一种微弧面反射镜冲压背板制造技术

本发明专利技术公开了一种微弧面反射镜冲压背板，属于太阳能聚光器反射镜背部支撑领域，包括沿反射镜边沿一圈的环状成型部分，分布于环状成型部分内左右两侧且左右对称并向内弧形凸起的两弧形成型部分，连接两弧形成型部分中央区域的上下两组上下对称的弧形的连接臂，以及连接环状成型部分周向均匀分布的至少四点并与弧形成型部分相交后围成或交叉围成菱形或正多边形的加强支臂；环状成型部分围成一平面结构，弧形成型部分、连接臂和加强支臂则形成相对该平面向其中心区域凹陷的微弧面。本发明专利技术提高定日镜反射面的面形精度和反射光斑质量，并提高反射镜支撑结构件的制造效率及部件尺寸的一致性，降低定日镜结构件制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能利用领域，更具体的涉及塔式太阳能热发电系统，可作为定日镜的反射镜背板或类似原理的聚光器反射镜背部支撑。
技术介绍
塔式太阳能光热发电是太阳能热发电中的主要形式之一。其基本原理为：利用众多定日镜构成的镜场，将太阳光通过一次或多次反射汇聚至固定位置的集热器上，加热集热器中的工质，工质再经过输送、储热、与水换热等环节，产生过热蒸汽推动汽轮发电机进行发电。塔式光热电站中镜场的作用是聚光集热，它由若干台定日镜设备组成，每台定日镜都起到将太阳光反射汇聚的作用。随着光热发电技术的不断成熟，机组容量逐渐增大，因而在实际工程中所需的镜场面积十分庞大，定日镜设备数量也随之增加。由于定日镜设备独立运行的特性导致镜场使用小规格整体反射面式的定日镜，其设备总体造价高，不能很好的满足电站经济性要求。目前已有的实际工程中，出于技术经济性考虑，多数采用较大规格的定日镜(单台设备反射面积100㎡以上)，而此类定日镜的反射面均由若干反射镜(子镜或称小面)构成，这些反射镜通过其背部的定日镜支架支撑并由此实现设计的整体面形。现有的反射镜(子镜或称小面)支撑方式中，采用金属型材焊接而成的支架，其重量大、结构整体强度不高、与反射镜结合面的形状精度和一致性难以保证；采用已知冲压金属结构的定日镜小面，虽改善了金属型材焊接结构在成型精度及制造效率等方面的缺陷，但其自身属于标准平坦结合面，对于子镜及整个定日镜的光学反射性能方面没有改善作用。现有技术中，定日镜反射面与支架的连接固定形式通常有两种：一种是将反射镜直接固定在定日镜支架上，通过在支架相应位置处设置支撑点实现，由于定日镜桁架结构尺寸较大，各支撑点的定位基准在加工时不能做到完全一致，导致对于同一块反射镜而言，其上的若干个支点并不能构成理想面形，且同样受桁架结构的影响，支撑点的分布也不能做到理想状态，因此该方式不利于反射面的强度和精度保证；另一种常见的结构是在定日镜支架和反射面之间加入一级金属构架，该构架的形式以散列式或焊接框架式的金属型材构成，其中，散列式的支撑对于稳定反射镜面形方面不具优势，并且现场安装精度要求高；而焊接框架式结构由于其加工方式，较大的变形量使其较难实现更高的反射镜面形精度和设计理想中的面形结构，且该结构同时带来了材料用量相对较大、结构重、框架本身的生产效率偏低，不利于大规模流水线生产等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：为提高定日镜反射面的面形精度和反射光斑质量，并提高反射镜支撑结构件的制造效率及部件尺寸的一致性，降低定日镜结构件制造成本，针对上述问题，本专利技术提出了一种微弧面的定日镜冲压背板结构，实现对定日镜中的各个单块反射镜(或称子镜、小面)进行支撑连接。