CN111805612B - 一种切刀分离设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切刀分离设备，包括机架以及位于机架上的：用于输送光伏组件的输送线、横向切割装置、纵向切割装置和层间切割装置；其中，所述横向切割装置用于对光伏组件的横向拼接缝进行切割；所述纵向切割装置用于对光伏组件的纵向拼接缝进行切割；所述层间切割装置用于对光伏组件中电池片层和玻璃片层之间的胶膜层进行切割剥离。本发明的切刀分离设备可以实现针对电池片层和玻璃片层的分离以及针对电池片层中若干电池片的精准分割，具有显著的分离精准、工作效率高的特点。

Description

一种切刀分离设备

技术领域

本发明涉及光伏组件回收技术领域，具体涉及一种切刀分离设备。

背景技术

按照应用需求，太阳能电池经过一定的组合，达到一定的额定输出功率和输出电压的一组光伏电池，叫光伏组件。根据光伏电站大小和规模，光伏组件可组成各种大小不同的阵列。光伏组件是采用高效率单晶硅或多晶硅光伏电池、高透光率钢化玻璃、EVA、抗腐蚀铝合金多边框等材料，使用先进的真空层压工艺及脉冲焊接工艺制造而成，即使在最严酷的环境中也能保证较长的使用寿命。当光伏组件的使用时间达到20到25年后，光伏电池的转换效率降低，此时需要对光伏电池进行报废更新，对报废后的光伏电池进行回收处理可以降低成本，具有很大的经济价值与环保生态效益。在对报废光伏电池进行回收的过程中，首先去除铝框、接线盒和背板，然后需要对光伏组件中的电池片层与玻璃片层，以及电池片层中的若干电池片进行分离，而目前主要的分离方式是采用人工刮取电池片层中的电池片，这种分离方式不仅工作效率低，且人工作业强度大，工作过程中的安全性也不能得到保证。

发明内容

为解决上述现有回收分离光伏组件存在的工作效率低、工作强度大的问题，本发明提供了一种可高效分离光伏组件的切刀分离设备。

本发明提供一种切刀分离设备，用于对光伏组件进行切割分离，包括机架以及装配于机架上且沿着待切割分离的光伏组件的行进方向上依次布置的第一压力对辊传输装置、横向切割装置、纵向切割装置、第二压力对辊传输装置、层间切割装置以及第三压力对辊传输装置；其中：

所述第一压力对辊传输装置配置为将接收到的待切割分离的光伏组件传输至所述横向切割装置，所述横向切割装置配置为用于对光伏组件的横向拼接缝进行切割；

所述横向切割装置和所述纵向切割装置之间设置有第一辅助传输辊，所述第一辅助传输辊配置为将经由所述横向切割装置切割后的光伏组件传输至所述纵向切割装置，所述纵向切割装置配置为用于对光伏组件的纵向拼接缝进行切割；

所述第二压力对辊传输装置配置为将所述纵向切割装置切割后的光伏组件传输至所述层间切割装置，所述层间切割装置配置为用于对光伏组件中电池片层和玻璃片层之间的胶膜层进行切割剥离，所述第三压力对辊传输装置配置为将切割剥离后的光伏组件传输出。

优选地，所述第一压力对辊传输装置、第二压力对辊传输装置以及第三压力对辊传输装置分别包括：支撑框架和设于所述支撑框架上的可转动的上辊组和可转动的下辊组，所述上辊组和所述下辊组之间为光伏组件的行进通道，所述上辊组和所述下辊组挤压光伏组件，实现对光伏组件的摩擦传动。

优选地，所述上辊组和所述下辊组之间的间隙可调。

优选地，所述横向切割装置包括：横向移动组件、升降组件和横向切割刀片，所述横向移动组件带动所述横向切割刀片沿平行于所述横向拼接缝的方向往复运动，所述升降组件带动所述横向切割刀片靠近或远离光伏组件的行进通道。

