CN203454432U - 太阳能发电集热管自动排气生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种太阳能发电集热管自动排气生产线，包括排气封离总成（1），包括N个（N>=2）依次布置的烘箱（2），N个烘箱具有N-1个烘箱盖（3），每个烘箱分别具有支撑集热管的台面（4）和封离集热管的封离器，并分别连接有对集热管排气的真空系统（6）；移载系统（7），将多个待排气集热管（5）同时移载到未盖有烘箱盖的烘箱中，随后将完成排气处理的烘箱的烘箱盖移载到填装有待排气集热管的烘箱上，并在集热管完成排气处理后,将多个排气后的集热管同时从烘箱移出；控制系统，与排气封离总成和移载系统信号连接以用于对其进行电气控制，从而实现排气过程的自动化生产，最大程度降低人工操作强度，提高了生产效率。

Description

太阳能发电集热管自动排气生产线

技术领域

本实用新型属于太阳能热利用设备制造技术领域，具体地，涉及一种用于生产太阳能发电集热管的专用设备，特别涉及一种太阳能发电集热管自动排气生产线。

背景技术

高温太阳能利用装置中，集热管是实现太阳能有效利用的关键部件，其通常包括玻璃外管、同轴设置的金属内管、以及起连接密封作用的波纹管组件，金属内管外表面制备有能够有效吸收太阳光以加热管内工质的选择性吸收涂层，以提高吸热效率，金属内管和玻璃外管与波纹管组件之间形成有密闭的夹层空间，通过尾管对夹层空间抽真空以形成真空夹层，保证在高温工作条件下吸热涂层的优良性能，同时有效降低向周围环境散失热损失，提高集热效率。夹层真空度及集热管真空度是衡量集热管集热效率和使用寿命的核心指标。真空夹层的制备称之为排气，排气生产由专机装备完成，是集热管制备过程中的重要工序。

例如，中国专利文献CN201575621U公开了一种中温全玻璃真空太阳集热管自动排气系统，该太阳集热管自动排气系统具有环形隧道式烤箱以及与其配套的环形轨道，并且设置有水平方向的出口和入口，若干首位相接的台车以及与每个台车相对应设置的真空机组，用于锁紧尾管的自动锁紧装置，用于封离尾管的燃气自动封离装置，以及用于实现隧道烤箱内温度均匀性的燃烧器。其工作过程如下：首先通过燃烧器使烤箱内部的温度均匀化，然后启动真空机组和空气压缩机，台车在驱动装置的带动下沿着环形轨道循环运行，工人将真空太阳集热管的尾管插入到自动锁紧装置中，插满一组后启动阀门将高压空气充入气囊中以收缩锁紧尾管，随后真空机组对真空太阳集热管抽真空，真空太阳集热管在燃气式隧道烤箱中穿过后，启动自动封离装置，通过喷嘴喷出的火焰在尾管上聚焦并慢慢将尾管熔化，从而实现对真空太阳集热管的自动封离，最后将封离后的真空太阳集热管和尾管取下，重新插入下一批真空太阳集热管，从而完成对真空太阳集热管排气工序的自动化流水线生产。

虽然上述专利文献公开的集热管自动排气系统能够实现自动流水线式生产，提高了产品性能的稳定性和生产效率，但其也相应地存在以下缺陷：

第一，集热管通过真空机组抽真空之前，需要专门的设备，也就是专利文献中的燃烧器和循环风机来对烤箱进行预先的温度均匀化，从而使排气系统结构复杂，此外，由于采用燃气预热，使得生产中的安全性较差；

第二，需要人工逐个将集热管的尾管插入到自动锁紧装置中，直到插满一组后启动空气压缩机将空气充入到气囊中，以锁紧尾管，然后进行抽真空，从而使得集热管上料和锁紧的生产率较低，人工操作强度大；

第三，自动封离装置采用燃气进行封离，这就使得该系统需要另一套完整的燃气设备来保证燃气的安全供应，从而使该系统的结构成本加大。此外，使用燃气也使得整个系统的安全性较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是现有的太阳能集热管自动排气系统人工操作强度大、安全性较低，自动化程度不高的技术问题，从而提供一种自动化程度高，人工操作强度低，生产效率高的太阳能发电集热管自动排气生产线。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种太阳能发电集热管自动排气生产线，包括排气封离总成，包括N个依次布置的烘箱，所述N个烘箱具有N-1个烘箱盖，每个烘箱分别具有支撑集热管的台面和封离集热管的封离器，并分别连接有对集热管排气的真空系统；移载系统，将多个待排气集热管同时移载到未盖有烘箱盖的烘箱中，随后将完成排气处理的烘箱的烘箱盖移载到填装有待排气集热管的烘箱上，并在集热管完成排气处理后,将所述多个排气后的集热管同时从烘箱移出；控制系统，与所述排气封离总成和所述移载系统信号连接以用于对其进行电气控制。

