CN113852330A - 一种应用有非牛顿流体的光伏支架 - Google Patents

一种应用有非牛顿流体的光伏支架 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种应用有非牛顿流体的光伏支架，涉及光伏支架的领域，其包括立柱和主梁，所述立柱设于地面上，所述主梁水平设置，且与立柱连接，所述主梁上设有光伏组件，所述立柱或立柱上设有流体腔，所述主梁上设有运动件，所述流体腔内设有非牛顿流体，所述运动件与非牛顿流体抵接。本申请具有非牛顿流体对运动件的往复运动均有限制作用，提升了减震效果，减少了光伏支架发生变形和损伤的可能的效果。

Description

一种应用有非牛顿流体的光伏支架
技术领域
本申请涉及光伏支架的领域，尤其是涉及一种应用有非牛顿流体的光伏支架。
背景技术
光伏支架是用于太阳能光伏发电系统中摆放、安装、固定光伏板的特殊支架。一般采用铝合金、碳钢或不锈钢材质制成，碳钢表面做热镀锌处理，能对光伏板起到良好的支撑且不易腐蚀，适合太阳能光伏发电空旷、光照强的户外环境。
相关技术中的光伏支架包括立柱和设置于立柱上的主梁，主梁上设有光伏组件，光伏组件用于吸收阳光并发电。立柱与主梁之间会设置减震组件，一般为弹簧、橡胶块等，用于在遇到强风时，减少光伏组件和整个光伏支架的振动。
在实现本申请过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题，遇到强风时，对强风带来的外力，弹簧和橡胶块等在减震时，仅可对一个方向进行缓冲，而在光伏组件回弹时却难以起到减震作用，导致光伏组件和支架容易出现损伤。
发明内容
为了改善光伏支架在震动回弹时减震效果较差的问题，本申请提供一种应用有非牛顿流体的光伏支架。
本申请提供的一种应用有非牛顿流体的光伏支架采用如下的技术方案：
一种应用有非牛顿流体的光伏支架，包括立柱和主梁，所述立柱设于地面上，所述主梁水平设置，且与立柱连接，所述主梁上设有光伏组件，所述立柱或主梁上设有流体腔，所述主梁上设有运动件，所述流体腔内设有非牛顿流体，所述运动件与非牛顿流体抵接。
通过采用上述技术方案，运动件与非牛顿流体抵接，当光伏支架遇到强风时，光伏组件受外力影响而发生震动，运动件也随光伏组件发生运动，当光伏组件的振幅较小且频率较低时，该震动在光伏支架的承受范围内，此时运动件作用于非牛顿流体上的剪切力较小，非牛顿流体的粘性不变，相当于正常的液体，对光伏支架起较小的缓冲作用。当光伏组件的振幅和频率较大时，运动件的运动的速度随之增大，此时运动件作用于非牛顿流体上的剪切力增大，非牛顿流体的粘性增大，阻止运动件继续运动，此时运动件朝向相反的方向进行回弹，但运动件此时仍然与非牛顿流体抵接，非牛顿流体继续阻止运动件运动，直至运动件对非牛顿流体的剪切力不足以使非牛顿流体的粘性增加。传统减震件一般仅可对运动件的一个运动方向有减震作用，非牛顿流体对运动件的往复运动均有限制作用，极大地提升了减震效果，减少了光伏支架发生变形和损伤的可能。
可选的，所述立柱上铰接有避震套，所述流体腔设于避震套内，所述运动件包括避震杆，所述避震杆的一端插于流体腔内且与非牛顿流体抵接，另一端与主梁铰接。
通过采用上述技术方案，避震杆与非牛顿流体抵接，遇到强风时，避震杆随光伏组件震动而产生运动，进而对非牛顿流体产生剪切力，非牛顿流体的粘性增大，对避震杆产生阻力，阻止其往复运动，进而较大程度地减少光伏组件的震动和变形。
可选的，所述避震杆远离主梁的一端设有用于供非牛顿流体进入的增摩槽。
