一種微弧面反射鏡沖壓背板制造技術

本實用新型專利技術公開了一種微弧面反射鏡沖壓背板，屬于太陽能聚光器反射鏡背部支撐領域，包括沿反射鏡邊沿一圈的環狀成型部分，分布于環狀成型部分內左右兩側且左右對稱并向內弧形凸起的兩弧形成型部分，連接兩弧形成型部分中央區域的上下兩組上下對稱的弧形的連接臂，以及連接環狀成型部分周向均勻分布的至少四點并與弧形成型部分相交后圍成或交叉圍成菱形或正多邊形的加強支臂；環狀成型部分圍成一平面結構，弧形成型部分、連接臂和加強支臂則形成相對該平面向其中心區域凹陷的微弧面。本實用新型專利技術提高定日鏡反射面的面形精度和反射光斑質量，并提高反射鏡支撐結構件的制造效率及部件尺寸的一致性，降低定日鏡結構件制造成本。

Micro arc surface mirror stamping back plate

The utility model discloses a micro arc mirror punching back, belonging to the solar concentrator mirror back support field, including the annular part along the edge of a circle of mirrors, distributed in the ring forming part of both sides and symmetrical and two curved inward bulge forming part, connecting two arc forming part of the central region on two groups of symmetrical arc connecting arm, and the connecting ring forming part of the circumferential uniform distribution of at least four points and arc forming part intersection surrounded or cross surrounded with strong arm lozenge or polygonal; the ring forming part in a planar structure, arc forming part, connecting arm and strengthen the arm to form arc surface relative to the plane toward the center of the sag area. The utility model improves the heliostat reflector surface precision and spot quality, and improve the manufacturing efficiency and consistency of the size structure of the parts supporting the mirror, reduce the manufacturing cost a heliostat.

