CN102981241B - 一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件及其加工方法；所述聚光镜片组件包括镜片组、玻璃钢背板和支撑组件；所述镜片组由多个超薄平面玻璃镜片组成；所述玻璃钢背板由SMC模压玻璃钢制成的；所述支撑组件包括支撑杆、上盖板和下盖板；所述加工方法包括：根据玻璃钢背板尺寸分割出若干个长度相等的镜片，多个镜片按照一定布局组合成扇形镜片组；采用玻璃化学镀银方法或纳米镀银方法对玻璃背面镀银，然后在银层表面涂装紫外线防护漆或附着力大于1级的防护漆；制作玻璃钢背板；使用胶粘接镜片组和玻璃钢背板；对镜片组边缘处使用耐候胶或结构胶进行密封；本发明反射率高、聚光性能好、环境适应能力强。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件及其加工方法。
背景技术
太阳能聚光系统是一种在太阳能光热利用系统中用于吸收和汇集太阳能的装置，是影响太阳能利用效率的关键，其核心部件是聚光镜片组件，现有的聚光镜片组件存在如下问题：采用纯玻璃钢化或热弯成型，所形成的抛物面、双曲面或球面等型面误差较高，对镜片镀银时无法实现批量化生产，且使得银层厚度不均匀从而影响聚光效果；通过将若干个小块塑料镜片固定到塑料背板上形成抛物面结构，塑料镜片和塑料背板耐老化性能差，抗击能力低，不能满足长时间户外运行的需求；利用在玻璃背板上粘贴反光膜来获取聚光效果，反射效率难以达到较高指标，且反光膜表面易被划伤，易于衰减和退化；现有的聚光镜片组件反射率低、聚光性能不佳、聚光效果不好、环境适应能力差、抗老化性能薄弱，从而使得太阳能利用效率不高。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种反射率高、聚光性能好、环境适应能力强的太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件及其加工方法。
本发明的技术手段如下：
一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件，包括镜片组、玻璃钢背板和支撑组件；所述镜片组由多个超薄平面玻璃镜片组成；所述镜片组正面呈扇形，侧面呈圆弧状；所述玻璃钢背板由SMC模压玻璃钢制成的；所述玻璃钢背板背面设有加强筋以及三个与支撑组件配合连接的支撑座，每个支撑座上预埋若干个螺母；所述玻璃钢背板两端设有用于固定镜片组的限位台阶；所述支撑组件包括支撑杆、上盖板和下盖板；所述支撑杆一端设有球体，另一端设有圆锥体，杆体连接球体和圆锥体；所述上盖板设有与支撑杆一端的球体相适配的槽口朝下的半球形槽Ⅰ；所述半球形槽Ⅰ的槽底设有与支撑杆的杆体配合安装的圆孔；所述下盖板设有与支撑杆一端的球体相适配的槽口朝上的半球形槽Ⅱ；当上盖板下表面与所述下盖板上表面固定连接时，所述半球形槽Ⅰ和所述半球形槽Ⅱ构成球形槽；安装支撑组件时所述支撑杆的杆体由下至上穿过半球形槽Ⅰ槽底的圆孔，所述上盖板下表面与所述下盖板上表面固定连接，所述支撑杆的球体置于半球形槽Ⅰ和半球形槽Ⅱ构成的球形槽中；
进一步地，所述镜片组（1）的长度为100～700cm，宽度为20～300cm；
进一步地，所述加强筋（6）包括筋条厚度为3～10mm的多个主筋和筋条厚度为1～6mm的多个副筋；
一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件的加工方法，包括如下步骤：
A：根据玻璃钢背板尺寸分割出若干个长度相等的镜片，多个镜片按照一定布局组合成扇形镜片组；
