CN105570553A - 框架安装式线材管理装置 - Google Patents

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CN105570553A CN201510933673.7A CN201510933673A CN105570553A CN 105570553 A CN105570553 A CN 105570553A CN 201510933673 A CN201510933673 A CN 201510933673A CN 105570553 A CN105570553 A CN 105570553A
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马修·丹宁
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Abstract

本发明公开了一种线材管理装置。所述装置包括夹子，所述夹子包括上平面构件和下平面构件，每个平面构件具有内表面和外表面，其中所述上平面构件的所述内表面包括朝向所述下平面构件的所述内表面延伸的柱子、从所述下平面构件的所述外表面延伸的杆，所述杆包括两个向外延伸的凸缘，所述第一向外延伸的凸缘和所述第二向外延伸的凸缘中的每个包括朝向所述下平面构件的所述外表面延伸的边缘部分。

Description

框架安装式线材管理装置
本申请是申请日为2011年11月14日、申请号为201180065366.1、发明名称为“框架安装式线材管理装置”的专利申请的分案申请。
相关专利申请
本申请要求提交于2011年1月27日的美国临时专利申请序列号61/436,915和提交于2011年1月28日的美国临时申请序列号61/437,509的权益。
有关联邦政府资助的研究或开发的声明
本发明在美国政府支持下依据能源部授予的合同No.DE-FC26-07GO17043完成。政府享有本发明的某些权利。
技术领域
本文所述主题的实施例总体上涉及使用电缆连接器的光伏系统。更具体地讲，所述主题的实施例涉及用于长期固定电缆的装置和技术。
背景技术
分布式发电装机可能有大量的布线需要。例如，就太阳能而言，装机中的每块太阳能板可连接至相邻太阳能板(直至整条链连接到组合装置)和反相器。由于具有多排太阳能板，连接线(无论是薄壁还是成缆接线)的数量会使系统安装费用的大部分都投入到布线。另外，布线要求正确定位。松散、悬空或松弛的布线可潜在地造成危害。
为此，在很多情况下使用约束线材的捆扎装置，例如通过使其紧靠装机结构构件固定，来管理线材。此类捆扎装置通常由尼龙或类似材料制成，并手动安装。尼龙捆扎装置可缠绕在线材和结构构件周围以约束线材的移动。然而，当暴露于室外周边环境时，尼龙装置会随时间推移而脆化并断裂。虽然按单位计算它们可能较便宜，但是人工更换失效捆扎装置的费用会相当高昂。
另外，此类捆扎装置在闭合时可仅形成单个套环，迫使所有线材-结构相互作用形成单一约束关系，这可能不适合线材与结构构件之间的所有接点。例如，在线材以直角通过结构构件的情况下，缠绕在两者周围的尼龙捆扎装置在使线材弯折到更接近与结构构件共线过程中，会赋予线材一定曲率。该曲率会不利地影响线材的寿命性能。
发明内容
本发明公开了一种线材管理装置。所述装置包括夹子，所述夹子包括上平面构件和下平面构件，每个平面构件具有内表面和外表面，其中上平面构件的内表面包括朝向下平面构件的内表面延伸的柱子、从下平面构件的外表面延伸的杆，所述杆包括两个向外延伸的凸缘，第一和第二向外延伸的凸缘中的每个包括朝向下平面构件的外表面延伸的边缘部分。此外，所述装置还可以包括沿着下平面构件的外表面延伸的横向通路，所述横向通路延伸横跨所述杆，其中所述杆沿着横向通路具有凹陷部分。
本发明还公开了一种光伏系统。所述光伏系统包括光伏太阳能板，所述光伏太阳能板包括具有凸缘的框架，所述凸缘具有偏离凸缘边缘的表面保持部件，并且线材管理装置包括具有接合部件的夹子，所述夹子适于接触凸缘并形成过盈配合，所述夹子还适于通过使接合部件接合到保持部件，从而以可脱开的方式联接到凸缘，所述线材管理装置还包括具有用于保持线材的封装件的第一线材保持部分，所述线材保持部分被定位成接纳在横交于凸缘边缘的方向延伸的线材。
