专利名称：多材铆焊复合太阳能集热器板芯、制作模具及方法
技术领域：
本发明涉及一种多材铆焊复合太阳能集热器板芯、制作模具及方法。属太阳能热水器领域。
背景技术：
现有常规平板集热器板芯都是由上下两根集管、数根纵向排列的排管，通过人工焊接的方式，让集管与排管相互连接，共同组成一个用于导流的平板式太阳能集热板芯，但由于是是采用人工焊接方式连接，要求集管与排管须为同质材料，否则不同材料间的焊接性差，影响焊接质量。所以现有平板集热器板芯难以实现标准化、机械化、自动化、规模化生产，此外，铝集热器板芯手工焊接时会遗留下耐腐蚀性差；铜铝复合及铜板芯的抗压性差、管径小，易堵塞，不锈钢集热器板芯的导热性不好等弊病。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术，发明一种可以多材铆焊复合太阳能集热器板芯及制作方法，它能将多种材料通过铆、焊的方式组合成可承受自来水高压力、防腐性好、不易堵塞、导热性好、大通径导流管的高效的太阳能集热器的板芯，这就是本发明的探索方向。为本发明多材铆焊复合太阳能集热板芯的结构是由一根上部集管(1)与一根下部集管(1)平行放置，上部集管(1)与下部集管(1)之间左右相互平行有数根排管O)，两根集管(1)与排管( 相互连接后组成一块太阳能集热器板芯，其特征在于在集管(1)上间隔一定距离开数个连接孔(5)，每个连接孔(5)的边沿有一圈凹槽，形成一个带拉伸边的连接孔( 连接平台；每根排管(2)端部管径尺寸小于排管O)中部管身管径尺寸；每根集管⑴中连接孔(5)的内径与每根排管(2)两端管道的外径相匹配，排管 ⑵端状管道能放入到集管⑴连接孔(5)内；每根排管( 两端小直径管道分别放入上集管(1)和下集管(1)预先开出的连接孔(5)内，用铆接/粘接/焊接方式将每根排管( 与上下两根集管(1)带拉伸边的连接孔(5)密封连接为一体，构成一块太阳能集热器集热板芯(3)。集管(1)与排管( 可用不同材质的材料制作，铆接固成一块太阳能集热器吸热板芯⑶。排管( 两侧带有吸热板，吸热板为经过选择性阳极氧化、镀蓝膜或镀黑铬方式处理过的铝板、铜板；或者吸热板通过激光或超声波焊接方式与导流管焊接成集热器板芯。一种制作多材铆焊复合太阳能集热器板芯的专用模具，其特征在于专用模具由一个用于预选夹紧集管(1)外径的外夹紧定位模具、一个放置于集管(1)内壁中的铆固滑块 (21)和一根圆锥头铆固滑杆(30)构成，
外夹紧定位模具由一块半圆弧形上定位模(1 与一块半圆弧形下定位模(13)组成，上定位模(1 上装有一个压紧杆(11)，下定位模(1 开的一个与排管( 外径匹配的孔或者槽；铆固滑块为空心管状，铆固滑块空心管的一端内壁呈靠外端大、靠内端小的锥形(22)，且锥形内壁的轴向方向开有数条缝隙，圆锥头铆固滑杆(30)能从铆固滑块 (21)的空心管中穿过，让空心管端部的缝隙张开，铆固滑块空心管的外壁有凸状模块 (23)，凸状模块03)中的凸块外径与排管(2)内径匹配，圆锥头铆固滑杆(30)端头呈圆锥形状(3 ，圆锥形状(3 大直径处接大直径的圆柱体(31)，圆锥形状(32)小直径接是小直径圆柱形状(33)。多材铆焊复合太阳能集热器板芯制作方法，其特征在于先在集管(1)每隔一段距离压出一个连接孔(5)连接平台，并在每个连接孔(5)相应处开有带拉伸边的连接孔径 ΦΑ 集管(1)的连接孔( 外部直接与排管( 端部的小直径为ΦΒ管道连接，构成一个铆固定位结构，方便外夹紧定位模具夹紧固定；集管⑴的连接孔(5)内壁与排管⑵端部的小直径为ΦΑ管道在圆锥头铆固滑杆(30)中的小直径圆柱形状(33)拉动作用下，圆锥头铆固滑杆(30)中的圆锥形状(32) 将铆固滑块空心管端部的缝隙张开，外壁凸状模块向下移动压下，从而使外壁凸状模块压住排管( 端部(最好带有耐温密封胶)的小直径为ΦΑ管道，让排管(2) 端部ΦΑ管道边沿翻边，排管( 端部材料与集管(1)连接孔边沿相互铆接固定在一起。