CN107324639B - 一种聚光镜加工成型装置和成型工艺 - Google Patents

一种聚光镜加工成型装置和成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚光镜加工成型装置，包括：第一模板、第二模板和安装孔圆柱；所述第一模板和第二模板相对设置，两者之间具有能容纳液态玻璃液的空腔；所述第一模板具有菲涅尔成型曲面，其是通过模拟出所需的聚光镜的剖面的曲线轨迹并在固态金属面上加工出曲线轨迹得到；所述第二模板是具有平面；所述安装孔圆柱设置在第一模板和/或第二模板上。本发明通过将液态玻璃液直接在装置中冷却成型制得聚光镜，聚光镜制作十分简便。本发明还公开了一种聚光镜加工成型工艺。

Description

一种聚光镜加工成型装置和成型工艺
技术领域
本发明涉及聚光镜加工领域，尤其是涉及一种聚光镜加工成型装置和成型工艺。
背景技术
现有的大面积聚光镜在加工时，包括步骤：切割平面玻璃；在切割后的平面玻璃上打安装孔；之后在平面玻璃上磨削和抛光出需要的反射曲面轨迹。对平面玻璃的机械加工比较困难，需要较高的加工成本和较长的加工时间，使得聚光镜的成本较高，不利于市场推广使用。此外，现有技术中还有将大面积聚光镜首先分片加工，之后再组装的大面积聚光镜加工工艺，其也是先对各个分片的平面玻璃上磨削抛光，依然存在加工困难、成本高的问题。
因此，需要一种新型聚光镜加工成型工艺，其加工方便、效率高、成本低。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种聚光镜加工成型装置。
本发明的第二个目的在于提供一种聚光镜加工成型工艺。
为实现上述第一个目的，本发明采用以下内容：
一种聚光镜加工成型装置，包括：第一模板、第二模板和安装孔圆柱；
所述第一模板和第二模板相对设置，两者之间具有能容纳液态玻璃液的空腔；
所述第一模板具有菲涅尔成型曲面，其是通过模拟出所需的聚光镜的剖面的曲线轨迹并在固态金属面上加工出曲线轨迹得到；
所述第二模板是具有平面；
所述安装孔圆柱设置在第一模板和/或第二模板上。
本发明通过将液态玻璃液直接在装置中冷却成型制得聚光镜，聚光镜制作十分简便。
进一步地，所述装置还包括：分片分割挡片；
所述第一模板具有菲涅尔成型曲面，其是通过模拟出所需的聚光镜组的剖面的曲线轨迹，并将所需的聚光镜组预设分为至少两个以上的若干分片，依照各个分片的曲线轨迹在固态金属面上加工出各个曲线轨迹得到；
所述分片分割挡片设置在第一模板和/或第二模板上，用来将空腔分隔为若干个分片空间。
所述加工成型装置上还设有浇道，用来向空腔内注入液态玻璃液。浇道的具***置和结构可采用现有的浇道设计。
所述第一模板是经高精度磨削加工、高亮度抛光加工得到的固态金属曲面。
所述第二模板优选为高亮平面。进一步地，所述第二模板具有液态金属平面或固态金属平面。
进一步地，所述分片分割挡片将空腔分隔为若干个六边形分片空间。
进一步地，所述安装孔圆柱带有斜度。
为实现上述第二个目的，本发明采用以下内容：
一种利用前述加工成型装置进行聚光镜的加工成型工艺，包括以下步骤：
1)制作模具
所述模具包括：第一模板、第二模板和安装孔圆柱；
通过模拟出所需的聚光镜的剖面的曲线轨迹并在固态金属面上加工出曲线轨迹得到具有菲涅尔成型曲面的第一模板；选择具有平面的第二模板；在第一模板和/或第二模板上设置安装孔圆柱；将第一模板和第二模板相对，两者之间形成具有能容纳液态玻璃液的空腔；
2)成型
