用于光伏面板的喷涂装置及其用途
技术领域
本发明涉及光伏面板领域，具体地，涉及一种用于光伏面板的喷涂装置及其用途。
背景技术
随着技术的不断发展，越来越多的光伏电站以分布式电站的形式建设在山坡、农田、厂房屋顶等区域。然而，分布式电站具有高的日常运营维护成本，其中一部分用于处理对发电效率具有不良影响的灰尘在光伏面板上的累积。
针对光伏面板的灰尘累积问题，已经开发了防灰涂层。然而，对于已建电站，特别是对于已建在山地、厂房屋顶等位置的分布式光伏电站，由于条件、面积所限，难以通过自动化设备经济、方便、高效地涂敷防灰涂层。而传统的便携式人工喷涂方式，如有气喷枪，手持喷枪等，难以达到足够的效率和均匀性。
发明内容
在本发明的一个方面，提供一种用于光伏面板的喷涂装置，所述喷涂装置包含：
喷涂部；和
泵送部；
其中，所述喷涂部包含：
框架部，所述框架部包含：
横梁；
固定在所述横梁上的两个侧支撑架；和
固定至每个侧支撑架的多个滚轮，所述多个滚轮处于一个平面中；
固定至所述框架部的涂料递送部，所述涂料递送部包含：
涂料分配管路；和
与所述涂料分配管路流体连通的多个喷嘴，所述多个喷嘴的出口处于与所述平面平行的直线中；和
支撑杆部，所述支撑杆部与所述框架部的所述横梁连接；
并且其中，所述泵送部包含：
与所述涂料分配管路流体连通的涂料泵送机构。
可选地，的出口的中轴与所述平面的夹角在45至80度之间。
可选地，所述多个喷嘴通过弯折杆连接到所述涂料分配管路。
可选地，所述泵送部包含：
液箱；
在所述液箱下游的高压泵；
在所述高压泵下游的泵送部出口；和
回水泄压阀，
其中所述回水泄压阀在连接所述液箱和连接所述泵和所述泵送部出口的流路的流路中，并且与所述高压泵的关闭联动。
可选地，所述支撑杆部铰接至所述横梁。
可选地，所述框架部还包含限制所述支撑杆转动的限位装置。
可选地，所述框架部还包含防风板。
可选地，所述泵送部是背负式的。
可选地，所述喷涂部和所述泵送部是可拆卸的。
在本发明的一个方面，提供上述喷涂装置用于向光伏面板喷涂防灰涂料的用途。
附图说明
图1示出了根据本发明一个实施方案的喷涂装置。
图2示出了根据本发明一个实施方案的喷涂装置。
图3是示出如何使用根据本发明一个实施方案的喷涂装置的示意图。
图4是根据本发明一个实施方案的涂料递送部的流路图。
图5是根据本发明一个实施方案的局部结构图。
图6是根据本发明另一个实施方案的局部结构图。
图7示出了图6的局部结构的侧视图。
图8示出了根据本发明一个实施方案的涂料泵送机构的流路图。
具体实施方式
以下借助附图对本发明进行进一步说明。附图是示例性的，并且不限制本发明的范围。
在一个实施方案中，本发明提供一种用于光伏面板的喷涂装置，所述喷涂装置包含：
喷涂部；和
泵送部；
其中，所述喷涂部包含：
框架部，所述框架部包含：
横梁；
固定在所述横梁上的两个侧支撑架；和
固定至每个侧支撑架的多个滚轮，所述多个滚轮处于一个平面中；
固定至所述框架部的涂料递送部，所述涂料递送部包含：
涂料分配管路；和
与所述涂料分配管路流体连通的多个喷嘴，所述多个喷嘴的出口处于与所述平面平行的直线中；和
支撑杆部，所述支撑杆部与所述框架部的所述横梁连接；
并且其中，所述泵送部包含：
与所述涂料分配管路流体连通的涂料泵送机构。
如图1所示，本发明的用于光伏面板的喷涂装置包含喷涂部100和泵送部200。
