CN112410846A - 一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，包括从上到下搭建的三层平台，其中，每一层平台上均设置有以下设备：用于将铝型材进行上料的上料区域；用于传输铝型材的第一输送链；用于中转铝型材的第一中转区域；用于将第一中转区域上的铝型材传输到下一个设备的第一贮料输送链；用于依次进行脱脂、酸蚀、碱蚀、中和工序的多个水洗槽和多个工艺槽；用于烘干的烘干炉；用于将烘干后的铝型材输送到下一个工序的第二吊入输送链，且所述的第二吊入输送链还可以作为凉干铝型材使用；用于将铝型材进行下料的下料区域；三个平台之间通过连接梁连接构成三层结构。本发明提高整体工作效果高。

Description

一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线

技术领域

本发明涉及一种铝合金型材加工生产设备的技术领域，特别是一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线。

背景技术

高档太阳能光伏系统铝合金型材表面处理为砂面哑光白料或黑料，由于长期处于曝晒之下，耐候性要求高。因此，型材表面氧化膜厚要达到12-15μ，且要求氧化膜致密均匀，氧化时形成的膜孔封孔完全。再者，太阳能光伏系统铝合金型材品种不多，但批量很大，适应于大批量生产。

由于通过挤压形成的铝合金型材(未经表面处理)外观单一，表面容易形成一层厚约4nm的自然氧化膜，这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差，难以抵抗恶劣环境的腐蚀，使用寿命短，作为太阳能边框和支架使用，必须进行阳极氧化处理，因此必须通过阳极氧化处理步骤：首先，对铝型材进行前处理，去除自然形成的氧化膜、表面挤压纹和油污和铝屑；其次，运用氧化电解方法，在铝型材上形成致密的具有一定强度和耐腐性的氧化铝膜层，这种膜层越厚，强度和耐腐性性能越好，且具有可着色性；再次、白料不经着色，黑料经电解着色，在膜孔中镀入镍或锡形成黑料；最后，用沉积法对氧化和着色电解时形成的残留的膜厚进行封闭处理。

针对上述特点，厂家生产了现有的通用氧化生产线，但是现有的通用氧化生产线存在以下几个问题：整体工作效率低，仅仅实现一个流程操作。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种节能效果好、整体工作效果高的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，包括从上到下搭建的三层平台，其中，每一层平台上均设置有以下设备：

用于将铝型材进行上料的上料区域，在上料区域内悬挂有一个以上的升降机，每一个升降机上托着一根用于夹起铝型材的挂料梁；

用于传输铝型材的第一输送链；

用于中转铝型材的第一中转区域；

用于将第一中转区域上的铝型材传输到下一个设备的第一贮料输送链；

用于依次进行脱脂、酸蚀、碱蚀、中和工序的多个水洗槽和多个工艺槽，在工艺槽作为酸蚀的过程中需要依次通过三个水洗槽进行水洗，同时在每一个水洗槽处设置有用于检测水洗PH值的PH值检测自动控制设备以及水流的自动控制设备；

用于烘干的烘干炉；

用于将烘干后的铝型材输送到下一个工序的第二吊入输送链，且所述的第二吊入输送链还可以作为凉干铝型材使用；

用于将铝型材进行下料的下料区域；

第一层平台的过道作为检修通道，在中间的第二层平台的过道上设置有控制整个设备工作的中央控制监控区域、低压控制器、进行变压控制的变压器以及氧化整流器，在上方的第三层平台上设置有碱蚀排气设备以及冷却塔，三个平台之间通过连接梁连接构成三层结构。

作为优选，在第一贮料输送链后依次连接有第一水洗槽、第一除油槽、第二水洗槽、第三水洗槽、第一酸蚀槽、第四水洗槽、第五水洗槽、第一苛性槽、第六水洗槽、第七水洗槽、第八水洗槽、第一中和槽、第九水洗槽、第十水洗槽、第一氧化槽、第二氧化槽、第三氧化槽、第一辅助槽、第四氧化槽、第五氧化槽、第十一水洗槽、第十二水洗槽、第十三水洗槽、第十四水洗槽、第十五水洗槽、第二辅助槽以及第一着色槽，所述下料区域位于上料区域的左侧，在下料区域的左侧依次设置有第二着色槽、第三辅助槽、第十六水洗槽、第十七水洗槽、第一中温封孔槽、第二中温封孔槽、第十八水洗槽、第十九水洗槽和第一温水洗槽、滴水区域，所述的滴水区域另一侧与烘干炉连通，所述第二着色槽与第一着色槽之间通过中转车连通传输铝型材。

