退役光伏组件的背板去除装置的制作方法

2021-01-30 15:01:44|

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本发明涉及光伏组件回收技术领域，尤其涉及一种退役光伏组件的背板去除装置。

背景技术：

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，材料间多为用于辅助贴合的夹层结构，为其梯次分离回收提供条件。

据中国国家能源局的公开数据显示，截至2018年，全球光伏组件装机已达到500gwp，我国光伏发电装机容量达到175gwp，占据全球光伏产业的35％，产值超5000亿元，是全球最重要的光伏产业制造国之一。光伏组件使用寿命可达15～25年，根据中国可再生能源协会对太阳能电池废弃量的预测推算可知，从2020年之后，我国的太阳能电池的固体废弃物会出现大幅度增长，累计废弃量也会逐渐增加。1吨废旧晶硅光伏组件中含玻璃70％、铝框8％、硅光伏电池3.65％、内部导体铝0.53％、内部导体铜0.11％和银53g/t等。据有关报道，到2034年，我国废旧光伏组件可以产生464万吨碳钢、364万吨玻璃、85万吨铝、16万吨硅和1606吨银。随着光伏均化发电成本的持续降低以及我国节能减排压力的加大，我国组件装机量必定会逐年增加，将会产生越来越多的废弃组件，废旧光伏组件的回收利用在环境保护和资源回收方面具有重大意义。

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，但采用化学和热处理法回收光伏组件极易产生高污染的废气及废液，因此，如何有效的机械剥离光伏组件的各组成部分成为光伏组件回收的热点及难点。光伏组件中的功能背板是一种含氟的多层结构塑料，无论采用无机酸溶解法、有机溶剂溶解法或者热处理法，所带来的废气和废液处理会带来更大的环境问题，光伏组件回收过程中背板的去除一直是该技术难点的关键。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种退役光伏组件的背板去除装置，可以在不产生废气和废液的前提下首先去除背板，有利于采用机械处理法回收光伏组件，很好地保护了环境。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种退役光伏组件的背板去除装置，包括机架、物料输送机构、磨削机构以及升降机构，所述物料输送机构沿竖直方向可移动地固定在所述机架上，用于承载并传输退役光伏组件；所述磨削机构、所述升降机构分别固定在所述物料输送机构的上方、下方，所述升降机构与所述物料输送机构的底部连接并沿竖直方向上移动所述物料输送机构，所述磨削机构与所述物料输送机构间隔设置，用于在所述物料输送机构向上移动后与所述物料输送机构表面的退役光伏组件接触，并磨削位于退役光伏组件上表面的背板。

作为其中一种实施方式，所述退役光伏组件的背板去除装置还包括导料压料机构，所述导料压料机构包括固定在所述机架的两相对侧的两个导料辊架和可转动地设置在两个所述导料辊架之间的导料辊，所述导料辊悬于所述物料输送机构上方，用于在退役光伏组件经过时与所述物料输送机构配合而滚动地挤压退役光伏组件。

作为其中一种实施方式，至少两个所述磨削机构沿退役光伏组件的传输方向上间隔设置，至少两个所述磨削机构之间设有一个所述导料压料机构。

作为其中一种实施方式，至少一个所述导料压料机构在退役光伏组件的传输方向上位于所有的所述磨削机构的上游。

作为其中一种实施方式，所述导料压料机构还包括压板，所述压板固定在两个所述导料辊架之间，并与下方的所述物料输送机构间隔设置，且所述压板的底面高于所述导料辊的底面。

作为其中一种实施方式，所述压板上开设有多个供背板表面的粉末进入的排屑孔。

作为其中一种实施方式，所述压板在退役光伏组件的传输方向上位于所述导料辊的下游。

作为其中一种实施方式，所述退役光伏组件的背板去除装置还包括预压料机构，所述预压料机构包括至少两个压料辊，所述压料辊与下方的所述物料输送机构间隔设置，且位于退役光伏组件的传输方向最上游的压料辊距所述物料输送机构的距离大于与其相邻的另一压料辊距所述物料输送机构的距离。

