专利名称：全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测工艺，属于太阳能 热利用技术领域。
背景技术：
双层同轴全玻璃真空太阳集热管作为太阳能热水系统的关键元器件，在生产工艺 上已经成熟，并得到了大面积的推广。以双层同轴全玻璃真空太阳集热管为基础，在专利 号为98246355. 3,200420050936. 7,200510007327. 2等中国专利申请中，提出了全玻璃热 管式真空太阳集热管(以下简称热管式集热管)。热管式集热管由于采用采用相变换热原 理，集热管内装有少量的液体工质，且在常温条件下，工质一般处于真空状态，因此，与普通 双层同轴全玻璃真空太阳集热管相比较，具有启动速度快，冬季防冻，管内无水等优点。随着热管式集热管生产技术的发展，市场上开始出现以热管式集热管为集热元件 的太阳能热水系统。但是，对于热管式集热管而言，由于其恰恰采用了全玻璃结构，且集热 管内管为封闭腔体，管内存储有少量液体工质，由于玻璃内管本身可能存在固有质量缺陷， 如结石、节瘤等，或在加工中产生的划伤、应力等，为以后在热水系统上使用时产生了隐患。 这主要是因为，对于普通双层同轴全玻璃真空太阳集热管，其腔体内的空晒温度可以达到 250°C以上，当热水系统在安装初期等特定条件下，热管式集热管可能处于强辐照空晒状态 下，其装有工质的玻璃腔体内的温度也可能达到200°C以上，集热管内的工质可能全部或部 分汽化，变为气体，此时管内压力会随着温度的增加而增加，可能会造成玻璃热管内管玻璃 不能承受压力而突然爆炸，造成正在使用的热水系统损坏，影响正常使用，甚至出现损坏物 品或伤害人员的问题。对于成品热管式集热管，一般很难在出厂前全部检出有玻璃缺陷的问题集热管， 且若集热管内工质类型和总量选用不合理，可能会使热管式集热管出现故障的概率大幅度 增加。目前，尚没有关于全玻璃热管式真空太阳集热管的国标。因此，为提高热管式集热管 出厂后的产品安全性和可靠性，应在热管式集热管生产过程中增加在线检测工艺，将存在 缺陷的问题集热管在生产过程中检测出来，确保出厂的产品合格、可靠。目前全玻璃热管式真空太阳集热管生产流程，如图1所示，包括拉封-清洗-内 管镀膜_外管和内管环封_排气_烤消_检验_装箱等工序，然而，上述工艺流程不对热管 式集热管玻璃抗爆性进行检验，就有可能导致有缺陷的问题热管式集热管成为正品，从而 造成隐患。
发明内容
本发明的目的则是克服上述工艺流程的缺点，提供一种全玻璃热管式真空太阳集 热管抗爆性在线检测方法及装置，实现玻璃热管抗爆性能的在线检测，将有缺陷的问题集 热管最大限度的检测出来，使出厂的热管式集热管安全、可靠。为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括
一种全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，在所述的全玻璃热管式 真空太阳集热管的外管与内管之间的环封工步完成后，所述的内管内部形成工质腔体，且 所述的内管保留有一个冷凝段注液口 ；其特征在于在所述的环封工步之后，还包括一个压力检测工步，所述的压力检测工步是指通 过所述的冷凝段注液口向所述的工质腔体内通以高压气体或者高压液体，然后检测所述的 内管内部的压力值情况，以判断全玻璃热管式真空太阳集热管的抗爆性能是否合格。在较佳的技术方案中所述的全玻璃热管式真空太阳集热管的生产流程依序是 拉封工步、清洗工步、内管镀膜工步、环封工步、所述的压力检测工步、排气工步、灌注工步、 烤消工步、检验工步以及装箱工步。在较佳的技术方案中所述的全玻璃热管式真空太阳集热管的生产流程依序是拉封工步、清洗工步、内管镀膜工步、环封工步、排气工步、所述的压力检测工步、灌注工步、 烤消工步、检验工步以及装箱工步。