[实用新型]真空集热管的端部密封结构

说明书

技术领域

   本实用新型属于太阳能应用领域，特别是一种真空集热管的端部密封结构。

背景技术

   太阳能集热管是通过将太阳光经槽型抛物面反射形成线性光斑带，集热管放置于光斑带上，吸收热量并加热管内物质，为减少集热管的热损失，必须将金属内管和玻璃外管之间抽成真空，目前一般生产中将真空度控制在0.013Pa，因此，金属和玻璃的封接处要保证紧密连接，使漏气率尽量降低。

但前常用的可伐合金与太阳能高硼玻璃热膨胀系数存在较大差值，二者很难直接进行封接，生产中通常是添加一段过渡玻璃来解决封接的问题，过渡金属的膨胀系数介于玻璃与金属之间，其两端分别与金属和玻璃外管封接，以达到减小应力，实现密封的技术效果，如专利号为“201010116612.9”的中国专利，即公开了一种太阳能集热管金属与玻璃的封接方法，但该专利过渡玻璃与玻璃外管是采用刀口切入玻璃的方式进行熔封，这种刀口封接方式机械强度较小，过渡玻璃与玻璃外管在高温、高压力、热应力或外力磕碰的作用下易脱离，增加漏气的可能性，最终降低整个装置的气密性，因此，研制一种过渡玻璃与玻璃外管间的连接方式，增加真空集热管的气密性，一直是本领域亟待解决的技术难题。

实用新型内容

针对上述问题，提供一种真空集热管，该集热管的过渡玻璃与玻璃外管在高温高压下可以实现稳定密封，增加装置的气密性，本实用新型是这样实现的：

    一种真空集热管的端部密封结构，包括外管和内管，其特征在于， 外管为玻璃外管，内管为与外管同心设置的金属导热管，通过玻璃外管两端部的密封结构使玻璃外管内壁和金属导热管外壁之间形成真空保温腔，吸热片焊接于真空保温腔内的金属导热管上；

所述密封结构包括过渡金属套、可伐金属环和过渡玻璃衬，过渡金属套与金属导热管密封连接，同时与可伐金属环中心孔密封连接；所述过渡玻璃衬与玻璃外管端部融为一体，可伐金属环的外缘与过渡玻璃衬熔接。

本实用新型中，所述的过渡金属套与金属导热管密封连接，同时与可伐金属环中心孔密封连接是指：过渡金属套为金属镶套，金属镶套的内壁与金属导热管密封镶嵌，外壁与可伐金属环中心孔密封连接。

    本实用新型中，所述的过渡金属套与金属导热管密封连接，同时与可伐金属环中心孔密封连接是指：过渡金属套为金属套管，金属套管的一端向内翻边后与金属导热管密封焊接，另一端与可伐金属环中心孔密封连接。

    本实用新型中，所述玻璃外管是采用膨胀系数为3.0x10^-6-8.0x10^-6/K的硼硅玻璃，可伐金属环的膨胀系数为4.0x10^-6-6.0x10^-6/K，所述的过渡玻璃衬的膨胀系数介于玻璃外管与可伐金属环之间。

   本实用新型中，玻璃外管与可伐金属环之间至少设有一个过渡玻璃衬，各过渡玻璃衬与相邻连接物之间的膨胀系数差距为5-10%。

   本实用新型中，所述可伐金属环的厚度为0.1~2mm，可伐金属环的外圈为一环形槽，环形槽的断面为半圆弧形，环形槽的外侧槽壁的曲面与紧邻的过渡玻璃衬内壁吻合，外侧槽壁的顶部外翻后平面挂于过渡玻璃衬上沿并与其熔接，挂边长度为0.5-3mm；可伐金属环的中心孔向上折翻紧贴于过渡金属套外壁后与其密封连接。

   本实用新型中，所述过渡玻璃衬的内壁与可伐金属环的环形槽外侧槽壁曲面的曲率相同，过渡玻璃衬的内壁下段沿环形槽外侧槽壁曲面延伸并托于环形槽外侧槽壁的下方。

   本实用新型中，所述可伐金属环位于外缘的平面挂于过渡玻璃衬上沿与其熔接是指：将可伐金属环清洗干净后，放入烧氢炉中以600-1100℃进行烧氢处理，再置湿度为50-100RH的气氛炉中加热至400-700℃，使可伐金属环表面形成氧化层后，再利用玻璃车床将可伐金属环外缘与过渡玻璃衬熔接，熔接温度为600-1100℃。

   本实用新型中，所述氧化层厚度为1-6μm，密度为0.2-2.0mg/m²。

本实用新型的有益效果在于:

1、本实用新型利用膨胀系数相差较大的可伐金属和玻璃外管之间熔接过渡玻璃衬，以减少应力，过渡玻璃衬与玻璃外管间直接接触熔接，而非刀口切入玻璃熔封，增加熔接处的机械强度，保证整个装置的气密性。