优选地，所述纵向切割装置包括：至少一个纵向切割模块；所述纵向切割模块包括刀座以及设置于所述刀座中的纵向切割刀片；所述纵向切割刀片对应所述纵向拼接缝。

优选地，所述层间切割装置包括：至少一个层间切割模块，所述层间切割模块包括底座、设置于所述底座上的刀座、设置于所述刀座中的至少一个所述层间切割刀片，在切割状态时，所述层间切割刀片与所述胶膜层处于同一平面。

优选地，所述第二压力对辊传输装置和所述第三压力对辊传输装置之间、位于所述层间切割装置的上方设置有第二辅助传输辊。

优选地，所述第一压力对辊传输装置和所述横向切割装置之间设有第一感应器；所述第二压力对辊传输装置和所述层间切割装置之间设有第二感应器。

优选地，所述第一压力对辊传输装置的输入端连接有输送托辊。

优选地，所述横向切割装置中设有第一加热件；所述纵向切割装置中设有第二加热件；所述层间切割装置中设有第三加热件。

相比现有的人工回收光伏组件中的电池片和玻璃片的方法，本发明提供的切刀分离设备用于光伏组件中电池片和玻璃片层的分离回收时，可以实现针对电池片层和玻璃片层的分离以及针对电池片层中若干电池片的精准分割，具有显著的分离精准、工作效率高的特点。

附图说明

图1为本发明示例性的切刀分离设备的结构示意图；

图2为本发明实施例1的切刀分离设备中第一压力对辊传输装置的结构示意图；

图3为本发明实施例1的第一压力对辊传输装置中上辊与支撑框架的连接结构的放大示意图；

图4是本发明实施例1的横向切割装置的示例性结构示意图；

图5和图6是本发明实施例1的纵向切割装置的示例性结构示意图；

图7是本发明实施例1的层间切割装置的示例性结构示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

去除铝框、接线盒和背板的光伏组件还包含电池片层、玻璃片层以及电池片层和玻璃片层之间的胶膜层。其中，电池片层是由若干电池片拼接组合而成，因此，电池片层具有若干的横向拼接缝和纵向的拼接缝。本发明提供的切刀分离设备就是要沿前述的横向拼接缝和纵向拼接缝来对电池片层中的若干电池片进行切割分离，同时对电池片层和玻璃片层进行分离，便于不同材料的归类处理。

图1为本发明示例性的一种切刀分离设备的结构示意图。

参照图1所示，本发明示例性的一种切刀分离设备，包括机架1以及位于机架1上的沿着待切割分离的光伏组件的行进方向上依次布置的：第一压力对辊传输装置3a、第一感应器、横向切割装置4、纵向切割装置5、第二压力对辊传输装置3b、第二感应器、层间切割装置6和第三压力对辊传输装置3c；其中，第一感应器相邻设置于横向切割装置4之前，用于感应光伏组件中电池片层的横向拼接缝；横向切割装置4包括可上下移动且可沿平行于横向拼接缝的方向往复运动的横向切割刀片；纵向切割装置5包括纵向切割刀片；第二感应器相邻设置于层间切割装置6之前，用于感应光伏组件。其中，横向切割装置4、纵向切割装置5和层间切割装置6的设置顺序没有限制。

其中，输送线间隔设置于横向切割装置4、纵向切割装置5和层间切割装置6之间。因此，输送线可将光伏组件输送经过横向切割装置4、纵向切割装置5和层间切割装置6。

在一些优选的实施例中，输送线是对辊输送线，包括第一压力对辊传输装置3a、第二压力对辊传输装置3b和第三压力对辊传输装置3c。按光伏组件的输送路径，切刀分离设备由机架1，以及机架1上依次设置的：第一压力对辊传输装置、3a第一感应器、横向切割装置4、纵向切割装置5、第二压力对辊传输装置3b、第二感应器、层间切割装置6和第三压力对辊传输装置3c组成。