在较佳的技术方案中所述的拉封是将集热管内管和外管加工成需要的长度和形状；所述的清洗是对集热管内管和外管及冷凝段进行清洗；所述的内管镀膜是在集热管内管外表面制备选择性吸收涂层；所述的环封是将集热管内管和外管熔封为全玻璃热管式真空太阳集热管结构， 在所述的内管内部形成工质腔体，且所述的内管保留有一个冷凝段注液口，所述的内管和 外管之间的夹层则保留有一个吸气剂镜面端排气口；所述的排气是通过所述的吸气剂镜面端排气口连通负压，并在高温条件下，将内 外管之间的夹层抽成高真空状态，然后将吸气剂镜面端排气口封离下来，保持真空夹层处 于真空封闭状态；所述的灌注是通过注液口向集热管内注入适量工质，并封离注液口尾嘴，保持工 质腔体处于真空封闭状态；所述的烤消是将真空夹层内的蒸散型吸气剂蒸散、激活；在集热管圆头端玻璃 管表面形成吸气剂镜面，用于维持真空夹层的真空度；所述的检验是检验集热管品质；所述的装箱是将集热管打包然后封装，形成正品。在较佳的技术方案中所述的压力检测工步是将一个打压管路连通于所述的内 管，然后通过一个与打压管路相连通的打压装置向所述的内管内部输入高压气体或者高压 液体，同时使用一个连通于打压管路的压力感测装置来检测所述的内管内部的压力值，当 所述的内管内部的压力值达到设定值后，打压装置停止打压，所述的内管内部暂时保持压 力稳定；压力感测装置继续检测内管内部的压力值一段时间，若该段时间内压力感测装置 检测到的压力值突然下降，则表明集热管抗爆性能不合格，若该段时间内压力感测装置检 测到的压力值无明显变化，说明集热管抗爆性能合格。在较佳的技术方案中一个控制器与所述的压力感测装置电连接，所述的控制器 根据所述的一段时间内压力感测装置检测到的压力值情况，来判断全玻璃热管式真空太阳 集热管的抗爆性能是否合格。
在较佳的技术方案中在向所述的内管内部输入高压气体或者高压液体过程中， 当所述的内管内部的压力值达到所述的设定值后，所述的压力传感器传输信号到所述的控 制器，控制器再传输信号给所述的打压装置而使其停止打压。在较佳的技术方案中一个集热管的抗暴性检测完成后，所述的控制器发送信号 给一个与所述的打压管路相连通的排放阀，命令排放阀打开，使得上述集热管内的高压气 体或者高压液体流出；然后解除所述的打压管路与所述的集热管之间的连接，以进行下一 批次的集热管检验。在较佳的技术方案中所述的打压管路通过可拆卸密封装置与所述的集热管密封 连接。在较佳的技术方案中所述的可拆卸密封装置连接在所述的内管的尾嘴处、所述的内管的冷凝端或者所述的外管的外壁上。为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括一种全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测装置，其特征在于，至少包括一个打压管路，其通过一个冷凝段注液口与集热管的工质腔体相连通；一个打压装置，与所述的打压管路相连通，并向所述的打压管路提供高压气体或 者高压液体；一个压力感测装置，与所述的打压管路相连通，用来检测所述的内管内部的压力 值情况；以及，一个控制器，与所述的压力感测装置电连接，根据所述的压力感测装置检测到的 压力值情况，来判断全玻璃热管式真空太阳集热管的抗爆性能是否合格。在较佳的技术方案中还包括一个与所述的打压管路相连通的排放阀，所述的排 放阀与所述的控制器电连接。在较佳的技术方案中所述的打压管路通过可拆卸密封装置密封连接在所述的内 管的尾嘴处、所述的内管的冷凝端或者所述的外管的外壁上。在较佳的技术方案中所述的打压装置与所述的控制器电连接。在较佳的技术方案中所述的打压装置是打压泵或者是高压储罐。在较佳的技术方案中所述的压力感测装置是压力传感器。与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是可在线检测热管式集热管抗爆性 能，检测出存在缺陷的问题集热管，使出厂的热管式集热管不会因非正常工作导致空晒的 条件下出现爆破现象，使热管式集热管更加安全、可靠。
图1是常规热管式集热管生产工艺流程；图2是可在线检测抗爆性的热管式集热管生产工艺流程(1)；图3是可在线检测抗爆性的热管式集热管生产工艺流程(2)；图4a、图4b分别是一种工质腔体耐压检测方法示意图。
