CN103759443B - 一种真空集热管旋塞限漏装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种真空管集热管旋塞限漏装置，包括真空管集热管，在真空管集热管装内有金属细杆，该金属细杆下端带有螺纹，金属细杆下端的螺纹上连接有圆形固定器，在金属细杆底部连接有3个桨叶组成的螺旋桨，所述的圆形固定器和螺旋桨的直径小于真空管集热管的内径，在金属细杆上方连接有塑料橡胶塞，该塑料橡胶塞的直径与真空管集热管管口内径相匹配。具有防泄漏效果良好，实施成本较低，结构简单，使用方便，解决了一个或某几个真空管集热管损坏后，水流泄漏的问题。在太阳能热水器推广与应用中具有巨大的社会和经济效益。

Description

一种真空集热管旋塞限漏装置
技术领域
本发明属于太阳能的热利用技术领域，涉及太阳能热水器的真空管集热管损坏后的保护装置，具体涉及一种真空集热管旋塞限漏装置，特别适用于真空集热管损坏后限制太阳能集热管的热水泄漏。
背景技术
太阳能作为一种新兴清洁能源是取之不尽，用之不竭的。充分利用太阳能热能是一项符合我国可持续发展战略的技术。现阶段在国内市场太阳能低温利用越来越普及，也越来越得到消费者、国家政府的认可和重视。太阳能热水器是太阳能成果应用中的一大产业，它以环保、安全、节能、卫生等优点，迅速赢得了广大消费者的青睐。中国，是一个能源消耗大国，每年全国能耗约占全世界能耗总量的1/3，而全国总能耗中，有1/3是来自建筑能耗。“向屋顶要能源”，太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。
太阳能热水器主要有平板集热器和联集管集热器，在技术上两种集热器都已很成熟，而联集管集热器中所使用的真空管集热管更是在我国得到的广泛的发展与应用。
太阳光能转变为热能，可通过联集管内的传热工质(如水)或先通过热管与传热工质进行热交换将热能输送到贮热水箱。太阳能热水器的核心元件是玻璃真空集热管，它采用了真空夹层，消除了气体的对流与导热损失，并应用选择性吸收涂层，使真空集热管的辐射热损失降到最低。全玻璃真空管集热管像一个拉长的暖水瓶胆，由两根同轴圆玻璃管组成，内罩玻璃管间抽成高真空，选择性太阳光吸收涂层(表面、膜系)沉积在内管的外表面构成吸热体，将太阳光能转换为热能，加热内玻璃管内的传热流体。
由于真空集热管直接加热热水，升温快，联集箱内的水容易被蒸发或管路系统不合理或控制系统故障时出现真空管内的水减少，真空集热管上部处于空晒。当真空集热管内部的上下温差超过玻璃耐受温差冲击极限时，真空集热管的内管会炸裂，造成太阳能热器漏水，其中原因一般是应力集中、玻璃有微裂纹导致被激炸。
综上所述，如何解决太阳能热水器中的全玻璃真空管集热管损坏后的限漏问题，以确保太阳能热水系统的正常运行，是本领域技术人员所共同关注的课题之一。
发明内容
针对上述太阳能热水器中的真空管集热管损坏后所存在的泄漏问题，本发明的目的在于，提供一种结构简单、生产方便、防泄漏效果良好的真空集热管旋塞限漏装置。
为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案：
一种真空集热管旋塞限漏装置，包括真空管集热管，其特征在于，在真空管集热管装内有金属细杆，该金属细杆下端带有螺纹，金属细杆下端的螺纹上连接有圆形固定器，在金属细杆底部连接有3个桨叶组成的螺旋桨，所述的圆形固定器和螺旋桨的直径小于真空管集热管的内径，在金属细杆上方连接有塑料橡胶塞，该塑料橡胶塞的直径与真空管集热管管口内径相匹配。
集热真空管在正常工作时，沉积在内管外表面的选择性太阳光吸收涂层(表面、膜系)构成吸热体，将太阳光能转换为热能。真空集热管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱的上部，同时通过自然对流作用将温度较低密度较大的水送到真空集热管的下部，此时圆形固定器、螺旋桨在重力与浮力的作用下保持平衡，热水如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度，整个太阳能热水器正常工作。
当真空集热管破损时，水流在重力作用下迅速下溢，带动3叶的螺旋桨转动，与螺旋桨连接的金属细杆通过圆形固定器的螺母下旋，当旋转到无螺纹的细杆段时，螺纹细杆在重力作用下迅速下落，带动塑料橡胶塞塞住管口，关闭水流。从而解决由于单个或多个真空管集热管损坏，而导致泄漏，从而使太阳能热水器不能正常工作的问题。
本发明的真空管集热管旋塞限漏装置，带来的技术效果是：
一、解决了因真空集热管损坏，而造成热水泄漏的问题
