法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的生产工艺技术领域
本发明涉及一种法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的生产工艺。
背景技术
全玻璃真空太阳集热管是太阳能热水器的核心元件，被誉为太阳能热水器的“心脏”，
全玻璃真空太阳集热管质量的优劣直接影响到太阳能热水器的使用寿命、性能和广泛性。随
着全玻璃真空太阳集热管口径的加大，现有全玻璃真空太阳集热管口部封接方式易造成全玻
璃真空太阳集热管爆裂，而且难以密封，易漏水，影响大口径太阳能热水器的广泛应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的生产工艺，制备方法简单，
操作容易，法兰管口式全玻璃真空太阳集热管内直接蓄水，无需另加水箱，保温效果好，密
封性好、不易漏水，成品率高。
后面的叙述中全玻璃真空太阳集热管是法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的简称。
本发明所述的一种法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的生产工艺，包括以下步骤:
(1)将内管、外管分别进行封底，其中，在外管的封底上接一细玻璃尾管，并在封底
固定安装弹簧卡，弹簧卡上放置吸气剂；
(2)将封底后的内管外壁进行镀膜；
(3)将镀膜的内管套入外管内，用弹簧卡将内管固定在外管上形成双层管，将双层管
整体放到车床夹具上，并开始以40-50转/分旋转；
(4)将内管和外管的管口需要被加热的部分进行熔融化料，使内管和外管口部结合烧
熔，降温至1100-1200℃压制成型后，再降温冷却；成型过程中继续旋转双层管；
(5)通过外管的细玻璃尾管抽真空后，再将细玻璃尾管熔断封口，再加热外管底部，
蒸散吸气剂得到成品；
其中，法兰管口式全玻璃真空太阳集热管分为内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管和
外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管。
内管管壁厚度为2.2-3.2mm，外管管壁厚度为2.4-3.5mm。
内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的内管化料长度为5-7cm，外翻法兰管口式全玻璃
真空太阳集热管的内管化料长度为3-4cm。
吸气剂为钡-铝吸气剂。钡-铝吸气剂能够保证全玻璃真空太阳集热管的加热和保温功能。
内管外壁所镀的膜层为Al-N-Al膜层或三高膜层。
的镀的膜层为Al-N-Al膜层或三高膜层。三高膜层为铝-铜-不锈钢膜层。
熔融化料时，熔融化料外管长度为1-1.3cm。
内管和外管均为玻璃管。
外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管生产模具的结构包括上模具和下模具，上模具包
括第二定位台，第二定位台一端依次连接第一成型台和第二成型台，第二定位台、第一成型
台和第二成型台之间通过螺栓和第二螺母紧固，下模具包括对应第二定位台设置的定位块，
定位块安装在成型块上，成型块安装在第二支撑杆上，第二支撑杆安装在机架上，机架上安
装与上模具和下模具相对应的支撑模。
支撑模包括支撑块，支撑块安装在定位杆上，定位杆固定在支架上，支架底部安装第二
底板，第二底板底部设置滑块，滑块底部设置滑槽，机架上对应滑槽设置滑轨。
第二定位台、第一成型台、第二成型台和支撑块均为圆柱体。
内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的结构包括上模具和下模具，下模具底部连接第
一支撑杆，第一支撑杆末端设置连接板，连接板外侧通过紧固件连接固定块，固定块外侧设
置滑槽，外侧底部设置第一底板，第一底板上设置螺纹孔，滑槽内安装支撑板，支撑板外侧
固定橡胶支撑体，支撑板底部有调节螺栓，调节螺栓安装在螺纹孔内。