具体实施例方式如图2所示，是在常规热管式集热管生产工艺中的环封工序和排气工序之间增加压力检测工序，通过向工质腔体内充入高压液体或气体，保持一定时间，使不符合压力要求 的集热管在高压作用下报废掉，保留满足压力要求的合格集热管半成品。具体来说，请结合参阅图2所示，本发明提供的热管式集热管生产工艺流程包括 如下工步拉封是将集热管内管、外管加工成需要的长度、形状。清洗是对集热管内管、外管及冷凝段进行清洗。内管镀膜是在集热管内管外表面制备选择性吸收涂层。环封是将集热管内管1和外管2 (参见图4a、图4b)熔封为全玻璃热管式真空太 阳集热管结构，所述的内管1内部形成工质腔体，且所述的内管1保留有一个冷凝段注液 口，所述的内管1和外管2之间的夹层则保留有一个吸气剂镜面端排气口 21。压力检测向所述的工质腔体内通以高压气体或者高压液体，然后检测所述的内 管内部的压力值情况，以判断全玻璃热管式真空太阳集热管的抗爆性能是否合格。例如如 图4a所示，采用可拆卸密封装置3将一个打压管路4密封连接在所述的内管的尾嘴11处， 然后通过一个与打压管路4相连通的打压泵6向所述的内管1内部输入高压气体或者高压 液体，同时使用一个连通于打压管路4的压力传感器5来检测内管1内部的压力值，当压力 值达到设定值后，通过所述的压力传感器5传输信号到控制器7，控制器7传输信号给所述 的打压泵6而使其停止打压，所述的内管1内部暂时保持压力稳定。然后，压力传感器5继 续检测内管1内部的压力值一段时间，若该段时间内压力传感器5检测到的压力值突然下 降，则表明集热管抗爆性能不合格，若该段时间内压力感测装置检测到的压力值无明显变 化，说明集热管抗爆性能合格。此后，所述的控制器7发送信号给一个与所述的打压管路相 连通的排放阀8，排放阀8打开，使得上述集热管内的高压气体或者高压液体流出。最后拆 卸所述的可拆卸密封装置3，进行下一批次的集热管检验。排气是通过所述的吸气剂镜面端排气口 21连通负压，从而在高温条件下，将内 外管之间的夹层抽成高真空状态，并将排气口 21封离下来，保持真空夹层处于真空封闭状 态。灌注是通过注液口向集热管内注入适量工质，并封离注液口尾嘴11，保持工质 腔体处于真空封闭状态。烤消是将真空夹层内的蒸散型吸气剂蒸散、激活。在集热管圆头端玻璃管表面形 成吸气剂镜面，用于维持真空夹层的真空度。检验是检验集热管品质。装箱是将集热管打包然后封装，形成正品。当然，也可以将压力检测工步与排气工步进行交换，这样的话，新的热管式集热管 生产工艺流程如图3所示，由于各工步的内容与上一实施例完全一样，在此不再一一重复 了。虽然如此一来，抗爆性能不合格的产品也会经过排气处理，将导致生产成本增加，不过， 先进行排气工步，可以使抗爆性能检测更加接近集热管的实际工作状态，也有其优点存在。请参与图4b所示，是进行压力检测工步所采用的压力检测装置的另一实施方式 的示意图，所述的压力检测装置包括一个通过可拆卸密封装置3与所述的内管1相连通的 打压管路4，所述的打压管路4分别连通有一个压力传感器5、一个打压泵6以及一个排放 阀8，而且所述的压力传感器5、打压泵6以及排放阀8均与一个控制器7电连接。与图4a所表示的实施例不同之处在于所述的可拆卸密封装置3的密封位置在内管1的冷凝端。 当然，根据这样的提示，所述的可拆卸密封装置3的密封位置还可以位于外管2的外壁上。 不过，本发明并不限定于密封在何处，只要能够将打压管路4与内管1密闭连接以实现向内 管1增压的目的即可。图4a、图4b也仅仅是全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测装置的两个 实施例而已，实际上，打压泵可以用高压储罐来替代，压力传感器也可以用普通机械式气压 计来替换，因此，所述的在线检测装置的结构应当概括如下，其至少包括一个打压管路，其通过所述的冷凝段注液口与集热管的工质腔体相连通；一个打压装置，与所述的打压管路相连通，并向所述的打压管路提供高压气体或 者高压液体；一个压力感测装置，与所述的打压管路相连通，用来检测所述的内管内部的压力值情况；以及，一个控制器，与所述的压力感测装置电连接，根据所述的压力感测装置检测到的 压力值情况，来判断全玻璃热管式真空太阳集热管的抗爆性能是否合格。以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解， 在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落 入本发明的保护范围之内。
