专利名称：一种用于太阳能热管二次排气的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能热管的生产设备，特别涉及一种用于太阳能热管二次排气的设备。
背景技术：
热管是一种具有极高导热性能的传热元件，是通过在全封闭真空管内工质的蒸发 与凝结来传递热量。太阳能热管集热领域多采用太阳能用管状重力热管及管状有芯热管， 太阳能热管作为热管真空管集热器的核心部件，对集热器的集热性能及安全性能起着重要 的作用。由于太阳能热管采用真空排气法生产，生产过程中，不可避免的产生未排尽的空 气，从而生成氢气等不凝性气体，进而影响产品的等温性能和传热功率，严重者甚至造成太 阳能用管状热管失效。基于此，目前太阳能行业针对管状重力热管及管状有芯热管的生产 工艺做了调整，工艺步骤大体为清洗-排气-工质充装-焊接密封-二次排气几个工序。 其中，二次排气工序排除了热管内部存在的不凝性气体，显著提高了热管的整体性能，是一 项重要的工序。生产过程中，二次排气通常采用人工方法排气。具体是人工将单支热管置于加热 容器内对热管下端加热，使工质液体汽化，加热一定时间后对排气管进行压扁、剪断、氩弧 焊焊接密封操作。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题由于采用人工进行二次排气，故需要操作工人具有丰富的经验，需要对夹封时间 有准确的把握，并对氩弧焊接技术有很高的要求，因此产品一致性差，生产中操作不当易造 成废品，生产效率低下，工人劳动强度大。
发明内容
为了克服现有技术中，由于采用人工方法对热管进行二次排气，而存在的不易操 作，产品一致性差，废品率高，生产效率低下，工人劳动强度大的问题，本发明实施例提供了 一种用于太阳能热管二次排气的设备。所述技术方案如下一种用于太阳能热管二次排气的设备，所述设备包括环形的悬挂传输系统，沿所 述环形的悬挂传输系统顺次布置的红外加热系统、自动焊接系统、冷却系统及中央控制系 统，其中，所述悬挂传输系统用于悬挂及传输所述热管；所述红外加热系统设于所述悬挂 传输系统的下方，并且用于加热所述热管；所述自动焊接系统设于所述悬挂传输系统的外 围，用于夹扁、焊接及切断所述热管，所述自动焊接系统通过同步移动平台与所述悬挂传输 系统保持同步移动；所述冷却系统设于所述悬挂传输系统的上方，并且用于冷却所述热管； 所述中央控制系统设于所述悬挂传输系统的外部，并且用于控制所述悬挂传输系统、所述 红外加热系统、所述自动焊接系统及所述冷却系统的工作。具体地，所述悬挂传输系统包括支撑杆，所述支撑杆上方连接着保护槽，所述保护槽内安装有链条，所述链条啮合着链轮，所述链轮连接着驱动电机，其中，所述链条上安装 着多个快速夹具。具体地，所述红外加热系统包括红外加热区和保温焊接区，所述红外焊接区及所 述保温焊接区分别设有各自的红外辐射加热板及监测探头。进一步地，所述红外焊接区及所述保温焊接区的上部均设置收口整体形成窄缝， 所述窄缝的入口端为喇叭状。具体地，所述同步移动平台通过支架固设置在所述悬挂传输系统的外部，所述同 步移动平台包括伺服电机，与所述伺服电机相连的传动杆，与所述传动杆相连的第一纵向 直线导轨，所述第一纵向直线导轨上固定着所述自动焊接系统。具体地，所述自动焊接系统为超声波焊机，所述超声波焊机下方设有第二纵向直 线导轨，所述第二纵向直线导轨连接着纵向可调气缸，所述第二纵向直线导轨的下方设有 横向直线导轨，所述横向直线导轨连接着横向可调节气缸，所述超声波焊机设有固定钳口 和活动钳口，所述固定钳口连接着纵向可调气缸。具体地，所述冷却系统包括喷淋部分和风冷部分，所述喷淋部分用于将所述热管 冷却至常温，所述风冷部分用于将所述热管风干。具体地，所述喷淋部分包括喷淋头、循环泵、水箱及集水槽，所述水箱通过管道与 所述循环泵相连，所述循环泵通过管道与所述喷淋头相连，所述集水槽设于所述喷淋头的 下方。具体地，所述冷却部分包括高压风区和低压风区。具体地，所述高压风区与所述喷淋部分相邻，所述高压风区设有四组柱型风嘴，所 述低压风区设有多个风扇，并形成一道风墙。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术采用手工操作进 行热管的二次排气，本发明实施例提供了一种用于太阳能热管二次排气的设备，在持续运 行中完成对排气管的夹封、焊接，能够实现大规模、连续化生产，并能够最大限度的节约能 源，节省人力，适应大批量的热管二次排气生产要求。
图1是本发明实施所述用于太阳能热管二次排气的设备的俯视图；图2是沿着图1所述热管的起至始运动方向的展开图；
