CN103056539B - 太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺，包括步骤一，将内胆密封焊接在外胆内，在外胆上焊接连通内胆的内胆进管和内胆出管，并在外胆上焊接连通外胆的外胆进管和外胆出管。步骤二，分别在内胆和外胆上开设朝向相同的工艺孔，工艺孔的位置能够保证在工艺孔位于内胆内腔和外胆内腔最高处时，内胆进管和内胆出管至少有一根位于外胆下部，同时外胆进管和外胆出管也至少有一根位于外胆下部；步骤三，在外胆上焊接钩挂件，钩挂件的数量及位置能够保证外胆被钩挂起时工艺孔位于内胆和外胆内腔的最高处。采用本制作工艺，能够在不增加加工设备和用料厚度的前提下，提高太阳能热水器承压式换热胆结构稳定性和使用寿命。

Description

太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺

技术领域

本发明涉及一种太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺。 

背景技术

太阳能热水器在家庭中的应用已经非常普遍。目前，太阳能热水器主要包括承压式热水器和非承压式热水器两种，其中承压式热水器因为能够利用自来水自身压力而驱动热水供给或循环，因而应用更加广泛。按照制造材料不同，太阳能水胆可分为搪瓷承压水胆和不锈钢承压水胆两种。搪瓷承压水胆的优点在于成本低、耐腐蚀，但其缺点是在热水和冷水交换时，由于钢材和搪瓷的收缩系数不一致，容易导致瓷裂和拖瓷现象，因此使用年限较短，一般为3-5年。不锈钢承压水胆的优点是结构稳定、耐腐蚀，使用寿命长，其缺点是不锈钢焊接采用无氧焊接设备焊接时可以保证使用年限，但是设备昂贵，导致成本升高；如果采用有氧焊接则保证不了焊接可靠性，导致使用年限较低，一般在2-3年。上面仅仅是针对普通的太阳能单层储水水胆进行说明的，如果应用到太阳能热水器双层承压式换热胆时，这种缺陷将更加明显，而且使用年限更低。目前对于太阳能热水器承压式换热胆通常采用加大用料厚度的办法来解决使用年限问题，但是这样将导致成本大大增加和重量的增大，对于壁挂式太阳能热水器而言这种缺陷更加明显。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述不足提供一种能够在不增加加工设备和用料厚度的前提下，提高太阳能热水器承压式换热胆结构稳定性和使用寿命的太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺。 

为解决上述技术问题，本太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺的特点在于：包括步骤一，将内胆密封焊接在外胆内，在外胆上焊接连通内胆的内胆进管和内胆出管，并在外胆上焊接连通外胆的外胆进管和外胆出管。 

内胆和外胆是实现热媒水热交换的主体，两者制作的先后顺序没有限制，只要保证两者能够固定连接在一起即可。通过设置在内胆上的内胆进管和内胆出管，可以使内胆中的热媒水进行更新和循环。通过设置在外胆上的外胆进管和外胆出管，可以使外胆内的热媒水更新或循环，有助于提高内胆和外胆的热交换效率。 

步骤二，分别在内胆和外胆上开设朝向相同的工艺孔，工艺孔的位置能够保证在工艺孔位于内胆内腔和外胆内腔最高处时，内胆进管和内胆出管至少有一根位于外胆下部，同时外胆进管和外胆出管也至少有一根位于外胆下部； 

工艺孔的主要作用，是保证内胆和外胆与外界连通。这样，内胆和外胆不但可以通过内胆进管、内胆出管、外胆进管和外胆出管与外界连通，还通过工艺孔与外界连通。因为工艺孔在位于内胆内腔和外胆内腔最高处时，内胆进管和内胆出管至少有一根位于外胆底部，同时外胆进管和外胆出管也至少有一根位于外胆底部，也就是说内胆和外胆的上端和下端都与外部连通在一起。这样，可以在后续的脱脂、酸洗、热镀锌等工艺步骤中，为各液体进入和流出内胆和外胆提供便利。

步骤三，在外胆上焊接钩挂件，钩挂件的数量及位置能够保证外胆被钩挂起时工艺孔位于内胆和外胆内腔的最高处。 

通过钩挂件吊起本太阳能热水器承压式换热胆，不但起吊方便，而且能够保证工艺孔时刻位于内胆内腔和外胆内腔的最高处，也就保证了在后续工艺中，在浸泡到各种液体中时都能将内胆和外胆中的空气排出，也就避免了浸泡死角，保证了酸洗、热镀锌等工艺的质量。 