权利要求
一种全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，在所述的全玻璃热管式真空太阳集热管的外管与内管之间的环封工步完成后，所述的内管内部形成工质腔体，且所述的内管保留有一个冷凝段注液口；其特征在于在所述的环封工步之后，还包括一个压力检测工步，所述的压力检测工步是指通过所述的冷凝段注液口向所述的工质腔体内通以高压气体或者高压液体，然后检测所述的内管内部的压力值情况，以判断全玻璃热管式真空太阳集热管的抗爆性能是否合格。
2.根据权利要求1所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，其特征 在于所述的全玻璃热管式真空太阳集热管的生产流程依序是拉封工步、清洗工步、内管 镀膜工步、环封工步、所述的压力检测工步、排气工步、灌注工步、烤消工步、检验工步以及 装箱工步。
3.根据权利要求1所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，其特征 在于所述的全玻璃热管式真空太阳集热管的生产流程依序是拉封工步、清洗工步、内管 镀膜工步、环封工步、排气工步、所述的压力检测工步、灌注工步、烤消工步、检验工步以及 装箱工步。
4.根据权利要求2或3所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，其 特征在于所述的拉封是将集热管内管和外管加工成需要的长度和形状； 所述的清洗是对集热管内管和外管及冷凝段进行清洗； 所述的内管镀膜是在集热管内管外表面制备选择性吸收涂层； 所述的环封是将集热管内管和外管熔封为全玻璃热管式真空太阳集热管结构，在所 述的内管内部形成工质腔体，且所述的内管保留有一个冷凝段注液口，所述的内管和外管 之间的夹层则保留有一个吸气剂镜面端排气口；所述的排气是通过所述的吸气剂镜面端排气口连通负压，并在高温条件下，将内外管 之间的夹层抽成高真空状态，然后将吸气剂镜面端排气口封离下来，保持真空夹层处于真 空封闭状态；所述的灌注是通过注液口向集热管内注入适量工质，并封离注液口尾嘴，保持工质腔 体处于真空封闭状态；所述的烤消是将真空夹层内的蒸散型吸气剂蒸散、激活；在集热管圆头端玻璃管表 面形成吸气剂镜面，用于维持真空夹层的真空度； 所述的检验是检验集热管品质； 所述的装箱是将集热管打包然后封装，形成正品。
5.根据权利要求1所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，其特征 在于所述的压力检测工步是将一个打压管路连通于所述的内管，然后通过一个与打压 管路相连通的打压装置向所述的内管内部输入高压气体或者高压液体，同时使用一个连通 于打压管路的压力感测装置来检测所述的内管内部的压力值，当所述的内管内部的压力值 达到设定值后，打压装置停止打压，所述的内管内部暂时保持压力稳定；压力感测装置继续检测内管内部的压力值一段时间，若该段时间内压力感测装置检测 到的压力值突然下降，则表明集热管抗爆性能不合格，若该段时间内压力感测装置检测到 的压力值无明显变化，说明集热管抗爆性能合格。
6.根据权利要求5所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，其特征 在于一个控制器与所述的压力感测装置电连接，所述的控制器根据所述的一段时间内压 力感测装置检测到的压力值情况，来判断全玻璃热管式真空太阳集热管的抗爆性能是否合 格。