通过塑料橡胶塞、带螺旋桨的金属细杆以及金属细杆上的圆形固定器，当真空管破损时，水流下泄，带动螺旋桨转动，带动金属细杆下旋(相对于圆形固定器下旋)，在重力作用下，另一段不带螺纹的金属细杆带动塑料橡胶塞下落，落在真空集热管口上关闭水流。防止泄漏，从而解决了即使因单个或几个的真空集热管损坏，而影响太阳能热水器正常工作的问题。
二、装置简便易安装
该装置的主要结构为：与真空管口径相匹配的塑料橡胶塞，3个桨叶的螺旋桨，连接橡胶塞与螺旋桨的金属细杆(其中的一端带有螺纹)，带螺母的圆形固定器(金属细杆的螺纹段可在圆形固定器的螺母上自由旋动)。装置制作方便，且易于安装于真空管集热管内。
三、成本低，真空管损坏后太阳能热水器仍能继续工作
结构简单，成本低廉。当由于单个或多个真空管集热管损坏，而导致泄漏，太阳能热水器不能正常运行工作时，必须更换损坏的真空管集热管。采用该装置可在时间不允许，或暂时没有可供替换的真空管集热管时，依旧保障太阳能热水器的正常运转，保证人们生活和工作的正常进行。
附图说明
图1为本发明的真空集热管旋塞限漏装置的结构示意图；
图2为本发明的真空集热管旋塞限漏装置截流原理图；
图3为正常工作时带有真空集热管旋塞限漏装置的太阳能热水器示意图；
图4为当真空集热管损坏后带有真空集热管旋塞限漏装置阻止泄漏示意图；
图中的标号为：1、塑料橡胶塞；2、下端带螺纹的金属细杆；3、圆形固定器；4、螺旋桨。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
参见附图1～图4，本实施例给出一种真空管集热管旋塞限漏装置，包括真空管集热管，在真空管集热管装内有金属细杆2，该金属细杆2下端带有螺纹，金属细杆2下端的螺纹上连接有圆形固定器3(圆形固定器3可在金属细杆2下端的螺纹段自由旋动)，在金属细杆2底部连接有3个桨叶组成的螺旋桨4，所述的圆形固定器3和螺旋桨4的直径小于真空管集热管的内径，在金属细杆2上方连接有塑料橡胶塞1，该塑料橡胶塞1的直径与真空管集热管管口内径相匹配。
由于因真空管集热管中的液体温度较高，并具有一定的腐蚀性，所以金属细杆2、圆形固定器3和螺旋桨4需选择具备耐高温、耐腐蚀特性的材料。
在真空管集热管外的塑料橡胶塞1下落时可堵上真空管集热管的管口起到截流作用，金属细杆2一端连接塑料橡胶塞1，另一端连接螺旋桨4，螺旋桨4上方的金属细杆2带有螺纹，圆形固定器3连接在金属细杆2的螺纹段。真空集热管正常工作时，圆形固定器3在重力与浮力的作用下保持平衡，塑料橡胶塞1位于真空管集热管的管口的上方，管口呈开启状态；当真空集热管破损时，水流在重力作用下迅速下溢，带动3个桨叶组成的螺旋桨4转动，带动与螺旋桨连接的螺纹细杆2沿圆形固定器3螺母下旋，当旋转到金属细杆2无螺纹段时，金属细杆2在重力作用下迅速下落，带动塑料橡胶塞1塞住真空集热管的管口，水流关闭。
以下是发明人给出的具体制备实施例：
参见图1，塑料橡胶塞1：材料需具有一定的耐高温耐腐蚀能力，制成与管口内侧贴合的塞；
金属细杆2：用于连接塑料橡胶塞1与螺旋桨4，靠近螺旋桨4一端带有螺纹，选择具有一定耐高温耐腐蚀能力的金属制作；
圆形固定器3：圆形固定器3中央有螺母，金属细杆2的螺纹段可在圆形固定器3中央的螺母上自由旋动，圆形固定器3位于真空集热管内；
3个桨叶的螺旋桨4：螺旋桨的叶片在水流泄漏时被带动转动，其材料的选择也应具备耐高温耐腐蚀的性质。
参见图2，当真空集热管破损时，水流在重力作用下迅速下溢，带动3叶的螺旋桨4转动，与螺旋桨连接的螺纹细杆2沿圆形固定器3的螺母下旋，当旋转到金属细杆2无螺纹段时，金属细杆在重力作用下迅速下落，带动塑料橡胶塞1塞住真空集热管的管口。
参见图3，在太阳能热水器所有的真空管集热管上安装上述实施例制备的真空管集热管旋塞限漏装置，其在重力与浮力的作用下保持平衡，塑料橡胶塞1位于真空管集热管的管口的上方，管口呈开启状态，并不影响在自然对流作用下热水运动到热水器水箱中，保证了太阳能热水器的正常工作。
这样，即使一个或某几个真空管集热管损坏后，该旋塞装置能阻止水流的泄漏，保障了太阳能热水器的继续正常工作。

Claims (1)

1.一种真空管集热管旋塞限漏装置，包括真空管集热管，其特征在于，在真空管集热管内装有金属细杆，该金属细杆下端带有螺纹，金属细杆下端的螺纹上连接有圆形固定器，圆形固定器中央有螺母，金属细杆的螺纹段可在圆形固定器中央的螺母上自由旋动；在金属细杆底部连接有3个桨叶组成的螺旋桨，所述的圆形固定器和螺旋桨的直径小于真空管集热管的内径，在金属细杆上方连接有塑料橡胶塞，该塑料橡胶塞的直径与真空管集热管管口内径相匹配。
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