B:采用玻璃化学镀银或纳米镀银方法对镜片背面镀银，然后在银层表面涂装紫外线防护漆或附着力大于1级的防护漆；所述附着力的测定标准依据ISO等级；
C：制作玻璃钢背板：利用模具由SMC模压玻璃钢制成型面为平面、抛物面、球面或双曲面，并且背面设有一定分布规律的加强筋和三个用于连接支撑组件的支撑座的玻璃钢背板；同时每个支撑座上预埋多个螺母；所述加强筋的分布根据玻璃钢背板所承受载荷应用计算机辅助工程分析确定；
D：使用胶粘接镜片组和玻璃钢背板；
E:对镜片组边缘处使用耐候胶或结构胶进行密封；
进一步地，所述胶膜厚度为0.06～1mm；
进一步地，所述胶为PVB胶、EVA胶或压敏胶；
进一步地，当采用压敏胶时，所述步骤D包括的粘接步骤如下：
D1：将经过清洗和干燥后的按照一定规格分割的镜片按照漆面朝上并且镜片之间间隔一定距离平铺到操作平台或流水线传输带上；
D2：将压敏胶膜一端与镜片一端对齐，压敏胶膜下表面粘接镜片漆面；旋转压敏胶带滚轮并利用弹性推压滚轮逐步推压压敏胶膜直至镜片另一端，同时通过离型纸回收滚轮带动压敏胶膜下表面的离型纸旋转；
D3：按照分割的镜片规格切割并分离出与镜片相适配的压敏胶膜；
D4：将多个分割的镜片的玻璃面分别吸附并平贴于凸模的吸附面上；所述凸模吸附面的型面与背板型面一致；
D5：将经过清洗和干燥后的背板以粘接面向上水平放置在背板定位支架上；
D6：揭掉压敏胶膜上表面的离型纸，将吸附多个分割镜片的凸模贴合到背板上，凸模两端与背板两端对齐；
D7：取下凸模，通过弹性推压滚轮逐步推压镜片的玻璃面将压敏胶膜的上表面全面接触背板的粘接面；
D8：在镜片的玻璃面上平铺导气膜；
D9：将经过如上步骤处理后的包括镜片和背板的聚光镜片组件上套真空袋，对真空袋进行抽真空至真空度为-0.06～-0.09MPa，保压24小时；
D10：打开真空袋取出包括镜片和背板的聚光镜片组件。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件及其加工方法，将玻璃钢引进光学领域，其可设计性好、成型工艺简单、成本低、使用方便，具有轻质高强、耐腐蚀性能好，增强了聚光镜片组件的环境适应能力；采用超薄平面玻璃镜片构成的镜片组，采用平面镜片能够保证镀银层附着厚度均匀，从而对最终的光学聚焦能够有效控制能流的均匀性，且适合批量化生产；采用超薄玻璃镜片透光率和反射率高、聚光性能好；不仅有利于结合本发明特定的胶粘接方式使得镜片和玻璃钢背板全面紧密接触形成一体，而且胶膜层起到缓冲垫的作用，避免出现冲击时镜片容易破碎的情况，提高聚光镜片组件的可靠性，且超薄平面玻璃镜片完全粘接在玻璃钢背板后，当工作在强风天气下，玻璃钢背板承载了来自风的各方向载荷，保证了镜片不会变形或损坏，环境适应力强。
附图说明
图1是本发明所述采用玻璃钢背板的聚光镜片组件的爆炸图；
图2是本发明所述支撑组件的爆炸图；
图3是本发明所述上盖板的俯视图；
图4是本发明所述下盖板的俯视图；
图5是本发明所述支撑组件的结构示意图。
图中：1、镜片组，2、胶层，3、玻璃钢背板，4、支撑组件，5、限位台阶，6、加强筋，7、支撑座，8、螺母，9、螺栓，10、支撑杆，11、上盖板，12、下盖板，13、半球形槽Ⅰ，14、半球形槽Ⅱ。