一种退役光伏组件背板的拆卸装置的制作方法

1.本发明属于光伏组件回收技术领域，具体涉及一种退役光伏组件背板的拆卸装置。


背景技术：

2.光伏组件包含八大材料，分别是太阳能硅电池片、钢化玻璃、封装材料(如eva，即乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；poe，即聚乙烯辛烯共弹性体)、光伏背板(含氟塑料)、铜锡焊带、硅胶、接线盒以及铝合金边框组成，其中背板通过封装材料与太阳能硅电池片接合，难以从其上进行脱离。目前公开报道的光伏组件的具体回收处理的方法有无机酸溶解法、有机溶剂溶解法、热处理法、机械处理法和混合法等，其中采用热处理法回收光伏组件能熔化如eva这样用于粘接背板的封装材料，但是采用持续加热处理的方式容易产生有害性高、污染严重的废液和废气，因此常常采用机械方式对背板进行破碎、剥离。其中一种常用方式是利用高压流质喷射，以类似水刀切割的方式对光伏组件背面的背板进行切割、粉碎、剥离。由于这种方式采用倾斜射出的流质，在切割背板的同时让具有压力的流质在光伏组件的内部通过压力膨胀促使背板破碎并被剥离，因此需要为喷口提供很高的压力，这不仅令本装置喷射流质时具有较高的危险性，并需要耗费较多能源用于保持喷射的高压，同时拆解效果也受封装材料的韧性和粘接作用影响，背板不易被充分剥离。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种退役光伏组件背板的拆卸装置，用于解决现有技术需要很高的喷射压力才能有效对光伏组件背面的背板进行切割、粉碎、剥离，从而导致设备使用中危险性和能耗较高的技术问题。
4.所述的一种退役光伏组件背板的拆卸装置，包括机架、沿所述机架纵向设置的水平输送装置、设于所述水平输送装置上方沿所述机架横向设置的横向移动装置、设置在所述横向移动装置的移动架上的拆解组件和安装在所述机架上的流质制备装置，所述拆解组件以其横向移动时首先进入光伏组件的一侧为前侧，所述拆解组件包括安装板和从前至后依次设于所述安装板上的流质喷射结构、感应加热组件一和预切割装置，所述水平输送装置下面设有与所述感应加热组件一相对的感应加热组件二，所述感应加热组件二安装在同步横移装置的移动台上，所述移动台与所述移动架同步横向移动，所述流质制备装置的流质输出口通过管道与所述流质喷射结构连接，所述感应加热组件一和所述感应加热组件二之间形成感应加热区，所述流质喷射结构喷出的流质与光伏组件的接触位置位于所述感应加热区中，在所述光伏组件通过所述感应加热区的同时，所述流质喷射结构向所述预切割装置在所述光伏组件背板上切割出的切槽中喷射含有硬质导体颗粒的固液混合流质。
5.优选的，所述感应加热组件一的中心设有中心孔，所述中心孔中设有定向射灯，所述定向射灯垂直向下投射出定位光点，所述固液混合喷头喷出的流质与光伏组件的接触位置依据定位光点的位置进行调节。
6.优选的，所述流质制备装置包括供液箱、固态颗粒箱、定量输送装置、增压水泵和混合箱，所述供液箱内装有流质中的主要液体成分，所述固态颗粒箱中装有硬质导体颗粒，供液箱的出液口经增压水泵连接到混合箱的进液口，所述进液口对着所述流质输出口；定量输送装置的进料端上端设有与固态颗粒箱的下料口连接的进料口，所述螺旋输送机的输出口从侧面连通所述混合箱并位于所述混合箱中的液体流经路径上。
7.优选的，所述流质喷射结构为固液混合喷头，所述固液混合喷头朝所述拆解组件前侧倾斜设置，转动调节电机的输出轴沿纵向设置并从侧面连接到所述固液混合喷头，从而能驱动固液混合喷头转动以调节所述固液混合喷头的倾斜角度。
8.优选的，所述安装板在靠后位置安装有横向水平设置的直线驱动装置，所述直线驱动装置的移动端上安装有喷头安装板，所述喷头安装板向下伸出并在安装有所述转动调节电机，所述直线驱动装置驱动固液混合喷头的横向移动进行调节，从而保证调节倾斜角度后的固液混合喷头喷出的流质与光伏组件的接触位置始终位于所述感应加热区中。