图3是图1中的A-A剖视图；图4是本发明所述快速夹具的结构示意图；图5是图2中B的放大图；图6是图3中C的放大图。图中1.热管工件；2.上料区；3.驱动电机；4.链条；5.保护槽；6.支撑架；7.链 条张紧装置；8.快速夹具；9.红外加热区；10.红外加热一区；11.红外加热二区；12.保 温焊接区；13.红外辐射加热板；14.红外辐射监测器；15.炉温监测传感器；16.超声波焊 机；17.同步移动平台；18.喷淋冷却区；19.水箱；20.集水槽；21.循环泵；22.高压风区； 23.风嘴；24.低压风区；25.风扇；26.直线导轨；27.横向可调节气缸；28.下料区；29.混 凝土 ；30.余料接收装置；31.集风装置I ；32.集风装置II ；33.液位传感器；34.中央监控系统；35.活动扳手；36.特氟龙护套；37.定位夹持板；38.纵向可调节气缸；39.固定钳 口 ；40.活动钳口 ；41.夹紧气缸；42.伺服电机；43.横向直线导轨；44.第二纵向直线导轨 II ；45.第一纵向直线导轨I ；46.传动杆；47.微调螺杆；48.定位板。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。如图1所示，还可参见图2，本发明实施例所述的用于太阳能热管二次排气的设 备，包括环形的悬挂传输系统，以及沿所述环形的悬挂传输系统顺次布置的红外加热系统、 自动焊接系统、冷却系统及中央控制系统。参见图1，所述悬挂传输系统用于悬挂及传输所述热管。具体地，所述悬挂传输系 统包括支撑架6，所述支撑架6的上方连接着保护槽5，所述保护槽5内安装有链条4，所述 链条4啮合着链轮，所述链轮连接着驱动电机3。通过驱动电机3的转动，带动链轮转动，进 而使得链条4做勻速循环运动。如图1所示，所述悬挂传输系统还设有链条张紧装置7。其中，如图1所示，所述链条4上安装着多个快速夹具8。参见图4，快速夹具8主 包括活动扳手35、特氟龙护套36、定位夹持板37，及转轴(图中未示出)、支撑簧(图中未 示出)，其中，特氟龙护套36所形成的菱形空腔用于夹持工件，特氟龙护套36与工件接触部 分防工件划伤。本实施例链条4中每间隔150mm装有一只快速夹具8，使用时人工将热管放入相应 的快速夹具8内，并使热管的缩口处与定位板48接触定位。参见图2，所述红外加热系统设于所述悬挂传输系统的下方，并且用于加热所述热 管。具体地，参见图2，所述红外加热系统包括红外加热区9和保温焊接区12，所述红外焊 接区及所述保温焊接区12分别设有各自的红外辐射加热板13及监测探头。具体地，参见图2，红外加热区9部分沉入地面以下，分为两部分，即红外加热一区 10和红外加热二区11。红外加热一区10、红外加热二区11以及保温焊接区12可进行单独 控制。各区均采用红外辐射加热板13加热，内壁衬保温层和反射层。参见图1，所述红外 焊接区及所述保温焊接区12的上部均设置收口整体形成窄缝，防止了热量的散失，所述窄 缝的入口端为喇叭状，便于导入热管工件1，入口端及上部收口处增加聚四氟乙烯材料做防 护处理，以防碰伤划，伤工件。进一步地，加热区上端及其入口、出口及上部开口处用风幕封 住，有效的防止了热量散失。具体地，所述检测探头是在各个加热区及保温区的上、中、下部位均分别设置的红 外辐射监测器14、炉温监测传感器15，红外辐射监测器14用于检测加热炉内空气温度，炉 温监测传感器15用于检测加热板的温度，可适时的检测、调整该处的温度，并采用PID方式 进行温度控制，温控制范围室温至180°C，控制精度士5°C。为维修、保养等方面的需要，如图3所示，加热区采用模块化结构，加热区的槽口 宽度0. 2 0. 5米可调，两部分组合安装在直线导轨沈上，需要时将两部分沿直线导轨沈 推开。如图III 一般炉体设计为U型，而本发明红外加热区9 一部分为L型另一部分为I 型组合而成，维修或更换内部元件时只需将L型部分与I型沿滑轨手动推动使内腔变大便于维修人员进入。所述自动焊接系统设于所述悬挂传输系统的外围，用于夹扁、焊接及切断所述热 管。所述自动焊接系统通过同步移动平台17与所述悬挂传输系统保持同步移动。具体地，如图5所示，还可参见图6，所述同步移动平台17通过支架固设置在所述 悬挂传输系统的外部，所述同步移动平台17包括伺服电机42，与所述伺服电机42相连的传 动杆46，与所述传动杆46相连的第一纵向直线导轨I 45，所述第一纵向直线导轨I 45上 固定着所述自动焊接系统。具体地，如图3所示，所述自动焊接系统为超声波焊机16，其中，超声波焊机16为 现有技术。