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4和图5所示的一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件，包括镜片组1、玻璃钢背板3和支撑组件4；所述镜片组1由多个超薄平面玻璃镜片组成；所述镜片组1正面呈扇形，侧面呈圆弧状；所述玻璃钢背板3由SMC模压玻璃钢制成的；所述玻璃钢背板3背面设有加强筋6以及三个与支撑组件4配合连接的支撑座7，每个支撑座7上预埋若干个螺母8；所述玻璃钢背板3两端设有用于固定镜片组1的限位台阶5；所述支撑组件4包括支撑杆10、上盖板11和下盖板12；所述支撑杆10一端设有球体，另一端设有圆锥体，杆体连接球体和圆锥体；所述上盖板11设有与支撑杆10一端的球体相适配的槽口朝下的半球形槽Ⅰ13；所述半球形槽Ⅰ13的槽底设有与支撑杆10的杆体配合安装的圆孔；所述下盖板12设有与支撑杆10一端的球体相适配的槽口朝上的半球形槽Ⅱ14；当上盖板11下表面与所述下盖板12上表面固定连接时，所述半球形槽Ⅰ13和所述半球形槽Ⅱ14构成球形槽；安装支撑组件4时所述支撑杆10的杆体由下至上穿过半球形槽Ⅰ13槽底的圆孔，所述上盖板11下表面与所述下盖板12上表面固定连接，所述支撑杆10的球体置于半球形槽Ⅰ13和半球形槽Ⅱ14构成的球形槽中。
一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件的加工方法，包括如下步骤：
A：根据玻璃钢背板尺寸分割出若干个长度相等的镜片，多个镜片按照一定布局组合成扇形镜片组；
B:采用玻璃化学镀银或纳米镀银方法对镜片背面镀银，然后在银层表面涂装紫外线防护漆或附着力大于1级的防护漆；所述附着力的测定标准依据ISO等级；
C：制作玻璃钢背板：利用模具由SMC模压玻璃钢制成型面为平面、抛物面、球面或双曲面，并且背面设有一定分布规律的加强筋和三个用于连接支撑组件的支撑座的玻璃钢背板；同时每个支撑座上预埋多个螺母；所述加强筋的分布根据玻璃钢背板所承受载荷应用计算机辅助工程分析确定；
D：使用胶粘接镜片组和玻璃钢背板；
E:对镜片组边缘处使用耐候胶或结构胶进行密封；
进一步地，所述胶膜厚度为0.06～1mm；
进一步地，所述胶为PVB胶、EVA胶或压敏胶；
进一步地，当采用压敏胶时，所述步骤D包括的粘接步骤如下：
D1：将经过清洗和干燥后的按照一定规格分割的镜片按照漆面朝上并且镜片之间间隔一定距离平铺到操作平台或流水线传输带上；
D2：将压敏胶膜一端与镜片一端对齐，压敏胶膜下表面粘接镜片漆面；旋转压敏胶带滚轮并利用弹性推压滚轮逐步推压压敏胶膜直至镜片另一端，同时通过离型纸回收滚轮带动压敏胶膜下表面的离型纸旋转；
D3：按照分割的镜片规格切割并分离出与镜片相适配的压敏胶膜；
D4：将多个分割的镜片的玻璃面分别吸附并平贴于凸模的吸附面上；所述凸模吸附面的型面与背板型面一致；
D5：将经过清洗和干燥后的背板以粘接面向上水平放置在背板定位支架上；
D6：揭掉压敏胶膜上表面的离型纸，将吸附多个分割镜片的凸模贴合到背板上，凸模两端与背板两端对齐；
D7：取下凸模，通过弹性推压滚轮逐步推压镜片的玻璃面将压敏胶膜的上表面全面接触背板的粘接面；
D8：在镜片的玻璃面上平铺导气膜；
D9：将经过如上步骤处理后的包括镜片和背板的聚光镜片组件上套真空袋，对真空袋进行抽真空至真空度为-0.06～-0.09MPa，保压24小时；
D10：打开真空袋取出包括镜片和背板的聚光镜片组件。
本发明所述的玻璃钢背板聚光镜片组件以环状放射式排列构成聚光镜整体结构，根据太阳能聚光系统的功率以及聚光镜的开口半径不同，所包括的镜片组圈数不同，每个镜片组的长度为100～700cm，宽度范围20～300cm，这样尺寸合理，便于运输和安装；本发明采用超薄平面玻璃镜片，超薄镜片不仅重量轻、透光率和反射率高，且当镜片组与具有一定弧面的背板进行粘接时，不会产生应力集中的情况，能够随和粘接；平面镜片能够保证镀银层均匀，且易于实现批量化生产；玻璃镜片不仅具有一定强度和硬度，且透光性好，表面平整；
