CN113381678A - 一种光伏设备用可调节支撑座及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏技术领域。目的在于提供一种光伏设备用可调节支撑座，包括底架、伸缩调节杆和用于安装光伏板的固定架；所述底架包括两根并排布置的U形槽，所述U形槽与伸缩调节杆下端相对的位置设置有支撑座，所述伸缩调节杆的下端与支撑座顶部的铰接耳铰接，所述支撑座与U形槽构成滑动配合，所述U形槽上与支撑座相对的位置设置有第一限压锁止组件；所述固定架的下端设置有横轴，所述U形槽的两侧槽壁上设置有与横轴相配合的调整孔，所述调整孔沿U形槽的长度方向延伸，所述横轴穿设在调整孔内，且调整孔处的U形槽内设置有与横轴连接的第二限压锁止组件。本发明能够在遭遇灾害性强风影响时，实现自动折叠，避免光伏板受到损伤。

Description

一种光伏设备用可调节支撑座及其使用方法

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，具体涉及一种光伏设备用可调节支撑座及其使用方法。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，近年来随着世界能源供给矛盾愈演愈烈，光电作为一种可持续的清洁能源受到的重视越来越多，其在能源供给体系中的地位也越来越重要。从总体上来看，光伏系统主要包括光伏板、汇流箱、逆变器、并网柜等，光伏板将太阳能直接转化为电能，经汇流箱汇流、逆变器转化为交流电，在并网柜处与电网完成合并。光伏板一般需要安装在光伏支架上进行使用，又由于光伏板需要安装在室外的特性，这就对光伏支架的综合性能也提出了极高的要求，如：抗锈蚀性、支撑性、可调节性等。

由于光伏板片状的特性，迎风面大，且多安装在野外开阔地势，其抗风性的优良直接关系到光伏板的使用寿命，对其后期的维护运营成本和经济产出起到决定性的意义。尤其是在风力较大的地区，若光伏板及光伏支架的抗风性缺失，极易造成光伏板和光伏支架受到不可修复的破坏。传统方式下针对上述问题主要通过提高光伏支架的结构强度，提高其支撑刚性，以使其达到能够对抗强风的强度，但这种方式取得的抗风效果有限，对于风力等级较低的地区较为适宜，但对于风力等级较大的地区而言，抗风性能却达不到要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高抗强风性能的光伏设备用可调节支撑座及其使用方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种光伏设备用可调节支撑座，包括底架、伸缩调节杆和用于安装光伏板的固定架；所述固定架下端与底架铰接，固定架的中部与伸缩调节杆的上端铰接，所述伸缩调节杆的下端与底架铰接，且与底架之间形成钝角α；

所述底架包括两根并排布置的U形槽，所述U形槽与伸缩调节杆下端相对的位置设置有支撑座，所述伸缩调节杆的下端与支撑座顶部的铰接耳铰接，所述支撑座与U形槽构成滑动配合，所述U形槽上与支撑座相对的位置设置有第一限压锁止组件；所述固定架的下端设置有横轴，所述U形槽的两侧槽壁上设置有与横轴相配合的调整孔，所述调整孔沿U形槽的长度方向延伸，所述横轴穿设在调整孔内，且调整孔处的U形槽内设置有与横轴连接的第二限压锁止组件；

所述第一限压锁止组件包括设置在U形槽外侧面的短管，所述短管与U形槽的槽腔贯通，短管内沿远离U形槽的方向依次设置有限位球、压球弹簧和调节块，所述调节块与短管构成螺纹配合；所述支撑座与限位球相对的一侧设置有与限位球相配合的限位槽，所述限位球在压球弹簧的压迫下伸入限位槽内，构成对支撑座的锁止；

所述第二限压锁止组件包括与横轴相配合的、套设在横轴外的支撑套管，所述支撑套管远离伸缩调节杆一端的U形槽内设置隔板；所述隔板上设置有导向孔，所述第二限压锁止组件还包括导向杆，所述导向杆穿设在导向孔内，且导向杆的一端与支撑套管固接、另一端设置有端块；所述隔板与支撑套管之间的导向杆外套设有套管支撑弹簧。

优选的，所述支撑套管与支撑座之间设置有气动缓降杆，所述气动缓降杆包括外筒和内杆，所述内杆的一端与支撑座固接，另一端伸入外筒的一端内，且端部设置有与外筒相配合的活塞；所述外筒的另一端与支撑套管固接；所述外筒靠近支撑套管一端的筒壁上设置有抽排阀，外筒远离支撑套管一端的筒壁上设置有进气微孔。