在一些优选的实施例中，对辊输送线中上下辊组的材质为具有弹性的橡胶。

在一些优选的实施例中，上辊组可根据光伏组件的厚度进行上下调节，下辊组径向固定。

在一些优选的实施例中，下辊组可根据光伏组件的厚度进行上下调节，上辊组径向固定。

其中，横向切割装置4沿电池片层的横向拼接缝对电池片层进行切割。具体来说：是当第一感应器感应到电池片层的横向拼接缝时，对辊组输送线停止输送，横向切割装置开始沿电池片层的横向拼接缝对电池片层进行切割。

在一些优选的实施例中，横向切割装置4中还包括带动横向切割刀片沿平行于辊轴方向(即电池片层的横向拼接缝方向)往复运动的移动组件以及带动横向切割刀片靠近或远离输送线的升降组件。

在一些优选的实施例中，横向切割装置4中还设置有加热件，加热件主要用于对横向切割刀片进行加热，高温的横向切割刀片能软化电池片间的粘结胶，使得切割过程更加轻松。值得注意的是，这里的“高温”指高于室温的温度，最优选的温度是粘结胶的软化温度。

其中，纵向切割装置5是沿电池片层的纵向拼接缝对电池片层进行切割的，纵向切割装置包含至少一个纵向切割模块，纵向切割刀片设置在纵向切割模块中。根据电池片层中电池片的尺寸调整纵向切割模块的间距和数量，以保证纵向切割刀片对准电池片层的纵向拼接缝。具体来说：当光伏组件输送经过该纵向切割装置时，纵向切割装置5中的纵向切割刀片开始沿电池片层的纵向拼接缝对电池片层进行切割。

在一些优选的实施例中，纵向切割装置5中还设置有加热件，以对纵向切割刀片进行加热，高温的纵向切割刀片能软化电池片间的粘结胶，使得切割过程更加轻松。值得注意的是，这里的“高温”指高于室温的温度，最优选的温度是粘结胶的软化温度。

其中，第二感应器用于感应光伏组件。

其中，层间切割装置6包括层间切割刀片，层间切割刀片沿胶膜层进行切割，以分离电池片层和玻璃片层。具体来说：是当第二感应器感应到光伏组件时，对辊组输送线停止输送，层间切割刀片对准或进入电池片层和玻璃片层间的胶膜层，此时层间切割刀片与胶膜层处于同一平面；启动对辊组输送线，随着光伏组件继续向前推进，层间切割刀片开始分割电池片层和玻璃片层，直至电池片层和玻璃片层完全分离。

在一些优选的实施例中，层间切割装置6中还设置有带动层间切割刀片靠近或远离对辊输送线的升降组件。

在一些优选的实施例中，层间切割装置中还设置有加热件，以对层间切割刀片进行加热，高温的层间切割刀片能软化胶膜层的粘结胶，使得切割过程更加轻松。值得注意的是，这里的“高温”指高于室温的温度，最优选的温度是粘结胶的软化温度。

实施例1

基于上述的包括机架以及位于机架上的：用于输送光伏组件的输送线、第一感应器、横向切割装置、纵向切割装置、第二感应器和层间切割装置的切刀分离设备，本实施例提出一种具体实施方式。

结合图1所示，本实施例的切刀分离设备包括机架1、以及位于机架1上的沿着待切割分离的光伏组件的行进方向上依次布置的：第一压力对辊传输装置3a、第一感应器、横向切割装置4、第一辅助传输辊7、纵向切割装置5、第二压力对辊传输装置3b、第二感应器、层间切割装置6、第二辅助传输辊8和第三压力对辊传输装置3c；其中，层间切割装置6的设置位置低于第二辅助传输辊8。机架1的下层还安装有上述装置和组件的动力组件或辅助组件。

输送托辊线2用于调整光伏组件的位置，并与第一压力对辊传输装置对接；第一压力对辊传输装置、第二压力对辊传输装置和第三压力对辊传输装置共同组成对辊输送线。第一压力对辊传输装置、第二压力对辊传输装置和第三压力对辊传输装置分别包括正对设置的三个上辊31、三个下辊32、上辊安装座33、下辊安装座34。

