CN103316952B - 一种带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺及太阳能扁管 - Google Patents

Abstract

一种带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺及太阳能扁管，属于太阳能扁管挤压技术领域。扁管生产工艺为：1）将原材料、模具分别加热并进行保温；2）将模具装入连续挤压机，将原材料挤入模具，挤压成带有翅边（6）的扁管盘料；3）将扁管盘料矫直，达到扁管预定尺寸后通过切断机构切断，得到扁管半成品；4）切除扁管半成品两端翅边（6），在扁管两端形成纵向连接部（501）；其中模具至少一侧的分流孔（201）两端部宽度大于中部宽度，使挤压材料向两端部溢流，一种带翅边的太阳能扁管，扁管本体（5）两侧部的翅边（6）与扁管本体（5）一体成型，本发明具有降低扁管生产成本、挤压工艺简单、带翅边的太阳能扁管吸热效率高等优点。

Description

一种带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺及太阳能扁管

技术领域

一种带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺及太阳能扁管，属于太阳能扁管挤压技术领域，具体涉及一种利用连续挤压机挤压带翅边的太阳能吸热扁管的连续挤压工艺，以及利用这种工艺挤压出的带翅边的太阳能扁管。

背景技术

随着目前高层建筑的逐渐增多，板式太阳能的市场份额逐年增加，目前板式太阳能大多是通过将多根排管焊接在吸热板的背光一侧，排管内部灌有导热液，排管一般采用铜圆管，吸热板一般采用铝板，这种结构存在以下不足：由于排管与吸热板通过焊点连接，导热效率低，导致太阳能的热效率降低；铜圆管与铝板的膨胀系数不同，白天吸热膨胀，夜间收缩，长期使用后焊点处的结合力下降，导致铜圆管与铝板脱节，导热效率进一步降低，使用寿命短；铜材作为贵重金属相对于铝材存在成本高，资源短缺的问题，随着现在科技及加工技术的发展，很多行业都出现以铝代铜的状况。目前有通过多个铝扁管排列，扁管上下端分别连接集流管构成吸热板芯的结构，为增加吸热效果，多个扁管是紧密排列的，这样扁管在与集流管焊接时就非常困难，容易产生漏焊，直接导致产品不合格。

目前挤压扁管的设备主要有两种，一种是卧式挤压机，一种是连续挤压机，卧式挤压机挤压的扁管产品成形好，无需矫直，但卧式挤压机价格昂贵，造成扁管成本高，连续挤压机价格低，其用于挤压汽车空调冷凝器用铝扁管的传统挤压模具的上模结构如图17所示，为便于进料，其分流孔外侧边具有外凸的弧度，这样扁管在挤压过程中，由于其两侧的翅边非常薄，阻力大，材料会自动流向面积较大，阻力小的扁管本体模腔，很难均匀挤压进入模具两侧的翅边模腔内，挤压出来的扁管翅边不完整，造成很大的废品率，严重影响生产效率，增加了生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于连续挤压机，降低扁管挤压成本的带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺及太阳能扁管。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1）将原材料加热至450~500℃，保温3~4小时；将模具加热至450~500℃，保温1~2小时；

2）将模具装入连续挤压机，将原材料挤入模具，挤压成带有翅边的扁管盘料，挤压轮转速为10~15转/分；

3）将扁管盘料经矫直装置，得到扁管直料，达到扁管预定尺寸后通过切断机构切断，得到扁管半成品；

4）切除扁管半成品两端翅边，在扁管两端形成纵向连接部，并对纵向连接部外轮廓倒圆角；

其中，所述模具包括模芯、上模和下模，所述模芯前端部等间距设有多个模针，后端部设有定位台阶；上模中部设有模芯通孔，模芯嵌入模芯通孔内；所述模芯通孔两侧对称设有两个分流孔，至少一侧的分流孔两端部宽度大于中部宽度，使挤压材料向两端部溢流；下模上设有焊合室和模腔，所述焊合室底部设有镶块，镶块中部设有与模腔形状相同的开口；所述模腔包括相连通的扁管本体模腔和翅边模腔，翅边模腔设置在扁管本体模腔的两侧。