9.优选的，所述预切割装置包括安装在所述安装板上的切割安装架、安装在所述切割安装架上的切割机箱、由所述切割机箱里伸出的切割主轴以及安装在所述切割主轴下端的切割刀具，所述切割机箱里设有轴向进给机构，所述切割主轴与所述轴向进给机构的移动端转动连接，所述切割主轴上部位于所述切割机箱内，并与安装在所述切割机箱中的主轴电机传动连接。
10.优选的，所述移动架上还设有升降机构，所述升降机构的升降端即所述安装板，所述安装板为c形，所述安装板的上下两边与所述升降机构上的导柱滑动连接并受所述升降机构中的丝杆机构驱动。
11.优选的，所述移动架和所述移动台均通过位置感应器检测自身的位置，由控制系统控制移动架和移动台同步移动。
12.优选的，如果横向移动装置和同步横移装置均为机械驱动的直线移动机构，所述横向移动装置和所述同步横移装置二者的动力输入端均传动连接到同一驱动装置，通过对传动机构传动比的设置令横向移动装置和同步横移装置二者最终输出到所述移动架和所述移动台上的横向移动速度相同。
13.优选的，所述横向移动装置和所述同步横移装置二者均是采用液压驱动，液压传动机构并通过同一液压泵驱动并分别与所述横向移动装置和所述同步横移装置连接传动，通过控制液压传动机构对所述横向移动装置和所述同步横移装置的传动比控制所述横向移动装置和所述同步横移装置同步移动。
14.本发明具有以下优点：本发明通过感应加热机构加热进入光伏组件背板和封装材料之间的硬质导体颗粒，使其发热膨胀并加热周围区域的液体部分，液体部分和硬质导体颗粒从常温加热膨胀有助于光伏组件背板的剥离，减少对流质喷射压力的要求。而预切割装置能在喷射流质前方切割光伏组件背板，流质通过切槽直接进入光伏组件背板与封装材料之间，无需流质直接通过喷射压力切割光伏组件背板，进一步减小了对喷射压力的要求，因此在保证拆解效果的前提下降低设备使用的危险性和能耗。
15.本发对拆解区域局部加热并在之后通过同样的固液混合流质快速降温的拆解方式，加热效果让封装材料软化，降低封装材料的粘接作用和韧性，令本设备对光伏组件背板的拆解效果更好，而固液混合流质喷射到感应加热区外则能对周围区域进行降温，因此本
设备受既具有高温处理封装材料以剥离光伏组件背板的优点，又避免了对封装材料持续加热易产生有害气体和有害液体的缺陷。
附图说明
16.图1为本发明一种退役光伏组件背板的拆卸装置的结构示意图。
17.图2为本发明中拆解组件的结构示意图。
18.图3为图1所示结构中的正视图。
19.图4为图3所示视角下本装置在使用时感应加热区的放大示意图。
20.图5为图4所示结构的左视图。
21.附图中标记为：1、机架，2、水平输送装置，3、增压水泵，4、供液箱，5、固态颗粒箱，6、螺旋输送机，7、横向移动装置，8、拆解组件，801、升降机构，802、安装板，803、直线驱动装置，804、转动调节电机，805、固液混合喷头，806、感应加热组件一，807、切割机箱，808、切割主轴，809、切割刀具，9、同步横移装置，901、感应加热组件二，10、光伏组件，1001、光伏组件背板，1002、封装材料。
具体实施方式
22.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和伸入的理解。
23.如图1-5所示，本发明提供一种退役光伏组件背板的拆卸装置，包括机架1、沿所述机架1纵向设置的水平输送装置2、设于所述水平输送装置2上方沿所述机架1横向设置的横向移动装置7、设置在所述横向移动装置7的移动架上的拆解组件8和安装在所述机架1上的流质制备装置，所述拆解组件8以其横向移动时首先进入光伏组件10的一侧为前侧，所述拆解组件8包括安装板802和从前至后依次设于所述安装板802上的流质喷射结构、感应加热组件一806和预切割装置，所述水平输送装置2下面设有与所述感应加热组件一806相对的感应加热组件二901，所述感应加热组件二901安装在同步横移装置9的移动台上，所述移动台与所述移动架同步横向移动，所述流质制备装置的流质输出口通过管道与所述流质喷射结构连接，所述感应加热组件一806和所述感应加热组件二901组成感应加热机构并形成在二者之间的感应加热区，所述流质喷射结构喷出的流质与光伏组件10的接触位置位于所述感应加热区中，在所述光伏组件10通过所述感应加热区的同时，所述流质喷射结构向所述预切割装置在所述光伏组件背板1001上切割出的切槽中喷射含有硬质导体颗粒的固液混合流质。