CN102838269B - 真空太阳集热管制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空太阳集热管制备工艺，与传统工艺相比，增加了对吸气剂进行高频蒸散步骤，采用了一种在吸气剂蒸散前将气体分子释放出来并将其排出真空管夹层的产品加工工艺。这使得真空管的夹层真空度更高，产品热性能更好，且使用寿命更长。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空太阳集热管制备工艺，尤其涉及全玻璃真空太阳集热管热性能和使用寿命的产品加工工艺，属于太阳能光热转换利用领域。
技术背景
在全球性能源紧张的形势下，开发利用以太阳能为代表的可再生新能源是缓解能源紧张的有效途径。目前在国内太阳能光热利用行业中，以全玻璃真空太阳集热管为光热转换器件的集热系统应用最为广泛，而真空集热管吸热体的内管上附着的选择性吸收涂层用于吸收入射的太阳辐射能并将其转化成热能。
目前国内太阳能行业中的真空集热管生产企业，在真空管的生产过程中，通常采用的生产工艺为将镀好选择性吸收涂层的内管与外罩管装配口部封接后，用排气设备通过接在外罩管尾部的尾管即排气管，对内管与外罩管之间的夹层空间进行抽真空排气处理，对尾管进行封离，使内外管之间形成真空夹层，从而起到保温作用。
但是在实际生产中，不可能将夹层真空度抽的很高，这样会造成产品成本过大，所以在支撑架上焊有蒸散型吸气剂，管子从排气台封离以后，对吸气剂进行高频蒸散，在外罩管内表面的底部形成吸气膜，吸气膜的作用就是吸收夹层中的残余气体分子，进一步提高夹层的真空度，再者就是对真空管在使用过程中，对通过玻璃渗透到夹层中气体分子进行吸附，维持夹层的真空度。
从上面的叙述中可以知道，真空管在使用过程中将会有大气中的气体分子不断渗透到真空夹层当中，真空管的真空度将逐渐衰减，吸气膜因不断吸收渗透进真空夹层的气体分子，会不断消退，直至夹层真空度消失真空管丧失保温功能。但是，由于吸气剂本身就含有大量气体，在吸气剂蒸散的过程中将被释放到真空夹层当中，然后吸气膜又重新吸收释放出来的气体分子，这样就削弱了吸气膜对气体分子的吸附能力，也就是降低了维持真空的能力。
发明内容
本发明针对上述的吸气剂在蒸散过程中将会释放大量气体分子的情况，采用了一种在吸气剂蒸散前将气体分子释放出来并将其排出真空管夹层的产品加工工艺。
本发明通过以下技术方案实现：
一种真空太阳集热管制备工艺，包括以下步骤：(1)将镀好选择性吸收涂层的内管与接好尾管的外罩管同轴设置，通过支撑架将内管圆头端支撑固定在外罩管圆头底部，支撑架上设置吸气剂；(2)对装配好的内管与外罩管的开口端进行熔融封接，使其之间形成夹层；(3)通过外罩管尾管对夹层进行抽真空排气处理：工艺参数为恒温温度400~450℃，恒温时间40~45分钟，真空度度达到2×10-2Pa；(4)尾管进行封离。
所述真空太阳集热管制备工艺，所述步骤（3）与步骤（4）之间还包括步骤：（31）待真空管温度降至150℃以下，真空度5×10-2Pa以上时，利用高频炉的高频线圈对准真空管底部的吸气剂进行高频加热，加热至吸附剂发红后2-4秒后，冷却吸气剂。
所述真空太阳集热管制备工艺，步骤（31）与步骤（4）之间还包括步骤：（32）再次与步骤（31）同条件对吸气剂进行高频加热，反复2~3次。
本发明的有益效果为：
这使得真空管的夹层真空度更高，产品热性能更好，且使用寿命更长。
附图说明
图1为本发明实施例真空太阳集热管的结构示意图。
其中：1，内管；2，选择性吸收涂层；3，真空夹层；4，外罩管；5，支撑架；6，吸气剂；7，吸气膜。
具体实施方式
全玻璃真空太阳集热管是由两支同轴的内管1与外罩管2构成，如图1所示，内管与外罩管的一端封闭，另一端形成圆头熔封闭合，支撑架将内管圆头支撑固定，支撑架上设置吸气剂，这样就在内外管之间形成了互不接触空间。
在真空管的生产过程中，将镀好选择性吸收涂层的内管与外罩管装配口部封接后，用排气设备通过接在外罩管尾部的尾管（排气管）对内外管之间的夹层空间进行抽真空排气处理，通常的工艺参数设置为：恒温温度400~450℃，恒温时间40~45分钟，真空度度达到2×10-2Pa以上；
当真空管在抽真空/排气工序经过450℃恒温45分钟后，同时夹层真空度抽至5×10-2Pa以上时，并且真空管的温度降至150℃以下时，此时真空计的读数很平稳，几乎没有变化，不会出现在排气过程中，尤其是恒温温度达到400℃以上时，由于玻璃体内气体不断间歇式地解析到夹层当中造成的读数急剧变化情况。此时用可移动高频炉的高频线圈对准真空管底部的吸气剂进行高频加热，当吸气剂的吸气剂环开始发红时，可以看到真空计的读数急速下降，真空计读数可能从x×10-3Pa急剧衰减到y×10-1Pa，说明吸气剂环烤红时，吸气剂本身有大量气体放出。在进行吸气剂去气操作时，应当注意高频线圈将吸气环烤红时，此时吸气剂放气，但是不能长时间将高频线圈对准吸气环，防止吸气剂被蒸散出来，一般时间为吸气剂环发红后2~4秒钟后，移开高频线圈让吸气剂环冷却，然后进行第二次高频烘烤，如此反复2~3次，吸气剂本身所含的气体会被基本排除，判断的依据为吸气剂烤红时，电离真空计的读数不再发生明显变化。
GB/T17049-2005《全玻璃真空集热管》关于真空管真空品质检测规定：真空管内管加热到350℃，恒温48小时，吸气膜镜面消失率不大于50%。采用该工艺生产的真空集热管与没有采用该工艺生产的真空集热管进行真空品质检测结果如下表所示。
单位：厘米
从表可以知道未采用吸气剂去气工艺的管1~管4真空管的平均吸气剂镜面消失率为34.5%，而采用了吸气剂去气工艺的管5~管8真空管的平均镜面消失率为2.25%。真空管的真空品质提高了30%以上，使真空管具备了更好的保温性能以及更长的使用寿命。
Claims (1)
1.一种真空太阳集热管制备工艺， 其特征在于， 包括以下步骤 ： (1) 将镀好选择性吸收涂层的内管与接好尾管的外罩管同轴设置， 通过支撑架将内管圆头端支撑固定在外罩管圆头底部， 支撑架上设置吸气剂 ； (2) 对装配好的内管与外罩管的开口端进行熔融封接， 使其之间形成夹层 ； (3) 通过外罩管尾管对夹层进行抽真空排气处理 ： 工艺参数为恒温温度400~450℃， 恒温时间 40~45 分钟， 真空度度达到 2×10 -2 Pa ； (4) 尾管进行封离；
所述步骤 （3） 与步骤 （4）之间还包括步骤 ： （31） 待真空管温度降至 150℃以下， 真空度 5×10 -2 Pa 以上时， 利用高频炉的高频线圈对准真空管底部的吸气剂进行高频加热， 加热至吸附剂发红 2-4 秒后， 冷却吸气剂；
所述步骤 （31） 与步骤 （4） 之间还包括步骤 ： （32） 再次与步骤 （31） 同条件对吸气剂进行高频加热， 反复 2~3 次。
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