向空腔内注入液态玻璃液；液态玻璃液与第一模板接触的一面冷却成型为菲涅尔玻璃曲面，与第二模板接触的一面冷却成型为平面，在安装孔圆柱处形成安装孔；将模具去除，得到聚光镜。
进一步地，所述第一模板是通过模拟出所需的聚光镜的剖面的曲线轨迹，并将所需的聚光镜预设分为至少两个以上的若干分片，依照各个分片的曲线轨迹在固态金属面上加工出各个曲线轨迹，得到具有菲涅尔成型曲面的第一模板；所述模具还包括：分片分割挡片；所述分片分割挡片设置在第一模板和/或第二模板上；液态玻璃液在分片分割挡片处分割形成若干分片；成型后得到聚光镜分片，将聚光镜分片组合后得到聚光镜。
所述模具上还设有浇道，用来向空腔内注入液态玻璃液。浇道的具***置和结构可采用现有的浇道设计。
所述第一模板是经高精度磨削加工、高亮度抛光加工得到的固态金属曲面。
所述第二模板优选为高亮平面。进一步地，所述第二模板具有液态金属平面或固态金属平面。
进一步地，所述分片分割挡片将空腔分隔为若干个六边形分片空间。
进一步地，所述安装孔圆柱带有斜度。
本发明具有以下优点：
1、本发明通过将液态玻璃液直接在装置中冷却成型制得聚光镜，聚光镜制作十分简便。
2、本发明的聚光镜加工成型工艺能够大幅提高聚光镜的生产效率，大幅降低聚光镜的加工成本，使得光伏发电设施能够迅速推广。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明的聚光镜加工成型装置使用状态示意图。
图2是本发明的第一模板的结构示意图。
图3是本发明的第二模板的结构示意图。
图4是本发明得到的聚光镜使用时的示意图。
图5是伸缩杆的结构示意图。
图中，各附图标记为：
1-第一模板，11-第一曲面，12-第二曲面，13-第三曲面，14-第四曲面，2-第二模板，3-分片分割挡片，4-安装孔圆柱，5-调向支架，6-光伏电池，7-聚光镜。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例
如图1-3所示，是本发明的聚光镜加工成型装置及部分组件的示意图。
使用该装置加工聚光镜的工艺，包括以下步骤：
1)将聚光镜预设分为至少两个以上的若干分片，根据各个分片的曲线轨迹在固态金属面上加工出各个曲线轨迹，为菲涅尔曲面，得到第一模板1，在第一模板1上用分片分割挡片3分成多个曲面(如图1中的第一曲面11、第二曲面12、第三曲面13、第四曲面14)，并在第一模板1上设置安装孔圆柱4；
2)将第一模板1和具有液态金属平面或高亮抛光固态金属平面的第二模板2组装在一起，形成空腔；
3)向空腔高温的液态玻璃液，玻璃液在冷却成型后，得到大面积聚光镜组的多片菲涅尔聚光镜分片；
4)对聚光镜分片进行微瑕后处理，例如对部分有瑕疵的部位进行高精度磨削和抛光，对整体进行玻璃钢化处理以便提高机械强度和耐磨强度；
5)通过喷镀或蒸镀等方式在分片上加工形成反射膜；
6)将多个分片组合，得到大面积聚光镜组。
如图4所示，是本发明制得的聚光镜使用时的***结构示意图。
可以将聚光镜固定安装在支架上，形成大面积光伏设施。对安装用支架，可以优选具有调向功能的支架，该支架包括伸缩杆5和平面，伸缩杆设置在平面下方，聚光镜7安装在平面上方，聚光镜7上方设置光伏电池6。如图5所示，是使用的伸缩杆的结构示意图。该伸缩杆5包括：杆主体、第一万向节、第二万向节和底座；杆主体的一端设置第一万向节，另一端设置第二万向节；第二万向节固定在底座上。每个底座上固定个杆主体。杆主体包括第一节和第二节，第一节和第二节为可滑动连接；第一节和第二节分别包括螺杆、步进电机和连杆；所述螺杆的一端设置与连杆相连，另一端与步进电机相连，连杆经连杆固定架固定。大面积光伏设施在调向支架的作用下，能够保持太阳光束垂直入射到设施的第一玻璃片上，持续输出峰值电能。