所述分流孔为入口到出口截面逐渐增大的喇叭状，两个分流孔结构沿中心对称。

所述扁管本体模腔为长方形，翅边模腔横向设置在扁管本体模腔窄边端部，扁管本体模腔和翅边模腔上表面处于同一个面上。

所述翅边模腔与扁管本体模腔的上表面为平面或连续的波浪面。

所述翅边模腔与扁管本体模腔有0~45°的夹角。

所述模针形状为方形、圆形或三角形。

所述扁管预定尺寸为80~200cm。

所述纵向连接部的长度为4~7mm。

一种带翅边的太阳能扁管，其特征在于：由上述的连续挤压工艺制备而成；包括内设有换热介质通道的扁管本体，所述扁管本体两侧部的翅边与扁管本体一体成型，翅边与扁管本体上表面处于同一个面上；扁管本体上、下两端具有长出翅边的纵向连接部。

所述扁管本体与翅边上表面覆着有一层连续的吸收太阳光能的吸热膜；换热介质通道的数量为2～40个。

本发明中翅边模腔与扁管本体模腔还可以采用其他结构，制作结构如下的带翅边的太阳能扁管：

所述翅边为平面、波浪面或弧面。

所述多个扁管本体通过翅边连接为一个整体。

所述扁管本体单侧设置翅边。

所述扁管本体与翅边的上表面为整体向阳光一侧弯曲的弧面。

所述扁管本体上表面为平面，翅边为弧面。

与现有技术相比，本发明一种带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺及太阳能扁管所具有的有益效果是：

1、利用传统的连续挤压机可以挤压出高质量的带翅边的太阳能扁管，相对卧式挤压机生产成本低，降低了扁管的成本，通过两端部宽度大于中部宽度的分流孔可以迫使挤压用材料自动流向阻力较大的翅边模腔内，可以保证挤压出来的扁管的翅边连续、稳定，成品率高；

2、挤压工艺简单，利用连续挤压机，通过此工艺和模具能够连续挤压出带翅边的扁管，并且翅边连续、合格率高，翅边与扁管本体上表面处于同一个面上，扁管可矫直的宽度大，便于矫直；

3、在下模的焊合室底部设有高硬度的镶块，镶块能够承受高温材料的摩擦，延长模具的使用寿命，同时镶块一旦磨损，可以更换，使用方便；

4、分流孔为喇叭状，可以将很窄的杆料挤压出较宽的扁管，满足生产需要；

5、扁管两端形成纵向连接部，纵向连接部插入集流管内，并通过焊接与集流管固定连接，翅边可以使相邻两纵向连接部存在间距，焊接方便，焊接后翅边与扁管本体构成一个连续的吸热面，吸热效率高。

附图说明

图1是本发明扁管的挤压模具的立体结构示意图。

图2是上模的前视图示意图。

图3是本发明扁管的挤压模具的组合示意图。

图4是图3中A-A处的剖视图示意图。

图5是下模俯视示意图。

图6是利用这种扁管的挤压模具挤压出的扁管示意图。

图7是扁管的前视图示意图。

图8是翅边模腔向下弯折的下模示意图。

图9是利用图8中下模挤压出的扁管示意图。

图10是翅边模腔与扁管本体模腔上侧为连续波浪形的示意图。

图11是利用图10中下模挤压出的扁管示意图。

图12是扁管本体为半圆形的示意图。

图13是扁管本体单侧设置翅边的示意图。

图14是两个扁管本体通过翅边连接为一个整体的示意图。

图15是扁管本体与翅边的上表面为整体向阳光一侧弯曲的弧面的示意图。

图16是扁管本体上表面为平面，翅边为弧面的示意图。

图17是现有扁管的挤压模具的示意图。

其中：1、模芯  101、定位台阶  102、模针  2、上模  201、分流孔  202、模芯通孔  203、螺纹孔  3、镶块  4、下模  401、焊合室  402、模腔  403、通孔  4021、扁管本体模腔  4022、翅边模腔  5、扁管本体  501、纵向连接部  6、翅边  7、换热介质通道。

图1~7是本发明一种带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺及太阳能扁管的最佳实施例，下面结合附图1~16对本发明做进一步说明。

具体实施方式

参照附图1：该带翅边的太阳能扁管的挤压模具，包括模芯1、上模2、镶块3和下模4，上模2中部水平开设模芯通孔202，模芯通孔202上下两侧对称开设有分流孔201，模芯1过盈嵌入模芯通孔202内，模芯1后端部设有定位台阶101，通过定位台阶101与上模2定位，保证模芯1位置准确，安装方便。模芯1前端部等间距设有多个模针102，模针102的截面为方形。