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于太陽能利用領域，更具體的涉及塔式太陽能熱發電系統，可作為定日鏡的反射鏡背板或類似原理的聚光器反射鏡背部支撐。
技術介紹
塔式太陽能光熱發電是太陽能熱發電中的主要形式之一。其基本原理為：利用眾多定日鏡構成的鏡場，將太陽光通過一次或多次反射匯聚至固定位置的集熱器上，加熱集熱器中的工質，工質再經過輸送、儲熱、與水換熱等環節，產生過熱蒸汽推動汽輪發電機進行發電。塔式光熱電站中鏡場的作用是聚光集熱，它由若干臺定日鏡設備組成，每臺定日鏡都起到將太陽光反射匯聚的作用。隨著光熱發電技術的不斷成熟，機組容量逐漸增大，因而在實際工程中所需的鏡場面積十分龐大，定日鏡設備數量也隨之增加。由于定日鏡設備獨立運行的特性導致鏡場使用小規格整體反射面式的定日鏡，其設備總體造價高，不能很好的滿足電站經濟性要求。目前已有的實際工程中，出于技術經濟性考慮，多數采用較大規格的定日鏡(單臺設備反射面積100㎡以上)，而此類定日鏡的反射面均由若干反射鏡(子鏡或稱小面)構成，這些反射鏡通過其背部的定日鏡支架支撐并由此實現設計的整體面形。現有的反射鏡(子鏡或稱小面)支撐方式中，采用金屬型材焊接而成的支架，其重量大、結構整體強度不高、與反射鏡結合面的形狀精度和一致性難以保證；采用已知沖壓金屬結構的定日鏡小面，雖改善了金屬型材焊接結構在成型精度及制造效率等方面的缺陷，但其自身屬于標準平坦結合面，對于子鏡及整個定日鏡的光學反射性能方面沒有改善作用。現有技術中，定日鏡反射面與支架的連接固定形式通常有兩種：一種是將反射鏡直接固定在定日鏡支架上，通過在支架相應位置處設置支撐點實現，由于定日鏡桁架結構尺寸較大，各支撐點的定位基準在加工時不能做到完全一致，導致對于同一塊反射鏡而言，其上的若干個支點并不能構成理想面形，且同樣受桁架結構的影響，支撐點的分布也不能做到理想狀態，因此該方式不利于反射面的強度和精度保證；另一種常見的結構是在定日鏡支架和反射面之間加入一級金屬構架，該構架的形式以散列式或焊接框架式的金屬型材構成，其中，散列式的支撐對于穩定反射鏡面形方面不具優勢，并且現場安裝精度要求高；而焊接框架式結構由于其加工方式，較大的變形量使其較難實現更高的反射鏡面形精度和設計理想中的面形結構，且該結構同時帶來了材料用量相對較大、結構重、框架本身的生產效率偏低，不利于大規模流水線生產等缺點。
技術實現思路
本技術的目的在于：為提高定日鏡反射面的面形精度和反射光斑質量，并提高反射鏡支撐結構件的制造效率及部件尺寸的一致性，降低定日鏡結構件制造成本，針對上述問題，本技術提出了一種微弧面的定日鏡沖壓背板結構，實現對定日鏡中的各個單塊反射鏡(或稱子鏡、小面)進行支撐連接。本技術目的通過下述技術方案來實現：一種微弧面反射鏡沖壓背板，該背板由拉伸板材整體沖壓成型，包括沿反射鏡邊沿一圈的環狀成型部分，分布于環狀成型部分內左右兩側且左右對稱并向內弧形凸起的兩弧形成型部分，連接兩弧形成型部分中央區域的上下兩組上下對稱的弧形的連接臂，以及連接環狀成型部分周向均勻分布的至少四點并與弧形成型部分相交后圍成或交叉圍成菱形或正多邊形的加強支臂；環狀成型部分圍成一平面結構，弧形成型部分、連接臂和加強支臂則形成相對該平面向其中心區域凹陷的微弧面。進一步地，加強支臂也左右對稱，且與兩弧形成型部分共對稱線。該方案中，所述幾部分結構在沖壓成型過程中，按照設計尺寸要求采用拉伸板材整體裁剪、沖壓等工序，實現一體化成型，從而達到背板的結構整體性與強度剛度要求。根據電站建設實際條件，背板可以采用金屬和非金屬材料。同時，環狀成型部分，在與反射鏡結合面(XY面)一側，呈平面結構，即：環狀成型部分在與反射鏡結合面法線方向上(空間Z軸)的高度保持一致。而弧形成型部分在背板空間Z軸方向上，由與環狀成型部分相接區域起，至弧形成型部圓弧中點，Z方向高度逐漸遞減，即：兩對稱弧形成型部分在環狀成型部分形成的平面基礎上，有一個向下凹陷的效果。凹陷產生的微小傾斜弧度的具體數值取決于反射鏡子鏡(或稱小面)的聚光弧度要求。連接臂起到加強兩對稱弧形成型部分的作用，加強支臂通過對環狀成型部分的四點按直線連接的方式并與弧形成型部貫通，對環狀成型部分及弧形成型部分起到連接加強的作用。作為選擇，環狀成型部分為正方形、長方形、偶數邊正多邊形、圓形或橢圓形結構。該方案中，所述沿反射鏡邊沿的環狀成型部分，根據反射鏡自身的形狀，可以但不僅限于圓形、橢圓形，正方形、矩形及其他偶數邊正多邊形結構，其環狀成型部分的邊沿根據反射鏡形狀及外部載荷特性，可以與反射鏡邊沿重合或呈一定尺寸的向內偏移設計。作為選擇，當環狀成型部分為長方形或正方形時，加強支臂依次連接各邊中點，而環狀成型部分為其他偶數邊正多邊形結構時，加強支臂間隔一邊連接各邊中點；當環狀成型部分為圓形或橢圓形結構時，加強支臂與環狀成型部分的連接點為4個，且其中兩個連接點在兩弧形成型部分左右對稱的對稱線上。作為選擇，當環狀成型部分為矩形結構時，弧形成型部分的弦長等于該矩形的長邊尺寸；當環狀成型部分為圓形或橢圓時，弧形成型部分的弦長大于環狀成型部分半徑或短軸長度；當環狀成型部分為多邊形時，弧形成型部分的弦長大于任意相鄰兩邊的中點連接線長度。作為選擇，兩連接臂所在平面平行并低于環狀成型部分所在平面。該方案中，連接左右兩對稱弧形成型部分的連接臂，位于環狀成型部分中心點上下兩側，其跨距由背板整體剛度要求進行計算確定，連接臂呈上下對稱關系，起到加強兩對稱弧形成型部分的作用。兩組連接臂在Z軸方向上保持同一平面，即：對稱的兩組連接臂在反射鏡結合面是平面結構，但該平面在Z方向低于前述環狀結構所處的XY平面。作為選擇，加強支臂與兩弧形成型部分圍成的左右兩個扇形面左右對稱，加強支臂與兩弧形成型部分以及兩連接臂圍成的上下兩個近扇形面上下對稱，且該4個面相對環狀成型部分所在平面的斜率一致。該方案中，加強支臂與環狀成型部分左/右兩連接點，以及加強支臂和與左/右弧形成型部分的各自兩個貫穿相交點所形成左右對稱的兩個扇形區域，該扇形面與其所在的弧形成型部分所在的向內凹陷傾斜面屬于同一斜面；加強支臂與左右弧形部分及上下兩組連接臂所形成的上下對稱的兩個類似扇形區域則形成，相對前述扇形面在XY平面旋轉90度的另外兩個向內凹陷的傾斜面，該傾斜面的斜率保持與前述扇形面斜率一致；上述四個扇形(類似扇形)的傾斜面共同構成了反射鏡背板向中心區域凹陷的微弧面。作為選擇，環狀成型部分、弧形成型部分、連接臂以及加強支臂的截面形狀為帶翼緣的底邊開放的梯形截面，開口朝向反射鏡一側，且截面開口方向的寬度尺寸與截面高度尺寸的寬高比系數不得小于3。該方案中，為增強截面抗彎強度，降低沖壓板材厚度，上述沖壓體的環狀成型部分、左右對稱的弧形成型部分、連接左右弧形成型部分的兩組上下對稱連接臂以及加強支臂的截面形狀設計成帶翼緣的底邊開放的梯形截面，其中，開口朝向反射鏡一側。進一步的，在反射面與背板結合的過程，為便于精確定位，所述背板邊沿一圈的環狀成型部分外側設計90°帶圓弧過渡的翻邊結構，翻邊工藝在背板沖壓時由模具完成，用于產生定位基準，同時也解決了翼緣尖銳部分引起的安全隱患。作為選擇，加強支臂與弧形成型部分的相交處設有背板的支撐點定位孔，且在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微弧面反射鏡沖壓背板，其特征在于：該背板由拉伸板材整體沖壓成型，包括沿反射鏡邊沿一圈的環狀成型部分，分布于環狀成型部分內左右兩側且左右對稱并向內弧形凸起的兩弧形成型部分，連接兩弧形成型部分中央區域的上下兩組上下對稱的弧形的連接臂，以及連接環狀成型部分周向均勻分布的至少四點并與弧形成型部分相交后圍成或交叉圍成菱形或正多邊形的加強支臂；環狀成型部分圍成一平面結構，弧形成型部分、連接臂和加強支臂則形成相對該平面向其中心區域凹陷的微弧面。