本发明使用的粘接胶为PVB胶、EVA胶或压敏胶，一般用于粘接汽车挡风玻璃和建筑安全玻璃等；这三种胶粘接性能佳、透光率好以及抗紫外线能力强；本发明对镜片镀银后所涂装的紫外线防护漆为中性漆；因为PVB胶和EVA胶均为中性胶，这样避免了粘接时，所涂装的表面漆与胶层产生反应影响粘接效果；采用单层胶膜，避免了采用若干层胶膜叠加时容易导致胶层产生气孔、厚度不均，不仅影响粘接的牢固性且影响光学性能；本发明将镜片组放置到胶膜层上面并使镜片组面积小于玻璃钢背板面积且镜片组边缘与玻璃钢背板边缘之间距离为1～5mm，不仅保证了镜片组安全且为之后的打耐候胶或结构胶提供空间，采用耐候胶或结构胶封边，使得胶层与外界完全隔绝，保证了胶层的耐老化性能和使用寿命；沿镜片组边缘平铺一层导气条有效避免了没有导气条而产生抽真空不均的问题，当选择压敏胶实现粘接工艺由于不需要特殊加热装置，流程简单、控制方便、节约成本。
本发明采用SMC模压工艺制作背面具有按照一定分布规律的多个加强筋和与支撑组件配合连接的3个支撑座的玻璃钢背板，模压同时每个支撑座上预埋多个螺母通过螺栓与支撑组件连接；玻璃钢的模压料选择0收缩配方，基本工艺为配料--承重--入料--压合--脱模--定形；通过在脱模之后进行定形进一步保证了玻璃钢背板的尺寸稳定性；加强筋根部设计不低于R2的防缩倒角；玻璃钢背板的型面板厚度不低于3mm，背面的加强筋厚度根据背板大小控制在25～50mm，加强筋设计成易于拔模的梯形结构，玻璃钢背板两端设有用于固定镜片组的限位台阶，起到粘完镜片后保护镜片的目的，防止由于碰撞带来的隐患。
本发明提供的一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件及其加工方法，采用超薄平面玻璃镜片构成的镜片组，采用平面镜片能够保证镀银层附着厚度均匀，从而对最终的光学聚焦能够有效控制能流的均匀性，且适合批量化生产；采用超薄玻璃镜片透光率和反射率高、聚光性能好；不仅有利于结合本发明特定的胶粘接方式使得镜片和背板全面紧密接触形成一体，而且胶膜层起到缓冲垫的作用，避免出现冲击时镜片破碎的情况，提高聚光镜片组件的可靠性，且超薄平面玻璃镜片完全粘接在背板后，当工作在强风天气下，背板承载了来自风的各方向载荷，保证了镜片不会变形或损坏，环境适应力强；本发明将玻璃钢引进光学领域，其可设计性好、成型工艺简单、成本低、使用方便，具有轻质高强、耐腐蚀性能好，增强了聚光镜片组件的环境适应能力；本发明的支撑组件通过金属冲压工艺生产支撑件上下盖板，再与支撑杆组合焊接到一起，通过将支撑杆的球体置于上盖板和下盖板构成的球形槽中；使得支撑杆在上下盖板中间能够活动灵活，同时无松动现象。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件，包括镜片组(1)、玻璃钢背板(3)和支撑组件(4)；所述镜片组(1)由多个超薄平面玻璃镜片组成；所述镜片组(1)正面呈扇形，侧面呈圆弧状；所述玻璃钢背板(3)由SMC模压玻璃钢制成的；所述玻璃钢背板(3)背面设有加强筋(6)以及三个与支撑组件(4)配合连接的支撑座(7)，每个支撑座(7)上预埋若干个螺母(8)；所述玻璃钢背板(3)两端设有用于固定镜片组(1)的限位台阶(5)；所述支撑组件(4)包括支撑杆(10)、上盖板(11)和下盖板(12)；所述支撑杆(10)一端设有球体，另一端设有圆锥体，杆体连接球体和圆锥体；所述上盖板(11)设有与支撑杆(10)一端的球体相适配的槽口朝下的半球形槽Ⅰ(13)；所述半球形槽Ⅰ(13)的槽底设有与支撑杆(10)的杆体配合安装的圆孔；所述下盖板(12)设有与支撑杆(10)一端的球体相适配的槽口朝上的半球形槽Ⅱ(14)；当上盖板(11)下表面与所述下盖板(12)上表面固定连接时，所述半球形槽Ⅰ(13)和所述半球形槽Ⅱ(14)构成球形槽；安装支撑组件(4)时所述支撑杆(10)的杆体由下至上穿过半球形槽Ⅰ(13)槽底的圆孔，所述上盖板(11)下表面与所述下盖板(12)上表面固定连接，所述支撑杆(10)的球体置于半球形槽Ⅰ(13)和半球形槽Ⅱ(14)构成的球形槽中。