CN202230012U - 太阳能光伏组件的冰雹试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能光伏组件的试验装置，特别是一种太阳能电池组件的冰雹试验装置，属于太阳能电池技术领域。克服气体直接吹动冰球产生的运动轨迹不稳定和冲击太阳能光伏组件位置不确定等问题。太阳能光伏组件的冰雹试验装置，包括动力机构和安装在支架上的发射机构，所述发射机构的出口处设有测速机构，其特征在于所述发射机构的顶部连接有动力传输管道，发射机构内还设有放置待发射冰球的活动式倒棱锥台，该倒棱锥台的下方装有运动导向构件。本实用新型采用活塞推杆发射冰球，且由导向运动构件保证冰球准确发射，运动轨迹稳定，冲击太阳能光伏组件位置准确，同时冰球在发射前有活动挡片限位，实现向下发射冰球。

Description

太阳能光伏组件的冰雹试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光伏组件的试验装置，特别是一种太阳能电池组件的冰雹试验装置，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

为了保证太阳能光伏组件应用中的耐候性和可靠性，对太阳能光伏组件的产品认证的试验指标中对冰雹试验做了具体的要求和规定，如国际标准IEC:61215-2005的10.17条以及IEC:61646-2008的10.17条对地面用晶体硅光伏组件和薄膜光伏组件的设计鉴定和定型都给出了冰雹试验要求，同时对试验装置给出了具体要求：一要有准确的冰雹冲击位置，二要有一定的冲击速度，目前用于冰雹试验检测装置大多都采用高压气体直接吹动冰球发射出去撞击太阳能光伏组件，如专利号：200820033424.8《检测太阳能电池组件防撞击的冰球发生器》及200820152282.7《太阳能电池冰雹冲击模拟试验装置》都公开了这样的技术方案，但是由高压气体直接吹冰球都存在着冰雹吹出后冲击位置不准确的问题，尽管两个公开的技术方案都采取了一定的控制气体压力恒定的办法来保证冲击位置准确，但由于冰球发射管有漏气以及冰球本身成圆形，因此气体给冰球推力时并不完全均衡，导致发射出口后冰球轨迹变动，因此为了消除这种由高压气体直接吹动冰球带来的位置不确定的问题，专利号：201020148125.6《太阳能光伏组件冰雹试验机》采用气体给气缸供气后，再由气缸前端的活塞再给冰球施力推出冰球撞击太阳能光伏组件，而不是由气体直接吹击冰球，解决了由直接吹气带来的位置不确定的问题，但该公开的技术仍然存在使用不方便的问题，由于冰球是直接浮动放置在活塞推杆上，没有限位装置，因此只能朝上方向发射，若朝下方向冰球会直接掉落，使得光伏组件只能安装在上面，观察冰球冲击位置和位置调整不方便，安装复杂，由于有些光伏组件面积大，重量重，导致存在组件掉落的危险的可能，同时，冰球冲击光伏组件后破碎的冰屑会直接散落到装置上，清理麻烦。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的缺陷，在进行太阳能光伏组件的冰雹试验时，克服气体直接吹动冰球产生的运动轨迹不稳定和冲击太阳能光伏组件位置不确定等问题，同时解决向下发射冰球的技术难题。

为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案是：设计一种太阳能光伏组件的冰雹试验装置，包括动力机构和安装在支架上的发射机构，所述发射机构的出口处设有测速机构，其特征在于所述发射机构的顶部连接有动力传输管道，发射机构内还设有放置待发射冰球的活动式倒棱锥台，该倒棱锥台的下方装有运动导向构件。

发射机构还包括由法兰连接的活塞筒、下料筒和挡片筒，活塞筒内装有活塞推杆和弹簧，挡片筒内设有放置待发射冰球的活动式倒棱锥台。所述放置待发射冰球的活动式倒棱锥台由多块活动挡片构成，每块活动挡片由弹簧顶针支撑。