本专利技术目的通过下述技术方案来实现：一种微弧面反射镜冲压背板，该背板由拉伸板材整体冲压成型，包括沿反射镜边沿一圈的环状成型部分，分布于环状成型部分内左右两侧且左右对称并向内弧形凸起的两弧形成型部分，连接两弧形成型部分中央区域的上下两组上下对称的弧形的连接臂，以及连接环状成型部分周向均匀分布的至少四点并与弧形成型部分相交后围成或交叉围成菱形或正多边形的加强支臂；环状成型部分围成一平面结构，弧形成型部分、连接臂和加强支臂则形成相对该平面向其中心区域凹陷的微弧面。进一步地，加强支臂也左右对称，且与两弧形成型部分共对称线。该方案中，所述几部分结构在冲压成型过程中，按照设计尺寸要求采用拉伸板材整体裁剪、冲压等工序，实现一体化成型，从而达到背板的结构整体性与强度刚度要求。根据电站建设实际条件，背板可以采用金属和非金属材料。同时，环状成型部分，在与反射镜结合面(XY面)一侧，呈平面结构，即：环状成型部分在与反射镜结合面法线方向上(空间Z轴)的高度保持一致。而弧形成型部分在背板空间Z轴方向上，由与环状成型部分相接区域起，至弧形成型部圆弧中点，Z方向高度逐渐递减，即：两对称弧形成型部分在环状成型部分形成的平面基础上，有一个向下凹陷的效果。凹陷产生的微小倾斜弧度的具体数值取决于反射镜子镜(或称小面)的聚光弧度要求。连接臂起到加强两对称弧形成型部分的作用，加强支臂通过对环状成型部分的四点按直线连接的方式并与弧形成型部贯通，对环状成型部分及弧形成型部分起到连接加强的作用。作为选择，环状成型部分为正方形、长方形、偶数边正多边形、圆形或椭圆形结构。该方案中，所述沿反射镜边沿的环状成型部分，根据反射镜自身的形状，可以但不仅限于圆形、椭圆形，正方形、矩形及其他偶数边正多边形结构，其环状成型部分的边沿根据反射镜形状及外部载荷特性，可以与反射镜边沿重合或呈一定尺寸的向内偏移设计。作为选择，当环状成型部分为长方形或正方形时，加强支臂依次连接各边中点，而环状成型部分为其他偶数边正多边形结构时，加强支臂间隔一边连接各边中点；当环状成型部分为圆形或椭圆形结构时，加强支臂与环状成型部分的连接点为4个，且其中两个连接点在两弧形成型部分左右对称的对称线上。作为选择，当环状成型部分为矩形结构时，弧形成型部分的弦长等于该矩形的长边尺寸；当环状成型部分为圆形或椭圆时，弧形成型部分的弦长大于环状成型部分半径或短轴长度；当环状成型部分为多边形时，弧形成型部分的弦长大于任意相邻两边的中点连接线长度。作为选择，两连接臂所在平面平行并低于环状成型部分所在平面。该方案中，连接左右两对称弧形成型部分的连接臂，位于环状成型部分中心点上下两侧，其跨距由背板整体刚度要求进行计算确定，连接臂呈上下对称关系，起到加强两对称弧形成型部分的作用。两组连接臂在Z轴方向上保持同一平面，即：对称的两组连接臂在反射镜结合面是平面结构，但该平面在Z方向低于前述环状结构所处的XY平面。作为选择，加强支臂与两弧形成型部分围成的左右两个扇形面左右对称，加强支臂与两弧形成型部分以及两连接臂围成的上下两个近扇形面上下对称，且该4个面相对环状成型部分所在平面的斜率一致。该方案中，加强支臂与环状成型部分左/右两连接点，以及加强支臂和与左/右弧形成型部分的各自两个贯穿相交点所形成左右对称的两个扇形区域，该扇形面与其所在的弧形成型部分所在的向内凹陷倾斜面属于同一斜面；加强支臂与左右弧形部分及上下两组连接臂所形成的上下对称的两个类似扇形区域则形成，相对前述扇形面在XY平面旋转90度的另外两个向内凹陷的倾斜面，该倾斜面的斜率保持与前述扇形面斜率一致；上述四个扇形(类似扇形)的倾斜面共同构成了反射镜背板向中心区域凹陷的微弧面。