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件，其特征在于所述镜片组(1)的长度为100～700cm，宽度为20～300cm。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件，其特征在于所述加强筋(6)包括筋条厚度为3～10mm的多个主筋和筋条厚度为1～6mm的多个副筋。
4.一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
A：根据玻璃钢背板尺寸分割出若干个长度相等的镜片，多个镜片按照一定布局组合成扇形镜片组；
B:采用玻璃化学镀银或纳米镀银方法对镜片背面镀银，然后在银层表面涂装紫外线防护漆或附着力大于1级的防护漆；所述附着力的测定标准依据ISO等级；
C：制作玻璃钢背板：利用模具由SMC模压玻璃钢制成型面为平面、抛物面、球面或双曲面，并且背面设有一定分布规律的加强筋和三个用于连接支撑组件的支撑座的玻璃钢背板；同时每个支撑座上预埋多个螺母；所述加强筋的分布根据玻璃钢背板所承受载荷应用计算机辅助工程分析确定；
D：使用胶膜粘接镜片组和玻璃钢背板；
E:对镜片组边缘处使用耐候胶或结构胶进行密封。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件的加工方法，其特征在于所述胶膜厚度为0.06～1mm。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件的加工方法，其特征在于所述胶为PVB胶、EVA胶或压敏胶。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能玻璃钢背板聚光镜片组件的加工方法，其特征在于当采用压敏胶时，所述步骤D包括的粘接步骤如下：
D1：将经过清洗和干燥后的按照一定规格分割的镜片按照漆面朝上并且镜片之间间隔一定距离平铺到操作平台或流水线传输带上；
D2：将压敏胶膜一端与镜片一端对齐，压敏胶膜下表面粘接镜片漆面；旋转压敏胶带滚轮并利用弹性推压滚轮逐步推压压敏胶膜直至镜片另一端，同时通过离型纸回收滚轮带动压敏胶膜下表面的离型纸旋转；
D3：按照分割的镜片规格切割并分离出与镜片相适配的压敏胶膜；
D4：将多个分割的镜片的玻璃面分别吸附并平贴于凸模的吸附面上；所述凸模吸附面的型面与背板型面一致；
D5：将经过清洗和干燥后的背板以粘接面向上水平放置在背板定位支架上；
D6：揭掉压敏胶膜上表面的离型纸，将吸附多个分割镜片的凸模贴合到背板上，凸模两端与背板两端对齐；
D7：取下凸模，通过弹性推压滚轮逐步推压镜片的玻璃面将压敏胶膜的上表面全面接触背板的粘接面；
D8：在镜片的玻璃面上平铺导气膜；
D9：将经过如上步骤处理后的包括镜片和背板的聚光镜片组件上套真空袋，对真空袋进行抽真空至真空度为-0.06～-0.09MPa，保压24小时；
D10：打开真空袋取出包括镜片和背板的聚光镜片组件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150218 Termination date: 20211215 |