本发明还公开了用于光伏系统的线材管理装置。所述线材管理装置包括用于接合光伏太阳能板框架的夹子装置、用于接纳和保持处于第一方向的至少一根线材的第一线材固定装置。此外，所述线材管理装置还可以包括用于接纳和保持处于第二方向的至少一根线材的第二线材固定装置，所述第一方向横交于所述第二方向。
提供本发明内容的目的是以简要形式介绍一系列概念，这些概念将在以下具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非意图辨识要求保护的主题的关键特征或本质特征，也非意图在确定要求保护的主题的范围中用作帮助。
附图说明
当结合以下附图考虑时，通过参见具体实施方式和权利要求书可以更完全地理解所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。
图1为线材管理装置的实施例的侧视图；
图2为图1线材管理装置的实施例的前视图；
图3为图1线材管理装置的实施例的顶视图；
图4为沿线条4-4截取的图3线材管理装置的实施例的剖视图；
图5为与框架构件一部分相邻的线材管理装置的实施例的透视图；
图6为图5实施例的接合线材管理装置和框架构件部分的侧视图；
图7为释放状态下的图5实施例的接合线材管理装置和框架构件部分的侧视图；
图8为与在第一方向具有多个保持线材的框架构件部分接合的线材管理装置的实施例的透视图；
图9为与在第二方向具有保持线材的框架构件部分接合的线材管理装置的实施例的侧视图；
图10为与框架构件一部分相邻的线材管理装置的另一个实施例；以及
图11为与框架构件一部分相邻的线材管理装置的又一个实施例。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上只是例证性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性的”是指“作为例子、实例或例证”。本文示例性描述的任何实施方式不一定被理解为比其他实施方式更优选或有利。此外，并不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
“联接”—在以下描述中是指“联接”在一起的元件或节点或部件。如本文所用，除非另外明确指明，“联接”是指一个元件/节点/结构直接或间接连接至另一个元件/节点/结构(或直接或间接与其连通)，并且不一定是机械连接。因此，尽管图6所示的示意图示出了示例性的元件布置方式，但所述主题的实施例中可以存在另外的居间元件、装置、部件或组件。
“抑制”—如本文所用，抑制用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或部件被描述为可抑制一种行为、运动或条件时，它可以完全防止某种结果或后果或未来的状态。另外，“抑制”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、表现和/或效应。因此，当组件、元件或部件被称为抑制一种结果或状态时，它不一定完全防止或消除某种结果或状态。
此外，以下描述中还仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，如“上部”、“下部”、“上面”或“下面”等术语是指附图中提供参考的方向。如“正面”、“背面”、“后面”、“侧面”、“外侧”和“内侧”等术语描述在一致但任意的参照系内组件的某些部分的取向和/或位置，通过参考描述所讨论组件的文字和相关的附图可以清楚地了解这些取向和/或位置。此类术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。相似地，除非上下文中明确指明，否则术语“第一”、“第二”和其他此类涉及结构的数值术语并不含有次序或顺序的意思。