作为选择，环状成型部分、弧形成型部分、连接臂以及加强支臂的截面形状为带翼缘的底边开放的梯形截面，开口朝向反射镜一侧，且截面开口方向的宽度尺寸与截面高度尺寸的宽高比系数不得小于3。该方案中，为增强截面抗弯强度，降低冲压板材厚度，上述冲压体的环状成型部分、左右对称的弧形成型部分、连接左右弧形成型部分的两组上下对称连接臂以及加强支臂的截面形状设计成带翼缘的底边开放的梯形截面，其中，开口朝向反射镜一侧。进一步的，在反射面与背板结合的过程，为便于精确定位，所述背板边沿一圈的环状成型部分外侧设计90°带圆弧过渡的翻边结构，翻边工艺在背板冲压时由模具完成，用于产生定位基准，同时也解决了翼缘尖锐部分引起的安全隐患。作为选择，加强支臂与弧形成型部分的相交处设有背板的支撑点定位孔，且在定位孔区域的成型部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微弧面反射镜冲压背板，其特征在于：该背板由拉伸板材整体冲压成型，包括沿反射镜边沿一圈的环状成型部分，分布于环状成型部分内左右两侧且左右对称并向内弧形凸起的两弧形成型部分，连接两弧形成型部分中央区域的上下两组上下对称的弧形的连接臂，以及连接环状成型部分周向均匀分布的至少四点并与弧形成型部分相交后围成或交叉围成菱形或正多边形的加强支臂；环状成型部分围成一平面结构，弧形成型部分、连接臂和加强支臂则形成相对该平面向其中心区域凹陷的微弧面。

【技术特征摘要】
1.一种微弧面反射镜冲压背板，其特征在于：该背板由拉伸板材整体冲压成型，包括沿反射镜边沿一圈的环状成型部分，分布于环状成型部分内左右两侧且左右对称并向内弧形凸起的两弧形成型部分，连接两弧形成型部分中央区域的上下两组上下对称的弧形的连接臂，以及连接环状成型部分周向均匀分布的至少四点并与弧形成型部分相交后围成或交叉围成菱形或正多边形的加强支臂；环状成型部分围成一平面结构，弧形成型部分、连接臂和加强支臂则形成相对该平面向其中心区域凹陷的微弧面。2.如权利要求1所述的微弧面反射镜冲压背板，其特征在于：环状成型部分为长方形、偶数边正多边形、圆形或椭圆形结构。3.如权利要求2所述的微弧面反射镜冲压背板，其特征在于：当环状成型部分为长方形或正方形时，加强支臂依次连接各边中点，而环状成型部分为其他偶数边正多边形结构时，加强支臂间隔一边连接各边中点；当环状成型部分为圆形或椭圆形结构时，加强支臂与环状成型部分的连接点为4个，且其中两个连接点在两弧形成型部分左右对称的对称线上。4.如权利要求1所述的微弧面反射镜冲压背板，其特征在于：当环状成型部分为矩形结构时，弧形成型部分的弦长等于该矩形的长边尺寸；当环状成型部分为圆形或椭圆时，弧形成型部分的弦长大于环状成型部分半径或短轴长度；当环状成型部分为偶数边正多边形时，弧形成型部分的弦长大于任意相邻两边的中点连接线长度。5.如权利要求1所述的微弧面反射镜冲压背板，其特征在于：两连接臂所在平面平行并低于环状成型部分所在平面。6.如权利要求1所述的微弧面反射镜冲压背板，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：华文瀚，蒋超猛，奚正稳，孙登科，王娟娟，张平，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51