硬质导体颗粒可以采用小粒径铁砂或其他有足够高熔点的金属颗粒，也可以采用其它硬质的非金属导体材料，只要不易在本设备加热过程中融化并具有一定膨胀系数有利于胀开光伏组件背板1001即可。
24.所述流质喷射结构为固液混合喷头805，所述固液混合喷头805朝所述拆解组件8前侧倾斜设置，所述固液混合喷头805的喷射方向与光伏组件10的垂直方向形成的夹角在30
°
到60
°
之间。所述安装板802在靠后位置安装有横向水平设置的直线驱动装置803，所述直线驱动装置803的移动端上安装有喷头安装板802，所述喷头安装板802向下垂直伸出并在下端安装有转动调节电机804，所述转动调节电机804的输出轴沿本装置的纵向设置并从
侧面连接到所述固液混合喷头805，该结构能驱动固液混合喷头805转动以调节其倾斜角度令拆解效果达到最佳。而倾斜角度调节后造成的流质与光伏组件10的接触位置的横向移动则通过直线驱动装置803驱动固液混合喷头805的横向移动进行调节，从而保证喷出的流质与光伏组件10的接触位置始终位于所述感应加热区中。
25.所述预切割装置包括安装在所述安装板802上的切割安装架、安装在所述切割安装架上的切割机箱807、由所述切割机箱807里伸出的切割主轴808以及安装在所述切割主轴808下端的切割刀具809，所述切割机箱807里设有轴向进给机构，所述切割主轴808与所述轴向进给机构的移动端转动连接，所述切割主轴808上部位于所述切割机箱807内，并与安装在所述切割机箱807中的主轴电机传动连接。所述预切割装置的作用是通过刀具对光伏组件背板1001进行割槽，由此产生的切槽供流质喷入直接让流质接触光伏组件背板1001与封装材料1002之间的间隙，这样流质无需利用水压和射速直接对光伏组件背板1001进行切割，从而降低了本设备使用时对流质喷射压力的要求，因此本设备的流质喷出时需要压力较低，降低了设备使用的危险性和能耗。
26.所述感应加热组件一806的中心(即感应加热组件一806的线圈中心位置)设有中心孔，所述中心孔中设有定向射灯，所述定向射灯垂直向下投射出定位光点，所述固液混合喷头805喷出的流质与光伏组件10的接触位置依据定位光点的位置进行调节，定位效果更加准确。横向移动装置7和同步横移装置9上下位置相对均为横向设置。所述移动架上还设有升降机构801，所述升降机构801的升降端即所述安装板802，所述安装板802为c形，所述安装板802的上下两边与所述升降机构801上的导柱滑动连接并受所述升降机构801中的丝杆机构驱动。
27.所述感应加热组件一806和所述感应加热组件二901的同步移动可以采用传动方式实现，也可以采用电控方式实现。通过电控方式实现同步移动则由控制系统控制横向移动装置7和同步横移装置9，通过移动架和移动台上的位置感应器确定对应移动组件的位置，由控制系统保证移动架和移动台二者的位置能实现所述感应加热组件一806和所述感应加热组件二901正好相对，并控制二者同步移动。上述同步移动方式也可以通过传动机构实现，如果横向移动装置7和同步横移装置9均为机械驱动直线移动模组或类似直线移动机构，只需要将横向移动装置7和同步横移装置9的动力输入端均传动连接到同一驱动装置，如横向移动电机，并通过对传动机构传动比的设置，令横向移动装置7和同步横移装置9二者最终输出到移动架和移动台上的横向移动速度相同即可，若横向移动装置7和同步横移装置9二者均是采用液压驱动，则将传动机构选择为液压传动机构并通过同一液压泵驱动，同样能实现移动架和移动台的同步移动。