通过采用上述技术方案，非牛顿流体进入增摩槽后，增加了避震杆与非牛顿流体的接触面积，提升了非牛顿流体对避震杆的阻力，进一步提升了减震效果。
可选的，所述避震杆与避震套之间密封设置。
通过采用上述技术方案，避震杆与避震套之间密封设置，可减少非牛顿流体发生泄漏的可能。
可选的，所述运动件包括轴套，所述轴套设于立柱上，所述轴套内设有轴环，所述轴环被主梁穿过，所述轴环的内孔与主梁的外壁相适配，所述轴环的内孔截面为非圆形，所述流体腔设于轴环与轴套之间。
通过采用上述技术方案，遇到强风时，光伏组件震动时，可能会导致主梁发生转动，主梁转动时带动轴环转动，轴环转动给非牛顿流体施加剪切力，非牛顿流体则产生对轴环的阻力，进而减少光伏组件继续振动的可能。
可选的，所述轴套与轴环之间设有密封圈，所述密封圈沿轴环的轴向相对设于流体腔的两侧。
通过采用上述技术方案，密封圈便于减少非牛顿流体发生泄漏的可能。
可选的，所述轴套包括主套、第一挡环和第二挡环，所述第一挡环和第二挡环沿主套的轴向相对设置于主套的两端，所述轴环沿自身轴向的一端与第一挡环抵接，另一端与第二挡环抵接。
通过采用上述技术方案，第一挡环和第二挡环便于对轴环进行轴向限位，进而减少轴环发生偏移的可能。
可选的，所述立柱上设有阻尼箱，所述流体腔设于阻尼箱内，所述运动件包括阻尼盘，所述阻尼盘转动连接于流体腔内，所述主梁上设有传动机构，所述传动机构与阻尼盘连接，以使阻尼盘转动。
通过采用上述技术方案，遇到强风时，光伏组件的振动通过传动机构传递至阻尼盘上，以驱动阻尼盘转动，而阻尼盘转动则对非牛顿流体施加剪切力，非牛顿流体再对阻尼盘产生阻力，进而减少光伏组件继续振动的可能。
可选的，所述传动机构包括相互啮合的扇形齿轮和小齿轮，所述扇形齿轮远离小齿轮的一端与主梁连接，所述阻尼盘上设有转轴，所述转轴与阻尼箱转动连接，且与小齿轮连接。
通过采用上述技术方案，光伏组件发生震动时，主梁随之发生转动，扇形齿轮也随主梁一同转动，扇形齿轮转动则驱动小齿轮转动，小齿轮再带动阻尼盘转动，阻尼盘转动则对非牛顿流体施加剪切力，非牛顿流体再对阻尼盘产生阻力，进而减少光伏组件继续振动的可能。
可选的，所述扇形齿轮与小齿轮的齿数之比大于20。
通过采用上述技术方案，扇形齿轮与小齿轮的齿数之比大于20，使得扇形齿轮转动一个角度后，小齿轮转动的角度大于扇形齿轮转动角度的20倍，使得光伏组件震动时，阻尼盘与非牛顿流体之间的线速度足够大，以使非牛顿流体的粘性增加，进而对阻尼盘产生阻力。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
通过非牛顿流体和运动件的设置，非牛顿流体对运动件的往复运动均有限制作用，提升了减震效果，减少了光伏支架发生变形和损伤的可能；
通过避震杆、避震套和增摩槽的设置，避震杆与非牛顿流体抵接，遇到强风时，避震杆随光伏组件震动而产生运动，进而对非牛顿流体产生剪切力，非牛顿流体的粘性增大，对避震杆产生阻力，阻止其往复运动，进而较大程度地减少光伏组件的震动和变形。
附图说明
图1是本申请实施例1中体现整体的结构示意图。
图2是本申请实施例1中体现增摩槽和流体腔的结构示意图。
图3是本申请实施例2中体现整体的结构示意图。
图4是本申请实施例2中体现流体腔、第一挡环、第二挡环和主套的剖切结构示意图。
图5是本申请实施例3中体现整体的结构示意图。
图6是本申请实施例3中体现流体腔和阻尼盘的结构示意图。
图7是本申请实施例4中体现整体的结构示意图。
图8是图7中A部的局部放大图。
