槽式整體背板集熱器結(jié)構(gòu)及制造工藝的改進(jìn)和應(yīng)用

唐疆　岳群

摘 要：常規(guī)的平板太陽能集熱器箱體結(jié)構(gòu)，多由鋁合金邊框、鋁合金壓條、背板、玻璃和橡膠密封條所組成，內(nèi)裝保溫巖棉和流道板芯等部件。隨著新技術(shù)、新材料、新工藝在平板太陽能集熱器生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，市場上相繼開發(fā)了組合式邊框集熱器、整體邊框集熱器和整體背板集熱器等多種結(jié)構(gòu)形式，需要投入較多的模具及設(shè)備費用，使之加工成本和難度較高，市場風(fēng)險很大，又使許多企業(yè)望而止步。

關(guān)鍵詞：集熱器結(jié)構(gòu) ；制造工藝；改進(jìn)和應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.015

1 原整體背板集熱器的結(jié)構(gòu)限制和缺陷

（1）背板必須用冷沖壓模具進(jìn)行拉伸、切邊、折邊和側(cè)沖孔加工，這種大型拉伸工件的制作，不僅需要投資昂貴的模具費用，還需要再投資大型設(shè)備，市場風(fēng)險很大，使絕大多數(shù)生產(chǎn)太陽能集熱器的企業(yè)望而卻步。

（2）用傳統(tǒng)冷沖壓方式制作槽式整體背板，需要通過拉伸、切邊、折邊和側(cè)沖孔等多工序完成，生產(chǎn)成本高。

（3）用冷沖壓方式拉伸大型工件，極容易出現(xiàn)拉伸破裂現(xiàn)象，合格率相當(dāng)?shù)汀?/p>

（4）用傳統(tǒng)冷沖壓方式制作槽式整體背板，一套模具只能生產(chǎn)一種規(guī)格，設(shè)備的利用率低下。

2 槽式整體背板新型結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型發(fā)明的目的在于提供一種槽式整體背板集熱器結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以降低生產(chǎn)成本，便于制造和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

（1）玻璃的裝配采用高強度玻璃粘合劑粘接法，既在邊框與玻璃的裝配結(jié)合部位涂上玻璃粘合劑，把玻璃直接平貼在已裝配好其他部件的邊框上，再在玻璃周邊打上固定膠，密封防滲漏效果將得到充分保證，玻璃周邊絲印黑色裝飾邊，外形美觀大方。

（2）把邊框的下半部分設(shè)計成一個圓弧形嵌入式凹槽邊，尾部邊框與背板的連接設(shè)計成搭邊（或咬合邊）式結(jié)構(gòu)，方便背板的焊接和裝配。經(jīng)過焊接成形的槽式整體背板，結(jié)構(gòu)緊湊，強度高，密封性好，適應(yīng)性強，可以根據(jù)要求組裝成多種規(guī)格的嵌入式整體背板集熱器，不需要投資大量的模具和設(shè)備費用。

3 槽式整體背板的加工工藝

（1）邊框采用四根特制鋁合金型材，邊框兩端切成45°斜角，拼縫處用焊接的方式拼接成四邊形邊框，底部再焊接一張薄鋁板，形成一個完整的槽式整體背。

（2）用鋁合金型材焊接拼裝槽式整體背板，與保溫巖棉、玻璃和吸熱板芯等部件組合，制作嵌入式整體背板集熱器，其功能和樣式具有外形美觀大方，結(jié)構(gòu)緊湊合理，制造工藝簡便，投資少，見效快，生產(chǎn)效率高，可明顯降低產(chǎn)品的材料成本和生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益好的特點，具有廣泛的推廣價值。

4 新型槽式整體背板集熱器的優(yōu)點

（1）用傳統(tǒng)冷沖壓方式制作槽式整體背板，需要拉伸、切邊、折邊和側(cè)沖孔等多工序生產(chǎn)完成，生產(chǎn)成本高；而本發(fā)明只需要把特制鋁型材邊框兩端切角后，進(jìn)行拼裝焊接既可，工序簡單，用人少，生產(chǎn)成本低。

（2）用冷沖壓方式深拉伸大型工件，極容易出現(xiàn)拉伸破裂現(xiàn)象，一般做不到100%的合格率。用本發(fā)明制作槽式整體背板，可操作性強，質(zhì)量有保障，產(chǎn)品合格率高。

（3）邊框上框條的設(shè)計，還可以在四角安裝角碼，對邊框四角進(jìn)行定位和加固，更有利于四角的拼縫和焊接。

（4）為了保證該發(fā)明專利的順利實施，我們設(shè)計了用于生產(chǎn)該類型槽式整體背板的專用焊接設(shè)備和工裝。焊接設(shè)備采用交直流TIG弧焊機(jī)，配合雙軸數(shù)控定位系統(tǒng)和定位工裝，自動完成邊框與背板的焊接，四角可選擇手工或設(shè)備自動焊接兩種方式，由于該設(shè)備及工裝可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)定位，故可以焊接組裝多種規(guī)格的槽式整體背板，操作簡便，焊縫平整光滑，質(zhì)量可靠。解決了用傳統(tǒng)冷沖壓方式制作槽式整體背板，一套模具只能生產(chǎn)一種規(guī)格的槽式整體背板的弊端，大大地提高了設(shè)備的利用率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

（5）如果為了降低產(chǎn)品的材料成本，還可以選用鍍鋅板或鋁塑板及其它材料替換邊框底部的鋁板，經(jīng)過鉚接或沾接的方式拼裝成槽式整體背板，可明顯提高產(chǎn)品的性價比。

5 新型槽式整體背板集熱器的實際應(yīng)用

本實用新型把邊框1上框條以下部分設(shè)計成一個圓弧形嵌入式凹槽邊，尾部邊框與背板5的連接設(shè)計成搭邊式結(jié)構(gòu)，方便背板5的焊接和裝配。經(jīng)過焊接成形的槽式整體背板，結(jié)構(gòu)緊湊，強度高，密封性好，適應(yīng)性強，可以根據(jù)要求組裝成多種規(guī)格的嵌入式整體背板集熱器，不需要投資大量的模具和設(shè)備費用。

6 總結(jié)語

新型槽式整體背板集熱器發(fā)明專利主張的用四根特制鋁合金邊框和一張鋁板拼裝焊接制作的槽式整體背板及加工工藝，具有制造工藝簡便，投資少，見效快，生產(chǎn)效率高，可明顯降低投資成本和生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益好的特點，與通用的保溫巖棉、玻璃和吸熱板芯等部件組合，可制作多種規(guī)格的嵌入式整體背板集熱器，具有廣闊的發(fā)展前景和推廣價值。