28.所述流质制备装置包括供液箱4、固态颗粒箱5、定量输送装置、增压水泵3和混合箱，所述供液箱4内装有流质中的主要液体成分，该液体成分可以是水切温度为常温或低于常温，所述固态颗粒箱5中装有硬质导体颗粒以及起润滑作用以带动硬质导体颗粒流动的润滑液，硬质导体颗粒最好有较大的热膨胀系数，升温时易于膨胀，供液箱4的出液口经增压水泵3连接到混合箱的进液口，所述进液口对着所述流质输出口；定量输送装置可以为螺旋输送机6或其他能对固态颗粒物料定量输送的输送装置，所述螺旋输送机6的进料端上端设有与固态颗粒箱5的下料口连接的进料口，所述螺旋输送机6的输出口从侧面连通所述混合箱并位于所述混合箱中的液体流经路径上。所述固态颗粒箱5的全部或一部分位于所述
进料口上方。如果是一部分位于所述进料口上方，所述固态颗粒箱5中设有将硬质导体颗粒送到所述下料口上方的内输送机构。所述混合箱内还可以设置将硬质导体颗粒均匀分散的分散机构。
29.本发明的工作过程及原理如下：准备阶段。先将光伏组件10的背面朝上放置在水平输送装置2上相拆解组件8方向输送，拆解组件8在起始状态下位于横向移动装置7的一端不与光伏组件10接触，此时感应加热组件二901与拆解组件8上的感应加热组件一806相对。当光伏组件10一端到达拆解组件8位置，启动预切割装置的主轴和流质制备装置，含有硬质导体颗粒的固液混合流质从固液混合喷头805喷出。
30.调试阶段。将移动架和预切割装置的刀具降下，开始向光伏组件10进给从侧面切割，切割一小部分作为试切割，判断刀具是否切割到光伏组件背板1001底部并进行调节，直至预切割装置的切割效果满足要求，能切割到光伏组件背板1001底部。之后在进一步向光伏组件10方向进给，让光伏组件10已被刀具切割的部分通过感应加热组件一806与感应加热组件二901之间的感应加热区，当定位光点照射到切槽时暂停，如果存在误差则调整拆解组件8上相应部件的位置使定位光点照射到切槽。调整固液混合喷头805的喷射角度以及直线驱动装置803，使得流质与光伏组件10的接触位置接近定位光点或与定位光点重合，之后再保证流质喷射压力的情况下启动感应加热机构，控制加热速度并让拆解组件8进一步向前进给，根据实际拆解效果对感应加热机构和流质喷射的倾斜角度进行调节，直至拆解效果满足要求从而完成调试。
31.拆解阶段。安装调试好的参数控制拆解组件8，并通过横向移动装置7进行进给，进给过程中先由预切割装置割出切槽，在让该区域经过感应加热区，同一时间中含有硬质导体颗粒的固液混合流质被喷向切槽，喷射压力让一部分硬质导体颗粒被压入切槽底部——光伏组件背板1001与封装材料1002之间，这是被卡在该位置的硬质导体颗粒受到感应加热机构的影响产生涡流并向外发热，当保证一定加热速度时，硬质导体颗粒由于发热而膨胀，从而将光伏组件背板1001从封装材料1002上剥离，硬质导体颗粒的发热而同时具有局部加热周围液体和与之接触的封装材料1002的作用，液体受热也会将切槽周围的光伏组件背板1001部分胀开，而封装材料1002受到加热后会降低该区域的粘接力和韧性，更方便光伏组件背板1001被剥离。
32.而随着拆解组件8的进给，被拆解剥离的区域通过感应加热区后，其上的硬质导体颗粒不再被加热，同时由于该部分光伏组件背板1001已被剥离，通过此处的固液混合流质其大部分液体部分是常温或低于常温，因此对通过感应加热区的光伏组件10部分能起到快速降温的效果。而完成一次横向进给，移动架抬升回到其在横向移动装置7上的初始位置，然后水平输送装置2将光伏组件10向拆解组件8方向移动一小段距离，令下一次拆解的区域达到当前已拆解的区域，然后将移动架降下，重新重复之前的拆解过程，直至将该光伏组件10的所有光伏组件背板1001部分都拆解掉。
33.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。