本发明集热器板芯是由数根纵向平行排列、金属排管的两端分别放入上下两根集管(1)孔内，通过铆接方式将排管的两端与集管铆合成能承受一定压力(不致使传热工质渗漏)的导流用管道，作为之用。本发明制作上述太阳能集热器板芯可以使用专用模具，也可以使用其它预先排管孔径相配合的方式。本发明具有结构简单、巧妙、生产效率高，有效地解决了常规集热器板芯难脱手工焊接、难以实现标准化、机械化、自动化、规模化生产的弊病，克服了全铝集热器板芯手工焊接时遗留下的耐腐蚀性差、铜铝复合及铜板芯的抗压性差、管径小(易堵塞)等短板，同时延长了集热器的使用寿命；尤其是不采用焊接工艺后，可以加大集管和排管的通径、并减小这些管材的壁厚，即提高流体的通过性和导流管的承压性、降低产品成本，充分利用各种材料自身特有的优越性能，通过铆、焊的方式组合成各种不同性价比的集热器板芯。其实用性强，是一种新颖、适用的新产品，有广泛市场前景的平板太阳能集热器板芯。
下面结合本发明的附图，对具体实施方式
进一步作出详细说明。图1为本发明集管(1)的局部图。图2为本发明集管⑴的F方向局部图。其中在集管(1)上压出数个DXD的连接平台，每个连接平台上再开出直径为ΦΑ的带拉伸边的孔。图3为本发明排管(2)的局部图。其中排管(2)由管头直径为ΦΑ和管身直径为 ΦΒ的管道组成，C-C端面是排管⑵的轴向定位、密封端面。
图4为本发明集管⑴与排管(2)的相互连接组合后局部结构图。其中集管⑴ 上压出数个DXD的平台、并相应开有带拉伸边的孔径ΦΑ:外部与排管⑵上的直径为ΦΒ 的管道进行定位、密封，内部与排管( 上的直径为ΦΑ的管道进行铆固、密封。图5是本发明集热器板芯组合方式之一的结构示意图。其中集管⑴与排管(2) 通过铆固方式组合成导流管，吸热板C3)上面再按照集管(1)与排管O)的半圆或一定弧长的圆弧形在压力机上做出相应的压痕，再用激光焊机或超声波焊机将集管(1)、排管(2) 与吸热板(3)三者焊接成一块集热器板芯。图6是本发明集热器板芯组合方式之二的结构示意图。其中由集管(1)、两侧带吸热板(3)的排管( 通过铆固的方式组成集热器板芯。图7是集管⑴与两侧带吸热板(3)的排管(2)铆固成形后的F向视图。图8是集管⑴与两侧带排管(2)铆固成形后的A-A剖视图。图9是带吸热板(3)的排管(2)的剖视图。其中管头的直径为ΦΑ，带吸热板(3) 的管身直径为ΦΒ，C-C端面是排管O)的轴向定位、密封端面。图10制作多材铆焊复合太阳能集热器板芯的专用模具使用状态示意图。图11为图10所示专用模具使用状态的轴向方向结构示意图。图12采用本发明专用模具加工好的集热板芯示意图。
具体实施例方式本发明的产品技术方案至少有两种组合方式之一是“多材铆焊复合太阳能集热器板芯”由集管1、排管2、吸热板3、焊缝4组成，其特征在于集热器板芯由数根金属排管与两根金属集管、一块带有吸热涂层的整块吸热板，通过铆、焊的方式组合成太阳能集热器板芯；组合方式之二是由集管1、带吸热板3的排管2组成，其特征在于集热器板芯由数根带金属吸热板的排管2与两根金属集管1，通过铆接的方式组合成太阳能集热器板芯。所述的集热器板芯，其特征在于两根集管1上下平行、数根排管2左右平行，排管2 垂直插入集管1上事先开出的与排管2直径相配合的孔内，通过铆固的方式与集管密封结合，形成导流管。所述的集热器板芯，其特征在于集管1上压出数个DXD的平台，每个平台上再开出直径为ΦΑ的带拉伸边的孔。所述的集热器板芯，其特征在于排管2由管头直径为ΦΑ和管身直径为ΦΒ的管道组成。所述的集热器板芯，其特征在于集管1上压出DXD的平台、并相应开有带拉伸边的孔径ΦΑ 外部与排管2上的直径为ΦΒ的管道进行定位、密封，内部与排管( 上的直径为ΦΑ的管道进行铆固、密封。所述的集热器板芯，其特征在于集管1与排管2可以用不同材质的材料铆固成导流管，如集管1用不锈钢、排管2用铜；而吸热板3 (经过选择性阳极氧化、镀蓝膜或镀黑铬等方式处理过的铝板、铜板)通过激光或超声波焊接方式与导流管焊接成集热器板芯。实施例1 组合方式之一。