图2是实施例的第一压力对辊传输装置的示例性结构示意图；图3是图2中上辊一端的放大结构示意图。

结合图2和图3所示，其中，每个上辊31配合设有：被动齿轮35、轴承座板36、压缩弹簧37、两个滑动压块38、限位压板39；每个下辊32配合设有：主动齿轮310和链轮311。下辊安装座34固定连接在机架1上，上辊安装座33位于下辊安装座34上方并与下辊安装座34固定连接。

其中，上辊31两端安装有滚动轴承，滚动轴承通过轴承座板36与上辊安装座33滑动配合，两个滑动压块38固定在上辊安装座33上，抵住上辊的轴两侧避免上辊31的轴向窜动。压缩弹簧37安装于轴承座板36与限位压板39之间，用于对上辊31施加一个向下的压力。

其中，下辊32两端通过调心滚子轴承固定安装在下辊安装座34上，下辊32的一端安装有主动齿轮310及链轮311，对辊输送线由链条带动链轮311传动。下辊安装座34面向光伏组件的一侧上还安装有光伏组件导向轮312，用于辅助输送托辊线2对光伏组件的传送起导向作用。

图4是本实施例的横向切割装置4的示例性结构示意图。

结合图4所示，横向切割装置4包括固定在机架1上并与上下辊平行的装置台，装置台上平行设置有横向导轨413、移动组件和升降组件。

移动组件包括同步带41、同步带轮42和步进电机43，步进电机43驱动其中一个同步带轮42，进而带动同步带41转动。

升降组件包括导轨滑块44、同步带压块45和安装块46，安装块46固定设置在导轨滑块44上并与同步带压块45连接，其中同步带41可带动同步带压块45在两个同步带轮42之间往复移动，进而带动导轨滑块44及其上的安装块46在横向导轨413上来回滑行。

安装块46上方设置有：气缸、弹性滑块47、竖直设置的导向块48、配合导向块的双边压块49、刀座410和斜口的横向切割刀片411，弹性滑块47内嵌在导向块48和双边压块49形成的区域中。弹性滑块47底部装有弹簧412，气缸通过推杆推动弹性滑块47沿导向块48上下滑动。刀座410设置于弹性滑块47上，刀座410上设置有横向切割刀片411，刀座410内嵌有加热管，因此，进一步在刀座410和弹性滑块47之间设置石棉垫用于隔热。

图5和图6是本实施例的纵向切割装置5的示例性结构示意图。

结合图5和图6所示，纵向切割装置5由多个纵向切割模块组成，纵向切割模块排布安装在底座51上，底座51通过一垫板固定在机架1上。单个纵向切割模块中包括刀座52以及并排设置在刀座52上的纵向切割刀片53和安装块54，安装块54的一端通过圆头螺丝固定在刀座53上，另一端通过弹簧弹性支承。安装块54中固定有电加热管55，电加热管55可对纵向切割刀片53进行加热。根据电池片尺寸对应调整各纵向切割模块的间距，以确保纵向切割刀片53能准确对准电池片层的间隙，还可根据电池片尺寸适配不同的底座51。

图7是本实施例的层间切割装置6的示例性结构示意图。

结合图7所示，层间切割装置6分为三组层间切割模块，每组层间切割模块包括下端固定部、中间弹性部和顶端切割部。

其中，下端固定部包括与机架1固定连接的安装底板61、安装侧板62、加强筋63和两根滑竿64。安装侧板62通过加强筋63与安装底板61固定连接；两根滑竿64上各套有三个无油轴套65，两根滑竿64通过连接轴套65的三个中间板661、662、663连接，进而可实现两根滑竿的同步运动，最下端的两个中间板661、662通过沉头螺丝固定于安装侧板62上，因此可实现滑竿64与中间板661、662的滑动连接。