7.根据权利要求6所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，其特征 在于在向所述的内管内部输入高压气体或者高压液体过程中，当所述的内管内部的压力 值达到所述的设定值后，所述的压力传感器传输信号到所述的控制器，控制器再传输信号 给所述的打压装置而使其停止打压。
8.根据权利要求6所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，其特征 在于一个集热管的抗暴性检测完成后，所述的控制器发送信号给一个与所述的打压管路 相连通的排放阀，命令排放阀打开，使得上述集热管内的高压气体或者高压液体流出；然后 解除所述的打压管路与所述的集热管之间的连接，以进行下一批次的集热管检验。
9.根据权利要求5所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，其特征 在于所述的打压管路通过可拆卸密封装置与所述的集热管密封连接。
10.根据权利要求9所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法，其特 征在于所述的可拆卸密封装置连接在所述的内管的尾嘴处、所述的内管的冷凝端或者所 述的外管的外壁上。
11.一种全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测装置，其特征在于，至少包括一个打压管路，其通过一个冷凝段注液口与集热管的工质腔体相连通；一个打压装置，与所述的打压管路相连通，并向所述的打压管路提供高压气体或者高 压液体；一个压力感测装置，与所述的打压管路相连通，用来检测所述的内管内部的压力值情 况；以及，一个控制器，与所述的压力感测装置电连接，根据所述的压力感测装置检测到的压力 值情况，来判断全玻璃热管式真空太阳集热管的抗爆性能是否合格。
12.根据权利要求11所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测装置，其特 征在于还包括一个与所述的打压管路相连通的排放阀，所述的排放阀与所述的控制器电 连接。
13.根据权利要求11所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测装置，其特 征在于所述的打压管路通过可拆卸密封装置密封连接在所述的内管的尾嘴处、所述的内 管的冷凝端或者所述的外管的外壁上。
14.根据权利要求11所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测装置，其特 征在于所述的打压装置与所述的控制器电连接。
15.根据权利要求11所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测装置，其特 征在于所述的打压装置是打压泵或者是高压储罐。
16.根据权利要求11所述的全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测装置，其特 征在于所述的压力感测装置是压力传感器。
全文摘要
本发明是一种全玻璃热管式真空太阳集热管抗爆性在线检测方法及装置，所述的在线检测方法，是指在集热管的环封工步之后，增加一个压力检测工步，即，通过所述的冷凝段注液口向所述的工质腔体内通以高压气体或者高压液体，然后检测所述的内管内部的压力值情况，以判断全玻璃热管式真空太阳集热管的抗爆性能是否合格。所述的在线检测装置，包括一个打压管路、一个提供高压气体或者高压液体的打压装置、一个检测所述的内管内部的压力值情况的压力感测装置、以及，一个根据所述的压力感测装置检测到的压力值情况，来判断全玻璃热管式真空太阳集热管的抗爆性能是否合格的控制器。本发明对热管式集热管玻璃抗爆性进行检验，从而尽量避免出现爆破现象。
文档编号G01N3/10GK101871864SQ200910082610
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者吴振一, 李旭光, 王青山, 赵娟, 陈华林, 韩成明, 黄哲林 申请人:北京清华阳光能源开发有限责任公司