高溫太陽能真空集熱管排氣裝置的製作方法

2023-05-06 01:17:36

專利名稱：高溫太陽能真空集熱管排氣裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於高溫太陽能真空集熱管的烘烤排氣領域，具體是涉及一種集熱管的真空獲得的設備。
背景技術：
高溫太陽能真空集熱管也就是用於太陽能高溫應用的集熱管，俗稱高溫管，可應用熱發電等領域，前景廣闊，但是由於高溫管產品與中低溫集熱管相比，增加了金屬部件， 在高溫烘烤排氣過程中，暴露在大氣中的金屬器件會出現一系列問題，我們希望找到一種能夠避免出現該現象的設備，並用於改進高溫管的生產工藝，提高產品質量。目前高溫管採用大氣中或者烤箱中烘烤的排氣方式，尤其是當前在工藝上更多的是強調效率，流水線越來越多的被應用到，生產實踐中來，流水線上難以對工件形成有效隔離防護。以上生產方式會對產品造成以下不利影響1、造成金屬表面嚴重氧化和變形薄壁零件和焊縫處嚴重氧化後，會加快氣體的滲透或者直接產生漏氣。2、氣體滲透氣體在高溫下迅速滲入管內使壓強升高，導致排氣時間顯著延長。3、腐蝕開裂金屬材料在機加工與熱處理過程中，可能產生各種微小裂縫和缺陷。 o2、H2o等侵入後使縫隙氧化，由於金屬氧化物分子的體積遠大於金屬原子的體積，使縫避壁受到很大的推擠力。如果金屬同時受到張力的作用，這些力將相互疊加導致裂縫不斷擴大並向縱深發展，直至穿透管殼，而在此之前早已產生慢漏；這種現象能在金屬表面沒有明顯腐蝕的情況下發生。因此，器件排氣後即使管殼外觀正常，也不表明金屬體內沒有微裂紋存在。顯然，烘烤溫度越高，氣體激活性越強，腐蝕開裂的傾向越嚴重。
發明內容有鑑於現有高溫太陽能真空集熱管排氣方式次品率高、且所獲得產品工藝性差的缺陷，本實用新型提供了一種有效防止高溫太陽能真空集熱管金屬附件氧化，進而產生氣體滲漏、金屬材料腐蝕開裂的排氣裝置。本實用新型採用的技術方案為本實用新型高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，包括工作腔，為具有用於工件進出的門部的密閉腔體，並設有排氣口，且氣密封地引出用於連接工件的工件排氣尾管；抽真空裝置，連接所述排氣口，以使工作腔內達到給定的真空度；以及加熱裝置，設置在所述工作腔內，用於對工件進行加熱。依據本實用新型，採用構造工作腔，並對該工作腔抽真空的方式形成工件，也就是高溫太陽能集熱管排氣的保護。真空狀態下的含氧量極低，不足以在排氣工藝條件下氧化集熱管上的金屬件，也就不會因此產生變形，且集熱管內外壓差降低，漏氣幾乎可以避免， 如果無壓差就不會存在漏氣，當然，工作腔內真空度越高實現起來就越困難，普通的單級旋轉葉片式真空泵可以達到10 的真空度，是一種最常規的真空泵，完全可以滿足要求，從實現方式上來說成本也不高。真空條件下氧氣含量與水汽含量都大大降低，不會侵入因金屬材料及加工和熱處
理過程中產生的微小縫隙及缺陷，不會是縫隙氧化，也就不會因此產生金屬材料的腐蝕開 m農。上述高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，所述工作腔的主體為圓柱形。上述高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，所述工作腔內底部設有用於支撐工件的支架，以使工件的軸線與工作腔的軸線共線。上述高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，所述加熱裝置為以工作腔軸線為中心軸的加熱棒環形陣列。上述高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，還包括介於所述加熱棒與工作腔側壁間的反射板，且該反射板的反射方向為向心方向。上述高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，所述反射板有徑向間隔排列的三層。上述高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，所述門部為構成圓柱形的半圓柱，該門部通過一側的鉸鏈連接到另一半圓柱上。上述高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，所述鉸鏈所在側的另一側，門部及另一半圓柱向外延伸形成延伸密封配合面，且延伸密封配合面間設有密封膠條。上述高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，所述延伸配合面上側設有水冷管道。上述高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，所述工件排氣尾管經一管形的鎖緊裝置穿出，該鎖緊裝置遠離工作腔的部分為密封部分，靠近工作腔的部分為波紋管形。