所述N个烘箱依次成直线方式布置，所述N-1个烘箱盖从第二个所述烘箱开始设置。

所述排气封离总成的上方通过支架设置有两条平行的导轨，所述移载系统位于所述导轨之间并滑动地设置在所述导轨上。

所述移载系统包括通过拖链与所述控制系统电连接的集热管移载机构和烘箱盖移载机构，以及与所述控制系统电连接，以用于检测所述导轨上的移载机构是否存在占位现象的传感器。

所述集热管移载机构和烘箱盖移载机构与各自的驱动机构通过齿轮齿条啮合的方式沿着所述导轨移动。

所述集热管移载机构具有与多个待排气集热管数量相同的抓取机构，所述烘箱盖移载机构具有烘箱盖提取机构；所述抓取机构和所述烘箱盖提取机构通过蜗杆升降机以及导杆以上下移动。

所述太阳能发电集热管自动排气生产线还包括物料车，位于所述排气封离总成的一端，并与所述烘箱直线对齐，用于集热管的上料和下料。

所述物料车具有与多个待排气集热管数量相同的集热管支撑机构和尾管定位机构，其中，所述集热管支撑机构中心与所述集热管移载机构的所述抓取机构中心的偏差精度小于等于1mm。

所述尾管定位机构在摇把的作用下可沿着物料车的高度方向上下移动。

所述控制系统包括排气控制系统，用于排气过程中对所述排气封离总成进行自动/手动控制；加热控制系统，用于实现排气过程中所述填装有待排气集热管的烘箱的温度控制；移载控制系统，用于实现所述烘箱盖的顺序移位以及待排气集热管的上下料；上位监控系统，用于实现生产线排气过程中各种实时数据的采集、显示和记录。

本实用新型的上述技术方案与现有技术相比，具有以下优点：

本实用新型的太阳能发电集热管自动排气生产线，其排气封离总成包括N个（N>=2）依次布置的烘箱，N个烘箱具有N-1个烘箱盖，而移载系统可将多个待排气集热管同时移载到未盖有烘箱盖的烘箱中，随后将完成排气处理的烘箱的烘箱盖移载到填装有待排气集热管的烘箱上，并在集热管完成排气处理后,将所述多个排气后的集热管同时从烘箱移出，移载系统能够实现自动上料、下料和烘箱盖的入位，最终实现排气过程的自动化生产，该生产线最大程度降低人工操作强度，提高了生产效率，自动化程度高、排气后的产品性能优良。

本实用新型的太阳能发电集热管自动排气生产线，其排气封离总成的上方通过支架设置有两条平行的导轨，移载系统位于导轨之间并滑动地设置在导轨上，从而能够充分利用该生产线的上部空间，减少其占地面积，同时使该移载系统能够跟便利地实现集热管的上下料以及烘箱盖的移载。

本实用新型的太阳能发电集热管自动排气生产线，其移载系统包括通过拖链与控制系统电连接的集热管移载机构和烘箱盖移载机构，以及与控制系统电连接，以用于检测导轨上的移载机构是否存在占位现象的传感器，这样，集热管的上下料和烘箱盖的移载分别采用各自的移载机构，可以进一步节省生产时间，同时，由于传感器可以检测到导轨上是否存在移载机构占位的现象，从而可以防止集热管移载机构和烘箱盖移载机构在同一轨道上发生碰撞。

本实用新型的太阳能发电集热管自动排气生产线，还包括物料车，该物料车具有与多个待排气集热管数量相同的集热管支撑机构和尾管定位机构，这样，集热管在被移载到烘箱之前，预先放置在集热管支撑机构上并由尾管定位机构对其进行定位，同时，由于集热管支撑机构中心与集热管移载机构的抓取机构中心的偏差精度小于等于1mm，从而使上述的集热管移载机构能够一次性地准确地将多个待排气集热管抓取。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中，

图1表示本实用新型的具体实施方式提供的太阳能发电集热管自动排气生产线的简易结构示意图；

图2表示本实用新型的具体实施方式提供的太阳能发电集热管自动排气生产线的物料车的简易结构示意图。

附图标记说明

1-排气封离总成，2-烘箱，3-烘箱盖，4-台面，5-待排气集热管，6-真空系统，7-移载系统，8-导轨，9-集热管移载机构，10-烘箱盖移载机构，11-抓取机构，12-物料车，13-集热管支撑机构，14-尾管定位机构，15-摇把。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式提供的太阳能发电集热管自动排气生产线进行详细说明。

