CN104176931A - 太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管及其制作方法 - Google Patents

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一种太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管及其制作方法，属于玻璃管产品制作技术领域，旨在解决现有的太阳能中高温集热管所用中性硼硅玻璃管制作工艺技术难度大，尚不能规模化生产制作的问题。它所用原料的重量配比为二氧化硅71～77.1份、三氧化二铝5.2～7.1份、三氧化二硼8.2～11.6份、氧化钙0.5～2.4份、氧化钾0.5～7.4份、氧化钠5.0～7.6份、氧化锂0.2～1.0份，制作方法包括原料配制、玻璃熔制、玻璃管成型、精切圆口、检验包装的全电熔垂拉法拉制成的管直径为71—150mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管。其制作方法简单可行，适于规模化生产，适用作太阳能中高温集热管等。

Description

太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管及其制作方法
技术领域
本发明属于一种玻璃管产品制作技术领域一种太阳能中高温集热管及其制作方法。
背景技术
太阳能中高温集热管是将光能转化为热能的关键部件，太阳能中高温集热系统中通常又都采用玻璃真空集热管作为接收器，因此，随着太阳能的不断开发和广泛应用，中高温集热管和太阳能光热利用装备的产业化发展，对太阳能集热器所用中高温集热玻璃管的技术要求也越来越高。在公知的技术中，现有的太阳能真空集热管主要采用的是高硼硅玻璃管，利用其良好的透光性、机械性性能；而直径70㎜-150㎜的一级耐水中性硼硅玻璃管作为太阳能光热用中高温集热玻璃管，其透光率、化学稳定性及机械强度、抗冲击性优于其它玻璃亦包括高硼硅太阳能真空集热玻璃管，并且又能够有效解决与可发合金的封接与有效融合问题，但现有的太阳能中高温集热管所用中性硼硅玻璃管制作工艺繁复，技术难度大，规模化生产制作受到限制。
发明内容
为了克服现有技术的不足，解决现有的太阳能中高温集热管所用中性硼硅玻璃管制作工艺技术难度大，尚不能规模化生产制作的问题。本发明之目的是提供一种制作工艺方法简单可行，技术水平先进，适于规模化生产制作的新型太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管及其制作方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管，其特征是，该玻璃管所用原料的重量配比为：二氧化硅(SiO2)71～77.1份、三氧化二铝(Al2O3)5.2～7.1份、三氧化二硼(B2O3)8.2～11.6份、氧化钙(CaO)0.5～2.4份、氧化钾(K2O)0.5～7.4份、氧化钠(Na2O)5.0～7.6份、氧化锂(LiO)0.2～1.0份，采用全电熔垂拉法拉制成的管直径为71—150mm、壁厚为1.5—20mm、长度为500--6000mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管。
上述的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管，所述该玻璃管的制作方法为：
ⅰ.原料配制：按照上述原料配比，混合配制好的配合原料，采用微机自动控制各种原料的精度和混料均匀度，通过输送机械输传送至玻璃熔制工序的熔炉前；
ⅱ.玻璃熔制：通过自动抛料手，将配制好的配合料，按规定的要求和程序，加入玻璃熔炉。用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400℃--1700℃，完成中性硼硅玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200--1350℃后，流入料盆；
ⅲ.玻璃管成型：料盆玻璃液通过直径160mm—450mm的端头后，由垂直牵引机拉制成Φ71-150mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管；
ⅳ.精切圆口：将拉制成型的玻管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
ⅴ.检验包装：产品经回转式中性硼硅玻璃瓶退火炉退火后和在线激光测径仪、外观检验合格后，进行产品包装。
上述的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管制作方法，用上述制作方法所制作的直径71—150mm、壁厚为1.5—20mm、长度为500--6000mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管20—300℃线膨胀系数为4.1—6.2×10-6K-1,。
本发明是经过上百次地调整碱金属和碱土金属的配比进行优选出的本技术方案，解决了中性硼硅玻璃在垂拉过程中的料性问题；经过几十次调整端头直径和角度，解决了直径达到设计要求；经过风冷、水冷盘管等多种成型冷却方式的试验，解决了椭圆度、偏壁度的尺寸问题。
由于本发明设计实施了上述技术方案，有效地解决了现有的太阳能中高温集热管所用中性硼硅玻璃管制作工艺技术难度大，尚不能规模化生产制作的问题。亦经过上百次的试验和实际试用表明，它与现有技术相比，具有制作方法简单可行，技术水平先进，适于规模化生产制作，所拉制的中性硼硅玻璃管其透光率、化学稳定性及机械强度、抗冲击性好，且与可伐合金具有良好的融合性，方便封接作业，封接后残余应力小，耐水性能好，可抵抗在自然环境下的雨雪、潮湿、酸雨等的侵蚀，有良好的抗霉变性能，其机械强度高，可抵抗冰雹、风沙等的冲击，全波长透过率高达91％以上，能提高光热转换效率等优点，适用作太阳能中高温集热管，以及其它适用型中高温集热管等。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例的中性硼硅玻璃管所用原材料的重量配比为：二氧化硅75kg、三氧化二铝6.7kg、三氧化二硼9.0kg、氧化钙0.8kg、氧化钾3.5kg、氧化钠6.6kg、氧化锂0.8kg。
制作方法为：
ⅰ.原料配制：按照上述原料配比，混合配制好的配合原料，采用微机自动控制各种原料的精度和混料均匀度，通过输送机械输传送至玻璃熔制工序的熔炉前；
ⅱ.玻璃熔制：通过自动抛料手，将配制好的配合料，按规定的要求和程序，加入玻璃熔炉。用全电熔的方法，将玻璃液加热到1500℃，完成中性硼硅玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1250℃后，流入料盆；