其中，中间弹性部包括气缸66、浮动接头67和浮动接头连接块68。浮动接头连接块68安装于中间板663的下表面；气缸66设置于中间板661中间，气缸66的推杆贯穿中间板662，然后通过浮动接头67与浮动接头连接块68相连。

其中，顶端切割部包括底座69以及依次叠加设置在底座69上方的：刀座611、和层间切割刀片612。底座69的上平面与水平面呈30°，底座69通过弹簧与中间板663两端的轴套65连接；层间切割刀片612可以设置成平铺的多片，也可以是一整片，本实施例中设置了平铺的三片层间切割刀片；在刀座611内部装有加热管，用于加热层间切割刀片612，因此，进一步在刀座611和底座69之间设置石棉垫610用于隔热。气缸66通过推杆可推动浮动接头67、浮动接头连接块68、中间板663和顶端切割部上下移动，弹簧在上下移动中为顶端切割部起到缓冲和自适应作用。

上述切刀分离设备工作时，光伏组件被送至输送托辊线2，经输送托辊线2调整位置后，送至第一压力对辊传输装置3a，由于压缩弹簧37的存在，上辊组会对光伏组件提供一个下压力。

继续向前输送光伏组件，第一感应器感应到电池片层中的横向拼接缝，发送指令使第一压力对辊传输装置3a暂停输送；此时，横向切割装置4中的气缸通过推杆推动弹性滑块47沿导向块48向上滑动，使热的横向切割刀片411插入横向拼接缝中；当横向切割刀片411的刀尖触碰玻璃片层时，弹簧412进行缓冲，同时步进电机43开始动作，驱动同步带41带动横向切割刀片411对横向拼接缝进行切割；切割动作完成后气缸推杆下移，同步带41带动横向切割刀片411回位；回位同时第一压力对辊传输装置3a带动光伏组件继续向前输送，第一感应器感应到下一个横向拼接缝时重复上述切割动作。

第一辅助传输辊7辅助输送光伏组件，以免光伏组件偏离行进通道，光伏组件在间歇向前推进的过程中进入纵向切割装置5，光伏组件的重量使安装块的支撑弹簧被压缩，加热的纵向切割刀片53受弹簧的反向作用力压入电池片层的纵向拼接缝中，随着光伏组件间歇向前推进，完成电池片层纵向上的分割。

继续向前输送光伏组件，经过第二压力对辊传输装置3b，第二感应器感应到光伏组件到位，发送指令使第二压力对辊传输装置3b暂停输送；此时，气缸66通过推杆向上推动中间板663，并通过弹簧提供弹性压力作用于底座69，使加热的层间切割刀片612压入光伏组件的胶膜层；第二辅助传输辊8辅助继续推进光伏组件，以免光伏组件偏离行进通道，层间切割刀片612沿着胶膜层切割，直至电池片层和玻璃片层完全分离。经第三压力对辊传输装置3c输送的光伏组件已被精准分割，只需人工或机械将被分割的电池片和玻璃片层进行分类收集即可。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (9)

1.一种切刀分离设备，用于对光伏组件进行切割分离，其特征在于，包括机架（1）以及装配于机架（1）上且沿着待切割分离的光伏组件的行进方向上依次布置的第一压力对辊传输装置（3a）、横向切割装置（4）、纵向切割装置（5）、第二压力对辊传输装置（3b）、层间切割装置（6）以及第三压力对辊传输装置（3c）；其中：

所述第一压力对辊传输装置（3a）配置为将接收到的待切割分离的光伏组件传输至所述横向切割装置（4），所述横向切割装置（4）配置为用于对光伏组件的横向拼接缝进行切割；

所述横向切割装置（4）和所述纵向切割装置（5）之间设置有第一辅助传输辊（7），所述第一辅助传输辊（7）配置为将经由所述横向切割装置（4）切割后的光伏组件传输至所述纵向切割装置（5），所述纵向切割装置（5）配置为用于对光伏组件的纵向拼接缝进行切割；

