采用復(fù)合分子泵替代油擴散泵進行全玻璃真空太陽集熱管排氣烘烤抽高真空試驗。選用了三種型號分子泵，在集熱管自動連續(xù)烘烤排氣線上進行實驗。經(jīng)過約一年較長時間生產(chǎn)運行試驗后，分子泵經(jīng)受了190 次以上的集熱管管口破裂引起的大氣沖擊，沒有損壞，抽真空性能無明顯變化。采用分子泵烘烤排氣工藝制備的集熱管，按國標在溫度350℃，48 h 高溫老化試驗后，吸氣劑鏡面消失率約為5%，僅為國標規(guī)定值的10％。

　　全玻璃真空集熱管是太陽能熱水器的核心部件，其質(zhì)量好壞直接影響熱水器的熱性能。集熱管夾層之間的真空性能是關(guān)鍵指標之一，影響集熱管的熱損，從而影響熱效率。太陽能熱水器的集熱管使用壽命通常為20 年，運行過程中集熱管的溫度約50℃~80℃，集熱管本身放氣，使內(nèi)外玻璃管之間夾層中的真空度逐步下降。在20年使用過程中要求集熱管夾層中氣體的熱傳導(dǎo)熱損遠小于其輻射熱損，如熱傳導(dǎo)熱損小于總熱損的10％。

　　采用高溫烘烤抽真空的方法，獲得集熱管保持長時間運行高真空性能^[1]。集熱管烘烤排氣裝置是生產(chǎn)集熱管的關(guān)鍵設(shè)備之一，在該裝置上集熱管的內(nèi)外玻璃管和太陽選擇性吸收涂層在高溫下加熱烘烤排氣，通過尾管對其夾層抽真空，獲得集熱管所需的高真空度，使得集熱管在使用過程中放氣量少。另外，集熱管的最后工序為高頻蒸發(fā)激活吸氣劑。在集熱管圓頭封閉端激活的吸氣劑涂層，吸收集熱管高溫運行過程中放出的微量氣體，主要為水汽，從而集熱管夾層內(nèi)在20年運行期間保持良好的真空度。

　　本工作在公司集熱管生產(chǎn)部門的自動連續(xù)烘烤排氣線上進行。國內(nèi)集熱管烘烤排氣生產(chǎn)工藝中都采用油擴散泵抽高真空，本實驗采用復(fù)合分子泵替代排氣線臺車上原油擴散泵抽高真空。與油擴散泵相比，分子泵本身具有無油、對水分子抽速長時間穩(wěn)定、節(jié)能等優(yōu)點。另外分子泵運行可靠，在長時間，如兩年生產(chǎn)過程中幾乎不用維護。但分子泵受大氣沖擊性能較差，價格較貴。

1、實驗

　　本實驗采用復(fù)合分子泵替代油擴散泵抽高真空，在集熱管自動連續(xù)排氣線上進行。排氣線裝有42 輛裝載烘烤排氣集熱管的臺車，每輛臺車裝40 支集熱管， 排氣線運行傳動速度約為0.80 m/min，每輛臺車一天生產(chǎn)運行12 爐，排氣線運行一天烘烤排氣集熱管2 萬支。烘烤排氣工藝為溫度450℃，烘烤時間40 min。排氣線臺車的示意圖如圖1 所示^[2]。臺車的真空系統(tǒng)由前級旋片泵、復(fù)合分子泵和高真空管道系統(tǒng)組成。復(fù)合分子泵上方高真空閥的圓柱側(cè)面開四個孔，引出四支連接真空管道。每支連接真空管道與一支裝集熱管真空管道連接。四支裝集熱管真空管道兩端用盲法蘭密封，組成兩組平行管道。每組中兩支裝集熱管真空管道頭尾相連固定，相鄰兩端的間隙盡可能小。每支裝集熱管真空管道上通過尾管座可以裝10 支待烘烤排氣的集熱管。連接真空管道和裝集熱管真空管道的內(nèi)徑約70 mm，內(nèi)表面拋光。每支連接真空管道上裝有一只隔離閥。高真空閥采用自行設(shè)計的閥門，閥的高度及閥桿的行程在不影響流導(dǎo)的情況下盡可能短，高度約為110 mm。圖2 給出了集熱管排氣線上裝有復(fù)合分子泵的臺車照片。臺車臺面上裝有兩排集熱管，緊靠臺面以下為高真空管道系統(tǒng)，高真空閥下面為復(fù)合分子泵，替代原來裝的油擴散泵。

1. 密封尾管　2. 裝集熱管高真空管道　3. 盲法蘭　4. 連接高真空管道　5. 高閥　6. 隔離閥　7. 復(fù)合分子泵　8. 旋片泵　9. 臺車控制系統(tǒng)

圖1 排氣線臺車示意圖

圖2 集熱管排氣線上裝有復(fù)合分子泵的臺車照片

3、結(jié)論

　　我們選用三種復(fù)合分子泵，抽速為600 L/s、1200 L/s 的水冷、1200 L/s 的風(fēng)冷分子泵，分別安裝在排氣線的三臺臺車上，進行約一年集熱管烘烤排氣試驗。抽速為600 L/s 的分子泵采用400 Hz 的工作頻率，其余兩臺抽速為1200 L/s的采用350 Hz 的工作頻率。

　　三臺分子泵在約一年生產(chǎn)運行過程中，臺分子泵生產(chǎn)集熱管9 萬支以上，經(jīng)受了190 次以上的集熱管管口破裂大氣沖擊，分子泵葉片和盤片沒有任何損壞，抽真空性能基本沒有變化，仍能滿足繼續(xù)生產(chǎn)運行要求。

　　采用三臺分子泵抽真空的臺車，在450℃持續(xù)40 min 烘烤排氣過程中，早期壓強較高約為5×10- 2 Pa，隨著加熱過程逐漸下降到1×10- 3 Pa左右，集熱管封離時壓強約為7.0×10- 4 Pa。抽速為600 L/s 分子泵早期壓強與其余兩臺分子泵相比較高。

　　采用分子泵烘烤排氣工藝制備的集熱管，加熱350℃持續(xù)48 h 高溫老化實驗后，吸氣劑鏡面消失率約為5%，約僅為國標規(guī)定的10％，表明采用復(fù)合分子泵抽高真空制備的集熱管真空性能優(yōu)良。

參考文獻

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