喷涂部
喷涂部100具有滚轮和支撑杆的独特设计，从而可以在已建的大面积的光伏面板上灵活、方便、均匀地涂布涂料。
喷涂部包含框架部、涂料递送部和支撑杆部。图2中示出了作为实例的框架部3000和支撑杆部4000的一种示例性外观。
框架部3000包括横梁31，侧支撑架33和滚轮35作为基本部件。横梁31为框架部提供结构稳定性。在横梁31的两端处，固定两个相对的侧支撑架33。在图1中，侧支撑架33是近似于三角形的板状形式。然而，侧支撑架也可以采取任何其他合适的形式，只要其能够支撑横梁即可。侧支撑架也可以是非板状的，例如是网格状的，并且其外侧可以具有侧板，用于起到与下文的防风板相同的防风作用。这样做的优点之一是可以减轻侧支撑架的重量，并且用更轻质的材料完成侧面防风功能，从而减轻框架部的总重量，方便使用者操作。在图1中，在每个侧支撑架33的底部边缘，设置两个滚轮35。全部滚轮35处于同一平面中，从而多个滚轮可以同时接触作业平面。注意本文所称的多个滚轮处于同一平面中指的是多个滚轮的圆周均与该平面相切。在下文中，有时用作业平面指代上述平面。这样，多个滚轮同时接触作业平面时，可以经由侧支撑架将框架部和涂料递送部支撑在作业平面上，同时允许整个框架部和涂料递送部在作业平面上平移。在本发明中，在每个侧支撑架上的滚轮数量也可以为三个以上。每个侧支撑架上的多个滚轮的大小可以是相同的，也可以是不同的。
滚轮35可以是万向滚轮，从而允许框架部在作业平面上向任何方向移动。优选地，滚轮35是单向滚轮，并且允许框架部在作业平面上沿垂直于横梁的方向平移，从而可以通过该单向移动使得框架部平移经过整个光伏面板，由此借助下文详述的涂料递送部对整个光伏面板涂布涂料。在这种情况下，设计框架部尺寸并调节两个侧支撑架上两组滚轮之间的距离，使其适合于待涂布的光伏面板。
框架部还可以具有其他部件。例如，框架部还可以具有防风板39，用于防止环境中的风对雾化液滴分布均匀性的影响。防风板可以通过后文描述的防风板架(在图1中未示出)固定至横梁。在图2中，防风板从横梁向斜下方延伸，构成“屋顶形”。不过，防风板也可以为其他形状，只要能够提供稳定的喷雾空间即可。
框架部提供喷涂部的框架，并使得喷涂部可以在工作平面即光伏面板上平移，还可以提供稳定的喷涂环境。
喷涂部还包括支撑杆部4000，其连接至横梁。在图2所示的实例中，支撑杆部4000是一端铰接在横梁上的圆杆。然而，支撑杆部也可以采取其他形状和其他连接方式，只要可以通过支撑杆部将框架部提起离开工作面或安放至工作面并且操纵框架部在工作面上平移即可。支撑杆部通常可以具有利于使用者抓握的手柄。
图3示出了使用者通过支撑杆部操作喷涂部的示意图。使用者通过支撑杆部抬起喷涂部，将喷涂部抬举至待喷涂的光伏面板表面。随后，使用者借助滚轮和支撑杆部将框架部和与之相连的喷涂部移动至光伏面板的最上缘，并对齐位置。在开始喷涂后，使用者借助滚轮和支撑杆部，使得框架部和与之相连的喷涂部沿光伏面板的长边基本上匀速地向下缘平移，从而在光伏面板上均匀喷涂涂层。
喷涂部还包含涂料递送部。涂料递送部固定至框架部。一般地，涂料递送部中包括涂料分配管路，其可以包括沿所述框架部的所述横梁的方向延伸的一字型管路部分，从而将来自泵送部的单股高压涂料流分配至多个喷嘴。所述多个喷嘴的出口处于与上述平面(即作业平面)平行的直线中。应当理解，在系统中，可以有多组喷嘴，其中每组中的多个喷嘴的出口位于该组对应的直线上。例如，可以设计两排、三排或更多排喷嘴。在本发明中，只要至少有一组喷嘴的出口处于一条与作业平面平行的直线中即可。但是，也可以包含在该直线外的其他喷嘴。