作为其中一种实施方式，所述退役光伏组件的背板去除装置还包括冲洗机构，所述冲洗机构包括喷淋管，所述喷淋管悬于所述物料输送机构的上方，用于在所述磨削机构工作时对退役光伏组件进行冲洗。

作为其中一种实施方式，所述冲洗机构还包括收集槽、回流管以及回流电机，所述收集槽设于所述物料输送机构下方以收集所述喷淋管流出的冲洗液以及磨削产生的背板粉末，所述回流电机用于将收集到的冲洗液经所述回流管输送至所述喷淋管再次利用。

附图说明

图1为本发明实施例的背板去除装置去掉其中一侧门的结构示意图；

图2为本发明实施例的背板去除装置去掉上机架的结构示意图；

图3为本发明实施例的背板去除装置去掉其中另一侧门的结构示意图；

图4为本发明实施例的导料压料机构的结构示意图。

具体实施方式

在本发明中，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1，本发明实施例的退役光伏组件的背板去除装置主要包括机架1、物料输送机构2、磨削机构3以及升降机构4，物料输送机构2沿竖直方向可移动地固定在机架1上，用于承载并传输退役光伏组件p。磨削机构3固定在物料输送机构2的上方，升降机构4固定在物料输送机构2的下方，升降机构4与物料输送机构2的底部连接，并可沿竖直方向上移动物料输送机构2，从而改变物料输送机构2上传输的退役光伏组件p与上方的磨削机构3的距离，磨削机构3与物料输送机构2间隔设置，用于在物料输送机构2向上移动后与物料输送机构2表面的退役光伏组件p接触，并磨削位于退役光伏组件p上表面的背板。

这里，物料输送机构2沿图中左右方向(从左至右)传输退役光伏组件p，物料输送机构2开始传输前，物料输送机构2上的退役光伏组件p与磨削机构3在竖直方向上存在一定的间隙，物料输送机构2开始传输时，通过升降机构4工作带动物料输送机构2上移，使得退役光伏组件p传输至经过磨削机构3下方时，可以与磨削机构3接触而进行磨削，在磨削的过程中，还可以通过升降机构4多次调节退役光伏组件p的高度来改变背板的磨削厚度，从而彻底地去除背板。

机架1形成为柜体结构，包括多根立柱和遮挡设备各个面的柜门，并预留出物料进出的通道，物料输送机构2、磨削机构3、升降机构4以各种方式固定在机架1上。

优选至少两个磨削机构3沿退役光伏组件p的传输方向上间隔设置，如图2所示，物料输送机构2从左至右传输退役光伏组件p，位于退役光伏组件p传输方向的上游的磨削机构3距离物料输送机构2的间隔比位于退役光伏组件p传输方向的下游的磨削机构3距离物料输送机构2的间隔更大，优选是各个磨削机构3与物料输送机构2的间隔自上游至下游是逐渐减小的，使得退役光伏组件p在传输过程中，依次被各磨削机构3挤压、磨削，实现对背板的阶梯式磨削，而无需再通过升降机构4多次调节退役光伏组件p的高度来改变背板的磨削厚度，可以无需刻意减速或暂停来等待磨削过程，因此提高了物料输送机构2的传输效率，也保证了磨削的效果。

图1为本实施例的背板去除装置去掉其中一侧门的结构示意图。

图2为本实施例的背板去除装置去掉上机架的结构示意图。

图3为本实施例的背板去除装置去掉其中另一侧门的结构示意图。

结合图2和图3所示，本实施例的物料输送机构2包括多个输送辊21和套设于所有的输送辊21外表面的输送带22，以及作为输送辊21框架的支架23，输送带22将输送辊21包围于其中而不露出输送辊21的周面，支架23将输送辊21集成于其上，包括两侧的侧架和将连接两个侧架的连接梁，用于驱动输送辊21转动的电机也可以固定在支架23内，可以通过将升降机构4与支架23的连接梁或侧架连接而驱动物料输送机构2上下运动。

