[发明专利]基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料制备系统

权利要求书

1.基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料制备系统，其特征在于：包括蒸煮系统和干燥系统，所述蒸煮系统包括太阳能槽式集热器、蒸煮釜、浓缩釜、冷凝塔、氮封装置、蓄热油罐、膨胀罐和染料制作控制系统，所述太阳能槽式集热器分别为蒸煮釜和浓缩釜提供热源，所述蒸煮釜依次通过浓缩釜、冷凝塔、氮封装置和蓄热油罐连接膨胀罐，所述染料制作控制系统分别与太阳能槽式集热器、蒸煮釜、浓缩釜、冷凝塔、氮封装置、蓄热油罐和膨胀罐连接，所述干燥系统包括用于低温喷雾干燥制取染料干粉的空气集热器和旋风干燥塔，所述空气集热器与旋风干燥塔连接，所述旋风干燥塔对浓缩釜产生的浓缩液进行干燥处理。

2.如权利要求1所述的基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料制备系统，其特征在于：所述太阳能槽式集热器包括若干个并排设置的集热器单元，每个所述集热器单元包括两个基础桩，其中一基础桩上设置有立柱，另一基础桩上设置有驱动塔，所述驱动塔与立柱的上端之间连接有支架组件。

3.如权利要求2所述的基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料制备系统，其特征在于：所述支架组件包括扭矩横梁、反射板和真空管，所述扭矩横梁的两端架设在立柱和驱动塔之间，所述反射板固定安装扭矩横梁上，所述真空管设置在反射板的凹面一侧并通过真空管支撑臂固定在扭矩横梁上。

4.如权利要求3所述的基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料制备系统，其特征在于：所述反射板的凹面侧设置有发射镜，所述反射板的凸面侧设置有若干个纵向分布发射板支撑肋板。

5.如权利要求4所述的基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料制备系统，其特征在于：所述真空管包括玻璃透光罩管和金属吸热管，所述金属吸热管设置在玻璃透光罩管的内部，所述金属吸热管的外壁与玻璃透光罩管内壁之间形成有真空夹层。

6.如权利要求5所述的基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料制备系统，其特征在于：所述驱动塔的上部设置有减速机和驱动电机，所述驱动电机通过减速机与扭矩横梁的一端传动连接。

7.如权利要求6所述的基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料制备系统，其特征在于：所述真空管的外径为38-45mm，长度为2m，所述真空管的工作温度小于350摄氏度，所述发射镜的开口为2m或2.5m，所述集热器单元长度为8m，所述集热器单元单列可扩展总长度50或62.5m；所述减速机额定扭矩不小于5000Nm，最大破坏扭矩不小于10000Nm，所述减速机的回程间隙不大于0.05度，效率不小于30％，传动比不小于10000。

8.如权利要求7所述的基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料制备系统，其特征在于：两个所述基础桩采用钢筋混凝土地基，所述基础桩最大承载重量不低于3吨，抗上拔力不低于4吨，抗侧倾力不低于3吨，所述立柱和驱动塔的下端均通过地脚螺栓固定在基础桩上，所述地脚螺栓露出地面不小于150mm，并进行镀锌防腐处理。

9.基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料装置的研制方法，其特征在于：其步骤为：(1)槽式太阳能集热器风载荷计算和结构力学计算；(2)对槽式太阳能集热器机械结构计算分析；(3)槽式太阳能集热器的传热学机理分析；(4)太阳能蒸煮反应釜设计分析；(5)自动控制系统设计分析；(6)进入PID控制的基本算法分析。

10.根据权利要求9所述的基于太阳能槽式集热器为热源的植物染料装置的研制方法，其特征在于：其中风载荷计算，风为沿着不同高度速度为变化值，风的速度公式如公式1所示，

公式中，v10为10米高风速；v为风速，随测量位置的高度变化而变化，y10为10米高，y为槽式集热器反射面距离地面的高度，随镜面位置的变化而变化，

所述槽式太阳能集热器结构受力分析，首先进行强度计算，边界条件为瞬时风速40m/s，根据公式2计算风载荷力，直接加载在反射镜支撑臂上，计算集热器支架结构的应力和变形，

公式中，F为风载荷力，v为瞬时风速，m为集热器聚光面积。