一端流入， 另一端流出， 在罩玻璃管 1 上均匀分布有一个以上的膨胀节 3， 膨胀节 3可以是圆弧形的外突起。在内玻璃 管 2的外表面上涂有吸热涂层 4, 吸热涂层 4是氧化铜、 黑镍、 黑铬、 黑锌或是 黑铜。
本太阳能真空管的加工工艺是： 太阳能真空管加工工艺包括内玻璃管 2 加 工工艺、 罩玻璃管 1 加工工艺以及太阳能真空管的组装工艺过程， 其中内玻璃 管 2加工工艺包括以下步骤：
1 )将内玻璃管的一端炸口、 燎口、 退火， 将另一端封口吹制成半圆状， 圆 头端壁厚 > 1, 2隱， 退火；
2)将步骤 1 )所述内玻璃管清洗后送入烘干箱烘干， 清洗的方式是用去离 子水反复搓洗内玻璃管的外壁， 分别装入内管工装车内， 然后用纯净水沖洗干 净；
3)将步骤 2)所述内玻璃管圓头端套入护套后进行镀膜， 所述镀膜中包括
有吸热涂层；
4 )将步骤 3 ) 所述镀膜完成后的内玻璃管放置一边待用；
所述罩玻璃管加工工艺包括以下步骤：
5 )将罩玻璃管一端炸口、燎口、退火，另一端封口、吹制圓头后熔接 Φ 10*80 尾管、 退火；
6 )将步骤 5 ) 所述罩玻璃清洗后送入烘干箱烘干， 清洗方式是用去离子水 及清洗剂反复搓洗找玻璃管外壁， 然后插入罩玻璃管工装车内送入烘干箱；
7 )将步骤 6 )所述罩玻璃管圓头端内壁中放入带有蒸散吸气剂的不锈钢弹 簧卡待用；
所述太阳能真空管的组装工艺过程包括以下步骤：
8 )将所述镀膜完成后的内玻璃管插入步骤 7 ) 的罩玻璃管内腔中， 完成太 阳能真空管的组合；
9 )将步骤 8 )所述组合后的太阳能真空管进行封口操作， 具体是对封口处 进行预热处理后对封口部位进行加热处理， 然后打开氧气调整加热火焰颜色为 深蓝色， 借助石墨板使内玻璃管和罩玻璃管熔合， 熔合壁厚 > 2誦， 处理完毕后 关掉氧气进行退火处理， 该退火处理温度为 450-700°C， 退火完毕后， 用应力仪 进行定性检测， 合格品无明显黄色、 蓝色应力集中点。
10 )将步骤 9 )所述封口完毕后的太阳能真空管进行鼓泡操作， 以获得所述 膨胀节并进行退火， 鼓泡操作方法是将罩玻璃管 1 管身外壁预热后逐渐加热， 待到管身玻璃变红接近熔融状态， 用气动设备使管身熔化处緩慢鼓起。；
I D将步骤 10 )处理完毕后的太阳能真空管排气抽真空后用 800- i ooo°c的 高温烧掉尾管；
12 )将步骤 11 )所述烧掉尾管后的太阳能真空管的圆头处做封断处理并进 行退火处理后获得太阳能真空管成品， 封断处理是将太阳能真空管放置在封断 车床上， 在 800-1200°C高温下， 在真空管圆头处向下 120- 180mm处封断处理。
当然， 上述说明并非对本发明的限制， 本发明也不仅限于上述举例， 本技
术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、 改型、 添加或替 换， 也属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1、 一种太阳能真空管， 包括罩玻璃管和内玻璃管， 其特征在于： 所述罩玻 璃管和内玻璃管是两根直的同心圓玻璃管， 所述罩玻璃管和内玻璃管之间是真 空， 所述内玻璃管两端开口， 在所述罩玻璃管上均匀分布有一个以上向外突出 的膨胀节。
2、 按照权利要求 1所述的权太阳能真空管， 其特征在于： 所述内玻璃管的外 表面上涂有吸热涂层。
3、 按照权利要求 2所述的太阳能真空管， 其特征在于： 所述吸热涂层是氧 化铜、 黑镍、 黑铬、 黑辞或是黑铜。
求
4、 一种权利要求 1所述的太阳能真空管加工工艺， 其特征在于： 所述太阳 能真空管加工工艺包括内玻璃管加工工艺、 罩玻璃管加工工艺以及太阳能真空 管的组装工艺过程， 其中内玻璃管加工工艺包括以下步骤：
1 )将内玻璃管的一端炸口、 燎口、 退火， 将另一端封口吹制成半圆状， 圓 头端壁厚> 1. 2mm, 退火；
2 )将步骤 1 )所述内玻璃管清洗后送入烘干箱烘干；
3 )将步骤 2 )所述内玻璃管圆头端套入护套后进行镀膜；
4 )将步骤 3 ) 所述镀膜完成后的内玻璃管放置一边待用；
所述罩玻璃管加工工艺包括以下步骤：
5 )将罩玻璃管一端炸口、 燎口、 退火， 另一端封口、 吹制圆头后熔接尾管、 退火；
6 )将步骤 5 )所述罩玻璃清洗后送入烘干箱烘干；
7 )将步骤 6 ) 所述罩玻璃管圆头端内壁中放入带有蒸散吸气剂的不锈钢弹 簧卡待用；
所述太阳能真空管的组装工艺过程包括以下步骤：
8 )将所述镀膜完成后的内玻璃管插入步驟 7 ) 的罩玻璃管内腔中， 完成太
阳能真空管的组合；
9 )将步骤 8 )所述组合后的太阳能真空管进行封口操作；
10 )将步驟 9 )所述封口完毕后的太阳能真空管进行鼓泡操作， 以获得所述 膨胀节并进行退火；
11 )将步骤 10 )处理完毕后的太阳能真空管排气抽真空后用 800- 1000°C的 高温烧掉尾管；
12 )将步骤 11 )所述烧掉尾管后的太阳能真空管的圓头处故封断处理并进 行退火处理后获得太阳能真空管成品。
5、 按照权利要求 4所述的太阳能真空管加工工艺， 其特征在于： 所述罩玻 璃管直径为 58顏，长度为 1400-2020mm,所述内玻璃管直径为 47隱， 长度为 1350-201 Omm， 膨胀节最大直径在 65- 80讓之间，所述尾管尺寸是 Φ 10*80隱。
6、 按照权利要求 4所述的太阳能真空管加工工艺， 其特征在于： 步骤 9 ) 中所述封口操作步骤是： 对封口处进行预热处理后对封口部位进行加热处理， 然后打开氧气调整加热火焰颜色为深蓝色， 借助石墨板使内玻璃管和罩玻璃管 熔合， 熔合壁厚 2mm, 处理完毕后关掉氧气进行退火处理。
7、 按照权利要求 6所述的太阳能真空管加工工艺， 其特征在于： 所述退火 处理温度为 450- 700°C。
8、 按照权利要求 4所述的太阳能真空管加工工艺， 其特征在于： 所述步骤 10 ) 中鼓泡操作方法是将罩玻璃管管身外壁预热后逐渐加热， 待到管身玻璃变 红接近熔融状态， 用气动设备使管身熔化处缓慢鼓起。
9、 按照权利要求 4所述的太阳能真空管加工工艺， 其特征在于： 所述步骤
12 ) 处封断处理的步骤是将太阳能真空管放置在封断车床上， 在 800- 1200°C高 温下， 在真空管圓头处向下 120-180mm处封断处理。
10、 按照权利要求 4 所述的太阳能真空管加工工艺， 其特征在于： 所述步 骤 3 ) 中的镀膜包括吸热涂层。
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