磨削机构3包括下辊筒31、上辊筒32、同时套设在下辊筒31与上辊筒32表面的砂带33以及与下辊筒31通过皮带连接的驱动电机34，下辊筒31、上辊筒32自下而上依次间隔地固定在机架1上，驱动电机34通过皮带带动下辊筒31高速转动，下辊筒31与上辊筒32同步转动，下辊筒31与上辊筒32之间的砂带33即在转动的过程中对下辊筒31下方的背板进行磨削，直至背板完全去除。其中，驱动电机34、升降机构4均固定在机架1的下半部分，位于物料输送机构2的下方，磨削机构3位于机架1的上半部分，悬于物料输送机构2的上方。

升降机构4采用电机驱动螺杆的方式实现物料输送机构2的高度调节，如图1所示，升降机构4具体包括升降电机41、链条42、螺柱43，物料输送机构2的支架23与螺柱43螺纹配合，优选是，四个螺柱43分别对应与支架23的四个角部，升降电机41通过链条同时驱动四个螺柱43转动，在螺柱43转动的过程中，支架23带动物料输送机构2沿竖直方向发生移动，从而实现物料输送机构2高度的调节。本实施例为保证物料输送机构2各部位运动的一致性，采用一个升降电机41进行驱动，四个螺柱43的底部均同轴连接有齿轮，相邻的两个螺柱43之间通过各自的齿轮与一条单独的链条的配合实现同步传动，其中一个螺柱43直接与升降电机41通过链条或齿轮传动的方式进行配合，将驱动力通过链条传递给其他螺柱43。

考虑到退役光伏组件p形状不一，可能由于长时间使用后出现破碎、翘曲等缺陷，退役光伏组件的背板去除装置还具有预压料机构6，预压料机构6可在退役光伏组件p进入磨削位置前对退役光伏组件p进行预压、展平。具体地，预压料机构6包括至少两个压料辊61，压料辊61与下方的物料输送机构2间隔设置，以预留退役光伏组件p进入的间隙，并且，优选位于退役光伏组件p的传输方向最上游的压料辊61距物料输送机构2的距离大于与其相邻的另一压料辊61距物料输送机构2的距离，即位于图2中最左侧的压料辊61的高度高于其右侧的压料辊61的高度，使得退役光伏组件p在传输过程中实现渐进式压料导料，降低展平难度，还能保证展平的效果。

考虑到退役光伏组件p在传输、磨削过程中都会发生二次翘曲，磨削也会引入更多的背板粉末，本实施例的背板去除装置还包括导料压料机构5，结合图2和图4所示，导料压料机构5包括固定在机架1的两相对侧的两个导料辊架51和可转动地设置在两个导料辊架51之间的导料辊52，导料辊52悬于物料输送机构2上方，用于在退役光伏组件p经过时与物料输送机构2配合而滚动地挤压退役光伏组件p。优选地，至少两个磨削机构3之间设有一个导料压料机构5。物料输送机构2的输送辊21转动带动外表面的输送带22横向传输退役光伏组件p，退役光伏组件p在传输过程中进入导料辊52与物料输送机构2之间的缝隙后受到竖直方向上的挤压力和横向的拉扯力而被展平，可以避免翘曲等现象发生。

导料压料机构5还包括压板53，压板53固定在两个导料辊架51之间，并与下方的物料输送机构2间隔设置，且压板53的底面高于导料辊52的底面。导料辊52接触经过的退役光伏组件p时，压板53与退役光伏组件p表面存在一定的距离。压板53最好是在退役光伏组件p的传输方向上位于导料辊52的下游，经过导料辊52压紧、展平后的退役光伏组件p在下游侧的压板53的导向作用下再次被矫正，从而避免发生翘曲、拱起，优选压板53底面为朝向下游倾斜的斜面或凹陷的弧面，这样，由导料辊52导入的退役光伏组件p被压板53渐进式的再次引导，从而保证了导料效果。