支撑板的截面为L形，橡胶支撑体顶面设置为弧形面，上模具和下模具形成的模口的下端
面与橡胶支撑体顶面最高点在同一水平面上。
上模具包括第一定位台和成型轮，下模具对应第一定位台设置定位挡块，定位挡块一端
设置成型模，成型模位于成型轮下方，成型模和定位挡块通过螺杆连接，螺杆安装在模具杆
内，模具杆连接定位挡块，模具杆末端设置凹槽，凹槽内安装弹簧，弹簧置于螺杆上，螺杆
末端通过第一螺母紧固。
成型块的端面截面为三角形。
在制备全玻璃真空太阳集热管前需要先对模具进行预热，预热温度大于400℃。
步骤(3)的操作方法为将镀膜的内管套入外管内，用弹簧卡将内管固定在外管上形成双
层管，将双层管整体放到车床夹具上，使其开始以40-50转/分旋转，上模具固定在上方压板上，
可上下移动，下模具固定在车床另一端，可沿双层管的轴向方向移动。
制备内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管时，步骤(4)的操作方法为对全玻璃真空太
阳集热管的管口进行熔融化料，然后将下模具推至内管管口底部，橡胶支撑体进入内管内部
进行支撑，然后将上模具移至下模具上，使第一定位台卡在定位挡块上，经过熔融化料后的
内、外玻璃管管口置于成型轮和成型模之间成型，玻璃管旋转，形成内翻法兰管口式全玻璃
真空太阳集热管。
制备外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管时，步骤(4)的成型的操作方法为对双层管
的管口进行熔融化料，然后将下模具推至内管管口底部，支撑块进入内管内部进行支撑，然
后将上模具移至下模具上，使第二定位台卡在定位块上，经过熔融化料后的内、外玻璃管管
口置于第一成型台、第二成型台与成型块之间成型，形成外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集
热管。
步骤(4)中被加热部分的一端为全玻璃真空太阳集热管的管口处，另一端为初始加热点。
熔融化料的过程为将初始加热点的内外管加热至900℃-1000℃，使此处的内外管管口发生形
变后，将加热火头向管口处移动，其移动距离为整个被加热部分的2/3，移动到位后加热到
1200℃-1400℃，此时内外管的被加热部分融化，保持温度不变，再将加热火头移动到初始加
热点，使内外管的被加热部分融化，再翻接内管和外管，使内管和外管口部结合烧熔成一体。
步骤(4)中，降温冷却的操作步骤为保持1100-1200℃将加热火头下移22-30mm，5-10
秒后使真空罐的温度降到800℃-900℃，将火头再下移22-30mm，5-10秒后使全玻璃真空太阳
集热管头的温度降到500℃-600℃，初步退火；关火冷却5-10秒，抬起上模具，下模具下降推
出即可。
太阳能用内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管生产模具的操作方法：
将内、外管组装成的双层管在车床夹具上，使其旋转，上模具固定在上方压板上，可上
下移动，下模具固定在车床另一端，可沿双层管的轴向方向移动，对双层管的管口进行熔融
化料，然后将下模具推至内管管口底部，橡胶支撑体进入内管内部进行支撑，然后将上模具
移至下模具上，使第一定位台卡在定位挡块上，化料后的内、外玻璃管管口置于成型轮和成
型模之间成型，玻璃管旋转，使玻璃管管口处加工成上模具和下模具形成内翻法兰管口式全
玻璃真空太阳集热管。
太阳能用外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管生产模具的操作方法：
先将内、外管组装成的双层管夹在机床夹具上，使其旋转，上模具通过固定板固定在上
方压板上，可上下移动，下模具固定在车床上的另一端，并可沿双层管轴向方向移动，对双
层管的管口进行熔融化料，然后将下模具推至内管管口底部，支撑块进入内管内部进行支撑，
然后将上模具移至下模具上，使第二定位台卡在定位块上，化料后的内、外玻璃管管口置于
第一成型台、第二成型台与成型块之间成型，玻璃管旋转，使玻璃管管口处加工成上模具和