【技術特征摘要】
1.一種微弧面反射鏡沖壓背板，其特征在于：該背板由拉伸板材整體沖壓成型，包括沿反射鏡邊沿一圈的環狀成型部分，分布于環狀成型部分內左右兩側且左右對稱并向內弧形凸起的兩弧形成型部分，連接兩弧形成型部分中央區域的上下兩組上下對稱的弧形的連接臂，以及連接環狀成型部分周向均勻分布的至少四點并與弧形成型部分相交后圍成或交叉圍成菱形或正多邊形的加強支臂；環狀成型部分圍成一平面結構，弧形成型部分、連接臂和加強支臂則形成相對該平面向其中心區域凹陷的微弧面。2.如權利要求1所述的微弧面反射鏡沖壓背板，其特征在于：環狀成型部分為長方形、偶數邊正多邊形、圓形或橢圓形結構。3.如權利要求2所述的微弧面反射鏡沖壓背板，其特征在于：當環狀成型部分為長方形或正方形時，加強支臂依次連接各邊中點，而環狀成型部分為其他偶數邊正多邊形結構時，加強支臂間隔一邊連接各邊中點；當環狀成型部分為圓形或橢圓形結構時，加強支臂與環狀成型部分的連接點為4個，且其中兩個連接點在兩弧形成型部分左右對稱的對稱線上。4.如權利要求1所述的微弧面反射鏡沖壓背板，其特征在于：當環狀成型部分為矩形結構時，弧形成型部分的弦長等于該矩形的長邊尺寸；當環狀成型部分為圓形或橢圓時，弧形成型部分的弦長大于環狀成型部分半徑或短軸長度；當環狀成型部分為偶數邊正多邊形時，弧形成型部分的弦長大于任意相鄰兩邊的中點連接線長度。5.如權利要求1所述的微弧面反射鏡沖壓背板，其特征在于：兩連接臂所在平面平行并低于環狀成型部分所在平面。6.如權利要求1所述的微弧面反射鏡沖壓背板，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：華文瀚，蔣超猛，奚正穩，孫登科，王娟娟，張平，
申請(專利權)人：東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51