如图1-图5所示，集管1与排管2通过铆固方式组合成导流管，吸热板3上按照集管1与排管2的半圆或一定弧长的圆弧形在压力机上做出相应的压痕，再用激光焊机或超声波焊机将集管1、排管2与吸热板3焊接成集热器板芯。其中，集管1、排管2、吸热板(3)的组合方式有如下几种不锈钢集管1、铜排管2、铝吸热板3 (选择性阳极氧化镀膜)，此组合性价比最佳。不锈钢集管1、铝排管2、铝吸热板3 (选择性阳极氧化镀膜)。不锈钢集管1、铜排管2、铜吸热板3 (镀蓝膜)。铜集管1、铜排管2、铜吸热板3(镀蓝膜)，此组合热性能最佳。铜集管1、铜排管2、铝吸热板3 (选择性阳极氧化镀膜)。铝集管1、铝排管2、铝吸热板3 (选择性阳极氧化镀膜)，此组合造价最低。不锈钢集管1、不锈钢排管2、铝吸热板(3)(选择性阳极氧化镀膜)。不锈钢集管1、不锈钢排管2、铜吸热板(3)(镀蓝膜)。铝集管1、铝排管⑵、铜吸热板(3)(镀蓝膜)。铜集管(1)、不锈钢排管( 、铝吸热板( (选择性阳极氧化镀膜)。铝集管(1)、不锈钢排管( 、铝吸热板( (选择性阳极氧化镀膜)。铜集管⑴、不锈钢排管⑵、铜吸热板(3)(镀蓝膜)。铝集管⑴、不锈钢排管⑵、铜吸热板(3)(镀蓝膜)。实施例2 组合方式之二。如图6-图9所示，由集管(1)、带吸热板(3)的排管(2)通过铆固的方式组成集热器板芯。其中集管(1)、带吸热板(3)的排管O)的材质均为铝材，铆固成形后表面进行整板选择性阳极氧化镀膜。本发明的使用方式是(图10和图11)先制作具由一个用于预选夹紧集管1外径的外夹紧定位模具、一个放置于集管1 内壁中的铆固滑块和一根圆锥头铆固滑杆30构成多材铆焊复合太阳能集热器板芯的专用模具，其中外夹紧定位模具由一块半圆弧形上定位模12与一块半圆弧形下定位模13 组成，上定位模12上装有一个压紧杆11，下定位模13开的一个与排管2外径匹配的孔或者槽；铆固滑块21为空心管状，铆固滑块21空心管的一端内壁呈靠外端大、靠内端小的锥形22，且锥形内壁的轴向方向开有数条缝隙，圆锥头铆固滑杆30能从铆固滑块21的空心管中穿过，让空心管端部的缝隙张开，铆固滑块21空心管的外壁有凸状模块23，凸状模块 23中的凸块外径与排管2内径匹配，圆锥头铆固滑杆30端头呈圆锥形状32，圆锥形32大直径处接大直径的圆柱体 31，圆锥形状幻小直径接是小直径圆柱形状33。再用普通模具在集管1上每隔一段距离压出一个连接孔5连接平台，并在每个连接孔(5)相应处开有带拉伸边的连接孔径ΦΑ 操作者先将集管1的连接孔5外部直接与排管(2)端部的小直径为ΦΒ管道连接， 再把专用模具的铆固滑块21放入到集管内，圆锥头铆固滑杆30从铆固滑块21的空心管中穿过，在圆锥头铆固滑杆30中的小直径圆柱形状33拉动作用下，圆锥头铆固滑杆30中的圆锥形状32将铆固滑块21空心管端部的缝隙张开，，由于在圆锥头铆固滑杆30)是一端直径大，另一端直径小，故拉动小直径端圆柱形状33，圆锥形状32让外壁凸状模块23向下移动压下，从而使外壁凸状模块23压住排管2端部(最好带有耐温密封胶)的小直径为ΦΑ 管道边沿，让排管2端部ΦΑ管道边沿翻边，外夹紧定位模具又夹紧固定集管1和排管2 ； 从而让排管2端部材料与集管1连接孔边沿之间相互铆接固定在一起。制作完后，将小直径端圆柱形状33退回。整个专用模具再移动到下一个集管1与排管2连接孔5处，按同样的方法加工制作，实现纯机械结构的集管1与排管2铆固。由于是纯机械结构的集管1与排管2铆固，所以本发明能实现将多种不同的金属材料通过铆、焊的方式组合成太阳能集热器板芯。充分利用各种材料自身特有的优越性能， 而且用专用模具加工，能实现机械化大规模生产。本发明直接排管( 端部最好带有耐温密封胶的小直径为ΦΑ管道边沿，密封效果会更好。1-集管；2-排管；3-吸热板；4-焊缝式；5-连接孔；11-压紧杆；12-上定位模；13-下定位模；21-铆固滑块；22——锥形；23-凸状模块；30-圆锥头铆固滑杆；31-大直径的圆柱形；32-圆锥体；33-小直径的圆柱形。
权利要求