步骤四，通过钩挂件把外胆吊入脱脂池中进行脱脂。 

脱脂的目的，是为了去除内胆和外胆表面的油脂，以使其表面能够完全被水浸润为标准。脱脂操作既可以采用传统的化学去油法进行去油，也可以采用传统的水基金属脱脂清洗剂去油，这两种方法都属于常规脱脂方法，属于公知技术，在此不再细述。 

步骤五，通过钩挂件把外胆吊入盛装有温度为40-60℃、质量百分比为15%的硫酸和质量百分比为0.1%的硫脲的混合液的酸洗池中进行酸洗，或吊入盛装有温度为40-60℃、质量百分比为20%的HCL与浓度为3-5g/L的乌洛托品的混合液的酸洗池中进行酸洗。 

酸洗的目的，是为了通过酸性腐蚀方法去除内胆和外胆外表面的锈迹等杂质，能有效避免后续热镀锌后的起泡问题。 

步骤六，将外胆和内胆进行烘干和预热，使外胆和内胆的温度在80-140℃。 

烘干可以避免在后续热镀锌时，在内胆和外胆表面产生水汽，有助于提高热镀锌质量。将内胆和外胆预热到80-140℃，可以增大锌液对内胆和外胆表面的附着性，也可以提高热镀锌质量。 

步骤七，通过钩挂件把外胆吊入盛装有温度为435-445℃锌液的热镀锌池中，浸泡0.5-5分钟后以0.5-5m/min的速度吊出。 

热镀锌工艺步骤的重点在于控制好锌液的温度、浸泡时间和出液速度。锌液温度低于435℃时，锌液流动性较差，镀层较厚且不均匀，易产生流挂，因此外观质量较差。锌液温度高于445℃时，锌液流动性就好，因此减少了流挂及皱皮现象的发生，外观好且生产效率较高，但是锌液容易脱离工件，导致镀层较薄。锌液温度过高时，工件及热镀锌池铁损严重，产生大量锌渣，影响浸锌层质量并且容易造成色差，使表面颜色难看，锌耗较高。因此，锌液温度在435-445℃时，可以保证锌液具有较好的流动性和附着力，能够保证较好的热镀锌质量。镀层厚度主要取决于浸泡时间和出液时的速度，可根据实际需要在0.5-5分钟和0.5-5m/min的速度之间选择。浸泡时间过短，出液速度过快，不但锌层薄，而且容易流挂。浸泡时间过长，出液速度过慢，不但导致锌层过厚，而且容易出现起皱问题，锌料浪费严重。 

步骤八，通过钩挂件把外胆吊入盛装有由浓度为80-100g/L的重铬酸钠和浓度为3-4ml/L的硫酸组成钝化液的钝化池中，浸泡0.5-5分钟后以0.5-5m/min的速度吊出。 

该步骤的主要作用，是钝化锌液镀层。通过将工件浸泡到浓度为80-100g/L的重铬酸钠和浓度为3-4ml/L的硫酸组成钝化液中，来提高工件锌液镀层的抗大气腐蚀性能，减少或延长白锈的出现时间，保持镀层具有良好的外观。0.5-5分钟的浸泡时间和0.5-5m/min的出液速度，可以保证锌层获得较好的钝化效果。 

步骤九，通过钩挂件把外胆吊入温度为30-70℃的水池中冷却，3-7分钟后吊出。 

该步骤为降温冷却工艺，主要作用是将锌液与内胆和外胆表面凝固在一起，以稳定镀锌层的质量。 

步骤十，将钩挂件剔除，并用封堵将所有工艺孔密封。 

用封堵密封工艺孔后，内胆和外胆就构成了只有各管体连接的密封罐体，实现了太阳能热水器承压式换热胆的基本功能。因为内胆和外胆的内外层都被锌层覆盖，提高了内胆和外胆的耐腐蚀性，因此在不增加用料和贵重加工设备的前提下，大大提高了太阳能热水器承压式换热胆的使用寿命。 

作为改进，在步骤六和步骤七之间还有步骤六a，通过钩挂件把外胆吊入盛装有浓度为100-150g/L的氯化铵和浓度为150-180g/L的氯化锌构成的混合溶液中，混合溶液的温度为70-80℃，浸泡1-2分钟后吊出。 

将太阳能热水器承压式换热胆浸泡到浓度为100-150g/L的氯化铵和浓度为150-180g/L的氯化锌构成的混合溶液中，可以起到增强太阳能热水器承压式换热胆内外表面活性、辅助镀锌的作用，这样不但可以避免太阳能热水器承压式换热胆内外表面的二次氧化，而且还可以增强锌液与太阳能热水器承压式换热胆内外表面的结合性，有助于提高镀锌质量。 