这样，喷嘴与框架部的滚轮相配合，可以在框架部沿工作面平移的同时，将涂料均匀喷涂到工作面上。图4示出了涂料递送部的一个示意性流路。来自泵送部的涂料高压液体经由高压快速接头171进入高压软管172，经由三通16，多段高压管18，喷座17、19、折弯杆22和喷嘴15喷出。其中，从高压快速接头171至喷座的部分即是涂料分配管路。在图3中，中段的喷座17是双通快插喷座，并且两端喷座19是快插单通喷座。它们连接成沿横梁方向的一字型管路。
在一个实施方案中，每个喷座均设置有螺纹接口，用于安装喷嘴或喷嘴弯折杆。
喷嘴可以以多种安装形式安装至涂料分配管路并与其流体连通。
例如，如图5所示，使喷雾喷嘴15直接安装至由高压管18连接的喷座17、19。高压管18和喷座17、19分别由管夹2、4固定至横梁，并位于相对的侧支撑架14之间，形成一字型管路。此时多个喷嘴15可以与一字型管路垂直，且垂直于待喷涂表面。这类安装方式可以称为直喷式。
图6示出了另一个实施方案的喷涂部的具体结构图。左图是底视图，右图是侧视图。在图中，滚轮21位于与侧支撑架14(此处为侧支撑板)连接的滚轮安装板6的底部边缘。在滚轮安装板6的两侧，还分别具有挡板11和12，它们通过角件10固定至侧支撑架14。设置有多个固定至横梁1的防风板架13，用于支撑图2中所示的防风板39。高压管18、双通喷座17和单通喷座19连接成一字型管路。该一字型管路用与横梁1平行。一字型管路通过例如多个管夹上部件2、管夹下部件3、喷座夹上部件4、喷座夹下部件5固定在横梁1上。一字型管路中设置三通16，连接至与泵送部流体连通的高压软管。这类安装方式可以称为斜喷式。
喷雾喷嘴15安装在折弯杆22上，并进一步连接到喷座17、19。为了保证良好的喷涂效果，喷嘴折弯杆可以配置在与轮安装板6和与作业平面均垂直的平面内，且此平面经过由一字型管路所在的直线。为了增强喷涂涂层的均匀性，喷嘴折弯杆应与横梁1所在的直线呈非垂直关系，优选其所夹的锐角在45-80度之间。换言之，使得多个喷嘴的出口的中轴与横梁1的夹角在45-80度之间。在这种情况下，多个喷嘴的出口的中轴在与作业面垂直的平面内，并且与作业平面的夹角也在45至80度之间。在本文中，沿喷嘴的出口的中轴向喷嘴外部的方向有时也称为喷嘴的喷射方向。不过，实际的液体喷涂区域可以是围绕喷嘴的出口的中轴的圆锥区域。喷嘴的出口的中轴与作业平面成一定角度而非基本垂直的配置称为斜喷方式。出于喷涂的均匀性考虑，多个喷嘴的出口的中轴通常是基本上相互平行的。
为了解决斜喷所带来的折弯杆22与端部挡板11、12的机械干涉问题，在挡板上可以开有槽，用于使最外侧的喷嘴15能够斜向喷向光伏面板表面。例如，图6的右图中顶部处于挡板12外侧的喷座19和与之相连的弯折杆22和喷嘴15可以如图7所示，通过挡板12上的矩形槽实现喷涂。