优选的，所述调节块的外端面上设置有外六角旋拧头。

优选的，每一组第二限压锁止组件的支撑套管上均设置有两组导向杆和套管支撑弹簧。

优选的，所述隔板靠近端块的一面设置有延伸管。

优选的，使用方法，包括以下步骤：

A、将光伏板安装在固定架上；

B、调节伸缩调节杆的长度，使固定架上的光伏板达到设定角度；

C、利用气泵从抽排阀处将气动缓降杆外筒内的气体抽出，使气动缓降杆的外筒内部形成负压，即完成安装。

本发明的有益效果集中体现在：能够在遭遇灾害性强风影响时，实现自动折叠，避免光伏板受到损伤。具体来说，本发明在使用过程中，光伏板受到的强风力影响最严重的来向主要是其正面和背面两个方向，当风力超过阈值时，本发明能够实现自动收折，避免强风对光伏板造成破坏：当风力主要来自于光伏板正面时，光伏板将受力传递至固定架、固定架将受力传递至伸缩调节杆、伸缩调节杆将受力传递至支撑座，当受力过大时，支撑座能够克服来自于限位球和压球弹簧的压力限止，从而在U形槽内滑动，进而不再对固定架形成支撑，完成固定架及其上的光伏板的收折；当风力主要来自于光伏板背面时，若横轴位置固定，则支撑座无法单独完成脱扣解锁；而本发明同时设置第一限压锁止组件和第二限压锁止组件，通过第一限压锁止组件和第二限压锁止组件同步脱扣，使得第一限压锁止组件的脱扣得以实现。本发明受力同步施加在第一限压锁止组件和第二限压锁止组件处，一方面需要克服第一限压锁止组件来自于压球弹簧的弹力，另一方面横轴还要克服来自于套管支撑弹簧的弹力，使得支撑座和支撑套管同步完成脱扣，待支撑座完成解锁后，其才能够实现在U形槽内的滑动，进而实现收折。本发明能够在强风影响下，自动实现收折，避免光伏板受到破坏，极大的提高了其使用寿命，保证了后期的正常运营，且能够适应来自于光伏板两面的风力影响，适应性好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中所示结构收折状态下的结构示意图；

图3为底架的俯视图；

图4为图3中A部放大图；

图5为图3中B部放大图；

图6为光伏板的俯视安装示意图；

图7为图6的后视图；

图8为托头的结构示意图；

图9为图6中所示结构的C-C向视图。

具体实施方式

如图1-9所示的光伏支架，包括底架1、伸缩调节杆2和用于安装光伏板0的固定架3。所述底架1安装在地面上作为安装基础，其可采用放置、锚固等多种方式安装在地面上，具体可根据实际情况在现有的安装方式中进行选择。所述固定架3下端与底架1铰接，固定架3的中部与伸缩调节杆2的上端铰接，所述伸缩调节杆2的下端与底架1铰接，且与底架1之间形成钝角α。通过调节伸缩调节杆2的长度，以改变固定架3的角度，进而改变安装在其上的光伏板0的角度。

相较于传统的光伏支架，本发明主要从两大板块对其抗风性能进行了改良，一方面是通过柔性固定方式对风力进行缓冲施放，另一方面是通过将光伏板自动收折实现保护。

从第一个方面来讲，结合图6-9所示，所述固定架3包括方形的边框4，边框4采用轻质防锈材料制成。所述边框4上沿边框4的上下方向均匀设置有多组柔性固定组件，如图7中所示，柔性固定组件由上至下设置有3组。所述光伏板0通过柔性固定组件安装在边框4上，每一组所述柔性固定组件对应的边框4两侧的框体上左右对称设置有上下三对横向的通孔，也就是说每一组柔性固定组件所在位置的边框4上均设置有通孔，通孔在边框4两侧成对设置，上下布置有三对。每一组所述通孔对应的光伏板0背面均固定设置有三对穿绳套管5。所述柔性固定组件是相对于传统的焊接、卡接、螺栓连接等无缓冲性的固定组件而言的，亦即是具有缓冲性能的固定组件。

如图7中所示，所述柔性固定组件包括固定钢绳6、缓冲弹簧7和托头8，所述固定钢绳6与穿绳套管5相配合，固定钢绳6呈S形穿过边框4两侧的通孔，且固定钢绳6的中段穿设在穿绳套管5中。所述托头8固定设置在固定钢绳6的两端，与托头8相对的边框4外表面固定设置有缓冲弹簧7，所述固定钢绳6穿过缓冲弹簧7，所述托头8抵靠在缓冲弹簧7的外端上，形成对固定钢绳6的弹性牵拉。所述的弹性牵拉也就是说，本发明的固定钢绳6在缓冲弹簧7弹力作用以及自身的绷紧度作用下，对穿绳套管5和光伏板0施加一个如图9中所示，朝下的牵拉力，使光伏板0的边沿紧紧的贴附在边框4的表面，为了保证贴附的紧密性，也为了防止刚性碰撞，所述边框4朝向光伏板0背面的表面上设置有一层橡胶垫圈11，橡胶垫圈11通常具有一定的厚度，在1CM左右。