参照图2：分流孔201两端部宽度大于中部宽度，中部压力大于两端部的压力，这样可以迫使挤压材料向两端部溢流，进而进入扁管本体模腔4021两侧的翅边模腔4022内，保证挤压出来的扁管的翅边6均匀、连续，成品率高。

如图3～5，分流孔201为入口到出口截面逐渐增大的喇叭状，因上模2进料口一端为配合连续挤压机，具有圆台，分流孔201受圆台限制尺寸较小，而所需的太阳能扁管的宽度较大，所以将分流孔201设计为喇叭状，可以将较窄的杆料扩散至较宽的下模4的模腔402内。

上模2与下模4凸凹配合，上模2出料端设有凸台，下模4上开设与凸台配合的圆形凹槽，上模2对角设有螺纹孔203，下模4上对应设有通孔403，螺栓穿过通孔403与上模2上的螺纹孔203紧固，固定连接上模2与下模4。

下模4在凹槽底部开设有焊合室401，焊合室401底部开设贯穿下模4的模腔402，如图5，模腔402包括相连通的扁管本体模腔4021和翅边模腔4022，扁管本体模腔4021为长方形，翅边模腔4022横向设置在扁管本体模腔4021窄边端部，扁管本体模腔4021和翅边模腔4022上表面处于同一个面上。焊合室401的截面形状与模腔402的形状相配合，便于材料流向模腔402。

焊合室401底部有高硬度的硬质合金材质的镶块3，镶块3中部设有与模腔402形状相同的开口。镶块3能够能够耐高温，耐磨损，防止因高温材料流入并向模腔402内流动的过程中，磨损焊合室401底部，有效提高了模具的使用寿命，同时镶块3可更换，当一个镶块3磨损后，只需更换镶块3即可，相对于焊合室401底部直接用硬质合金加工，成本低，制作方便。

带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺如下：

1）将原材料加热至450~500℃，保温3~4小时；将模具加热至450~500℃，保温1~2小时；

2）将模具装入连续挤压机，将原材料挤入模具，上模2的两个分流孔201，分流孔201两端部宽度大于中部宽度，迫使材料向两侧流动，能够进入扁管本体模腔4021两侧的翅边模腔4022内。镶块3由于其硬度较高，能够承受高温材料的摩擦，由于模芯1前端的模针102，材料在焊合室401内成形时形成换热介质通道7，挤压成带有翅边6的扁管盘料，挤压轮转速为10~15转/分；

3）将扁管盘料经矫直装置，得到扁管直料，由于翅边6与扁管本体5的上表面在同一个面内，使得扁管本体5可矫直的宽度最大化，便于矫直，达到扁管预定尺寸后通过切断机构切断，得到扁管半成品，扁管预定尺寸根据板芯尺寸选取80cm；

4）切除扁管半成品两端5mm的翅边6，如图7，在扁管两端形成长度为5mm的纵向连接部501，并对纵向连接部501外轮廓倒圆角，翅边6可以使相邻两纵向连接部501存在间距，焊接方便，焊接后翅边6与扁管本体5构成一个连续的吸热面，吸热效率高。

参照图6：利用上述带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺和模具挤压的太阳能扁管，包括扁管本体5和扁管本体5两侧部的翅边6，翅边6与扁管本体5一体成形，扁管本体5内均匀分布有换热介质通道7，换热介质通道7的截面为与模针102相同的正方形。直接通过扁管本体5和翅边6吸收太阳能，导热效率高，克服了以往吸热板与导热管焊接点导热效率低，连接不牢固的缺点，扁管本体5和翅边6的上表面为吸热面，吸热面上覆着有一层连续的吸收太阳光能的吸热膜。

本发明中翅边模腔4022与扁管本体模腔4021还可以采用其他结构，制作结构如下的带翅边的太阳能扁管：

参照图8～9:翅边模腔4022连接在扁管本体模腔4021的两侧，并且翅边模腔4022向下弯折，弯折的角度可以选择0~45°，通过此模具挤压出来的扁管的翅边6相应的向下弯折，更换模针102截面为三角形的模芯1，即可挤压出换热介质通道7截面为三角形的扁管。

参照图10～11：翅边模腔4022与扁管本体模腔4021的上侧为连续的波浪形，通过此模具挤压出来的扁管的翅边6相应的与扁管本体5上侧面构成一个连续的波浪形，更换模针102截面为圆形的模芯1，即可挤压出换热介质通道7截面为圆形的扁管。