作为进一步改进，在步骤六中，将内胆进管、内胆出管、外胆进管和外胆出管这四个管体中任一个或几个连接风机，风机吹入内胆或外胆中的空气通过工艺孔或其他未连接风机的管体排出。 

因为内胆和外胆的两侧都设置有至少一个工艺孔和管体，所以当任一或几个管体外端连接风机时，风机就会将空气吹入内胆和外胆并吹出，这样可以将内胆和外胆中的水汽带出，有助于提高烘干质量和烘干速度。 

作为再进一步改进，在步骤八和步骤九之间还有风冷步骤，将风机出口对准管体外口并向内胆和外胆内腔吹空气，换热后的热空气通过工艺孔或其他管体排出。 

水冷之后，内胆和外胆内壁上会留有水汽，通过风机的吹动，可以将内部水汽带出，有助于提高太阳能热水器承压式换热胆的质量稳定性。 

综上所述，采用这种结构的太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺，能够在不增加加工设备和用料厚度的前提下，提高太阳能热水器承压式换热胆结构稳定性和使用寿命。 

附图说明

结合附图对本发明做进一步详细说明： 

图1为太阳能热水器承压式换热胆的结构示意图。

图中：1为内胆，2为外胆，3为内胆进管，4为内胆出管，5为外胆进管，6为外胆出管，7为工艺孔，8为钩挂件，9为封堵，10为排气管。 

具体实施方式

如图1所示，该太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺包括步骤一，将内胆1密封焊接在外胆2内，在外胆2上焊接连通内胆1的内胆进管3和内胆出管4，并在外胆2上焊接连通外胆2的外胆进管5和外胆出管6。 

内胆1和外胆2是实现热媒水热交换的主体，两者制作的先后顺序没有限制，只要保证两者能够固定连接在一起即可。通过设置在内胆1上的内胆进管3和内胆出管4，可以使内胆1中的热媒水进行更新和循环。通过设置在外胆2上的外胆进管5和外胆出管6，可以使外胆2内的热媒水更新或循环，有助于提高内胆1和外胆2的热交换效率。 

步骤二，分别在内胆1和外胆2上开设朝向相同的工艺孔7，工艺孔7的位置能够保证在工艺孔7位于内胆1内腔和外胆2内腔最高处时，内胆进管3和内胆出管4至少有一根位于外胆2下部，同时外胆进管5和外胆出管6也至少有一根位于外胆2下部； 

工艺孔7的主要作用，是保证内胆1和外胆2与外界连通。这样，内胆1和外胆2不但可以通过内胆进管3、内胆出管4、外胆进管5和外胆出管6与外界连通，还通过工艺孔7与外界连通。因为工艺孔7在位于内胆1内腔和外胆2内腔最高处时，内胆进管3和内胆出管4至少有一根位于外胆2底部，同时外胆进管5和外胆出管6也至少有一根位于外胆2底部，也就是说内胆1和外胆2的上端和下端都与外部连通在一起。这样，可以在后续的脱脂、酸洗、热镀锌等工艺步骤中，为各液体进入和流出内胆1和外胆2提供便利。

步骤三，在外胆2上焊接钩挂件8，钩挂件8的数量及位置能够保证外胆2被钩挂起时工艺孔7位于内胆1和外胆2内腔的最高处。 

通过钩挂件8吊起本太阳能热水器承压式换热胆，不但起吊方便，而且能够保证工艺孔7时刻位于内胆1内腔和外胆2内腔的最高处，也就保证了在后续工艺中，在浸泡到各种液体中时都能将内胆1和外胆2中的空气排出，也就避免了浸泡死角，保证了酸洗、热镀锌等工艺的质量。在本实施例中，钩挂件8采用圆环。 

步骤四，通过钩挂件8把外胆2吊入脱脂池中进行脱脂。 

脱脂的目的，是为了去除内胆1和外胆2表面的油脂，以使其表面能够完全被水浸润为标准。脱脂操作既可以采用传统的化学去油法进行去油，也可以采用传统的水基金属脱脂清洗剂去油，这两种方便都属于常规脱脂方法。 

步骤五，通过钩挂件8把外胆2吊入盛装有温度为40-60℃、质量百分比为15%的硫酸和质量百分比为0.1%的硫脲的混合液的酸洗池中进行酸洗，或吊入盛装有温度为40-60℃、质量百分比为20%的HCL与浓度为3-5g/L的乌洛托品的混合液的酸洗池中进行酸洗。 