如图6所示，所述超声波焊机16下方设有第二纵向直线导轨II 44，所述第二纵 向直线导轨II 44连接着纵向可调节气缸38，第二纵向直线导轨II 44下方设有横向直线 导轨45，横向直线导轨45连接着横向可调气缸27。如图5所示，所述超声波焊机16上设 有固定钳口 39和活动钳口 40，所述固定钳口 39连接着纵向可调气缸38。如图5所示，同步移动平台17上还设有光电传感器和夹紧气缸41。加热的热管经 过保温区时，当光电传感器感应到工件，伺服电机42立即驱动同步工作台17与链条4同步 运动，实现超声波焊机与运动中的热管工件的同步跟踪的目的，即达到自动焊接系统与工 件的相对静止，同时使夹紧气缸41将快速夹具8的定位夹持板37夹紧在同步移动平台17 上，以确保两者同步，横向可调节气缸27将超声波焊机16推进，使热管工件1置于超声波 焊机16钳口中间位置，纵向可调节气缸38将超声波焊机16的固定钳口 39移动至与工件接 触，随后活动钳口 40动作，将热管的排气区压扁、焊接、剪断，余料落入余料接收装置30内， 人工集中收集。同步移动平台17上有微调螺杆47。完成上述工作后同步机构迅速退回到 原位进行下一支工件的焊接。其中，微调螺杆47微调节超声波焊机16纵向移动的距离，以达到使固定钳口 39 与工件接触。由于超声波焊机16中的钳口实际运动为单侧运动，工件先与活动钳口 40接 触受力压紧在固定钳口 39上，在焊接剪断易使焊接工件歪斜，增加纵向移动气缸38及微调 螺杆47后，可使固定钳口 39贴紧工件后，活动钳口 40用力，从而有效解决工件焊口歪斜现象。所述冷却系统设于所述悬挂传输系统的上方，并且用于冷却所述热管。具体地，所 述冷却系统包括喷淋部分和风冷部分，所述喷淋部分用于将所述热管冷却至常温，所述风 冷部分用于将所述热管风干。具体地，如图1所示，所述喷淋部分包括喷淋头、循环泵21、水箱19及集水槽20， 所述水箱19通过管道与所述循环泵21相连，所述循环泵21通过管道与所述喷淋头相连， 所述集水槽20设于所述喷淋头的下方。热管工件1从淋水喷头下经过，使热管工件1温度 下降。进一步地，喷淋区上方加装有集风装置131和II 32，排除喷淋冷却过程中产生的热 蒸汽，喷淋区底部的集水槽20设有液位传感器33，防止喷淋水外流。如图2所示，具体地，所述冷却部分包括高压风区22和低压风区24。具体地，如图 1所示，所述高压风区22与所述喷淋部分相邻，所述高压风区22设有四组柱型风嘴23，能 迅速的将附着在热管工件1上的水吹去，所述低压风区M设有多个风扇25，并形成一道风 墙，对热管工件1进行冷却风干。所述中央控制系统设于所述悬挂传输系统的外部，并且用于控制所述悬挂传输系
6统、所述红外加热系统、所述自动焊接系统及所述冷却系统的工作。具体地，本实施例，中央监控系统34由工业控制计算机，数据采集板卡、AD模块、 触摸显示屏、可编程控制器(PLC)、交流接触器、继电器、按钮、指示灯、报警器等元器件组 成，可对生产线上的红外加热区9、各测温元件温度等各项参数进行适时监控并将有关数据 存储以便随时调阅查看。升温区PID控制仪表温度控制，温度上传给PLC。可远程控制超声 波焊接的伺服跟随、进给以实现精确定位及焊机的启停，且可以实现手动/自动、近控/远 控操作。中央监控系统34在生产线发生故障时可以由报警器发出报警信号，有故障自检 及提示功能，提醒操作人员排除故障。如不能及时排除故障，自动监测并停止生产线运行， 以实现对生产线实施自动化运行集中控制和管理。本发明的工作过程如图2所示，在上料区2人工将热管工件1固定于快速夹具8上并精确定位，夹具 通过导杆与链条4连接固定，链条4在驱动电机3的驱动下勻速转动，将工件传送进入红外 加热区9，经过红外加热一区10红外加热二区11的加热使热管工件1温度升高从而使热 管内部的工质液体汽化，在蒸汽压力作用下将热管内原有的不凝性气体排至热管上端预留 的排气管处，当工件运动到保温焊接区12时被同步移动平台17上的光电传感器识别，同时 驱动伺服电机42 (参见图幻使同步移动平台17纵向移动，与热管工件1保持同步运动，启 动超声波焊机16对工件实施压紧、焊接及剪切一系列动作，执行完毕后焊机退回原点，热 管工件1随传输链运动到喷淋冷却区18，通过循环泵21 (参见图1)将水箱19 (参见图1) 内的冷却水喷淋到热管工件1上，并依次经过高压风区22、低压风区M使工件彻底实现冷 却，在传输链带动下到达下料区观手动掰动快速夹具8上的活动扳手35(可参见图4)将 工件取下，完成自动热管的二次夹封。