下面結合說明書附圖對本實用新型的技術方案作進一步的說明，其中圖1為依據本實用新型技術方案的一種高溫太陽能真空集熱管排氣裝置的側視結構示意圖。圖2為相應於圖1的主視結構示意圖。圖3為圖2的A-A剖視圖。圖4為圖3的B部放大圖。圖中1、觀察窗，2、加熱棒，3、工作腔4、反射板，5、工件，6、工件支架，7、排氣尾管，8、水冷管道，9、密封橡膠條，10、鎖緊裝置，11、排氣口，12、腔體軸，13、波紋管。
具體實施方式
參照說明附圖1至4，其示出了一種高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，包括工作腔，為具有用於工件進出的門部的密閉腔體，並設有排氣口 11，且氣密封地引出用於連接工件的工件排氣尾管7 ；抽真空裝置，連接所述排氣口 11，以使工作腔內達到給定的真空度；以及加熱裝置，設置在所述工作腔內，用於對工件進行加熱。關於工作腔體的材質，是受到加熱裝置限制的，或者進一步說是受到排氣工藝的加熱溫度限制的，基於此，本領域的技術人員很容易選擇，採用不鏽鋼材質是相對比較好的選擇，原料易於獲得，且易於加工。此外，下面還涉及到影響工作腔材質選擇的一些手段，會作出相關的說明。需要說明的是工作腔是名義上的虛體特徵，即空間的意思，可以表示為一種結構， 當然，也可以認為是實體特徵，具有腔體的部件。關於加熱裝置，在真空度非常低的狀態下，熱對流幾乎停止，加熱主要靠的是輻射加熱，因此，加熱裝置最好採用輻射加熱裝置，當然，如果採用接觸加熱，也就是利用熱傳導加熱，則對此要求不高。集熱管一般都是管形體，或者說本體是圓柱形結構，為了便於布置，所述工作腔的主體為圓柱形，同時也有利於加熱裝置的設置，尤其是在利用輻射進行加熱條件下。進一步地，參見說明書附圖3，基於同樣的考慮，所述工作腔內底部設有用於支撐工件的支架6，以使工件的軸線與工作腔的軸線共線，能夠充分利用空間。加以匹配的，所述加熱裝置為以工作腔軸線為中心軸的加熱棒2環形陣列，能夠對工件進行比較充分的且均勻的加熱，相比於熱對流，輻射加熱也更容易獲得均勻的加熱效果。還包括介於所述加熱棒2與工作腔側壁間的反射板4，以保護工作腔體，且該反射板的反射方向為向心方向。基於前述內容可知，據此對工作腔材質的選擇就可以相對降低。 同時，工作腔的表面溫度低，也有利於密封件材料的選擇和密封結構的配置，更進一步的要求，則是工作腔表面溫度低有利於操作，不會對操作人員產生損害。 反射也是針對輻射加熱的。為了有更好的保護效果，所述反射板有徑向間隔排列的三層，間隔是必須的，反射板因為工藝和自然屬性，不會把輻射百分之百的反射掉，自身也會吸收一定的熱量，也就是最靠裡層的反射板的自身溫度也會比較高，間隔開來，減小熱耦合，逐級降低溫度，最外一級的反射板溫度已經很低，熱輻射效能下降，對工作腔影響已經很小。此外，參見說明書附圖3，圖中反射板通過附件安裝到工作腔內壁上，對該附件的基本要求就是隔熱材料製作，以減少熱傳導。進一步地，所述門部為構成圓柱形的半圓柱，該門部通過一側的鉸鏈連接到另一半圓柱上，結構簡單，且打開後會有足夠大的操作空間，方便工件的取放。同時需要注意，基於腔體的這種結構，反射板就會被相應分割，需要考慮分割後反射板在工作狀態下的反射性能，避免重現空檔，一種是兩部分恰好對接，這種往往因為考慮到工作腔的密封，以及製作工藝本身的誤差，實現起來不容易，如果存在對接的配合間隙， 就會有高溫輻射通過，非常不利。因此，可以採用如圖3所示的方式，對接的兩部分中的一部分採用與另一部分錯開的延伸部，形成包絡，延伸部能夠完全覆蓋對接間隙，當然，考慮到密封存在一定的彈性空間，因此，延伸部需要有一定的延伸量，多一點成本也不會增加太多，可以匹配密封件進行設計，比如密封件的高度決定延伸量的多少，從幾何關係上也容易計算。