酸洗的目的，是为了通过酸性腐蚀方法去除内胆1和外胆2外表面的锈迹等杂质，能有效避免后续热镀锌后的起泡问题。 

步骤六，将外胆2和内胆1进行烘干和预热，使外胆2和内胆1的温度在80-140℃。 

烘干可以避免在后续热镀锌时，在内胆1和外胆2表面产生水汽，有助于提高热镀锌质量。将内胆1和外胆2预热到80-140℃，可以增大锌液对内胆1和外胆2表面的附着性，也可以提高热镀锌质量。 

在步骤六中，将内胆进管3、内胆出管4、外胆进管5和外胆出管6这四个管体中任一个或几个连接风机，风机吹入内胆1或外胆2中的空气通过工艺孔7或其他未连接风机的管体排出。 

因为内胆1和外胆2的两侧都设置有至少一个工艺孔7和管体，所以当任一或几个管体外端连接风机时，风机就会将空气吹入内胆1和外胆2并吹出，这样可以将内胆1和外胆2中的水汽带出，有助于提高烘干质量和烘干速度。常规生产中，多将内胆出管4和外胆出管6连接风机。 

步骤六a，通过钩挂件8把外胆2吊入盛装有浓度为100-150g/L的氯化铵和浓度为150-180g/L的氯化锌构成的混合溶液中，混合溶液的温度为70-80℃，浸泡1-2分钟后吊出。将太阳能热水器承压式换热胆浸泡到浓度为100-150g/L的氯化铵和浓度为150-180g/L的氯化锌构成的混合溶液中，可以起到增强太阳能热水器承压式换热胆内外表面活性、辅助镀锌的作用，这样不但可以避免太阳能热水器承压式换热胆内外表面的二次氧化，而且还可以增强锌液与太阳能热水器承压式换热胆内外表面的结合性，有助于提高镀锌质量。 

步骤七，通过钩挂件8把外胆2吊入盛装有温度为435-445℃锌液的热镀锌池中，浸泡0.5-5分钟后以0.5-5m/min的速度吊出。 

热镀锌工艺步骤的重点在于控制好锌液的温度、浸泡时间和出液速度。锌液温度低于435℃时，锌液流动性较差，镀层较厚且不均匀，易产生流挂，因此外观质量较差。锌液温度高于445℃时，锌液流动性就好，因此减少了流挂及皱皮现象的发生，外观好且生产效率较高，但是锌液容易脱离工件，导致镀层较薄。锌液温度过高时，工件及热镀锌池铁损严重，产生大量锌渣，影响浸锌层质量并且容易造成色差，使表面颜色难看，锌耗较高。因此，锌液温度在435-445℃时，可以保证锌液具有较好的流动性和附着力，能够保证较好的热镀锌质量。镀层厚度主要取决于浸泡时间和出液时的速度，可根据实际需要在0.5-5分钟和0.5-5m/min的速度之间选择。浸泡时间过短，出液速度过快，不但锌层薄，而且容易流挂。浸泡时间过长，出液速度过慢，不但导致锌层过厚，而且容易出现起皱问题，锌料浪费严重。 

步骤八，通过钩挂件8把外胆2吊入盛装有由浓度为80-100g/L的重铬酸钠和浓度为3-4ml/L的硫酸组成钝化液的钝化池中，浸泡0.5-5分钟后以0.5-5m/min的速度吊出。 

该步骤的主要作用，是钝化锌液镀层。通过将工件浸泡到浓度为80-100g/L的重铬酸钠和浓度为3-4ml/L的硫酸组成钝化液中，来提高工件锌液镀层的抗大气腐蚀性能，减少或延长白锈的出现时间，保持镀层具有良好的外观。0.5-5分钟的浸泡时间和0.5-5m/min的出液速度，可以保证锌层获得较好的钝化效果。 