本发明通过使用具有菲涅尔成型曲线的第一模板和平面的第二模板，得到的聚光镜仅需经极简单的机械磨削和抛光加工后，就可达到精度要求，可取代现有技术中昂贵的机械加工工艺。这种成型工艺制得的聚光镜片成本低廉，能大幅减少光伏发电成本，且一体型玻璃成型工艺使得大面积聚光镜的生产效率大幅提高。
本发明制得的聚光镜可用于大面积聚光光伏设施中。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种聚光镜加工成型装置，其特征在于，所述装置包括：第一模板(1)、第二模板(2)和安装孔圆柱(4)；
所述第一模板(1)和第二模板(2)相对设置，两者之间具有能容纳液态玻璃液的空腔；
所述第一模板(1)具有菲涅尔成型曲面，其是通过模拟出所需的聚光镜的剖面的曲线轨迹并在固态金属面上加工出曲线轨迹得到；
所述第二模板(2)是具有平面；
所述安装孔圆柱(4)设置在第一模板(1)和/或第二模板(2)上。
所述装置还包括：分片分割挡片(3)；
所述第一模板(1)具有菲涅尔成型曲面，其是通过模拟出所需的聚光镜组的剖面的曲线轨迹，并将所需的聚光镜组预设分为至少两个以上的若干分片，依照各个分片的曲线轨迹在固态金属面上加工出各个曲线轨迹得到；
所述分片分割挡片(3)设置在第一模板(1)和/或第二模板(2)上，用来将空腔分隔为若干个分片空间。
2.根据权利要求1所述的一种聚光镜加工成型装置，其特征在于，所述第二模板(2)优选为高亮平面。
3.根据权利要求2所述的一种聚光镜加工成型装置，其特征在于，所述第二模板(2)具有固态金属平面。
4.根据权利要求1所述的一种聚光镜加工成型装置，其特征在于，所述分片分割挡片(3)将空腔分隔为若干个六边形分片空间。
5.根据权利要求1所述的一种聚光镜加工成型装置，其特征在于，所述安装孔圆柱(4)带有斜度。
6.一种利用如权利要求1-5任一所述的加工成型装置进行聚光镜的加工成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)制作模具
所述模具包括：第一模板(1)、第二模板(2)和安装孔圆柱(4)；
通过模拟出所需的聚光镜的剖面的曲线轨迹并在固态金属面上加工出曲线轨迹得到具有菲涅尔成型曲面的第一模板(1)；选择具有平面的第二模板(2)；在第一模板(1)和/或第二模板(2)上设置安装孔圆柱(4)；将第一模板(1)和第二模板(2)相对，两者之间形成具有能容纳液态玻璃液的空腔；
2)成型
向空腔内注入液态玻璃液；液态玻璃液与第一模板(1)接触的一面冷却成型为菲涅尔玻璃曲面，与第二模板(2)接触的一面冷却成型为平面，在安装孔圆柱(4)处形成安装孔；将模具去除，得到聚光镜。
7.根据权利要求6所述的聚光镜的加工成型工艺，其特征在于，所述第一模板(1)是通过模拟出所需的聚光镜的剖面的曲线轨迹，并将所需的聚光镜预设分为至少两个以上的若干分片，依照各个分片的曲线轨迹在固态金属面上加工出各个曲线轨迹，得到具有菲涅尔成型曲面的第一模板(1)；所述模具还包括：分片分割挡片(3)；所述分片分割挡片(3)设置在第一模板(1)和/或第二模板(2)上；液态玻璃液在分片分割挡片(3)处分割形成若干分片；成型后得到聚光镜分片，将聚光镜分片组合后得到聚光镜。
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