本发明摒弃了传统方式中对光伏板0的刚性固定方式，而是采用固定钢绳5的牵拉，将光伏板0压靠在边框上；由于固定钢绳6本身具备可塑性和一定的弹性，当风力对光伏板0施加影响时，应力可通过固定钢绳6的变形实现缓冲施放；同时，由于固定钢绳6端部的托头8压靠在缓冲弹簧7上，缓冲弹簧7在常态下处于压缩状态，缓冲弹簧7始终对固定钢绳6产生一个牵引力，该牵引力促使固定钢绳6绷直，从而使得光伏板0紧贴在边框4上。当受到强风影响时，缓冲弹簧7也可以通过自身的变形，来对应力进行缓冲。因此，本发明与传统的刚性固定方式相比较，抗风性能更好。

当然，为了更好的实现固定钢绳6的绷直牵拉，本发明所述固定钢绳6中段的弯折部位绕设在导轮9上，所述导轮9固定设置在边框4上。当然导轮9的上下轮面应当与通孔相对，尽量使固定钢绳6保持绷直。除此之外，导轮9还可以安装在一根沿边框4宽度方向能够伸缩的滑动杆上，滑动杆处可安装一个第二缓冲弹簧，第二缓冲弹簧具有较大的刚性，在风力较大时，第二缓冲弹簧压缩，能够为固定钢绳6提供更大的变形裕度，从而具有更好的缓冲效果，而正常状态下，第二缓冲弹簧具有足够的刚性，确保固定钢绳6绷紧。

传统的长条状的螺旋弹簧在使用过程中，容易出现朝侧部弯折的现象，为了确保缓冲弹簧7能够沿固定钢绳6的长度方向被压缩，更好的做法是，所述缓冲弹簧7呈由内端朝外端逐渐变小的塔状，所述托头8呈圆锥台形。这种配合方式极为紧密，且压缩的稳定性好，能够防止弹簧侧弯现象的发生。

另外，为了便于托头8与固定钢绳6之间的连接，所述固定钢绳6的端部固定设置有外螺纹柱10，所述托头8上设置有与外螺纹柱10相配合的内螺纹孔，所述外螺纹柱10穿设在内螺纹孔内。这种方式通过旋转托头8，即可实现外螺纹柱10与托头8的快速连接。同时，还可以通过调节外螺纹柱10在托头8内的伸入长度，改变其固定钢绳6总体的绷紧度，使得本发明具备一定的调节功能。

本发明所述的固定架的使用方法，包括以下步骤：

A、将光伏板0与边框4对准，然后平铺在边框4上。

B、将固定钢绳6一端的托头8安装好，将固定钢绳6的另一端呈S形布置，绕过导轮9、穿过通孔、穿过穿绳套管5、穿过缓冲弹簧7。

C、然后将固定钢绳6另一端的托头8安装好，使其与缓冲弹簧7形成弹性牵拉。

D、调节托头8与外螺纹柱10，使固定钢绳6收紧，完成光伏板0的安装。

从第二个方面来看，本发明还具备抗风收折性，也就是在风力过大时，能够实现自动收折，具体结构下文中将结合图1-6进行具体阐述。

如图3中所示，本发明所述底架1包括两根并排布置的U形槽12，所述U形槽12与伸缩调节杆2下端相对的位置设置有支撑座13，所述伸缩调节杆2的下端与支撑座13顶部的铰接耳铰接，所述支撑座13与U形槽12构成滑动配合，所述U形槽12上与支撑座13相对的位置设置有第一限压锁止组件。也就是说本发明伸缩调节杆2与底座1的铰接节点位于支撑座13处，而支撑座13被限压锁止在U形槽12内，当压力达到一定的数值，并突破限压极限后，支撑座13又能够解锁并沿着U形槽12滑动，从而不再对固定架3进行支撑，将固定架3及其上的光伏板0收折放倒。