进一步，为了提高槽液的均匀度，用水泵循环槽液，氧化槽液按每小时循环4.5次的速度循环，着色槽液按按每小时循环3次的速度循环，封孔槽液按每小时循环1次的速度循环，且循环过程中通过循环泵提高槽液循环量，并通过管阀与冷冻机、板式换热器进行热量降温交换。

为了方便操作，在封孔槽侧边里连接有直接对槽液加热的直热热水炉和热泵。

为了提高强度，所述上料区域以及下料区域的挂料梁采用双层结构，在每一层的下方设置有用于传输过程中进行防护的防护网隔离网，所述防护网隔离网采用20#的槽钢作骨架。

为了提高氧化效果，在氧化槽内设置有氧化阴极杆，在着色槽内设置有着色阴极杆。

为了提高氧化效果，所述氧化阴极采用齿形铝排，齿面深20㎜，阴阳电极面积比为1：1.2；着色阴极杆为齿形锡板，齿面深7㎜，阴阳电极面积比为1：0.8。

本发明得到的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，其具备以下的技术效果：将现有的单层设置变成三层设置以提高整体加工效率，同时三套设备同一个控制器控制提高节能效果、整体工作效果高、实现多个流程同步工作。

附图说明

图1是实施例1的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线中第一层的俯视图；

图2是实施例1的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线中第二层的俯视图；

图3是实施例1的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线中第三层的俯视图；

图4是实施例1的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线的侧视图；

图5是实施例1中氧化阴极杆的俯视图；

图6是实施例1中着色阴极杆的俯视图。

图中：上料区域1、升降机2、挂料梁3、第一输送链4、第一中转区域5、第一贮料输送链6、烘干炉7、第二吊入输送链8、下料区域9、检修通道10、中央控制监控区域11、低压控制器12、变压器13、氧化整流器14、碱蚀排气设备15、冷却塔16、连接梁17、第一水洗槽18、第一除油槽19、第二水洗槽20、第三水洗槽21、第一酸蚀槽22、第四水洗槽23、第五水洗槽24、第一苛性槽25、第六水洗槽26、第七水洗槽27、第八水洗槽28、第一中和槽29、第九水洗槽30、第十水洗槽31、第一氧化槽33、第二氧化槽34、第三氧化槽35、第一辅助槽36、第四氧化槽37、第五氧化槽38、第十一水洗槽39、第十二水洗槽40、第十三水洗槽41、第十四水洗槽42、第十五水洗槽43、第二辅助槽44、第一着色槽45、第二着色槽46、第三辅助槽47、第十六水洗槽48、第十七水洗槽49、第一中温封孔槽50、第二中温封孔槽51、第十八水洗槽52、第十九水洗槽53、第一温水洗槽54、滴水区域55、中转车56、循环泵57、冷冻机58、直热热水炉59、热泵60、防护网隔离网61、氧化阴极杆62、着色阴极杆63、PH值检测自动控制设备64、水流的自动控制设备65、板式换热器66。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1-图6所示，本实施例提供的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，

包括从上到下搭建的三层平台，其中，每一层平台上均设置有以下设备：

用于将铝型材进行上料的上料区域1，在上料区域1内悬挂有一个以上的升降机2，每一个升降机2上托着一根用于夹起铝型材的挂料梁3；

用于传输铝型材的第一输送链4；

用于中转铝型材的第一中转区域5；

用于将第一中转区域5上的铝型材传输到下一个设备的第一贮料输送链6；

用于依次进行脱脂、酸蚀、碱蚀、中和工序的多个水洗槽和多个工艺槽，在工艺槽作为酸蚀的过程中需要依次通过三个水洗槽进行水洗，同时在每一个水洗槽处设置有用于检测水洗PH值的PH值检测自动控制设备64以及水流的自动控制设备65；