附图标记说明：1、立柱；11、第一支撑板；111、避震套；12、流体腔；13、固定板；131、轴套；1311、主套；1312、第一挡环；1313、第二挡环；1314、密封圈；14、工作板；141、阻尼箱；1411、箱盖；142、转动板；15、传动机构；151、扇形齿轮；1511、减重槽；152、小齿轮；16、电机；161、齿圈；17、转杆；2、主梁；21、第二支撑板；211、避震杆；2111、增摩槽；23、轴环；24、阻尼盘；241、转轴；3、光伏组件；4、连接机构；41、轴承；411、滑移板；412、滑移槽；42、夹爪；421、夹紧齿；43、连杆；431、滑移杆；44、气缸。
具体实施方式
以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
本申请公开一种应用有非牛顿流体的光伏支架。参照图1，一种应用有非牛顿流体的光伏支架包括立柱1和主梁2，立柱1竖直固定于地面上，主梁2水平设置且与立柱1转动连接，主梁2上固定有光伏组件3，光伏组件3用于吸收阳光并将太阳能转化为电能。
参照图1和图2，立柱1上设有第一支撑板11，第一支撑板11通过抱箍固定连接于立柱1上，第一支撑板11上铰接有避震套111，避震套111内设有流体腔12，流体腔12内设有非牛顿流体。主梁2上设有第二支撑板21，第二支撑板21通过抱箍与主梁2固定连接，第二支撑板21上设有运动件，运动件包括避震杆211，避震杆211沿自身轴向的一端与第二支撑板21铰接，避震杆211远离第二支撑板21的一端插于流体腔12内。
避震杆211远离第二支撑板21的端面上开设有增摩槽2111，便于供非牛顿流体进入。避震套111靠近第二支撑板21的一端TC油封设置，减少避震杆211与避震套111相互滑动时发生泄漏的可能。非牛顿流体采用切力增稠型，即随着非牛顿流体遭遇的剪切力越大，其粘性也越大，当非牛顿流体接受到的剪切力较小时，则非牛顿流体粘性较小，不会对。
本申请实施例1一种应用有非牛顿流体的光伏支架的实施原理为：遇到强风时，光伏组件3发生震动，震动传递至主梁2上，主梁2转动而带动避震杆211与避震套111发生相对移动。强风带来的冲击使得主梁2的转动速度较快，故可使避震杆211对非牛顿流体施加较大的剪切力，使得非牛顿流体的粘性增加，进而阻止避震杆211继续移动，减轻光伏组件3的震动和变形。
实施例2：
本申请公开一种应用有非牛顿流体的光伏支架。参照图3和图4，与实施例1的不同之处在于，立柱1的顶面上固定连接有固定板13，固定板13上焊接有轴套131，运动件包括轴环23，轴环23同轴设于轴套131内，流体腔12开设于轴环23的外壁上。轴环23被主梁2穿过，轴环23的内孔与主梁2的外壁相适配，轴环23内孔的截面为非圆形，可以是正方形，以便主梁2与轴环23同步转动。
参照图3和图4，轴套131包括主套1311、第一挡环1312和第二挡环1313，第一挡环1312和第二挡环1313沿主套1311的轴向相对设于主套1311的两端。第一挡环1312与主套1311一体成型，第二挡环1313则通过螺栓与主套1311固定连接，安装轴环23时，先使轴环23与第一挡环1312抵接，再将第二挡环1313通过螺栓固定于主套1311上，并使得第二挡环1313与轴环23抵接，进而实现对轴环23的轴向限定。第一挡环1312和第二挡环1313朝向主套1311的侧壁上均固定连接有密封圈1314，密封圈1314与轴环23的端面抵接，用于减少非牛顿流体发生泄露的可能，密封圈1314可采用橡胶制成。
本申请实施例2一种应用有非牛顿流体的光伏支架的实施原理为：遇到强风时，光伏组件3发生震动，震动传递至主梁2上，主梁2转动带动轴环23转动，轴环23转动而给非牛顿流体施加剪切力，使得非牛顿流体的粘性提高，进而使得非牛顿流体对轴环23的阻力较大，减少主梁2转动的可能，进而减轻光伏组件3的震动。