ⅲ.玻璃管成型：料盆玻璃液通过直径300mm的端头后，由垂直牵引机拉制成直径76mm、壁厚为2.0mm、长度为3000mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管Ⅰ型；
ⅳ.精切圆口：将拉制成型的玻管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
ⅴ.检验包装：产品经回转式中性硼硅玻璃瓶退火炉退火后和在线激光测径仪、外观检验合格后，进行产品包装。
上述中性硼硅玻璃管制作方法所制作的中性硼硅玻璃管Ⅰ型，经检验200℃线膨胀系数为4.1×10-6K-1,。
实施例2
本实施例的中性硼硅玻璃管所用原料的重量配比为：二氧化硅(SiO2)150kg、三氧化二铝(Al2O3)13kg、三氧化二硼(B2O3)20kg、氧化钙(CaO)3.0kg、氧化钾(K2O)10kg、氧化钠(Na2O)14kg、氧化锂(LiO)1.0kg。
制作方法为：
ⅰ.原料配制：按照上述原料配比，混合配制好的配合原料，采用微机自动控制各种原料的精度和混料均匀度，通过输送机械输传送至玻璃熔制工序的熔炉前；
ⅱ.玻璃熔制：通过自动抛料手，将配制好的配合料，按规定的要求和程序，加入玻璃熔炉。用全电熔的方法，将玻璃液加热到1500℃，完成中性硼硅玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1300℃后，流入料盆；
ⅲ.玻璃管成型：料盆玻璃液通过直径300mm的端头后，由垂直牵引机拉制成直径80mm、壁厚为2.0mm、长度为4000mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管Ⅱ型；
ⅳ.精切圆口：将拉制成型的玻管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
ⅴ.检验包装：产品经回转式中性硼硅玻璃瓶退火炉退火后和在线激光测径仪、外观检验合格后，进行产品包装。
上述中性硼硅玻璃管制作方法所制作的中性硼硅玻璃管Ⅱ型，经检验200℃线膨胀系数为5.2×10-6K-1,。
实施例3
本实施例中性硼硅玻璃管所用原料的重量配比为：二氧化硅(SiO2)74kg、三氧化二铝(Al2O3)60kg、三氧化二硼(B2O3)10kg、氧化钙(CaO)1.8kg、氧化钾(K2O)6.5kg、氧化钠(Na2O)7.5kg、氧化锂(LiO)0.9kg。
制作方法为：
ⅰ.原料配制：按照上述原料配比，混合配制好的配合原料，采用微机自动控制各种原料的精度和混料均匀度，通过输送机械输传送至玻璃熔制工序的熔炉前；
ⅱ.玻璃熔制：通过自动抛料手，将配制好的配合料，按规定的要求和程序，加入玻璃熔炉。用全电熔的方法，将玻璃液加热到1550℃，完成中性硼硅玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1300℃后，流入料盆；
ⅲ.玻璃管成型：料盆玻璃液通过直径400mm的端头后，由垂直牵引机拉制成直径100mm、壁厚为3.5mm、长度为5000mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管Ⅲ型；
ⅳ.精切圆口：将拉制成型的玻管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
ⅴ.检验包装：产品经回转式中性硼硅玻璃瓶退火炉退火后和在线激光测径仪、外观检验合格后，进行产品包装。
上述制作方法所制作的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管Ⅲ型，经检验200℃线膨胀系数为5.5×10-6K-1,。
实施例4
本实施例的中性硼硅玻璃管所用原料的重量配比为：二氧化硅(SiO2)155kg、三氧化二铝(Al2O3)120kg、三氧化二硼(B2O3)18kg、氧化钙(CaO)4kg、氧化钾(K2O)11kg、氧化钠(Na2O)13kg、氧化锂(LiO)1.2kg。
制作方法为：
ⅰ.原料配制：按照上述原料配比，混合配制好的配合原料，采用微机自动控制各种原料的精度和混料均匀度，通过输送机械输传送至玻璃熔制工序的熔炉前；
ⅱ.玻璃熔制：通过自动抛料手，将配制好的配合料，按规定的要求和程序，加入玻璃熔炉。用全电熔的方法，将玻璃液加热到1500℃，完成中性硼硅玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1300℃后，流入料盆；
ⅲ.玻璃管成型：料盆玻璃液通过直径400mm的端头后，由垂直牵引机拉制成为直径125mm、壁厚为8.0mm、长度为6000mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管Ⅳ型；
ⅳ.精切圆口：将拉制成型的玻管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
ⅴ.检验包装：产品经回转式中性硼硅玻璃瓶退火炉退火后和在线激光测径仪、外观检验合格后，进行产品包装。
上述制作方法所制作的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管Ⅳ型，经检验300℃线膨胀系数为4.7×10-6K-1,。
实施例5
本实施例的中性硼硅玻璃管所用原料的重量配比为：二氧化硅(SiO2)760kg、三氧化二铝(Al2O3)60kg、三氧化二硼(B2O3)100kg、氧化钙(CaO)10kg、氧化钾(K2O)60kg、氧化钠(Na2O)60kg、氧化锂(LiO)8kg。
制作方法为：
ⅰ.原料配制：按照上述原料配比，混合配制好的配合原料，采用微机自动控制各种原料的精度和混料均匀度，通过输送机械输传送至玻璃熔制工序的熔炉前；
ⅱ.玻璃熔制：通过自动抛料手，将配制好的配合料，按规定的要求和程序，加入玻璃熔炉。用全电熔的方法，将玻璃液加热到1600℃，完成中性硼硅玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1350℃后，流入料盆；
ⅲ.玻璃管成型：料盆玻璃液通过直径450mm的端头后，由垂直牵引机拉制成为直径150mm、壁厚为15mm、长度为6000mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管Ⅴ型；
ⅳ.精切圆口：将拉制成型的玻管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
ⅴ.检验包装：产品经回转式中性硼硅玻璃瓶退火炉退火后和在线激光测径仪、外观检验合格后，进行产品包装。
上述制作方法所制作的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管Ⅴ型，经检验300℃线膨胀系数为6.5×10-6K-1,。