用于烘干的烘干炉7；

用于将烘干后的铝型材输送到下一个工序的第二吊入输送链8，且所述的第二吊入输送链8还可以作为凉干铝型材使用；

用于将铝型材进行下料的下料区域9；

第一层平台的过道作为检修通道10，在中间的第二层平台的过道上设置有控制整个设备工作的中央控制监控区域11、低压控制器12、进行变压控制的变压器13以及氧化整流器14，在上方的第三层平台上设置有碱蚀排气设备15以及冷却塔16，三个平台之间通过连接梁17连接构成三层结构。本发明将现有的单层设置变成三层设置以提高整体加工效率，同时三套设备同一个控制器控制提高节能效果、整体工作效果高、实现多个流程同步工作。

作为优选，在第一贮料输送链6后依次连接有第一水洗槽18、第一除油槽19、第二水洗槽20、第三水洗槽21、第一酸蚀槽22、第四水洗槽23、第五水洗槽24、第一苛性槽25、第六水洗槽26、第七水洗槽27、第八水洗槽28、第一中和槽29、第九水洗槽30、第十水洗槽31、第一氧化槽33、第二氧化槽34、第三氧化槽35、第一辅助槽36、第四氧化槽37、第五氧化槽38、第十一水洗槽39、第十二水洗槽40、第十三水洗槽41、第十四水洗槽42、第十五水洗槽43、第二辅助槽44以及第一着色槽45，所述下料区域9位于上料区域1的左侧，在下料区域9的左侧依次设置有第二着色槽46、第三辅助槽47、第十六水洗槽48、第十七水洗槽49、第一中温封孔槽50、第二中温封孔槽51、第十八水洗槽52、第十九水洗槽53和第一温水洗槽54、滴水区域55，所述的滴水区域55另一侧与烘干炉7连通，所述第二着色槽46与第一着色槽45之间通过中转车56连通传输铝型材。

进一步，为了提高槽液的均匀度，用水泵循环槽液，氧化槽液按每小时循环4.5次的速度循环，着色槽液按按每小时循环3次的速度循环，封孔槽液按每小时循环1次的速度循环，且循环过程中通过循环泵57提高槽液循环量，并通过管阀与冷冻机58、板式换热器66进行热量降温交换。

为了方便操作，在封孔槽侧边里连接有直接对槽液加热的直热热水炉59和热泵60。

为了提高强度，所述上料区域1以及下料区域9的挂料梁3采用双层结构，在每一层的下方设置有用于传输过程中进行防护的防护网隔离网61，所述防护网隔离网61采用20#的槽钢作骨架。

为了提高氧化效果，在氧化槽内设置有氧化阴极杆62，在着色槽内设置有着色阴极杆63。

为了提高氧化效果，所述氧化阴极62采用齿形铝排，齿面深20㎜，阴阳电极面积比为1：1.2；着色阴极杆63为齿形锡板，齿面深7㎜，阴阳电极面积比为1：0.8。

本实施例还具有以下优点：

1、首先对铝型材氧化前进行处理处理工序：进行脱脂、酸蚀、碱蚀、中和的工序，同时在设备工作时，为了提高氧化膜致密性，减少碱蚀工序的氯残留，将碱蚀前的二道水洗改为三道水洗，并增加各工序水洗PH值自动控制设备，自动控制水洗量，以做到产品质量与用水排污成本的平；

2、同时槽液循环采用由常用的3次提高到4.5次/小时，泵采用低扬程，大流量泵，利用冷冻机组提高槽液循环量，温度控制由±2℃，减少至±1.5℃；用磁悬浮直冷冷冻机取代螺杆直冷冷冻机，提高降温效果；同时供电方面用高频氧化电源取代硅整流电源，提高成膜质量，并降低电耗。

3、封孔工序：采用直热热水炉和热泵，直接对槽液加热，同时后期可以将热水炉在冷槽开机时使用，热泵在开机后使用，槽内设热电偶与燃烧机或热泵联动控制温度。直热锅炉和热泵比采用锅炉+槽内盘管的加热效率高20-50％；本实施例采用双工位封孔，适当延长封孔时间，提高封孔质量；封孔水洗，由二道水洗改为三道水洗，减少表面残留；增加封孔50℃水份烘干炉，保证封孔质量；