下模具形成的外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的生产工艺，制备方法简单，操作容易，保温
效果好，无需水箱，防止漏水、密封性好，成品率高。
附图说明
图1、太阳能用内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管生产模具的结构示意图；
图2、是图1中固定块的俯视结构示意图；
图3、太阳能用外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管生产模具的结构示意图；
图中：1、第一螺母2、模具杆3、弹簧4、螺杆5、定位挡块6、成型轮7、成
型模8、第一支撑杆9、连接板10、紧固件11、固定块12、支撑板13、橡胶支撑
体14、调节螺栓15、第一底板16、滑槽17、螺纹孔18、第一定位台19、机架20、
第二支撑杆21、第二螺母22、第二定位台23、第一成型台24、第二成型台25、固
定板26、螺栓27、成型块28、支架29、定位杆30、支撑块31、第二底板32、
滑块33、定位块。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
本实施例所述的内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的生产工艺，包括以下步骤:
(1)将内管、外管分别进行封底，其中，在外管的封底上接一细玻璃尾管，并在封底
固定安装弹簧卡，弹簧卡上放置钡-铝吸气剂；
(2)将封底后的内管外壁进行镀Al-N-Al膜；
(3)将镀膜的内管套入外管内，用弹簧卡将内管固定在外管上形成双层管，将双层管
整体放到车床夹具上，并开始以40转/分旋转，上模具固定在上方压板上，可上下移动，下模
具固定在车床另一端，可沿双层管的轴向方向移动；
(4)将内管和外管管口需要被加热的部分进行熔融化料，使内管和外管口部结合烧熔
为一体，降温至1150±50℃压制成型后，再降温冷却；成型过程中继续旋转双层管；
(5)通过外管的细玻璃尾管抽真空后，再将细玻璃尾管熔断封口，再加热外管底部，
蒸散吸气剂得到成品；
在制备全玻璃真空太阳集热管前需要先对模具进行预热，预热温度大于400℃。
内管管壁厚度为3.0mm，外管管壁厚度为3.0mm。内管和外管均为玻璃管。
熔融化料时，熔融化料外管长度为1cm。
内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的内管化料长度为5cm。
步骤(4)的操作方法为对全玻璃真空太阳集热管的管口进行熔融化料，然后将下模具推
至内管管口底部，橡胶支撑体进入内管内部进行支撑，然后将上模具移至下模具上，使第一
定位台卡在定位挡块上，经过熔融化料后的内、外管管口置于成型轮和成型模之间成型，玻
璃管旋转，形成内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管。
步骤4中被加热部分的一端为全玻璃真空太阳集热管的管口处，另一端为初始加热点。熔
融化料的过程为将初始加热点的内外管加热至1000℃，使此处的内外管管口发生形变后，将
加热火头向管口处移动，其移动距离为整个被加热部分的2/3，移动到位后加热到1200℃，此
时内外管的被加热部分融化，保持温度不变，再将加热火头移动到初始加热点，使内外管的
被加热部分融化成旋转的圆柱环形结构，再翻接内管和外管，使内管和外管口部结合烧熔。
步骤(4)中，降温冷却的操作步骤为保持1100℃，将加热火头下移30mm，10秒后使真
空罐的温度降到800℃，将火头再下移22mm，10秒后使全玻璃真空太阳集热管头的温度降到
550±10℃，初步退火；关火冷却10秒，抬起上模具，下模具下降推出即可。
内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管生产模具的结构包括上模具和下模具，下模具底
部连接第一支撑杆8，第一支撑杆8末端设置连接板9，连接板9外侧通过紧固件10连接固定块