Claims (3)

1.一种太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管，其特征是，该玻璃管所用原料的重量配比为：二氧化硅71～77.1份、三氧化二铝5.2～7.1份、三氧化二硼8.2～11.6份、氧化钙0.5～2.4份、氧化钾0.5～7.4份、氧化钠5.0～7.6份、氧化锂0.2～1.0份，采用全电熔垂拉法拉制成的管直径为71—150mm、壁厚为1.5—10mm、长度为500--6000mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管。
2.根据权利要求1所述的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管，其特征是，该玻璃管的制作方法为：
ⅰ.原料配制：按照上述原料配比，混合配制好的配合原料，采用微机自动控制各种原料的精度和混料均匀度，通过输送机械输传送至玻璃熔制工序的熔炉前；
ⅱ.玻璃熔制：通过自动抛料手，将配制好的配合料，按规定的要求和程序，加入玻璃熔炉。用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400--1600℃，完成中性硼硅玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200--1350℃后，流入料盆；
ⅲ.玻璃管成型：料盆玻璃液通过直径160—450mm的端头后，由垂直牵引机拉制成Φ71-150mm的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管；
ⅳ.精切圆口：将拉制成型的玻管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
ⅴ.检验包装：产品经回转式中性硼硅玻璃瓶退火炉退火后和在线激光测径仪、外观检验合格后，进行产品包装。
3.根据权利要求2所述的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管制作方法，其特征是，用上述制作方法所制作的太阳能中高温集热管专用中性硼硅玻璃管线膨胀系数为4.1—6.1×10-6K-1,(20—300℃)。
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Denomination of invention: Special neutral borosilicate glass tube for solar medium and high temperature collector tube and its manufacturing method

Effective date of registration: 20220526

Granted publication date: 20180309

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Cangzhou branch

Pledgor: CANGZHOU FOUR STARS THERMAL GLASS CO.,LTD.

Registration number: Y2022990000275

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
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Date of cancellation: 20230720

Granted publication date: 20180309

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Pledgor: CANGZHOU FOUR STARS THERMAL GLASS CO.,LTD.

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