发射机构内的活塞推杆由活塞、连杆和软垫组成，活塞和软垫分别安装在连杆两头，活塞与活塞筒内壁滑动配合，活塞筒的顶部有动力传输管道，该动力传输管道与动力机构连接。

放置待发射冰球的活动式倒棱锥台由多块活动梯形挡片构成，活动梯形挡片与挡片筒内壁活动铰支连接。

弹簧顶针由T形顶针、弹簧、针管和堵丝组成，所述堵丝封住针管端口，弹簧压紧在T形顶针上，T形顶针的顶针头顶在活动挡片的背面。

运动导向构件是可拆卸、带法兰的圆管，圆管的内径大于待发射冰球的直径。

挡片筒和下料筒的截面均为圆形、三角形、正方形或多边形，所述下料筒的侧面装有放冰球的放料管。

动力机构的动力源是高压气体装置或电磁铁装置。

动力机构的动力源是高压气体装置，该动力机构上还设有防止冰球击裂的副动力机构，该副动力机构由副储气罐 、副减压阀以及副进气电磁阀构成。

冰球放置在发射机构内的活动挡片上，由动力机构推动活塞推杆，活塞推杆触碰到冰球后，推动冰球将活动挡片打开，使冰球进入导向运动构件内，将冰球准确发射出去，同时在出口处安装有测速机构，通过动力机构调节推力大小，达到要求的冰球冲击速度，而且对于采用不同大小的冰球试验只需更换相对应尺寸的导向运动构件即可。

本实用新型的积极效果：采用活塞推杆发射冰球，且由导向运动构件保证冰球准确发射，运动轨迹稳定，冲击太阳能光伏组件位置准确，满足试验要求，获得准确的可靠性和耐候性的试验结果，同时冰球在发射前有活动挡片限位，不会掉落，实现了可向下发射冰球，因此可将太阳能光伏组件安装在下方，安装方便，观察容易，安全可靠。

附图说明

图1：本实用新型的结构示意图。

图2：图1中部件2的结构示意图。

图3：图1中部件3的结构示意图。

图4：图1中部件4的结构示意图。

图5：图1中部件5的结构示意图。

图6：图1中部件6的结构示意图。

图7：图1中部件7的结构示意图。

图8：图1中部件9的结构示意图。

图9：本实用新型实施例二的剖面结构示意图。

图10：本实用新型实施例三的剖面结构示意图。

图11：本实用新型实施例四的剖面结构示意图。

图1至图11中：1、太阳能光伏组件，2、导向运动构件，3、挡片筒，4、弹簧顶针，5、活动挡片，6、进料筒，7、活塞推杆，8、弹簧，9、活塞筒，10、排气电磁阀，11、进气电磁阀，12、冰球，13、光电测速器，14、储气罐，15、减压阀，16、气压表，17、空气压缩机，18、支架，11’、副进气电磁阀，14’、副储气罐，15’、 副减压阀，19、永磁铁，20、电磁铁，21、可调电源，19’、环形永磁铁，20’、环形电磁铁。

具体实施方式

本实用新型主要包括动力机构、发射机构、测速机构三部分，发射机构由活塞筒、下料筒、挡片筒组成，活塞筒内安装有活塞推杆和弹簧，弹簧套在活塞推杆上，挡片筒内安装有活动挡片和弹簧顶针，弹簧顶针顶在挡片背面。

活塞推杆由活塞、连杆和碟形软垫组成，活塞和碟形软垫分别安装在连杆两头，活塞与活塞筒内壁滑动配合，可沿内壁上下运动，动力机构施力给活塞，活塞压缩弹簧向下运动，当动力解除后，弹簧将活塞顶起向上运动。

活动挡片为梯形薄片，活动挡片与挡片筒内壁活动铰支连接，可收拢或打开，可以是三个或以上数量，多个活动挡片在弹簧顶针作用下收拢组成倒梯形棱锥体的锥面。

弹簧顶针由T形顶针、弹簧、针管和堵丝组成，T形顶针可压缩弹簧自由伸缩，针管外壁加工有螺纹，通过螺纹与挡片筒相连，可调节T形顶针伸入挡片筒内的长度。

下料筒为一上开内螺纹口，下带法兰的管子，管子截面可以为圆形、三角形、正方形或多边形，侧面装有成一定角度的可放入冰球的放料管。

挡片筒为两头带法兰的管子，管子截面可以为三角形、正方形或多边形。

活塞筒外壁加工有外螺纹，可调整活塞推杆伸入进料筒的长度。活塞筒外螺纹与下料筒内螺纹连接，下料筒法兰通过螺栓与挡片筒法兰相连，挡片筒法兰通过螺栓与导向运动构件法兰相连。