斜喷方式的优点在于，高压雾化喷嘴的喷涂区域为以喷嘴的出口为顶点，且沿喷嘴喷射方向为旋转中心，以及与旋转中心呈一定夹角的射线为母线所形成的圆锥体区域，雾滴其在圆锥体区域中的分布为从中心向边缘依次减少。当喷嘴垂直朝向喷涂表面时，位于喷嘴正下方的区域承接的涂料相对喷嘴斜下方的区域要更多，故当涂料形成干膜后，膜层厚度在沿横梁方向上产生显著地不一致，影响喷涂后组件的外观和防灰效果。而斜喷方式可以将喷嘴在被喷涂面板上的承接区域由正圆改变为近似椭圆，其作用宽度也将大大拉长，使溶液分布更为均匀。配合多个喷嘴雾化区域的重复叠加，可以使不在喷嘴中心线与被喷涂表面交点附近的区域，能够同时承接左右两侧喷嘴所喷出的涂料，达到使涂层相对均匀的目的，以保证喷涂后的涂层外观和性能要求。
除了使用弯折杆之外，也可以使用其他方式连接喷嘴和喷座。例如，也可以通过软导管将喷嘴连接至喷座，并通过其他方式固定喷嘴位置和喷射方向。不过，从简便性等方面考虑，弯折杆是优选的。
也可以使用直喷方式进行喷涂。在直喷方式中，将喷嘴设置为使喷嘴的出口的中轴垂直与作业面垂直。其优点是装置更加简单和廉价。另外，也可以将喷嘴的出口的中轴设置为不在与作业面垂直的平面内。
因此，本发明的喷涂装置的喷涂部借助支撑杆部和滚轮的协同作用，可以在光伏器件上均匀、方便、快捷地喷涂涂料。
喷涂部还可以具有其他便于喷涂的设计。例如在上文中所述的，防风板39可以通过防风板架13固定至横梁，并且与挡板11、12或板状的支撑架14一起，形成相对封闭的喷涂空间，以减少外部环境如风的影响。支撑杆部可以制成折叠式的或伸缩式的。如图6所示，支撑杆部可以由多段管20组成，其长度可以在例如1-4米范围内调节。多段管20可以是多段铝管，通过杆连接件9相连。支撑杆部末端可以配备有管卡箍38，用于安装泵送部的开关。多段管20通过由旋转座7和旋转轴8组成的铰接连接件与横梁1相连，支撑杆部相对于喷涂平面可以改变夹角，以适应不同喷涂高度，并方便喷涂部在光伏面板上的抬起与放下。同时，其可以设置如图7中所示的限位装置42(在此为限位块)，使其绕旋转轴的逆时针方向上的转动受到约束。通过限位装置，使用者可以更方便地通过支撑杆部操纵喷涂部的运动。
支撑杆部可以是可拆卸式的，以便于携带。
涂料分配管路可以设置在支撑杆部的外部。不过，支撑杆部本身也可以是中空的，用于允许涂料分配管路从中通过。
泵送部
泵送部200中包含涂料泵送机构，用于向喷涂部泵送涂料。如图1所示，泵送部具有出口软管170，其可以连接至喷涂部100，使得泵送部的泵送机构与后文详述的喷涂部的涂料分配管路流体连通。
在图1中，泵送部的出口在喷涂部的支撑杆部的近端与涂料分配管路连接。开关180是安装在支撑杆部的用于控制泵的开关。优选地，其安装在支撑杆部上的手柄附近。这样，通过打开或关闭开关180，可以方便地控制喷涂。图1中，160是将在下文详述的回水泄压阀。
泵送部除了可以泵送涂料外，还具有其他相关功能，包括但不限于储液、产生用于喷射的高压、供电、对液路/电路进行控制等。泵送部的一个实例如图2所示，其可以包括液箱110、电控盒120、低压泵150、高压泵130、机架140。液箱110用于储存待涂布的涂料。低压泵150和高压泵130组合用于将涂料泵送至喷涂部220。电控盒120用于控制喷涂，例如用于控制泵。机架140用于容纳上述部件。
图8示出了泵送部的一个示意性流路。涂料溶液存储于液箱110内，在开关180开启后，电源121供电，泵送部开始工作。涂料溶液经由过滤装置151、低压泵150、高压泵130达到40-70bar压力，经过接头161、高压泵管163、泵系统三通162、高压软管170、高压快速接头164离开泵送部。高压快速接头164可以连接至例如图4中的高压快速接头171，从而与涂料分配管路流体连通，并可以快速接通和脱离。