对广泛使用的尼龙捆扎装置的一种有利改进是NORYLTM线材保持装置，其被设计成与分布式发电装机的结构构件相互作用。此类装置具有与结构构件的部件相对应的一个或多个部件，有助于轻松放置和接合。线材保持部件可存在于多个方向上，从而允许单个夹子在整个装机中的各式各样线材/结构布置方式中发挥功能。单个装置可以相对较低的成本大量生产，与单个装置寿命过程中初始和更换尼龙捆扎装置使用的人工和材料成本相比，这在装机的整个使用寿命中可具有显著经济利益。
虽然是在具有多个太阳能板(每块板装有框架)的光伏太阳能装机的语境下进行讨论，但是本文所述的线材管理装置和某些技术可同样适用于但决不限制于其他类型的分布式发电设施，例如风能或太阳热能装机。如果需要解决线材管理，那么任何装机均可受益于本文所述的进展。因此，数据中心、通信机架和类似线材负载装机也可采用以下装置和技术。
图1-4示出了具有两个主要的一体化形成部分的线材管理装置100。上部102包括用于联接至结构构件框架的夹子。下部104包括若干线材保持部件。两者均在下文进行更详细描述。
上部102可包括具有上平面构件110和下平面构件120的夹子。下部104可包括杆130、第一向外延伸的凸缘140和第二向外延伸的凸缘150、以及横向通路160。上部102可用于以可脱开的方式联接至结构构件的框架，例如具有边缘凸缘的框架。下部104可接纳并保持线材，从而抑制线材移位或自由悬挂。
上部102可具有上平面构件110和下平面构件120。平面构件110,120可被后连接部分112联接。后连接部分112可作为阻挡件，从而防止线材管理装置100在凸缘上滑动太远，所述凸缘设置在平面构件110,120之间。上平面构件110可具有上表面114和下表面116。下表面116可包括突出部件，例如柱子118。虽然图中所示相对较平坦且笔直，但如果实施例需要，上平面构件110的上表面114和下表面116可具有轮廓或成角度的形状。
柱子118仅仅是可为任何类型过盈配合和接合部件的一个实施例，如将在下文更详细阐述和描述的。柱子118可具有圆形横截面并从上平面构件110的下表面116朝下延伸。柱子118在顶部可具有倾斜表面，包括朝线材管理装置100的正面渐缩的表面，如图所示。柱子118可与上部102的其余部分一体化形成。扣件119为上平面构件110的下表面116的一部分，其处于凹口109和柱子118之间。
上平面构件110还可具有狭槽或凹口109。凹口109可通过从上部102省去材料而形成。在某些实施例中，凹口109可与柱子118对准，如图所示。凹口109可向背面延伸到后连接部分112，一直延伸到下平面构件120的上表面122。在一些实施例中，凹口109可仅延伸横跨上平面构件110。
下部104可与上部102一体化形成为单个单元，例如通过将整个线材管理装置100注塑成型。在某些实施例中，下部104可为独立单元，并且(例如)采用紧固件或粘合剂或粘结技术联接至上部102。在一些实施例中，上平面构件110和下平面构件120可通过弯折后连接部分112重新取向。因此，上平面构件110和下平面构件120可被撬开，并且在一些实施例中，在弹力作用下恢复到其未变形位置。
下部104可包括上表面122和下表面124。上表面122可面向上部102的下表面116。下部104可在一些实施例中与上部102配合以形成锥形腔体，其朝后连接部分112拉延越来越短。
根据实施例需要，上表面122可为平滑且平坦的、或成角度的、或具有表面特征。下表面124可平滑地过渡到杆130。杆130可从下表面124朝下延伸至线材保持所需的任何长度。在某些实施例中，杆130可具有两毫米至两厘米之间的长度或实施例所需的任何其他长度。杆130可具有侧向弯曲表面132，如图2所示。杆130还可具有形成横向通路160的弯曲前部。在某些实施例中，杆130可在其最末端向上卷曲，从而形成横向接合部件162。
杆130另外可具有两个向外延伸的凸缘140,150。每个凸缘140,150可延伸足够的长度以保持大致圆形横截面的一根或两根或更多根线材。例如，第一向外延伸的凸缘140可在与上平面构件110和下平面构件120大致平行的方向上延伸。在某些实施例中，在凸缘140,150的下方和之间，杆130可具有减轻重量的切口134。