附圖3都是上半部的反射板的對接端先向外延伸在向下延伸。所述鉸鏈所在側的另一側，參見說明書附圖4，門部及另一半圓柱向外延伸形成延伸密封配合面，且延伸密封配合面間設有密封膠條9，密封面面積大，容易構造可靠的密封， 再附加密封膠條，更容易形成效果好的密封。這裡只需要考慮靜密封，密封也容易實現。[0048]進一步地，所述延伸配合面上側設有水冷管道8，主要用來保護密封材料，比如密封膠條，防止在相對高溫的條件下老化。較佳地，所述工件排氣尾管經一管形的鎖緊裝置10穿出，該鎖緊裝置遠離工作腔的部分為密封部分，靠近工作腔的部分為波紋管形，如附圖3下側，主要考慮熱脹冷縮的屬性對排氣尾管引出的密封產生負面影響。參見說明書附圖1，可以在工作腔的底面，也就是圓柱形結構的底設置觀察窗1， 方便觀察工作腔內的情形，同時也可以避開反射板。
權利要求1.一種高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，包括工作腔，為具有用於工件進出的門部的密閉腔體，並設有排氣口(11)，且氣密封地引出用於連接工件的工件排氣尾管(7)；抽真空裝置，連接所述排氣口(11)，以使工作腔內達到給定的真空度；以及加熱裝置，設置在所述工作腔內，用於對工件進行加熱。
2.根據權利要求1所述的高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，所述工作腔的主體為圓柱形。
3.根據權利要求2所述的高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，所述工作腔內底部設有用於支撐工件的支架(6)，以使工件的軸線與工作腔的軸線共線。
4.根據權利要求3所述的高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，所述加熱裝置為以工作腔軸線為中心軸的加熱棒(2)環形陣列。
5.根據權利要求4所述的高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，還包括介於所述加熱棒(2)與工作腔側壁間的反射板(4)，且該反射板的反射方向為向心方向。
6.根據權利要求5所述的高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，所述反射板有徑向間隔排列的三層。
7.根據權利要求2至6任一所述的高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，所述門部為構成圓柱形的半圓柱，該門部通過一側的鉸鏈連接到另一半圓柱上。
8.根據權利要求7所述的高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，所述鉸鏈所在側的另一側，門部及另一半圓柱向外延伸形成延伸密封配合面，且延伸密封配合面間設有密封膠條(9)。
9.根據權利要求8所述的高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，所述延伸配合面上側設有水冷管道(8)。
10.根據權利要求1所述的高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，其特徵在於，所述工件排氣尾管經一管形的鎖緊裝置(10)穿出，該鎖緊裝置遠離工作腔的部分為密封部分，靠近工作腔的部分為波紋管形。
專利摘要本實用新型公開了一種高溫太陽能真空集熱管排氣裝置，包括工作腔，為具有用於工件進出的門部的密閉腔體，並設有排氣口，且氣密封地引出用於連接工件的工件排氣尾管；抽真空裝置，連接所述排氣口，以使工作腔內達到給定的真空度；以及加熱裝置，設置在所述工作腔內，用於對工件進行加熱。本實用新型能夠有效防止高溫太陽能真空集熱管金屬附件氧化，進而產生氣體滲漏、金屬材料腐蝕開裂。
文檔編號F24J2/46GK202209806SQ20112030985
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月24日 優先權日2011年8月24日
發明者劉希傑, 江慎楠, 高福建 申請人:山東力諾新材料有限公司