实施例3：
本申请公开一种应用有非牛顿流体的光伏支架。参照图5和图6，与实施例1的不同之处在于，立柱1上固定连接有工作板14，工作板14上固定连接有阻尼箱141，流体腔12开设于阻尼箱141内。运动件包括阻尼盘24，阻尼盘24通过转轴241与阻尼箱141转动连接，且转轴241与阻尼箱141同轴线。主梁2上则设有传动机构15，传动机构15包括相互啮合的扇形齿轮151和小齿轮152，扇形齿轮151远离小齿轮152的一端通过抱箍与主梁2固定连接，小齿轮152则与转轴241同轴固定。扇形齿轮151与小齿轮152的齿数之比大于20，可以是40，可以是45。阻尼箱141远离小齿轮152的一端设有箱盖1411，箱盖1411通过螺栓与阻尼箱141固定。扇形齿轮151上开设有多个减重槽1511，用于减轻扇形齿轮151的重量。
本申请实施例3一种应用有非牛顿流体的光伏支架的实施原理为：遇到强风时，光伏组件3发生震动，震动传递至主梁2上，主梁2转动带动扇形齿轮151转动，扇形齿轮151则带动小齿轮152转动，进而带动阻尼盘24转动。阻尼盘24转动的过程中给非牛顿流体施加剪切力，使得非牛顿流体的粘性增加，对阻尼盘24的转动产生阻力，进而减少主梁2转动的可能。
实施例4 ：
本申请公开一种应用有非牛顿流体的光伏支架。参照图7和图8，与实施例3的不同之处在于，工作板14上固定连接有转动板142，转动板142沿转轴241的轴向设有两个，两个转动板142之间转动连接有转杆17，小齿轮152同轴固定于转杆17上。立柱1的侧壁上还固定连接有电机16，电机16的输出轴与转杆17之间、转杆17与转轴241之间均通过连接机构4实现可拆卸连接。电机16的输出轴与转杆17连接时，电机16可通过小齿轮152带动扇形齿轮151转动，进而带动主梁2转动，调节光伏组件3的角度，以使光伏组件3处于最佳光照位置。转杆17与转轴241连接时，则可在光伏组件3遭遇强风而震动时实现减震。
连接装置包括轴承41和夹爪42，轴承41套设于转杆17穿出转动板142的一端，转动板142上固定连接有气缸44，气缸44为双杆气缸44，气缸44的一个活塞杆与一个轴承41的外圈固定连接，气缸44的另一个活塞杆与另一个轴承41的外圈固定连接。夹爪42铰接于转杆17的侧壁上，且沿转杆17的周向阵列有多个，夹爪42靠近小齿轮152的一端一体成型有连杆43。轴承41的内圈上固定连接有滑移板411，滑移板411沿轴承41的径向设置，连杆43远离夹爪42的一端固定有滑移杆431，滑移板411上沿轴承41的径向开设有滑移槽412，滑移杆431滑动于滑移槽412内。
夹爪42朝向电机16输出轴或转杆17的一端固定有夹紧齿421，电机16的输出轴和转杆17上则固定有齿圈161，当夹爪42朝向电机16输出轴或转杆17转动时，夹紧齿421与齿圈161卡接，使得电机16输出轴与转轴241、转轴241与转杆17之间可同步转动，减少转动过程中发生打滑偏移的可能。
本申请实施例4一种应用有非牛顿流体的光伏支架的实施原理为：当光伏支架需要调节角度时，气缸44的活塞杆朝向电机16移动，推动对应的轴承41朝向电机16移动，对应的轴承41则推动对应的夹爪42朝向电机16的输出轴转动，直至多个夹爪42均与电机16的输出轴抵接，进而将转杆17与电机16的输出轴固定，使得电机16的输出轴转动可带动转杆17转动，便于调节光伏组件3的角度，提升太阳能吸收的效率。