4、上下料采用双层设计，在每一层的下方设置有用于传输过程中进行防护的防护网隔离，以提高强度。升降机采用大行程升降机，升降行程5250㎜。为保证升降机自动控制的精度要求，采用直线导轨滑动式，双速控制；上下料时用脚踏开关控制间断慢速运行，适用于操作，上下料后快速向上输送，提高运行效率。

7、氧化生产线中氧化和着色工序中需要通电电解，电解阴阳极的表面积比直接影响成膜速度和质量；由于铝型材作为阳极，因此另配置专用阴极杆；由于太阳能光伏生产线挂料多，每挂料的总表面积大，因此，阴极杆表面积也需要加大。氧化阴极杆和着色阴极杆设计为独有齿形截面，保证阴阳面积比。氧化阴极采用齿形铝排，齿面深20㎜，阴阳电极面积比为1：1.2；着色阴极杆为齿形锡板，齿面深7㎜，阴阳电极面积比为1：0.8。同时，型材氧化电解电流密度为每平方铝材(表面积)需要130-150A，型材着色电解电流密度为每平方铝材(表面积)需要90A，由于太阳能型材氧化生产线上挂料面积是普通生产线约2.5倍，因此，挂料梁，阴极大梁和通电母排采用了大容量设计，氧化电源按每槽60000A设计，着色电源按每槽45000A设计并按每平方毫米通电0.8A,设置挂料梁(阳极梁)，阴极大梁和通电母排的截面积。

8、后期为了解决槽深可能带来的上层和下层质量偏差，氧化、着色工艺处理槽配置槽液循环，还可以在槽内下中部间隔800㎜，布三条DN150通长布液管、布液管开Φ11、Φ12、Φ13三种孔，向下程30度角度两侧开孔，均匀分布，总孔数约300个；槽体四周设溢流板和溢流沟，四周溢流槽液；氧化槽按4.5倍槽液量循环，着色按2.5倍槽液量循环，其它工艺槽按1倍槽液量循环；各水洗槽下部设空气搅拌管，利用空气曝气，提高水洗效果。

9、同时由于碱蚀、氧化、色、封孔、封孔热水洗槽等需要温度控制，在对应的槽中设置了热电偶测温，经过中央控制监控区域设定各工序温度控制值实现远程控制。碱蚀通过电磁阀控制热水管路开闭实现温控，氧化工序通过控制冷冻机开闭实现温控。着色通过三通电动阀控制冷冻水开闭水量实现温控，封孔、封孔水洗工序通过控制热泵或热水炉的燃烧机开停实现温控；工艺槽的成份控制采取预先设定给药比，中央控制监控区域的电脑根据处理型材的型号、表面积和数量自动计算消耗量，控制加药泵给药，给药比由化检员定期实际测定在电脑上微调；碱蚀废气处理与碱槽出料行车联锁，排气风机采用变频控制，碱槽无料时停止，有料时小风量运行，出料时加大风量运行；中央控制监控区域设置显示屏，上面显示行车、输送、中转车的运行状态、位置及主要参数，并可设定与调整，自动控制系统根据预设的不同型材的工艺路线运行，上料时输入型材数量及工艺号，系统自动按设定工艺运行(处理工艺包括：进处理槽顺序、处量时间、处理槽温度、槽液浓度值等)。

整个操作流程：上料操作：操作按扭，空的挂料梁3自动下降至低位，取型材夹在挂料梁3杆上，挂一段后，脚踩脚踏开关，挂料梁3上升；再夹挂下一段，重复操作至挂满；操作按扭，输送工艺号，升降机自动上升，进入自动处理程序。

2、中央控制监控区域的总控室操作：操作员根据产品品种工艺，设置各处理槽的处理时间、温度、氧化着色电流密度、加药速度等。铝型材自动进入第一输送链4上→行车受程序控制自动吊入第一中转区域5→行车根据工艺编程自动吊入，吊出各处理槽→温控系统自动开闭电磁阀，电动阀开启或停止加温→进而控制热水炉、热水泵的开停→氧化着色电源系统根据指令，自动控制氧化、着色整流柜输出电流强度及波形→循环控制系统自动控制循环泵、喷淋清洗泵、槽液处理系统、排气环保保系统的开停→处理完毕行车吊入第二吊入输送链8→经识别系统自动进入下料区域9；下料区域9的结构与上料区域1相同；

