一种直通式太阳能真空集热管制造技术

一种直通式太阳能真空集热管，是由外玻璃罩管，内直通吸热管和置于两管真空隔层的密封件组成。由于改变了内外管在隔层密封段的形状及结构，内外管可以作为密封结构的组成部分与密封件相互作用来实现对集热管隔层的真空密封，由此简化了直通式真空集热管的制造工艺，能够在保证产品使用性能的前提下，降低这种集热管的制做成本，有利于产品的推广使用。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能热利用装置，具体指一种太阳能真空集热管。在已有的太阳能集热器产品中，真空集热管以良好的真空密封特性被逐步推广使用。由外玻璃罩管和内金属吸热管组成的直通式真空集热管还具有比非直通式集热管更好的使用性能，如工质循环阻力小，热量传递快，内壁不结垢，不爆管等等。但直通式真空管的密封技术也较非直通式集热管复杂的多。这不仅表现在工艺方面，对密封材料的理化性能要求也很高，因而制做成本比非直通式集热管要高许多，由此在价格上影响着直通式真空管的推广使用。针对这种情况，已有新的改进设计方案提出，如中国专利95218381.1和99227534.2分别提出在内外管之间用耐热胶封口或用管塞通过胶接使内外管之间获得密封，其中后者还考虑到使用托片以加强管塞的强度。以上改进方案不足之处，在于仅仅依靠密封件自身的粘接力和受力变形来实现内外管隔层间的真空密封并保持产品所要求的真空度是困难的。一方面隔层内的密封件受力变形后不可能同时对内外管的两个反向壁面同时产生内缩外胀的密封效果，另一方面，外玻璃管和内金属管在受热后膨胀系数不同，对胶接面会产生相对移动，从而破坏胶接的密封状态，使密封效果受到影响。从密封结构方面讲，采用托片一类的密封辅助装置还会使密封结合面增大，使密封难度增加。因此现有技术有必要进一步改进和完善。针对上述上足，本技术提供了一种新的直通式真空集热管，其目的是通过改进集热管的结构和密封工艺，使这种改进的直通式真空集热管不仅具有稳定的真空密封特性，还具有良好的经济性能，从而使直通式真空集热管更好的推广使用。本技术的目的通过以下设计实现。改变已有直通管两端密封段的结构形状，使之由直管改为圆锥管，改变形状后的内外管组装配套后，其密封段的内外管隔层为倒圆锥形环状空间，将一个体积和形状都与该空间相等的密封件填充空间内，再用一个套在内管上的定位弹簧对密封件施以轴向压力，使密封件受力变形与内外管圆锥壁面产生径向撑力而紧贴配合，最后用弹簧挡圈与内管上的卡槽配合，将弹簧压缩固定在设定的位置，通过保持弹簧对密封件的稳定压力，使内外管隔层的密封状态得以保持。当直通管的另一端采取同样的结构使密封件与圆锥管壁面紧贴配合时，两端的密封件在弹簧的作用下对两端的圆锥管壁面形成相向顶力，同时也受到两端圆锥管壁面的反向推力，由此实现对直通式集热管隔层的真空密封。由于采用上述方案，内外管由被密封件变为密封结构的组成部件，因此简化了直通管的密封结构，同时所选用的密封方法能够使密封材料在内金属管热膨胀时进行自适应调节，避免因材料的压应力和膨胀系数的差异对密封效果的影响。因此，经过改进的直通式集热管比已有技术具有更稳定的真空特性和更好的经济性能。以下结合附图和实施例对本技术做进一步说明。其中附图说明图1是本技术第一优选实施例结构示意图2是本技术另一实施例结构示意图。图中1内金属吸热管、2限位档圈、3外管保护罩、4压紧弹簧、5外玻璃罩管、6密封件、7内外管隔层、8平垫图1示出了本技术的优选结构及形状，外管5和内管1上各有一段等长的并相对应的圆锥形管，在该段圆锥形管之间是一段圆锥形环状隔层，该隔层内装有密封件6，弹簧4从内管1套入置于密封件6上端面，在弹簧4和密封件6之间有平垫8，用于弹簧4限位的卡槽在内管1圆锥壁面的上部，其位置不超过外管5的端口，在档圈2与弹簧4之间也有一平垫8，弹簧4被卡槽与档圈2压缩限位在外管5的端口之内。保护罩3一端有中心孔与内管1配合并使内管1从该孔伸出，保护罩3的开口端及内孔与外管5配合并将外管5的管口及下部一截管罩住。