实施例一：

见图1至图8，本实施例的动力机构为高压气体装置，包括空气压缩机17、减压阀15、气压表16、储气罐14、进气电磁阀11以及排气电磁阀10等组成，空气压缩机16将高压气体压入储气罐14内，可通过减压阀15调节储气罐14内的气压压力，来实现对冰球12的冲击速度要求，发射机构由活塞筒9、进料筒6、挡片筒3、导向运动构件2以及活塞推杆7、弹簧8、活动挡片5、弹簧顶针4等组成，活塞筒9由圆管901、上堵头902、下堵头903组成，上堵头902为一阶梯轴，开有进气孔902-1和排气孔902-2，进气孔通过进气电磁阀11与储气罐14相连，排气孔902-2通过排气电磁阀10与大气相通，下堵头903为一阶梯环，上堵头902通过内螺纹901-2、下堵头903通过内螺纹901-3与圆管901两头分别相连，活塞推杆7由活塞702、连杆701、碟形软垫703组成，活塞702与圆管901内壁配合，弹簧8套在连杆701上，一头顶在活塞702下面，一头顶在下堵头903上，碟形软垫703从下堵头903环中穿出，进料筒6由法兰方通601、放料管602、安装块603组成，法兰方通601为一边带底，一边开口带法兰的四边形方通，封底上开有螺纹孔601-1，与活塞筒9的圆管901上的外螺纹901-1相连接，用来调节活塞推杆7伸入进料筒6内的长度，放料管602焊接在法兰方通601的侧面成一定角度，安装块603用来与支架18相连，将整个发射机构固定在支架上，挡片筒3为两头带法兰的四边形方通，上法兰3-1与法兰方通601的下法兰601-2通过螺栓连接在一起，活动挡片5有四片，挡片501上焊接有活动鉸支502，通过活动鉸支502分别焊接在挡片筒3的上开口内壁，弹簧顶针4由T形顶针401、弹簧404、针管402和堵丝403组成，弹簧404放在针管402内，压紧在T形顶针401上，堵丝403通过内螺纹402-2封住针管402端口，针管402的前端加工有外螺纹402-1与挡片筒3的方通3-3侧壁相连， T形顶针401的顶针头顶在活动挡片5的下面，将四片活动挡片5形成一个倒四棱锥面，用来挡住冰球12，可通过调节旋入T形顶针401的长度调整四棱锥面的形状，导向运动构件2为一法兰管，方形法兰2-1与挡片筒3的下法兰3-2通过螺栓相连接，圆管2-2的内径比冰球12的外径大3~5mm，在导向运动构件2出口的下方安装有测速机构的光电测速器13，用来测量冲击速度，在光电测速器13的下方放置太阳能光伏组件1，冲击位置正对导向运动构件2的出口。

试验时，先将制好的冰球12通过放料管602放入，落在活动挡片5围成的倒四棱锥面内，关闭排气电磁阀10，打开进气电磁阀11，储气罐14内的高压气体进入活塞筒9上部，并将活塞推杆7压缩弹簧8向下运动，当活塞推杆7接触到冰球12时，冰球12下压活动挡片5，活动挡片5再压缩弹簧顶针4向外运动，活动挡片5打开，冰球12进入导向运动构件2内，继续在活塞推杆7的推动下，从出口发射出去冲击在太阳能光伏组件1的指定位置上。若冲击位置有偏差可调整太阳能光伏组件1的位置直到指定位置，若冲击速度不符合要求，通过减压阀15调整压力直至冲速度符合要求。

实施例二：

见图9，本实施例是在实施例一的基础上，为防止活塞推杆7在接触冰球12时用力过大将冰球12击裂，先通过较小压力的气压推动活塞推杆7轻轻接触冰球12，因此本实施例增加了副储气罐14’ 、副减压阀15’以及副进气电磁阀11’，副储气罐14’通过副减压阀15’减压后与储气罐14相连，使得副储气罐14’获得较小压力的气体，在冲击冰球12时，先关闭进气电磁阀11，打开副进气电磁阀11’，当活塞推杆7轻轻接触到冰球12时，再打开进气电磁阀11，关闭副进气电磁阀11’，获得足够压力的气体，保证了冰球12不会因冲击而破裂，同时又保证了冰球12的冲击速度。