如图1所示，本实用新型具体实施方式提供的太阳能发电集热管自动排气生产线，包括排气封离总成1、移载系统7以及控制系统（图中未显示），其中，

排气封离总成1，包括N个（N>=2，即N为大于等于2的自然数）依次布置的烘箱2，N个烘箱2具有N-1个烘箱盖3，每个烘箱2分别具有支撑集热管的台面4和封离集热管的封离器，并分别连接有对集热管排气的真空系统6；

移载系统7能够将多个待排气集热管5同时移载到未盖有烘箱盖3的烘箱2中，随后将完成排气处理的烘箱2的烘箱盖3移载到填装有待排气集热管5的烘箱2上，并在集热管完成排气处理后,将多个排气后的集热管同时从烘箱2移出；

控制系统与排气封离总成1和移载系统7信号连接以用于对其进行电气控制。

这样，移载系统7能够实现集热管的自动上料、下料和烘箱盖3的移载，最终实现排气过程的自动化生产，该生产线能够在最大程度上降低人工操作强度，提高了生产效率，自动化程度高、排气后的产品性能优良。

烘箱2的数量N可以为2个，也可以为2个以上，例如，烘箱2的数量可以为7个，相应地，用于烘箱2的烘箱盖3的数量则为6个，从而能够实现烘箱盖3的移动周转使用，完成排气过程的自动化生产。

具体地如下所述：烘箱2依次编号为1号、2号、3号…N号，其中，1号烘箱未盖有烘箱盖3，从2号到N号的烘箱2盖有该烘箱盖3。移载系统可先对1号烘箱装载集热管，装载完毕后，移载系统将2号烘箱或其他已经完成集热管排气处理的烘箱2的烘箱盖3移载到1号烘箱上，然后对1号烘箱的集热管进行加热排气处理。同时，移载系统进行2号烘箱的集热管装载，完毕后，将3号烘箱或或其他已经完成集热管排气处理的烘箱2的烘箱盖移载到2号烘箱上，然后对2号烘箱的集热管进行加热排气处理，依次类推，当N号烘箱装载完集热管后，移载系统再将1号烘箱或其他已经完成集热管排气处理的烘箱2的烘箱盖移载到N号烘箱上，N号烘箱进行集热管的排气处理；同时，移载系统对1号烘箱或完成排气处理的烘箱下管并再装管，并将完成排气处理的2号烘箱或其他烘箱的烘箱盖移载到1号，从而形成烘箱盖的循环使用；

此外，由于考虑到每个烘箱完成排气处理的时间大致相同，因此，移载系统可按照从1号烘箱到N号烘箱的顺序来移载烘箱盖，即将2号烘箱上的烘箱盖移载到1号烘箱上，3号烘箱上的烘箱盖移载到2号烘箱上，依次类推，最后将1号烘箱上的烘箱盖移载到N号烘箱上，从而形成烘箱盖的顺序周转使用。

另外，每台烘箱2可以一次性地装载多个集热管，例如每台烘箱2可以一次装载8个集热管，集热管的数量可根据实际的需要来变化。

进一步，为了减少移载系统7的移载时间，优选地，N个烘箱2依次成直线方式布置或者成环形方式布置，N-1个烘箱盖3从第二个烘箱2开始设置。

同时，为了进一步充分利用该生产线的上部空间，减少整个生产线的占地面积，使移载系统7能够更便利地进行集热管的上下料以及烘箱盖的移载，优选地，如图1所示，排气封离总成1的上方通过固定在地面上的支架设置有两条相互平行的导轨8，移载系统7位于导轨8之间并来回滑动地设置在导轨8上。

移载系统7可以为单个的移载机构，用于移载集热管和烘箱盖。

当然，为了提高移载的效率，并节省将集热管装载到烘箱的时间，优选地，移载系统7包括通过拖链与控制系统电连接的集热管移载机构9和烘箱盖移载机构10，以及与控制系统电连接，以用于检测导轨上的移载机构是否存在占位现象的传感器。这样，集热管的上下料和烘箱盖的移载分别采用各自的移载机构，可以进一步节省生产时间，同时，由于传感器（图中未显示）可以检测到导轨8上是否存在移载机构占位的现象，从而可以防止集热管移载机构和烘箱盖移载机构在同一轨道上发生碰撞。

实际中，集热管移载机构9和烘箱盖移载机构10可以通过任何传动机构来移动。为了与直线导轨相对应，优选地，所述集热管移载机构9和烘箱盖移载机构10与各自的驱动机构例如电机通过齿轮齿条啮合的方式沿着所述导轨移动。