本发明适用于太阳能用管状重力热管及管状有管芯热管二次排气的自动化设备， 可满足大批量，实践证明，日产太阳能热管6000支以上，故本发明能够实现大规模、连续化 生产，并能够最大限度的节约能源，节省人力，适应大批量的热管二次排气生产要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于太阳能热管二次排气的设备，其特征在于，所述设备包括环形的悬挂传输 系统，沿所述环形的悬挂传输系统顺次布置的红外加热系统、自动焊接系统、冷却系统及中 央控制系统，其中，所述悬挂传输系统用于悬挂及传输所述热管；所述红外加热系统设于所 述悬挂传输系统的下方，并且用于加热所述热管；所述自动焊接系统设于所述悬挂传输系 统的外围，用于夹扁、焊接及切断所述热管，所述自动焊接系统通过同步移动平台与所述悬 挂传输系统保持同步移动；所述冷却系统设于所述悬挂传输系统的上方，并且用于冷却所 述热管；所述中央控制系统设于所述悬挂传输系统的外部，并且用于控制所述悬挂传输系 统、所述红外加热系统、所述自动焊接系统及所述冷却系统的工作。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述悬挂传输系统包括支撑杆，所述支撑杆 上方连接着保护槽，所述保护槽内安装有链条，所述链条啮合着链轮，所述链轮连接着驱动 电机，其中，所述链条上安装着多个快速夹具。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述红外加热系统包括红外加热区和保温 焊接区，所述红外焊接区及所述保温焊接区分别设有各自的红外辐射加热板及监测探头。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述红外焊接区及所述保温焊接区的上部 均设置收口整体形成窄缝，所述窄缝的入口端为喇叭状。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述同步移动平台通过支架固设置在所述 悬挂传输系统的外部，所述同步移动平台包括伺服电机，与所述伺服电机相连的传动杆，与 所述传动杆相连的第一纵向直线导轨，所述第一纵向直线导轨上固定着所述自动焊接系 统。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述自动焊接系统为超声波焊机，所述超声 波焊机下方设有第二纵向直线导轨，所述第二纵向直线导轨连接着纵向可调气缸，所述第 二纵向直线导轨的下方设有横向直线导轨，所述横向直线导轨连接着横向可调节气缸，所 述超声波焊机设有固定钳口和活动钳口，所述固定钳口连接着纵向可调气缸。
7.如权利要求1-6任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述冷却系统包括喷淋 部分和风冷部分，所述喷淋部分用于将所述热管冷却至常温，所述风冷部分用于将所述热 管风干。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述喷淋部分包括喷淋头、循环泵、水箱及 集水槽，所述水箱通过管道与所述循环泵相连，所述循环泵通过管道与所述喷淋头相连，所 述集水槽设于所述喷淋头的下方。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述冷却部分包括高压风区和低压风区。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述高压风区与所述喷淋部分相邻，所述 高压风区设有四组柱型风嘴，所述低压风区设有多个风扇，并形成一道风墙。
全文摘要
本发明公开了一种用于太阳能热管二次排气的设备，属于太阳能用热管领域。所述设备包括环形的悬挂传输系统，沿所述环形的悬挂传输系统顺次布置的红外加热系统、自动焊接系统、冷却系统及中央控制系统，其中，悬挂传输系统用于悬挂及传输热管，红外加热系统用于加热热管，自动焊接系统夹扁、焊接及切断热管，冷却系统用于冷却热管，中央控制系统于控制悬挂传输系统、红外加热系统、自动焊接系统及冷却系统的工作。本发明实施例所述设备在持续运行中完成对排气管的夹封、焊接，能够实现大规模、连续化生产，并能够最大限度的节约能源，节省人力，适应大批量的热管二次排气生产要求。
文档编号B23K101/06GK102128502SQ20111003952
公开日2011年7月20日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者和化鲁, 康延滨, 李海峰 申请人:皇明太阳能股份有限公司