实施例三：

见图10，本实施例的动力机构采用电磁铁装置，通过电磁铁与永磁铁的排斥力实现活塞推杆7的推力，为此本实施例将实施例一中的高压气体装置换成电磁铁装置，电磁铁装置包括永磁铁19、电磁铁20以及可调电源21等，在活塞推杆7的活塞702上安装了永磁铁19，在活塞筒9的上堵头902上安装了电磁铁20，电磁铁20与可调电源21相连接，试验时，可调电源21给电磁铁20通电，使其与永磁铁19极性相反产生斥力，推动活塞推杆7向下运动，冲击完成后，关掉电源，消除排斥力，活塞推杆7在弹簧8作用下向上运动归位，同时可通过可调电源21来获得不同的电磁力，满足不同的冲击速度要求。

实施例四：

见图11，本实施例是在实施例三的基础上，取消使活塞推杆7返回的弹簧8，代替采用环形电磁铁20’和环形永磁铁19’之间的相互斥力来实现活塞推杆7的返回，在冰球冲击完成后，关掉电磁铁20的电源，打开环形电磁铁20’的电源，将活塞推杆7顶起。同样我们还可以通过改变电磁铁的极性，让电磁铁20和永磁铁19之间产生吸力，将活塞推杆7吸起，通过环形电磁铁20’和环形永磁铁19’之间的吸力，将活塞推杆7拉下去撞击冰球12。

以上结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1. 一种太阳能光伏组件的冰雹试验装置，包括动力机构和安装在支架上的发射机构，所述发射机构的出口处设有测速机构，其特征在于所述发射机构的顶部连接有动力传输管道，发射机构内还设有放置待发射冰球的活动式倒棱锥台，该倒棱锥台的下方装有运动导向构件。

2. 根据权利要求1所述的太阳能光伏组件的冰雹试验装置，其特征在于所述发射机构还包括由法兰连接的活塞筒、下料筒和挡片筒，活塞筒内装有活塞推杆和弹簧，挡片筒内设有放置待发射冰球的活动式倒棱锥台。

3. 根据权利要求2所述的太阳能光伏组件的冰雹试验装置，其特征在于所述放置待发射冰球的活动式倒棱锥台由多块活动挡片构成，每块活动挡片由弹簧顶针支撑。

4. 根据权利要求2所述的太阳能光伏组件的冰雹试验装置，其特征在于所述发射机构内的活塞推杆由活塞、连杆和软垫组成，活塞和软垫分别安装在连杆两头，活塞与活塞筒内壁滑动配合，活塞筒的顶部有动力传输管道，该动力传输管道与动力机构连接。

5. 根据权利要求3所述的太阳能光伏组件的冰雹试验装置，其特征在于所述放置待发射冰球的活动式倒棱锥台由多块活动梯形挡片构成，活动梯形挡片与挡片筒内壁活动铰支连接。

6. 根据权利要求3所述的太阳能光伏组件的冰雹试验装置，其特征在于所述弹簧顶针由T形顶针、弹簧、针管和堵丝组成，所述堵丝封住针管端口，弹簧压紧在T形顶针上，T形顶针的顶针头顶在活动挡片的背面。

7. 根据权利要求1所述的太阳能光伏组件的冰雹试验装置，其特征在于所述运动导向构件是可拆卸、带法兰的圆管，圆管的内径大于待发射冰球的直径。

8. 根据权利要求2所述的太阳能光伏组件的冰雹试验装置，其特征在于所述挡片筒和下料筒的截面均为圆形、三角形、正方形或多边形，所述下料筒的侧面装有放冰球的放料管。

9. 根据权利要求1所述的太阳能光伏组件的冰雹试验装置，其特征在于所述的动力机构的动力源是高压气体装置或电磁铁装置。

10. 根据权利要求9所述的太阳能光伏组件的冰雹试验装置，其特征在于所述的动力机构的动力源是高压气体装置，该动力机构上还设有防止冰球击裂的副动力机构，该副动力机构由副储气罐 、副减压阀以及副进气电磁阀构成。

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