11，固定块11外侧设置滑槽16，外侧底部设置第一底板15，第一底板15上设置螺纹孔17，滑
槽16内安装支撑板12，支撑板12外侧固定橡胶支撑体13，支撑板12底部有调节螺栓14，调节
螺栓14安装在螺纹孔17内。
支撑板12的截面为L形，橡胶支撑体13顶面设置为弧形面，上模具和下模具形成的模口的
下端面与橡胶支撑体13顶面最高点在同一水平面上。
上模具包括第一定位台18和成型轮6，下模具对应第一定位台18设置定位挡块5，定位挡
块5一端设置成型模7，成型模7位于成型轮6下方，成型模7和定位挡块5通过螺杆4连接，螺杆
4安装在模具杆2内，模具杆2连接定位挡块5，模具杆2末端设置凹槽，凹槽内安装弹簧3，弹
簧3置于螺杆4上，螺杆4末端通过第一螺母1紧固。
太阳能用内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管生产模具的操作方法：
先将内、外管组装后的双层管夹在车床夹具上，使其旋转，上模具固定在上方压板上，
可上下移动，下模具固定在车床另一端，可沿双层管的轴向方向移动，对双层管的管口进行
熔融化料，然后将下模具推至内管管口底部，橡胶支撑体13进入内管内部进行支撑，然后将
上模具移至下模具上，使第一定位台18卡在定位挡块5上，化料后的内、外玻璃管管口置于成
型轮6和成型模7之间成型，玻璃管旋转，使玻璃管管口处加工成上模具和下模具形成内翻法
兰管口式全玻璃真空太阳集热管。
实施例2
本实施例所述的内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的生产工艺，包括以下步骤:
(1)将内管、外管分别进行封底，其中，在外管的封底上接一细玻璃尾管，并在封底
固定安装弹簧卡，弹簧卡上放置钡-铝吸气剂；
(2)将封底后的内管外壁进行镀三高膜层；
(3)将镀膜的内管套入外管内，用弹簧卡将内管固定在外管上形成双层管，将双层管
整体放到车床夹具上，并开始以40转/分旋转，上模具固定在上方压板上，可上下移动，下模
具固定在车床另一端，可沿双层管的轴向方向移动；
(4)将内管和外管管口需要被加热的部分进行熔融化料，使内管和外管口部结合烧熔
为一体，降温至1150±50℃压制成型后，再降温冷却；成型过程中继续旋转双层管；
(5)通过外管的细玻璃尾管抽真空后，再将细玻璃尾管熔断封口，再加热外管底部，
蒸散吸气剂得到成品；
在制备全玻璃真空太阳集热管前需要先对模具进行预热，预热温度大于400℃。
熔融化料时，熔融化料外管长度为1.3cm。
内管管壁厚度为3.0mm，外管管壁厚度为3.0mm。内管和外管均为玻璃管。
步骤(4)的操作方法为对全玻璃真空太阳集热管的管口进行熔融化料，然后将下模具推
至内管管口底部，橡胶支撑体进入内管内部进行支撑，然后将上模具移至下模具上，使第一
定位台卡在定位挡块上，经过熔融化料后的内、外玻璃管管口置于成型轮和成型模之间成型，
玻璃管旋转，形成内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管。
步骤4中被加热部分的一端为全玻璃真空太阳集热管的管口处，另一端为初始加热点。熔
融化料的过程为将初始加热点的内外管加热至950℃，使此处的内外管管口发生形变后，将加
热火头向管口处移动，其移动距离为整个被加热部分的2/3，移动到位后加热到1400℃，此时
内外管的被加热部分融化，保持温度不变，再将加热火头移动到初始加热点，使内外管的被
加热部分融化成旋转的圆柱环形结构，再翻接内管和外管，使内管和外管口部结合烧熔。
步骤(4)中，降温冷却的操作步骤为保持1150±10℃，将加热火头下移30mm，10秒后
使真空罐的温度降到850±10℃，将火头再下移28mm，10秒后使全玻璃真空太阳集热管头的温
度降到550±10℃，初步退火；关火冷却10秒，抬起上模具，下模具下降推出即可。
内翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的内管化料长度为6cm。
本实施例与实施例1所用的模具及其使用方法相同。
实施例3