凸缘140可为平坦的，或如图示实施例所示，具有从杆130向外倾斜的卷曲或弯曲形状。根据实施例需要，凸缘140,150可具有平滑或脊状表面，以帮助保持线材。凸缘142,152每者均可具有各自向上延伸的边缘142,152，其朝向下平面构件120的下表面124隆起。边缘142,152可部分向上延伸，从而标记在杆130任一侧之上且在下平面构件120的下表面124之下的侧封装件144,154。边缘142,152被示出为凸缘140,150的卷曲端，但是在其他实施例中，如果实施例需要，边缘142,152可以更尖锐的角度例如直角向上延伸。
在一些实施例中，线材管理装置100在边缘142,152中可具有凹槽或凹陷部180，如图1所示。凹陷部180可增大线材的直径，当线材布置在横向通路160中时，可经线材管理装置100调整线材。另外，通过降低边缘142,152相对于横向通路160的高度，不仅可以接纳较大线材直径，而且可以使其以较小弯折度穿过线材夹，减少了施加于线材上的应力。下文将更详细描述的图9示出了此类线材286可如何穿过横向通路160。
在一些实施例中，边缘142,152为单一实心刚性构件。在其他实施例中，边缘142,152可以为偏置构件，其适于包封侧封装件144,154，从而保持插入其中的线材。因此，边缘142,152可以为弹簧夹或锁定装置，其可由线材管理装置100的操作员操作。在某些实施例中，边缘142,152可以为弹性体部分，其经弯折可容纳线材，但会使线材保持在封装件144,154内，直至给予类似的力使边缘142,152弯曲并释放线材。不同的边缘可具有这些或其他类似部件的不同实施例。
继续参见图1-4，图3中示出了线材管理装置100的顶视图。凹口109在后面可见并与柱子118在一条直线上。如图所示，上平面构件110可具有凹进拐角，从而在下方显现下平面构件120。图4中示出了沿线条4-4的线材管理装置100的剖视图。
如图4中可以看出，凹口109的区域中可以省略后连接部分112。相似地，杆130可以为形成横向通路160和横向接合部件162的实心部分。另外，可以看出柱子118的倾斜形状。
线材管理装置100可使框架的凸缘或一部分与上部102接合，并使线材与下部104保持在一起。在一些实施例中，线材可以布置在侧封装件144,154中。作为相同实施例的替代用法，一根或多根线材可布置在横向通路160中，从而允许基本上呈直角的线材受到相同装置约束，减少了在相同装机中对不同装置的需要。
在一些实施例中，单根线材可被每个侧封装件144,154固定，而在其他实施例中，多个实施例可被每个侧封装件144,154保持。如果操作员不进行有意干预，那么线材一旦布置在侧封装件中就受到边缘142,152抑制而不能离开封装件。相似地，横向接合部件162可抑制横向保持的线材离开横向通路160。
线材管理装置100可由聚苯乙烯和/或聚苯醚构成，包括此类材料的共混物，例如NORYLTM或另一耐磨损和耐候塑料。线材管理装置100也可由玻璃填充塑料(例如玻璃填充NORYLTM)、以及或其他聚合物、共聚物(包括如乙缩醛的热塑性塑料)构成。可使用任何此类材料，其在分布式发电系统的整个寿命中具有充分的紫外耐性，从而充分保持其运行特性和材料特性。
图5-9示出了与光伏太阳能电池模块框架的一部分270相邻的线材管理装置200的某些实施例。如果需要，与光伏电池或发电无关的其他系统例如计算机安装架等等也可以与线材管理装置200交互操作，前提条件是它们具有类似功能。除非另外指明，否则图5-8中使用的数字指示符类似于以上针对图1-4使用的那些，不同的是数字增加了100。
部分270包括具有空穴274的侧框架构件272。在线材管理装置200的某些实施例中，上平面构件210和下平面构件220之间的距离可以大致与侧框架构件272的厚度相同。另外，柱子218可以具有与空穴274尺寸相同或较之略小的尺寸。柱子218可以呈锥形以便与侧框架构件272轻松接合。后连接部分212可施加外力，从而引导柱子218抵靠在侧框架构件272的顶部上。随着线材管理装置200在部分270上移动，柱子218在正确布置时可朝下卡入空穴274中。这样，线材管理装置200可以可脱开的方式联接到部分270。