另外，压板53上开设有多个供背板表面的粉末进入的排屑孔530，这些排屑孔530沿压板53的长度方向上成排布置。背板磨削过程中产生的粉末可以穿过排屑孔530。同时，如图2所示，退役光伏组件的背板去除装置还包括冲洗机构7，冲洗机构7包括喷淋管71，喷淋管71悬于物料输送机构2的上方，用于在磨削机构3工作时对退役光伏组件p进行冲洗。喷淋管71优选地包括正好位于压板53上方的多孔管，多孔管与压板53平行，其表面间隔地开设有液体喷出孔，液体喷出孔最好是位于多孔管的顶面，自多孔管引入的清洗液自顶部的喷出孔流出，不是直接喷射至压板53表面，可以避免直接冲洗造成的溅射，因此背板粉末会自然地随着压板53表面的清洗液留下而被搜集。

作为其中一种实施方式，可以设置至少一个导料压料机构5在退役光伏组件p的传输方向上位于所有的磨削机构3的上游，即其中一个导料压料机构5可以与预压料机构6一起，都设于磨削机构3的上游，二者配合以巩固导料压料效果，该导料压料机构5下游的压板53临近第一个磨削机构3，使得展平处理后的退役光伏组件p第一时间进入第一个磨削机构3，以保证进入第一个磨削机构3的退役光伏组件p具有良好的平整度。

如图4所示，导料压料机构5还可包括限位块54和调节杆55，限位块54与导料辊52两端的转轴通过轴承配合，调节杆55固定在导料辊架51的顶部，并与限位块54螺纹连接，通过调节调节杆55末端的限位块54的高度，即可调节导料辊52的高度，从而调节导料辊52的压紧程度。同样的，预压料机构6也可以采用类似的调节方式来实现压料辊61的高度的可调。

为实现磨削产生的背板粉末的回收，冲洗机构7还具有收集槽72、回流管73以及回流电机74，收集槽72设于物料输送机构2下方以收集喷淋管71流出的冲洗液以及磨削产生的背板粉末，回流电机74用于将收集到的冲洗液经回流管73输送至喷淋管71再次利用。收集槽72下方还设有清洗液回收槽75，收集槽72的一端低于其他部位，并在该处设有固液分离装置，如滤网，或者水力分级设备。收集槽72的液体顺着其底面汇集至该端的最低部位，并通过固液分离装置过滤，使得背板粉末残留在收集槽72内，而过滤后的冲洗液流下至清洗液回收槽75，回流电机74可以自该清洗液回收槽75抽取过滤后的冲洗液进行二次利用。如此循环，磨削产生的背板粉末即被收集在收集槽72内，以便下一步处理。

整个装置的工作方式为：退役光伏组件p进入物料输送机构2上后跟随物料输送机构2向前输送，到达预压料机构6后对光伏组件的翘曲部分进行多轮导料和压料以改善物料翘曲情况，然后退役光伏组件p进入磨削机构3下方进行背板磨削去除，多个磨削机构3之间和前后均配置有导料压料机构5对磨削前后的退役光伏组件p进行再次的导料和压料，整个光伏组件背板去除过程依次包含导料和压料定位、磨削、导料和压料定位、磨削、导料和压料定位组合动作，冲洗机构7在磨削过程中对产生的背板粉末进行冲洗，退役光伏组件p离开输送平台后即完成了背板的剥离，磨削产生的背板材料随清洗液被收集过滤进行处理或再利用。

本发明通过将物料输送机构、磨削机构集成在机架上，利用物料输送机构承载并传输退役光伏组件，利用升降机构调节退役光伏组件与磨削机构的距离，从而对退役光伏组件的背板进行磨削，并对磨削去除背板的退役光伏组件进行收集，在不产生废气和废液的前提下首先去除背板，有利于采用机械处理法回收光伏组件，很好地保护了环境。由于采用渐进式导料，可以实现更好的导料展平效果，可用于去除不同规格、翘曲或平整状态的退役光伏组件的背板，拓宽了装置对于各种特殊状态光伏组件背板的去除回收兼容性。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

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