此外，为了实现将多个带排气集热管5能够一次性的装载，优选地，所述集热管移载机构9具有与多个待排气集热管5数量相同的抓取机构11，相应地，所述烘箱盖移载机构10具有烘箱盖提取机构；所述抓取机构11和所述烘箱盖提取机构分别通过各自的蜗杆升降机以及各自连接的导杆进行上下移动，以抓取集热管和烘箱盖。

进一步，为了方便向集热管移载机构9上料，优选地，该太阳能发电集热管自动排气生产线还包括物料车12，如图1所示，物料车12位于所述排气封离总成1的一端，即靠近一端的烘箱设置，并与所述烘箱2直线对齐，用于集热管的上料和下料。

如图2所示，所述物料车12具有与多个待排气集热管5数量相同的集热管支撑机构13和尾管定位机构14，其中，所述集热管支撑机构13中心与所述集热管移载机构的所述抓取机构11中心的偏差精度小于等于1mm，以实现抓取机构11对物料车12上的多个集热管的同时准确抓取。

另外，物料车12上的各集热管支撑机构13和烘箱的台面4上的用于支撑集热管的支撑座的间距保持一致。

此外，所述尾管定位机构14可在摇把15的作用下可沿着物料车的高度方向上下移动，以对集热管的尾管位置进行校对以保持全部集热管位置的一致性，从而保证集热管上料的准确性。

所述控制系统包括排气控制系统，用于排气过程中对所述排气封离总成进行自动/手动控制；加热控制系统，用于实现排气过程中所述填装有待排气集热管的烘箱的温度控制；移载控制系统，用于实现所述烘箱盖的顺序移位以及待排气集热管的上下料；上位监控系统，用于实现生产线排气过程中各种实时数据的采集、显示和记录。

以下详细说明该生产线的生产流程：

整个生产流程主要分为：来料、上料、烘箱盖移载、排气以及下料，具体地：

来料：主要工作是将上道工序提供给自动排气线的待排气集热管装载至物料车上。待排气集热管可以由物流线或者物料运输小车运抵至自动排气线的物料车旁边，由人工或助理机械手快速完成集热管的上料。亦可直接将自动排气线的物料车拉走至上到工序，将集热管在上道工序装入物料车后运抵排气线的上料区等待。

物料车的集热管支撑机构13是自动排气线集热管的定位基准核心部件，其结构与烘箱的台面（常温状态）一模一样，且尾管定位机构14的尾管定位孔的加工精度高于烘箱台面，若集热管的尾管能顺利通过物料车尾管定位孔并放置于小车上，证明该集热管为合格产品满足自动排气线生产要求。否则不能进行排气生产，要予以返工。

上料：主要实现多个，例如8支集热管一次性上管的工作。

自动排气线物料车装满8支集热管后，由人工给出“集热管上管”命令，此时集热管移载机构自动运行到上料区，并准确停止在物料车上方。集热管移载机构到位后，给出到位信号，集热管抓取机构自动完成下降—抓取—提升动作，一次将物料车上的8支集热管抓取，然后在伺服电机驱动下自动移载至无烘箱盖的空位烘箱台面上方（在集热管移载机运行前，要先进行占位检测，如发现烘箱盖移载机有占位现象，控制系统自动将烘箱盖移载机运抵到“空位”，即导轨的另一端，以避免发生撞车现象），当系统给出到位信号后，集热管移载机构自动将8支集热管缓慢下降至烘箱台面的封离器，例如电封离炉上表面，作短暂停留。此时，由人工检查每支集热管的尾管是否能够顺利进入电封离炉；如果有个别偏离，用专用工具对封离炉的位置进行适当调整。当确保所有尾管与电封离炉的位置都吻合后，由人工给出指令，此时移载机构自动缓慢下降，将8支集热管的尾管一次性穿过8个电封离炉以及台面下对应的气囊锁紧机构，并将钢管平稳放置于烘箱台面上的支撑机构上。然后，集热管抓取机构11移出并上升移动至取料区等待。

此时，气囊锁紧机构将尾管锁紧，真空机组启动对每只集热管进行粗抽，真空指标高于设定的压力值，例如8Pa，则证明每支集热管都不漏，真空系统的高阀自动打开；然后集热管移载机构自动将集热管的抓取机构11移除，同时完成上升，并自动移动至上料区等待下一车待排气集热管到位。