参照图12：可以将扁管本体模腔4021设置为半圆形，翅边模腔4022连接在扁管本体模腔4021的弦边一侧，扁管本体模腔4021和翅边模腔4022上表面处于同一个面上，通过此模具挤压出来的扁管的扁管本体5为相应的半圆形，并且通过更换模芯1，可以使换热介质通道7为两层，均匀分布在扁管本体5内。

参照图13：翅边6可以只设置在扁管本体5的左侧或右侧。

参照图14：两个扁管本体5通过翅边6连接为一个整体，两个扁管本体5与翅边6为一体挤压成形。也可以是两个以上的扁管本体5共用一个翅边6。

参照图15：扁管本体5与翅边6的上表面为整体向阳光一侧弯曲的弧面，也可以向背光一侧弯曲。

参照图16：扁管本体5截面为长方形，上表面为平面，两侧的翅边6为向阳光一侧弯曲的弧面，也可以向背光一侧弯曲。

本发明中扁管预定尺寸为80cm，根据不同尺寸的板芯需要可以在80～200cm之间选取，纵向连接部501为5mm，根据扁管尺寸及焊接强度需要，可以在4～7mm之间选取；模针102可以选择2～40个，挤压出的扁管内设换热介质通道7的数量为2～40个。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1）将原材料加热至450~500℃，保温3~4小时；将模具加热至450~500℃，保温1~2小时；

2）将模具装入连续挤压机，将原材料挤入模具，挤压成带有翅边（6）的扁管盘料，挤压轮转速为10~15转/分；

3）将扁管盘料经矫直装置，得到扁管直料，达到扁管预定尺寸后通过切断机构切断，得到扁管半成品；

4）切除扁管半成品两端翅边（6），在扁管两端形成纵向连接部（501），并对纵向连接部（501）外轮廓倒圆角；

其中，所述模具包括模芯（1）、上模（2）和下模（4），所述模芯（1）前端部等间距设有多个模针（102），后端部设有定位台阶（101）；上模（2）中部设有模芯通孔（202），模芯（1）嵌入模芯通孔（202）内；所述模芯通孔（202）两侧对称设有两个分流孔（201），至少一侧的分流孔（201）两端部宽度大于中部宽度，使挤压材料向两端部溢流；下模（4）上设有焊合室（401）和模腔（402），所述焊合室（401）底部设有镶块（3），镶块（3）中部设有与模腔（402）形状相同的开口；所述模腔（402）包括相连通的扁管本体模腔（4021）和翅边模腔（4022），翅边模腔（4022）设置在扁管本体模腔（4021）的两侧；

所述分流孔（201）为入口到出口截面逐渐增大的喇叭状，两个分流孔（201）结构沿中心对称；

所述扁管本体模腔（4021）为长方形，翅边模腔（4022）横向设置在扁管本体模腔（4021）窄边端部，扁管本体模腔（4021）和翅边模腔（4022）上表面处于同一个面上。

2.根据权利要求1所述的带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺，其特征在于：所述翅边模腔（4022）与扁管本体模腔（4021）的上表面为平面或连续的波浪面。

3.根据权利要求1所述的带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺，其特征在于：所述翅边模腔（4022）与扁管本体模腔（4021）有0~45°的夹角。

4.根据权利要求1所述的带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺，其特征在于：所述模针（102）形状为方形、圆形或三角形。

5.根据权利要求1所述的带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺，其特征在于：所述扁管预定尺寸为80~200cm。

6.根据权利要求1所述的带翅边的太阳能扁管的连续挤压工艺，其特征在于：所述纵向连接部的长度为4~7mm。

7.一种带翅边的太阳能扁管，其特征在于：由权利要求1~6所述的连续挤压工艺制备而成，包括设有换热介质通道（7）的扁管本体（5），所述扁管本体（5）两侧部的翅边（6）与扁管本体（5）一体成型，翅边（6）与扁管本体（5）上表面处于同一个面上；扁管本体（5）上、下两端具有长出翅边（6）的纵向连接部（501）。

8.根据权利要求7所述的带翅边的太阳能扁管，其特征在于：所述扁管本体（5）与翅边（6）上表面覆着有一层连续的吸收太阳光能的吸热膜；换热介质通道（7）的数量为2～40个。