图8同时展示了在一个优选的示例性实施方案中的回水泄压机构。回水泄压阀160入口经由接头165与三通162相连，高压泵130工作时，回水泄压阀160保持关闭状态。回水泄压阀160出口通过回水接头管路166与液箱110到低压泵130的流路相连。继电器122输出端用于控制回水泄压阀160的开启和关闭。当开关180在开启时保持低电平输出，当开关180由开启状态切换到关闭状态时，输出端输出高电平，驱动回水泄压阀160开启。此时，高压液体经由泄压回路向液箱110回流，同时压力迅速降低。一定时间后，继电器122输出端自动由高电平转至低电平状态。高电平保持时间在1-20秒之间可调。除了使用继电器122之外，还可以使用其他方式控制回水泄压阀166。回水泄压机构可以迅速降低泵送部和涂料递送部中的压力，便于在进行间歇式的喷涂作业时，避免因为断电后较低的残余压力导致喷出粒径较大的雾滴或产生液滴现象，进而覆盖、流挂在面板表面造成外观瑕疵和性能缺陷。
优选地，本发明的泵送部是便携式，特别是背负式的。这对于在山地、屋顶等崎岖作业环境中对已建光伏面板进行防尘涂料涂敷是极为有利的。
优选地，本发明的喷涂部与泵送部是可拆卸的。两者可以在使用时通过高压快速接头快速连接。这利于喷涂装置的携带、涂料的补充等。
回到图3，在一个示例性实施方案中，被喷涂表面为光伏面板组件阵列，每个面板的宽度大致相同，与喷涂装置的喷涂部的两侧滚轮之间的距离大致相同。实际操作过程中，首先使用者将背负式液泵部分背起，同时通过撑杆抬起喷涂部，将喷涂部抬举至待喷涂的光伏面板表面。随后，使用者借助滚轮和支撑杆部将喷涂部移动至面板最上缘。使喷涂部两侧与光伏面板两边对齐位置后，开启开关，使泵送设备开始工作。当压力升高至工作压力后，涂料溶液经从泵送部经由涂料分配管路到达喷嘴处。喷嘴在压力的作用下开启，并通过喷嘴处的雾化结构形成粒径在例如5-30μm范围内的雾化液滴。在挡风板的保护下，在相对封闭的截面为近似梯形的沿横梁方向延伸的长条形空间内形成雾化区域。雾滴借助喷出时的速度，以喷嘴轴线为中心，在圆锥形区域内向下运动，最终在待喷涂的光伏面板表面上形成一层液膜。借助支撑杆部和滚轮，使用者使喷涂部沿面板长边方向向下保持每秒钟15cm-30cm的移动速度，从而液膜即可分布在整个被喷涂平面上。当喷涂部运动至面板下缘时，使用者按下开关，关闭液泵系统，同时打开泄流阀。管路压力迅速降低，喷雾立刻停止，高压液体回流入液箱。随后，使用者借助撑杆举起喷涂部，移动至下一块光伏面板的上缘，重复上述步骤，以此类推，完成整个光伏面板组件阵列以及整个电站的溶液喷涂施工。
本发明的喷涂装置特别适用于光伏面板的防灰处理。对于已建光伏电站的光伏面板，利用滚轮和支撑杆部的设计，本发明的涂布装置允许使用者经济、方便、均匀、高效地涂敷防灰涂料。此外，光伏面板的防灰涂料的组成决定了其喷涂需要较高的压力，因此难以用一般的例如用于农业的便携式喷雾设备进行喷涂。本发明中回水泄压机构的设计特别适合于解决高压喷涂的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