图6示出了处于此类接合位置的线材管理装置200的实施例的侧视图。柱子218朝下延伸进入空穴274中，从而固定装置200，使之不能从部分270脱离或解联接。在某些实施例中，上平面构件210和下平面构件220可仅与侧框架构件272形成过盈配合，而不使柱子218与空穴274接合。在此类实施例中，线材管理装置200可从而联接至部分270，说明了将上部202接合至部分270的若干方式之一。
扣件219为上平面构件210的下表面216的一部分，其处于凹口209和柱子218之间。如图7所示，工具280可插入凹口209中并紧靠扣件219布置。工具280可以为平面构件，例如平头螺丝刀、凿子、或可接合扣件219的任何其他类似杠杆的物体的头部。当工具280以箭头282所示的方式旋转时，工具280将在扣件219处对上平面构件210施以杠杆力，从而将柱子218提离空穴274。于是，线材管理装置200可从部分270释放，从而使其解联接以供随后重新附连。在某些实施例中，使线材管理装置200从部分270解联接所需的力可足够小，使得人工操作可实现同样的解联接。
另外，上平面构件210可具有裁切了拐角的锥形设计，如图所示。因为缺少拐角，线材管理装置200可在上平面构件210不接触部分270的竖直壁276的情况下旋转。另外，上平面构件210可与竖直壁276间隔开，其中柱子218设置在空穴274中。由于柱子218呈锥形，通过在后连接部分212上朝向竖直壁276施以外力，可使线材管理装置270与部分270解联接。线材管理装置200将沿着柱子218的倾斜和锥形的表面朝向竖直壁276行进，从而向上引导柱子218使其离开空穴274。这样，线材管理装置200可从部分270释放，而无需使用工具280。
图8示出了处于联接位置的线材管理装置200，其中线材286受到下部204约束。如图可以看出，上部202同时将线材管理装置200联接至框架部分270。在此位置处，线材286可接合于侧封装件244,254中，从而抑制其在受到偶然外力时发生移动。图9示出了类似于图8的布置方式，不同的是线材286布置在横向通路260中，在凹陷部280上方或之中穿过。线材管理装置200以类似于上述的方式联接至框架部分270。线材286可受到横向接合部件262抑制而不能自由移动。
除了所示取向外，线材管理装置200还可进行取向，使得下部204位于框架侧构件272的表面上方。在此类位置中，柱子218还可接合空穴274，从而将线材管理装置200固定至部分270。进而可将线材布置在侧封装件244,254或横向通路260中。至于其他取向，如果线材具有足够小的尺寸而不会彼此妨碍，那么线材可设置在用于同时实现移动限制的每个位置。这样，单个夹子可采用单个装置调整多根线材的线材管理，所述线材包括朝部分270取向不同的那些。
图10示出了类似于上文所述的那些的实施例。除非另外指明，否则部件类似于上文所述的那些，并且图10中的数字指示符指示与以上针对图5-9所引用的那些类似的元件，不同的是数字增加了100。线材管理装置300可具有不同的接合结构，上文的柱子218即为其中之一。图10示出了不同的接合部件，其中夹子接合部件318为向下凸起，无论是源自上平面构件310的下表面316的圆形或是细长凹槽。夹子接合部件318的尺寸和形状优选地被设计为装配到部分370的凹槽374中。凹槽374可为圆形浅凹或细长通道以接纳夹子接合部件318的合适实施例。夹子接合部件318和凹槽374之间的接合可按照与上述的柱子218和空穴274相似的方式进行，包括以相似的方式紧靠部分370联接线材管理装置300。此类夹子装置在这个和其他实施例(包括图11中所示的实施例)之间可发生变化，而不偏离本发明的方面。
图11示出了夹子接合部件418的另一个实施例，其中夹子接合部件418包括上平面构件410的下表面416中的凹陷部。除非另外指明，图11中的数字指示符是指与以上针对图10所述的那些类似的组件，不同的是数字增加了100。框架侧构件472包括凸起474，其具有适当的尺寸和形状以接合线材管理装置400的夹子接合部件418。夹子接合部件418可具有适当的尺寸和形状以接纳凸起474，从而按照与以上在图5-10中所述的那些类似的方式将线材管理装置400联接至部分470。