本实施例所述的外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的生产工艺，包括以下步骤:
(1)将内管、外管分别进行封底，其中，在外管的封底上接一细玻璃尾管，并在封底
固定安装弹簧卡，弹簧卡上放置钡-铝吸气剂；
(2)将封底后的内管外壁进行镀Al-N-Al膜；
(3)将镀膜的内管套入外管内，用弹簧卡将内管固定在外管上形成双层管，将双层管
整体放到车床夹具上，并开始以40转/分旋转，上模具固定在上方压板上，可上下移动，下模
具固定在车床另一端，可沿双层管的轴向方向移动；
(4)将内管和外管管口需要被加热的部分进行熔融化料，使内管和外管口部结合烧熔
为一体，降温至1150±50℃压制成型后，再降温冷却；成型过程中继续旋转双层管；
(5)通过外管的细玻璃尾管抽真空后，再将细玻璃尾管熔断封口，再加热外管底部，
蒸散吸气剂得到成品；
在制备全玻璃真空太阳集热管前需要先对模具进行预热，预热温度大于400℃。
熔融化料时，熔融化料外管长度为1cm。
内管管壁厚度为3.0mm，外管管壁厚度为3.0mm。内管和外管均为玻璃管。
步骤(4)的成型的操作方法为对双层管的管口进行熔融化料，然后将下模具推至内管管
口底部，支撑块进入内管内部进行支撑，然后将上模具移至下模具上，使第二定位台卡在定
位块上，经过熔融化料后的内、外玻璃管管口置于第一成型台、第二成型台与成型块之间成
型，形成外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管。
步骤(4)中被加热部分的一端为全玻璃真空太阳集热管的管口处，另一端为初始加热点。
熔融化料的过程为将初始加热点的内外管加热至1000℃，使此处的内外管管口发生形变后，
将加热火头向管口处移动，其移动距离为整个被加热部分的2/3，移动到位后加热到1200℃，
此时内外管的被加热部分融化，保持温度不变，再将加热火头移动到初始加热点，使内外管
的被加热部分融化成旋转的圆柱环形结构，再翻接内管和外管，使内管和外管口部结合烧熔。
步骤(4)中，降温冷却的操作步骤为保持1200℃，将加热火头下移25mm，8秒后使真空
罐的温度降到880±10℃，将火头再下移30mm，5秒后使全玻璃真空太阳集热管头的温度降到
550±10℃，初步退火；关火冷却8秒，抬起上模具，下模具下降推出即可。
外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管的内管化料长度为3cm。
外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管生产模具的结构包括上模具和下模具，上模具包
括第二定位台22，第二定位台22一端依次连接第一成型台23和第二成型台24，第二定位台22、
第一成型台23和第二成型台24之间通过螺栓26和第二螺母21紧固，下模具包括对应第二定位
台22设置的定位块33，定位块33安装在成型块27上，成型块27安装在第二支撑杆20上，第二
支撑杆20安装在机架19上，机架19上安装与上模具和下模具相对应的支撑模。
支撑模包括支撑块30，支撑块30安装在定位杆29上，定位杆29固定在支架28上，支架28
底部安装第二底板31，第二底板31底部设置滑块32，滑块32底部设置滑槽，机架19上对应滑
槽设置滑轨。
第二定位台22、第一成型台23、第二成型台24和支撑块30均为圆柱体。
太阳能用外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管生产模具的操作方法：
先将玻璃毛管夹在机床夹具上，使其旋转，上模具通过固定板25固定在上方压板上，可
上下移动，下模具固定在机床上与玻璃毛管相对的一端，并可沿玻璃管轴向方向移动，对玻
璃毛管的管口进行熔融化料，然后将下模具推至内管管口底部，支撑块30进入内管内部进行
支撑，然后将上模具移至下模具上，使第二定位台22卡在定位块33上，化料后的内、外玻
璃管管口置于第一成型台23、第二成型台24与成型块27之间成型，玻璃管旋转，使玻璃管
管口处加工成上模具和下模具形成的外翻法兰管口式全玻璃真空太阳集热管。