关于第一限压锁止组件的具体结构，结合图3和4所示，所述第一限压锁止组件包括设置在U形槽12外侧面的短管16，所述短管16与U形槽12的槽腔贯通，短管16内沿远离U形槽12的方向依次设置有限位球17、压球弹簧18和调节块19，所述调节块19与短管16构成螺纹配合。所述支撑座13与限位球17相对的一侧设置有与限位球17相配合的限位槽，所述限位球17在压球弹簧18的压迫下伸入限位槽内，构成对支撑座13的锁止。在图4中，当支撑座13受到来自于伸缩调节杆2朝下的压力，且该压力足够大时，限位球17能够被压回短管16内，并形成解锁，此时支撑座13即可在U形槽12内正常的滑动。通过调节压球弹簧18的压紧度，本发明还可以适应不同的限压需求，当然，为了便于对调节块19进行调节，所述调节块19的外端面上设置有外六角旋拧头。

如图1中所示，当风力主要来自于光伏板0正面时，也就是图中右上侧时，光伏板0将受力传递至固定架3、固定架3将受力传递至伸缩调节杆2、伸缩调节杆2将受力传递至支撑座13，当受力过大时，支撑座13能够克服来自于限位球17和压球弹簧18的压力限止，从而在U形槽12内滑动，进而不再对固定架3形成支撑，完成固定架3及其上的光伏板0的收折。

当时，当风力主要来自于光伏板0的背面时，也就是如图1中所示的左下方时，若固定架3的右下端与底架1之间采用固定位置的铰接方式，则支撑座13实质上受到的是一个朝左的分力，此时其无法在U形槽12内按照既定方向滑动，从而无法实现收折功能。为此，本发明固定架3与底架1之间的铰接方式应当采用位置能够脱扣解锁的方式，如图3和5中所示，所述固定架3的下端设置有横轴14，所述U形槽12的两侧槽壁上设置有与横轴14相配合的调整孔15，所述调整孔15沿U形槽12的长度方向延伸，所述横轴14穿设在调整孔15内，且调整孔15处的U形槽12内设置有与横轴14连接的第二限压锁止组件。正常使用状态下，横轴14被第二限压锁止组件锁止在如图1中所示的，调整孔15的左端内，并能够转动。当风力过大时，其又可以被固定架3同步朝右推动，从而为支撑座13的脱扣解锁预留足够的行程空间，使得支撑座13能够在U形槽12内右移。

关于第二限压锁止组件的具体结构，如图5中所示，本发明所述第二限压锁止组件包括与横轴14相配合的、套设在横轴14外的支撑套管20，所述支撑套管20远离伸缩调节杆2一端的U形槽12内设置隔板21。所述隔板21上设置有导向孔，所述第二限压锁止组件还包括导向杆22，所述导向杆22穿设在导向孔内，且导向杆22的一端与支撑套管20固接、另一端设置有端块23。所述隔板21与支撑套管20之间的导向杆22外套设有套管支撑弹簧24。本发明可以在每一组第二限压锁止组件的支撑套管20上均设置有两组导向杆22和套管支撑弹簧24，所述隔板21靠近端块23的一面设置有延伸管，使得支撑套管20运动和导向的稳定性更好。

当风力主要来自于光伏板0背面时，若横轴14位置固定，则支撑座13无法单独完成脱扣解锁；而本发明同时设置第一限压锁止组件和第二限压锁止组件，通过第一限压锁止组件和第二限压锁止组件同步脱扣，使得第一限压锁止组件的脱扣得以实现。本发明受力同步施加在第一限压锁止组件和第二限压锁止组件处，一方面需要克服第一限压锁止组件来自于压球弹簧17的弹力，另一方面横轴14还要克服来自于套管支撑弹簧24的弹力，使得支撑座13和支撑套管20同步完成脱扣，待支撑座13完成解锁后，其才能够实现在U形槽12内的滑动，进而实现收折。

支撑座13完成脱扣滑动后，驱动伸缩调节杆2收折的主要力来自于风力和固定架3以及光伏板0的重力，当风力主要来自于光伏板0正面时，对伸缩调节杆2的下压力充足，只需要考虑固定架3的下压缓降，以防止固定架3直接撞击底架1即可。而当风力主要来自于光伏板0背面时，驱动伸缩调节杆2下压力不足，此时往往还需要一个其他力量来源来推动伸缩调节杆2下压，为此，本发明更好的做法还可以是，在所述支撑套管20与支撑座13之间设置有气动缓降杆，所述气动缓降杆包括外筒25和内杆26，所述内杆26的一端与支撑座13固接，另一端伸入外筒25的一端内，且端部设置有与外筒25相配合的活塞。所述外筒25的另一端与支撑套管20固接。所述外筒25靠近支撑套管20一端的筒壁上设置有抽排阀28，外筒25远离支撑套管20一端的筒壁上设置有进气微孔29。