本文所述的线材管理装置可以可脱开的方式联接至框架或具有表面接合部件的其他结构构件。线材管理装置可包括用于固定线材的一个或多个封装件、通路、或保持部件。线材管理装置可由NORYLTM或其他高性能塑性材料构成，以便在分布式能量装机的使用寿命过程中能在其所存在的位置处耐磨损和耐候。
虽然前面的详细描述已展示至少一个示例性实施例，但应当理解，还存在许多变型形式。还应当理解，本文所述的一个或多个示例性实施例并不旨在以任何方式限制要求保护的主题的范围、适用性或构型。相反，上述详细说明将为本领域的技术人员提供实施所述一个或多个实施例的便利的指示说明。应当理解，可在不脱离权利要求书所限定的范围(其包括提交本专利申请时已知的等同物和可预知的等同物)的情况下对元件的功能和布置方式进行多种改变。

Claims (20)

1.一种线材管理装置，包括：
夹子，所述夹子包括上平面构件和下平面构件，每个平面构件具有内表面和外表面，其中所述上平面构件的内表面包括朝所述下平面构件的内表面延伸的柱子；
杆，所述杆从所述下平面构件的外表面延伸，所述杆包括两个向外延伸的凸缘，所述两个向外延伸的凸缘中的第一向外延伸的凸缘和第二向外延伸的凸缘均包括朝所述下平面构件的外表面延伸的边缘部分。
2.根据权利要求1所述的线材管理装置，其中所述杆具有位于所述下平面构件的外表面与对应的向外延伸的凸缘之间的弯曲表面。
3.根据权利要求1所述的线材管理装置，其中每个边缘部分朝向所述杆弯曲。
4.根据权利要求1所述的线材管理装置，其中所述柱子具有锥形表面。
5.根据权利要求1所述的线材管理装置，其中所述上平面构件包括与所述柱子相邻的狭槽。
6.根据权利要求1所述的线材管理装置，其中所述下平面构件的外表面包括在所述边缘部分中的至少一者对面的隆起部分。
7.根据权利要求1所述的线材管理装置，其中所述线材管理装置为单个一体化形成件。
8.根据权利要求1所述的线材管理装置，其中所述线材管理装置由聚合物构成。
9.根据权利要求8所述的线材管理装置，其中所述线材管理装置至少部分地由聚苯乙烯构成。
10.一种光伏系统，包括：
光伏太阳能板，所述光伏太阳能板包括具有凸缘的框架，所述凸缘具有偏离所述凸缘的边缘的表面保持部件；以及
线材管理装置，所述线材管理装置包括具有接合部件的夹子，所述夹子适于接触所述凸缘并形成过盈配合，所述夹子还适于通过使所述接合部件接合到所述保持部件来以可脱开的方式联接到所述凸缘，所述线材管理装置还包括具有用于保持线材的封装件的第一线材保持部分，所述第一线材保持部分被定位成接纳在横交于所述凸缘的边缘的方向延伸的线材。
11.根据权利要求10所述的光伏系统，其中所述表面保持部件包括空穴，并且所述接合部件包括尺寸适于装配穿过所述空穴的柱子。
12.根据权利要求10所述的光伏系统，其中所述表面保持部件包括隆起部分。
13.根据权利要求12所述的光伏系统，其中所述接合部件包括尺寸适于接纳所述隆起部分的凹槽。
14.根据权利要求12所述的光伏系统，其中所述接合部件包括尺寸适于以可脱开的方式接合所述隆起部分的脊。
15.根据权利要求10所述的光伏系统，其中所述表面保持部件包括通道，并且所述接合部件包括尺寸适于装配到所述通道中的隆起部分。
16.一种用于光伏系统的线材管理装置，包括：
夹子装置，其用于接合光伏太阳能板的框架；
第一线材固定装置，其用于接纳和保持处于第一方向的至少一根线材。
17.根据权利要求16所述的用于光伏系统的线材管理装置，其中所述线材管理装置由聚合物构造。
18.根据权利要求16所述的用于光伏系统的线材管理装置，其中所述夹子装置包括柱子。
19.根据权利要求16所述的用于光伏系统的线材管理装置，其中所述线材管理装置为单个一体化形成件。
20.根据权利要求16所述的用于光伏系统的线材管理装置，其中所述第一线材固定装置包括弯曲部分。
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