当光伏组件3的角度调整完毕后，气缸44的活塞杆朝向阻尼箱141移动，推动对应的夹爪42朝向转轴241转动，直至多个夹爪42均与转轴241抵接，将转杆17与转轴241固定，使得光伏组件3震动时，阻尼盘24便于对光伏组件3进行减震。光伏组件3的角度调节由于速度不快，且较为均匀，故一般不会触发非牛顿流体，本实施例中的电机16主要用于快速调节，故不与非牛顿流体同时对光伏组件3进行作用。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用有非牛顿流体的光伏支架，包括立柱(1)和主梁(2)，所述立柱(1)设于地面上，所述主梁(2)水平设置，且与立柱(1)连接，所述主梁(2)上设有光伏组件(3)，其特征在于：所述立柱(1)或主梁(2)上设有流体腔(12)，所述主梁(2)上设有运动件，所述流体腔(12)内设有非牛顿流体，所述运动件与非牛顿流体抵接。
2.根据权利要求1所述的一种应用有非牛顿流体的光伏支架，其特征在于：所述立柱(1)上铰接有避震套(111)，所述流体腔(12)设于避震套(111)内，所述运动件包括避震杆(211)，所述避震杆(211)的一端插于流体腔(12)内且与非牛顿流体抵接，另一端与主梁(2)铰接。
3.根据权利要求2所述的一种应用有非牛顿流体的光伏支架，其特征在于：所述避震杆(211)远离主梁(2)的一端设有用于供非牛顿流体进入的增摩槽(2111)。
4.根据权利要求2所述的一种应用有非牛顿流体的光伏支架，其特征在于：所述避震杆(211)与避震套(111)之间密封设置。
5.根据权利要求1所述的一种应用有非牛顿流体的光伏支架，其特征在于：所述立柱(1)上设有轴套(131)，所述运动件包括轴环(23)，所述轴环(23)同轴设于轴套(131)内，所述轴环(23)被主梁(2)穿过，所述轴环(23)的内孔与主梁(2)的外壁相适配，所述轴环(23)的内孔截面为非圆形，所述流体腔(12)设于轴环(23)与轴套(131)之间。
6.根据权利要求5所述的一种应用有非牛顿流体的光伏支架，其特征在于：所述轴套(131)与轴环(23)之间设有密封圈(1314)，所述密封圈(1314)沿轴环(23)的轴向相对设于流体腔(12)的两侧。
7.根据权利要求5所述的一种应用有非牛顿流体的光伏支架，其特征在于：所述轴套(131)包括主套(1311)、第一挡环(1312)和第二挡环(1313)，所述第一挡环(1312)和第二挡环(1313)沿主套(1311)的轴向相对设置于主套(1311)的两端，所述轴环(23)沿自身轴向的一端与第一挡环(1312)抵接，另一端与第二挡环(1313)抵接。
8.根据权利要求1所述的一种应用有非牛顿流体的光伏支架，其特征在于：所述立柱(1)上设有阻尼箱(141)，所述流体腔(12)设于阻尼箱(141)内，所述运动件包括阻尼盘(24)，所述阻尼盘(24)转动连接于流体腔(12)内，所述主梁(2)上设有传动机构(15)，所述传动机构(15)与阻尼盘(24)连接，以使阻尼盘(24)转动。
9.根据权利要求8所述的一种应用有非牛顿流体的光伏支架，其特征在于：所述传动机构(15)包括相互啮合的扇形齿轮(151)和小齿轮(152)，所述扇形齿轮(151)远离小齿轮(152)的一端与主梁(2)连接，所述阻尼盘(24)上设有转轴(241)，所述转轴(241)与阻尼箱(141)转动连接，且与小齿轮(152)连接。
10.根据权利要求9所述的一种应用有非牛顿流体的光伏支架，其特征在于：所述扇形齿轮(151)与小齿轮(152)的齿数之比大于20。
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