所述第二压力对辊传输装置（3b）配置为将所述纵向切割装置（5）切割后的光伏组件传输至所述层间切割装置（6），所述层间切割装置（6）配置为用于对光伏组件中电池片层和玻璃片层之间的胶膜层进行切割剥离，所述第三压力对辊传输装置（3c）配置为将切割剥离后的光伏组件传输出；

所述层间切割装置（6）包括至少一个层间切割模块，所述层间切割模块包括下端固定部、中间弹性部和顶端切割部；

其中，所述下端固定部包括与所述机架（1）固定连接的安装底板（61）、安装侧板（62）、加强筋（63）和滑竿（64），所述安装侧板（62）通过所述加强筋（63）与所述安装底板（61）固定连接，两根滑竿（64）上各套有三个无油轴套（65），两根滑竿（64）通过连接所述无油轴套（65）的第一中间板（661）、第二中间板（662）和第三中间板（663）而连接，位于最下端的第一中间板（661）和第二中间板（662）通过沉头螺丝固定于所述安装侧板（62）上；

所述中间弹性部包括气缸（66）、浮动接头（67）和浮动接头连接块（68），浮动接头连接块（68）安装于所述第三中间板（663）的下表面；气缸（66）设置于所述第一中间板（661）中间，气缸（66）的推杆贯穿第二中间板（662）并通过浮动接头（67）与浮动接头连接块（68）相连；

所述顶端切割部包括底座（69）、设置于所述底座（69）上的第一刀座（611）、以及设置于所述第一刀座（611）中的至少一个层间切割刀片（612），底座（69）通过弹簧与第三中间板（663）两端的无油轴套（65）连接，在切割状态时，所述层间切割刀片（612）与所述胶膜层处于同一平面。

2.根据权利要求1所述的切刀分离设备，其特征在于，所述第一压力对辊传输装置（3a）、第二压力对辊传输装置（3b）以及第三压力对辊传输装置（3c）分别包括：支撑框架和设于所述支撑框架上的可转动的上辊组和可转动的下辊组，所述上辊组和所述下辊组之间为光伏组件的行进通道，所述上辊组和所述下辊组挤压光伏组件，实现对光伏组件的摩擦传动。

3.根据权利要求2所述的切刀分离设备，其特征在于，所述上辊组和所述下辊组之间的间隙可调。

4.根据权利要求1所述的切刀分离设备，其特征在于，所述横向切割装置（4）包括：横向移动组件、升降组件和横向切割刀片（411），所述横向移动组件带动所述横向切割刀片（411）沿平行于所述横向拼接缝的方向往复运动，所述升降组件带动所述横向切割刀片（411）靠近或远离光伏组件的行进通道。

5.根据权利要求1所述的切刀分离设备，其特征在于，所述纵向切割装置（5）包括：至少一个纵向切割模块；所述纵向切割模块包括第二刀座（52）以及设置于所述第二刀座（52）中的纵向切割刀片（53）；所述纵向切割刀片（53）对应所述纵向拼接缝。

6.根据权利要求1所述的切刀分离设备，其特征在于，所述第二压力对辊传输装置（3b）和所述第三压力对辊传输装置（3c）之间、位于所述层间切割装置（6）的上方设置有第二辅助传输辊（8）。

7.根据权利要求1所述的切刀分离设备，其特征在于，所述第一压力对辊传输装置（3a）和所述横向切割装置（4）之间设有第一感应器；所述第二压力对辊传输装置（3b）和所述层间切割装置（6）之间设有第二感应器。

8.根据权利要求1所述的切刀分离设备，其特征在于，所述第一压力对辊传输装置（3a）的输入端连接有输送托辊（2）。

9.根据权利要求1所述的切刀分离设备，其特征在于，所述横向切割装置中设有第一加热件；所述纵向切割装置中设有第二加热件；所述层间切割装置中设有第三加热件。