如果超过一定时间（根据现有工艺确定）真空指标达不到设定的压力值，例如8Pa，高阀仍无法打开，证明集热管有漏气现象，进行捡漏，排除故障。如果是气囊锁紧问题，适当调整气囊位置，重新抽真空；如果是集热管漏气，手动将该组集热管气囊放气，移载机构将对应机组的集热管移走，重新上一只新的集热管。

当集热管上料完成后，由人工给出要烘箱盖的命令，此时烘箱盖由烘箱移载机构自动将烘箱盖放置于已经装好多个，例如8支集热管的烘箱台面上。烘箱下降到位信号给出，自动对烘箱进行加热，同时烘箱盖移载机构撤离。

排气：烘箱加热的同时开始根据工艺的温度和时间及真空度的要求，对每支集热管进行抽真空。每两支集热管对应一个机组，排气过程如果有炸管，控制系统会进行自动检测，并自动将炸管的集热管真空管路关断，不影响其他集热管的排气生产。排气的整个过程为升温—保温—降温，根据实际需求，在温度降到要求温度时，启动电封离，以对集热管的尾端进行封离。降温至一定温度可以开烘箱时，人工给出信号，烘箱盖移载机构移至指定位置，将烘箱盖稍微抬起，进行快速降温，当温度降到一定温度（根据实际需要设定）将烘箱盖彻底移至下一个烘箱上。

下料：当烘箱盖移至下个烘箱并到位后，给出下料信号，此时，集热管移载机构自动移至指定的烘箱上方，抓取机构11下降，对已经封离完毕的集热管进行一次性多个，例如8支集热管统一抓取，并移至待料区的空物料车或物料车上，以进行后续工序。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，包括 

排气封离总成（1），包括N个依次布置的烘箱（2），N>=2，所述N个烘箱（2）具有N-1个烘箱盖（3），每个烘箱（2）分别具有支撑集热管的台面（4）和封离集热管的封离器，并分别连接有对集热管排气的真空系统（6）； 

移载系统（7），将多个待排气集热管（5）同时移载到未盖有烘箱盖（3）的烘箱（2）中，随后将完成排气处理的烘箱（2）的烘箱盖（3）移载到填装有待排气集热管（5）的烘箱（2）上，并在集热管完成排气处理后,将所述多个排气后的集热管同时从烘箱（2）移出； 

控制系统，与所述排气封离总成（1）和所述移载系统（7）信号连接以用于对其进行电气控制。 

2.根据权利要求1所述的太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，所述N个烘箱（2）依次成直线方式布置，所述N-1个烘箱盖（3）从第二个所述烘箱（2）开始设置。 

3.根据权利要求1或2所述的太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，所述排气封离总成（1）的上方通过支架设置有两条平行的导轨（8），所述移载系统（7）位于所述导轨之间并滑动地设置在所述导轨（8）上。 

4.根据权利要求3所述的太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，所述移载系统（7）包括通过拖链与所述控制系统电连接的集热管移载机构（9）和烘箱盖移载机构（10），以及与所述控制系统电连接，以用于检测所述导轨上的移载机构是否存在占位现象的传感器。 

5.根据权利要求4所述的太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，所述集热管移载机构（9）和烘箱盖移载机构（10）与各自的驱动机 构通过齿轮齿条啮合的方式沿着所述导轨移动。 

6.根据权利要求5所述的太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，所述集热管移载机构（9）具有与多个待排气集热管（5）数量相同的抓取机构（11），所述烘箱盖移载机构（10）具有烘箱盖提取机构； 

所述抓取机构（11）和所述烘箱盖提取机构通过蜗杆升降机以及导杆以上下移动。 

7.根据权利要求6所述的太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，还包括物料车（12），位于所述排气封离总成（1）的一端，并与所述烘箱（2）直线对齐，用于集热管的上料和下料。 

8.根据权利要求7所述的太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，所述物料车（12）具有与多个待排气集热管（5）数量相同的集热管支撑机构（13）和尾管定位机构（14），其中，所述集热管支撑机构（13）中心与所述集热管移载机构的所述抓取机构（11）中心的偏差精度小于等于1mm。 

9.根据权利要求8所述的太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，所述尾管定位机构（14）在摇把（15）的作用下可沿着物料车的高度方向上下移动。 

10.根据权利要求1所述的太阳能发电集热管自动排气生产线，其特征在于，所述控制系统包括 

排气控制系统，用于排气过程中对所述排气封离总成进行自动/手动控制； 

加热控制系统，用于实现排气过程中所述填装有待排气集热管的烘箱的 温度控制； 

移载控制系统，用于实现所述烘箱盖的顺序移位以及待排气集热管的上下料； 

上位监控系统，用于实现生产线排气过程中各种实时数据的采集、显示和记录。 

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