在使用时：

A、将光伏板0安装在固定架3上。

B、调节伸缩调节杆2的长度，使固定架3上的光伏板0达到设定角度。

C、利用气泵从抽排阀28处将气动缓降杆外筒25内的气体抽出，使气动缓降杆的外筒25内部形成负压，即完成安装。

当风力风力过大，支撑座13脱扣后，位于支撑座13和支撑套管20之间的气动缓降杆回缩，起到回拉的作用，带动支撑座13滑动，但由于近期微孔29的限制，外筒25内的瞬时进气量较小，内杆26和外筒25之间是一个缓慢回缩的过程，避免支撑座13滑动过快，导致的损失冲击。二次使用时，先将支撑座13调节到位并锁止，然后在从抽排阀28抽出外筒25内的气体，使用方便，可重复利用，同时解决了以弹簧类部件作为回拉驱动件造成的弹性疲劳问题。

Claims (6)

1.一种光伏设备用可调节支撑座，包括底架(1)、伸缩调节杆(2)和用于安装光伏板(0)的固定架(3)；所述固定架(3)下端与底架(1)铰接，固定架(3)的中部与伸缩调节杆(2)的上端铰接，所述伸缩调节杆(2)的下端与底架(1)铰接，且与底架(1)之间形成钝角α；

其特征在于：所述底架(1)包括两根并排布置的U形槽(12)，所述U形槽(12)与伸缩调节杆(2)下端相对的位置设置有支撑座(13)，所述伸缩调节杆(2)的下端与支撑座(13)顶部的铰接耳铰接，所述支撑座(13)与U形槽(12)构成滑动配合，所述U形槽(12)上与支撑座(13)相对的位置设置有第一限压锁止组件；所述固定架(3)的下端设置有横轴(14)，所述U形槽(12)的两侧槽壁上设置有与横轴(14)相配合的调整孔(15)，所述调整孔(15)沿U形槽(12)的长度方向延伸，所述横轴(14)穿设在调整孔(15)内，且调整孔(15)处的U形槽(12)内设置有与横轴(14)连接的第二限压锁止组件；

所述第一限压锁止组件包括设置在U形槽(12)外侧面的短管(16)，所述短管(16)与U形槽(12)的槽腔贯通，短管(16)内沿远离U形槽(12)的方向依次设置有限位球(17)、压球弹簧(18)和调节块(19)，所述调节块(19)与短管(16)构成螺纹配合；所述支撑座(13)与限位球(17)相对的一侧设置有与限位球(17)相配合的限位槽，所述限位球(17)在压球弹簧(18)的压迫下伸入限位槽内，构成对支撑座(13)的锁止；

所述第二限压锁止组件包括与横轴(14)相配合的、套设在横轴(14)外的支撑套管(20)，所述支撑套管(20)远离伸缩调节杆(2)一端的U形槽(12)内设置隔板(21)；所述隔板(21)上设置有导向孔，所述第二限压锁止组件还包括导向杆(22)，所述导向杆(22)穿设在导向孔内，且导向杆(22)的一端与支撑套管(20)固接、另一端设置有端块(23)；所述隔板(21)与支撑套管(20)之间的导向杆(22)外套设有套管支撑弹簧(24)。

2.根据权利要求1所述的光伏设备用可调节支撑座，其特征在于：所述支撑套管(20)与支撑座(13)之间设置有气动缓降杆，所述气动缓降杆包括外筒(25)和内杆(26)，所述内杆(26)的一端与支撑座(13)固接，另一端伸入外筒(25)的一端内，且端部设置有与外筒(25)相配合的活塞；所述外筒(25)的另一端与支撑套管(20)固接；所述外筒(25)靠近支撑套管(20)一端的筒壁上设置有抽排阀(28)，外筒(25)远离支撑套管(20)一端的筒壁上设置有进气微孔(29)。

3.根据权利要求2所述的光伏设备用可调节支撑座，其特征在于：所述调节块(19)的外端面上设置有外六角旋拧头。

4.根据权利要求3所述的光伏设备用可调节支撑座，其特征在于：每一组第二限压锁止组件的支撑套管(20)上均设置有两组导向杆(22)和套管支撑弹簧(24)。

5.根据权利要求4所述的光伏设备用可调节支撑座，其特征在于：所述隔板(21)靠近端块(23)的一面设置有延伸管。

6.根据权利要求5中所述的光伏设备用可调节支撑座的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将光伏板(0)安装在固定架(3)上；

B、调节伸缩调节杆(2)的长度，使固定架(3)上的光伏板(0)达到设定角度；

C、利用气泵从抽排阀(28)处将气动缓降杆外筒(25)内的气体抽出，使气动缓降杆的外筒(25)内部形成负压，即完成安装。

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