1.一种多材铆焊复合太阳能集热板芯，由一根上部集管(1)与一根下部集管(1)平行放置，上部集管(1)与下部集管(1)之间左右相互平行有数根排管O)，两根集管(1)与排管(2)相互连接后组成一块太阳能集热器板芯，其特征在于在集管(1)上间隔一定距离开数个连接孔(5)，每个连接孔(5)的边沿有一圈凹槽，形成一个带拉伸边的连接孔( 连接平台；每根排管(2)端部管径尺寸小于排管O)中部管身管径尺寸；每根集管⑴中连接孔(5)的内径与每根排管(2)两端管道的外径相匹配，排管(2) 端状管道能放入到集管(1)连接孔(5)内；每根排管( 两端小直径管道分别放入上集管(1)和下集管(1)预先开出的连接孔 (5)内，用铆接/粘接/焊接方式将每根排管( 与上下两根集管(1)带拉伸边的连接孔 (5)密封连接为一体，构成一块太阳能集热器集热板芯(3)。
2.根据权利要求1所述的多材铆焊复合太阳能集热器板芯，其特征在于集管(1)与排管(2)可用不同材质的材料制作，铆接固成一块太阳能集热器吸热板芯(3)。
3.根据权利要求1或2所述的多材铆焊复合太阳能集热器板芯，其特征在于排管(2) 两侧带有吸热板，吸热板为经过选择性阳极氧化、镀蓝膜或镀黑铬方式处理过的铝板、铜板；或者吸热板通过激光或超声波焊接方式与导流管焊接成集热器板芯。
4.一种制作多材铆焊复合太阳能集热器板芯的专用模具，其特征在于专用模具由一个用于预选夹紧集管(1)外径的外夹紧定位模具、一个放置于集管(1)内壁中的铆固滑块 (21)和一根圆锥头铆固滑杆(30)构成，外夹紧定位模具由一块半圆弧形上定位模(1 与一块半圆弧形下定位模(1 组成， 上定位模(1 上装有一个压紧杆(11)，下定位模(1 开的一个与排管( 外径匹配的孔或者槽；铆固滑块为空心管状，铆固滑块空心管的一端内壁呈靠外端大、靠内端小的锥形(22)，且锥形内壁的轴向方向开有数条缝隙，圆锥头铆固滑杆(30)能从铆固滑块 (21)的空心管中穿过，让空心管端部的缝隙张开，铆固滑块空心管的外壁有凸状模块 03)，凸状模块03)中的凸块外径与排管O)内径匹配，圆锥头铆固滑杆(30)端头呈圆锥形状(32)，圆锥形状(3 大直径处接大直径的圆柱体(31)，圆锥形状(32)小直径接是小直径圆柱形状(33)。
5.根据权利要求4所述的多材铆焊复合太阳能集热器板芯制作方法，其特征在于先在集管(1)每隔一段距离压出一个连接孔(5)连接平台，并在每个连接孔(5)相应处开有带拉伸边的连接孔径ΦΑ 集管⑴的连接孔(5)外部直接与排管(2)端部的小直径为ΦΒ管道连接，构成一个铆固定位结构，方便外夹紧定位模具夹紧固定；集管(1)的连接孔(5)内壁与排管( 端部的小直径为ΦΑ管道在圆锥头铆固滑杆 (30)中的小直径圆柱形状(33)拉动作用下，圆锥头铆固滑杆(30)中的圆锥形状(32)将铆固滑块空心管端部的缝隙张开，外壁凸状模块向下移动压下，从而使外壁凸状模块压住排管( 端部(最好带有耐温密封胶)的小直径为ΦΑ管道，让排管( 端部 ΦA管道边沿翻边，排管( 端部材料与集管(1)连接孔边沿相互铆接固定在一起。
全文摘要
本发明涉及一种多材铆焊复合太阳能集热器板芯、制作模具及方法。属太阳能热水器领域。通过由一个用于预选夹紧集管(1)外径的外夹紧定位模具、一个放置于集管内壁中的铆固滑块和一根圆锥头铆固滑杆构成的专用模具加工，将数根金属排管平行排列、排管的两端分别插入上下平行、预先开有与排管孔径相配合的集管孔内，通过特殊装置将排管的两端与集管铆合成能承受一定压力(不致使传热工质渗漏)的导流管，实现集热器板芯由数根金属排管与两根金属集管、集热板(组合方式一)或由数根带翼片的金属排管与两根金属集管(组合方式二)组成。本发明充分利用各种材料自身特有的优越性能，通过铆、焊的方式组合成各种不同性价比的集热器板芯。
文档编号B21J15/30GK102434986SQ20111038548
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者李锦钦, 李韬鹏 申请人:昆明恒宇惠源科技有限公司