[发明专利]中高温直通集热管机械密封装置

说明书

技术领域

一种中高温直通集热管机械密封装置，涉及太阳能热利用技术领域

背景技术

目前相关直通集热管的专利文献有很多，其基本结构都是以金属管作为吸热管，外罩透明玻璃外管，而管之间为真空绝热空间。管两端为金属连接头，通过可伐合金进行玻璃与金属的热熔封接，或者以粘合剂密封，为了补偿升温后的金属管与玻璃外管的线性膨胀导致不同产生的应力，在金属管或玻璃外管上连接有膨胀节。

从上述专利文献中的理论技术方案看应该实施起来时比较容易的。但目前在近十年的时间先后研发该直通管的企业和单位有几十家。或耐温低或使用寿命短，质量不稳定等诸多的不足，无一成功商品化。其关键问题是由于金属管与玻璃外管的两种材料的膨胀导致不同，在膨胀收缩频繁的交替动态应力变化中真空密封容易破坏。这给金属与玻璃外管之间的真空密封提出了很高的制作精度技术要求。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种工艺简单，科学合理，便于工业化装配生产，密封效果长效持久，质量稳定，性能稳定，不会因为膨胀收缩的交替动态应力变化破坏真空密封的中高温直通集热管密封装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种中高温直通集热管机械密封装置，包括金属管，金属管外套有玻璃外管，其特征在于：所述玻璃外管两端具有向外翻边的玻璃法兰，在玻璃外管两端套有环形锁紧卡，锁紧卡与玻璃法兰紧靠，其间加有密封垫片，在锁紧卡和玻璃法兰外加有U形连接头，U形连接头与锁紧卡螺纹连接，U形连接头与玻璃法兰端面之间留有膨胀间隙，U形连接头与玻璃法兰侧面之间加有密封垫片。

玻璃外管由两根或两根以上轴向排列组成时，相邻两根玻璃外管之间加有H形连接头，H形连接头两侧分别连接有环形锁紧卡，环形锁紧卡套在玻璃外管外，H形连接头分别与玻璃外管的玻璃法兰端面之间留有膨胀间隙，H形连接头与玻璃法兰侧面之间加有密封垫片。H形的连接头连接玻璃外管，可以起到支撑固定的作用，使整个装置更加牢固。

本发明所具有的有益效果是：工艺简单，科学合理，便于工业化装配生产，密封效果长效持久，质量稳定，性能稳定，不易因膨胀收缩的交替动态应力破坏真空密封，长管连接时更稳定牢固，能更好的保护玻璃外管，，广泛地用于太阳能槽式发电领域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图之一；

图2为本发明的结构示意图之二；

其中：1、U形连接头；2、锁紧卡；3、玻璃外管；4、密封垫片；5、金属管；6、玻璃法兰；7、H形连接头；8、密封垫片

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述。

如图1，一种中高温直通集热管机械密封装置，包括金属管5，金属管5外套有玻璃外管3，所述玻璃外管3两端具有向外翻边的玻璃法兰6，在玻璃外管3两端套有环形锁紧卡2，锁紧卡2与玻璃法兰6紧靠，其间加有密封垫片4，在锁紧卡2和玻璃法兰6外加有U形连接头1，U形连接头1与锁紧卡2螺纹连接，U形连接头1与玻璃法兰6端面之间留有膨胀间隙，U形连接头1与玻璃法兰6侧面之间加有密封垫片8。密封垫片4和8除有密封作用外还有隔热断桥作用及缓冲应力作用等。金属管5放入吸气剂后穿入带法兰的玻璃外管3内，然后金属管5套入U形连接头1的同圆中心孔。玻璃外管3两端玻璃高温熔化塑形成向外翻的玻璃法兰6，外面套有环形的螺纹锁紧卡2，锁紧卡2与玻璃外管3之间有密封垫片4。锁紧卡2旋入连接头1丝扣将玻璃法兰紧紧固夹在U形连接头1和锁紧卡2之间。玻璃法兰3与U连接头1密封贴合。玻璃法兰3被环形锁紧卡2与U形连接头1内端机械夹紧固定。U形连接头1与玻璃法兰3中间有密封垫片4。连接头同圆的中间圆孔在金属管5穿入后焊接密封，在U型连接头1上有排气孔，金属管5与玻璃外管3之间有吸气剂。装配好的直通集热管，进行高温排气在400摄氏度下将吸气剂激活同时使空气膨胀抽气直到-6MPa真空度即可。排气后将排气孔密封即可完成制作工序。

如图2，玻璃外管3由两根或两根以上轴向排列组成时，相邻两根玻璃外管3之间加有H形连接头7(相当于两个方向相反的U型连接头)，H形连接头7两侧分别连接有环形锁紧卡2，环形锁紧卡2套在玻璃外管3外，H形连接头7分别与玻璃外管3的玻璃法兰6端面之间留有膨胀间隙，H形连接头7与玻璃法兰6侧面之间加有密封垫片8。H形连接头7连接玻璃外管3，可以起到支撑固定的作用，使整个装置更加牢固。

锁紧卡2的螺纹或H型连接头7内侧螺纹内可以抹入密封材料以提高密封特性。如耐高温密封胶柔性金属带无极纤维等。

因为采用机械密封不仅结构强度高、耐高温、使用寿命长。当升温降温不断产生膨胀收缩性，连接头等金属件与玻璃外管之间不产生应力而使玻璃外管破碎的现象，而且工艺简单，科学合理，便于工业化装配生产，密封效果长效持久，质量稳定，性能稳定，因为H型连接头的存在使长管连接时更稳定更牢固能更好的保护玻璃外管。