3、下料操作：下料区域9的升降机自动下降至操作位→操作取夹下料→料取完后，操作按扭，空的挂料梁3自动上升→空的挂料梁3经行车自动吊进上料输送链。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，其特征在于：包括从上到下搭建的三层平台，其中，每一层平台上均设置有以下设备：

用于将铝型材进行上料的上料区域(1)，在上料区域(1)内悬挂有一个以上的升降机(2)，每一个升降机(2)上托着有一根用于夹起铝型材的挂料梁(3)；

用于传输铝型材的第一输送链(4)；

用于中转铝型材的第一中转区域(5)；

用于将第一中转区域(5)上的铝型材传输到下一个设备的第一贮料输送链(6)；

用于依次进行脱脂、酸蚀、碱蚀、中和工序的多个水洗槽和多个工艺槽，在工艺槽作为酸蚀的过程中需要依次通过三个水洗槽进行水洗，同时在每一个水洗槽处设置有用于检测水洗PH值的PH值检测自动控制设备以及水流的自动控制设备；

用于烘干的烘干炉(7)；

用于将烘干后的铝型材输送到下一个工序的第二吊入输送链(8)，且所述的第二吊入输送链(8)还可以作为凉干铝型材使用；

用于将铝型材进行下料的下料区域(9)；

第一层平台的过道作为检修通道(10)，在中间的第二层平台的过道上设置有控制整个设备工作的中央控制监控区域(11)、低压控制器(12)、进行变压控制的变压器(13)以及氧化整流器(14)，在上方的第三层平台上设置有碱蚀排气设备(15)以及冷却塔(16)，三个平台之间通过连接梁(17)连接构成三层结构。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，其特征在于：在第一贮料输送链(6)后依次连接有第一水洗槽(18)、第一除油槽(19)、第二水洗槽(20)、第三水洗槽(21)、第一酸蚀槽(22)、第四水洗槽(23)、第五水洗槽(24)、第一苛性槽(25)、第六水洗槽(26)、第七水洗槽(27)、第八水洗槽(28)、第一中和槽(29)、第九水洗槽(30)、第十水洗槽(31)、第一氧化槽(33)、第二氧化槽(34)、第三氧化槽(35)、第一辅助槽(36)、第四氧化槽(37)、第五氧化槽(38)、第十一水洗槽(39)、第十二水洗槽(40)、第十三水洗槽(41)、第十四水洗槽(42)、第十五水洗槽(43)、第二辅助槽(44)以及第一着色槽(45)，所述下料区域(9)位于上料区域(1)的左侧，在下料区域(9)的左侧依次设置有第二着色槽(46)、第三辅助槽(47)、第十六水洗槽(48)、第十七水洗槽(49)、第一中温封孔槽(50)、第二中温封孔槽(51)、第十八水洗槽(52)、第十九水洗槽(53)和第一温水洗槽(54)、滴水区域(55)，所述的滴水区域(55)另一侧与烘干炉(7)连通，所述第二着色槽(46)与第一着色槽(45)之间通过中转车(56)连通传输铝型材。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，其特征在于：每一个槽内的槽液通过每4.5次/小时的时间间隔进行循环流动。

4.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，其特征在于：在封孔槽侧边里连接有直接对槽液加热的直热热水炉(59)和热泵(60)。

5.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，其特征在于：所述上料区域(1)以及下料区域(9)的挂料梁(3)采用双层结构，在每一层的下方设置有用于传输过程中进行防护的防护网隔离网(61)，所述防护网隔离网(61)采用20#的槽钢作骨架。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，其特征在于：在氧化槽内设置有氧化阴极杆(62)，在着色槽内设置有着色阴极杆(63)。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能光伏系统铝合金型材智能全自动氧化生产线，其特征在于：所述氧化阴极(62)采用齿形铝排，齿面深20㎜，阴阳电极面积比为1：1.2；着色阴极杆(63)为齿形锡板，齿面深7㎜，阴阳电极面积比为1：0.8。

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