步骤九，通过钩挂件8把外胆2吊入温度为30-70℃的水池中冷却，3-7分钟后吊出。 

该步骤为降温冷却工艺，主要作用是将锌液与内胆1和外胆2表面凝固在一起，以稳定镀锌层的质量。 

在步骤九之后还有风冷步骤，将风机出口对准管体外口并向内胆1和外胆2内腔吹空气，换热后的热空气通过工艺孔7或其他管体排出。 

水冷之后，内胆1和外胆2内壁上会留有水汽，通过风机的吹动，可以将内部水汽带出，有助于提高太阳能热水器承压式换热胆的质量稳定性。 

步骤十，将钩挂件剔除，并用封堵9将所有工艺孔7密封。 

在本实施例中，封堵9采用丝堵，并在封堵9外周上缠绕麻带或生料带后拧紧在工艺孔7内，这样封堵9与工艺孔7就通过螺接方式固定密封在一起，既保证了密封可靠性，又避免了传统焊接封堵方式对已镀好锌层的损伤。用封堵9密封工艺孔7后，内胆1和外胆2就构成了只有各管体连接的密封罐体，实现了太阳能热水器承压式换热胆的基本功能。因为内胆1和外胆2的内外层都被锌层覆盖，提高了内胆1和外胆2的耐腐蚀性，因此在不增加用料和贵重加工设备的前提下，大大提高了太阳能热水器承压式换热胆的使用寿命。 

在本实施例中，在步骤一中，内胆1上还焊接有连通内胆1内外的排气管10，排气管10可以在换热时，起到排放蒸汽和泄压的作用，有效避免换热循环堵塞问题。排气管10内端、排气管10外端和内胆上的工艺孔7位于同一条直线上，这样可以提高锌液流通横截面积，大大提高了锌液的流动的顺畅性，有助于提高镀锌质量。 

Claims (4)

1.一种太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺，其特征是：包括

步骤一，将内胆（1）密封焊接在外胆（2）内，在外胆（2）上焊接连通内胆（1）的内胆进管（3）和内胆出管（4），并在外胆（2）上焊接连通外胆（2）的外胆进管（5）和外胆出管（6）；

步骤二，分别在内胆（1）和外胆（2）上开设朝向相同的工艺孔（7），工艺孔（7）的位置能够保证在工艺孔（7）位于内胆（1）内腔和外胆（2）内腔最高处时，内胆进管（3）和内胆出管（4）至少有一根位于外胆底部，同时外胆进管（5）和外胆出管（6）也至少有一根位于外胆底部；

步骤三，在外胆（2）上焊接钩挂件（8），钩挂件（8）的数量及位置能够保证外胆（2）被钩挂起时工艺孔（7）位于内胆和外胆内腔的最高处；

步骤四，通过钩挂件（8）把外胆（2）吊入脱脂池中进行脱脂；

步骤五，通过钩挂件（8）把外胆（2）吊入盛装有温度为40-60℃、质量百分比为15%的硫酸和质量百分比为0.1%的硫脲的混合液的酸洗池中进行酸洗，或吊入盛装有温度为40-60℃、质量百分比为20%的HCL与浓度为3-5g/L的乌洛托品的混合液的酸洗池中进行酸洗；

步骤六，将外胆（2）和内胆（1）进行烘干和预热，使外胆（2）和内胆（1）的温度在80-140℃；

步骤七，通过钩挂件（8）把外胆（2）吊入盛装有温度为435-445℃锌液的热镀锌池中，浸泡0.5-5分钟后以0.5-5m/min的速度吊出；

步骤八，通过钩挂件（8）把外胆（2）吊入盛装有由浓度为80-100g/L的重铬酸钠和浓度为3-4ml/L的硫酸组成钝化液的钝化池中，浸泡0.5-5分钟后以0.5-5m/min的速度吊出；

步骤九，通过钩挂件（8）把外胆（2）吊入温度为30-70℃的水池中冷却，3-7分钟后吊出；

步骤十，将钩挂件（8）剔除，并用封堵（9）将所有工艺孔（7）密封。

2.如权利要求1所述的太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺，其特征是：在步骤六和步骤七之间还有步骤六a，通过钩挂件（8）把外胆（2）吊入盛装有由浓度为100-150g/L的氯化铵和浓度为150-180g/L的氯化锌构成的混合溶液中，混合溶液的温度为70-80℃，浸泡1-2分钟后吊出。

3.如权利要求1或2所述的太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺，其特征是：在步骤六中，将内胆进管（3）、内胆出管（4）、外胆进管（5）和外胆出管（6）这四个管体中任一个或几个连接风机，风机吹入内胆（1）或外胆（2）中的空气通过工艺孔（7）或其他未连接风机的管体排出。

4.如权利要求3所述的太阳能热水器承压式换热胆的制作工艺，其特征是：在步骤九之后还有风冷步骤，将风机出口对准管体的外端口并向内胆（1）和外胆（2）的内腔吹空气，换热后的热空气通过工艺孔（7）或其他管体排出。

Images