外管5上的圆锥段在制造玻璃时即同时成型，无需二次加工，内管1上的圆锥段可采用撑胀工艺加工，也可直接在金属内管1上外加锥套通过焊接获得，但锥套要有较高的圆柱度和表面光洁度，与内管1结合处没有明显的接缝，其焊接点应选择在锥套底端与内管1的结合部位，并且采取密封施焊。本技术中的密封件6的形状要能够与构成密封段隔层的各壁面紧贴配合，在选用材料上，优选气密性、弹性、耐老化性都优良的密封材料，如柔性石墨，改性硅橡胶等。由于本技术对密封隔层有较高的失圆精度要求，采用密封填料较密封橡胶更能适应和弥补内外管失圆偏差造成的密封质量问题。密封压紧弹簧4为圆柱形等径弹簧，套入内管1后其配合间隙不易过大，以免弹簧4受压后产生弯曲而影响密封件6的受力效果。内管1上的卡槽位置视弹簧4压缩长度确定。将密封件6填充隔层后，用弹簧4施压至确定压力时，弹簧4上端面所至位置即可确定为卡槽位置。卡槽深度视档圈2形状确定，以档圈2入槽后不会因弹簧4外撑而滑出为准。采用滚压工艺可以在内金属管上加工出所要求的卡槽。本技术组装时，先把内管1装入外管5中，再把密封件6分别从两端套入至内管1圆锥密封部位，使密封件6与内外管密封面贴紧，然后将弹簧4从内管1套入至密封件6上端面并施压，当弹簧4被压缩至卡槽以下时，将档圈2放入卡槽内。本技术的组装可以在真空室内进行，组装前内外管要经过除气处理，然后将两端封堵，放入真空管内再拆封组装。有必要选用真空密封胶对处于密封件6和外管5端口之间的隔层空间进行二次填充(图中未示出)，使弹簧4及所在隔层段与空气隔离，同时也可将外管保护罩3与外管5用密封胶粘结固定。保护罩3用薄金属材料压制，与外管5配合后没有明显间隙为宜。图2所示为本技术另一实施例，该实施例中外管5为一根等径直管，内管1密封段圆锥斜度增大，内外管隔层为一上大下小的单面内圆锥环状空间，当密封件6放置该空间后，在上部弹簧4的压力作用下，来自内管1锥面的外撑胀力将密封件6推向外管5内壁，使密封件6与内外管密封面紧贴配合，实现对真空隔层的密封。该实施例的其他制做工艺和步骤与第一实施例相同。权利要求1.一种直通式太阳能真空集热管，所述集热管包括外玻璃罩管，内直通金属吸热管，内外管真空隔层和放置隔层内的密封件，其特征在于构成集热管的内外管两端各有一段是不等径的圆锥管，该段圆锥管构成了一段圆锥环形隔层，将一具有外环面和内圆锥通孔的密封件中放置该段隔层中与内外管圆锥壁面对应贴合，再用一弹簧将密封件压紧并保持与圆锥壁面的紧贴状态，弹簧的一端固定在内金属吸热管上。2.根据权利要求1所述的直通式真空集热管，其特征在于构成圆锥环形隔层的内外管中至少有一根管的一段形状是圆锥形管。3.根据权利要求1所述的直通式真空集热管，其特征在于圆锥环形隔层的底端直径小于接近管口的外端直径。4.根据权利要求1所述的直通式真空集热管，其特征在于放置圆锥环形隔层内并与隔层壁面贴合的密封件的内圆锥通孔的底端孔径大于外端孔径。5.根据权利要求1所述的直通式真空集热管，其特征在于压紧弹簧通过内金属管上的卡槽和弹性档圈固定在内金属上。6.根据权利要求1或6所述的直通式真空集热管，其特征在于内金属管上的卡槽与内金属管为一体，且位置在圆锥隔层段上方。专利摘要一种直通式太阳能真空集热管，是由外玻璃罩管，内直通吸热管和置于两管真空隔层的密封件组成。由于改变了内外管在隔层密封段的形状及结构，内外管可以作为密封结构的组成部分与密封件相互作用来实现对集热管隔层的真空密封，由此简化了直通式真空集热管的制造工艺，能够在保证产品使用性能的前提下，降低这种集热管的制做成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直通式太阳能真空集热管，所述集热管包括外玻璃罩管，内直通金属吸热管，内外管真空隔层和放置隔层内的密封件，其特征在于构成集热管的内外管两端各有一段是不等径的圆锥管，该段圆锥管构成了一段圆锥环形隔层，将一具有外环面和内圆锥通孔的密封件中放置该段隔层中与内外管圆锥壁面对应贴合，再用一弹簧将密封件压紧并保持与圆锥壁面的紧贴状态，弹簧的一端固定在内金属吸热管上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄声，
申请(专利权)人：杨雄声，
类型：实用新型
国别省市：15[中国|内蒙]