CN105626401A - 火车重力发电装置 - Google Patents

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    • H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed

Abstract

本发明公开了一种火车重力发电装置，包括重力聚能装置，沿车轮径向在车轮踏面上开有多个通孔，所述重力聚能装置滑动设置在所述通孔内，其包括一端开口的筒体、一端滑动伸入所述筒体内的活塞、两端分别与活塞和筒体底部连接的压簧，所述活塞与筒体之间形成一密闭的第一油腔，在筒体上开有连通所述第一油腔的进油孔和排油孔；通过伸缩装置使重力聚能装置在火车减速或制动时伸出车轮踏面外，再通过液压回路、发电装置和蓄电池组将火车的部分机械能转换成电能储存起来，从而实现节能的目的。

Description

火车重力发电装置
技术领域
本发明是一种火车重力发电装置，属于发电装置技术领域。
背景技术
列车在高速运行时具有很大的机械能，通过制动装置进行减速或制动时，这部分机械能就会白白浪费掉。目前，我国的铁路运营总里程已达到12万公里，每天都有几千辆列车在铁轨上运行，几千辆列车因减速或制动而损失的能量是巨大的。
因此，有必要研制一种火车重力发电装置，以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种火车重力发电装置，通过重力聚能装置和发电装置将列车的机械能转换电能来解决上述背景技术中提出的问题,本发明可以在火车减速或制动时将火车的部分机械能转换为电能，从而实现节能的目的。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种火车重力发电装置，包括：
重力聚能装置，沿车轮径向在车轮踏面上开有多个通孔，所述重力聚能装置滑动设置在所述通孔内，其包括一端开口的筒体、一端滑动伸入所述筒体内的活塞、两端分别与活塞和筒体底部连接的压簧，所述活塞与筒体之间形成一密闭的第一油腔，在筒体上开有连通所述第一油腔的进油孔和排油孔；
伸缩装置，设置在车轮轮辐上，与重力聚能装置连接，用于使重力聚能装置在所述通孔内滑动；
液压回路，包括进油管、排油管、单向阀、液压油箱、蓄能器和液压马达，所述进油管两端分别与进油孔和液压油箱连通，所述排油管两端分别与与排油孔和蓄能器连通，在进油管和排油管上分别设置有所述单向阀，蓄能器通过油管与所述液压马达连通；
发电装置，与所述液压马达耦合；
蓄电池组，与所述发电装置电连接。
进一步地，所述伸缩装置为液压缸，液压缸的活塞杆与筒体底部连接。
进一步地，还包括设置在车轮上的速度同步阀，同一车轮的多个液压缸通过油管与所述速度同步阀连通。
进一步地，所述液压回路还包括多个套设置在车轴上的密封轴承，所述密封轴承用于使液压油在车轮与车身之间流动，其为深沟球轴承，包括外圈、内圈、钢球、保持架和密封件，在所述外圈内侧和内圈外侧的两端分别开有密封槽，所述密封件的外侧与内侧分别嵌入同一侧的外圈和内圈的密封槽内，外圈、内圈与两个密封件之间形成一密闭的第二油腔，在内圈上的端面上设置有多个连通所述第二油腔的第一液压油通道，在外圈的圆周面上设置有一个连通第二油腔的第二液压油通道。
进一步地，多个所述密封轴承设置在车轮外侧的车轴上。
进一步地，所述液压回路还包括与蓄能器连通的溢流阀。
进一步地，所述活塞位于筒体外的一端呈半球形。
本发明的有益效果：本发明提供一种火车重力发电装置，包括重力聚能装置，沿车轮径向在车轮踏面上开有多个通孔，所述重力聚能装置滑动设置在所述通孔内，其包括一端开口的筒体、一端滑动伸入所述筒体内的活塞、两端分别与活塞和筒体底部连接的压簧，所述活塞与筒体之间形成一密闭的第一油腔，在筒体上开有连通所述第一油腔的进油孔和排油孔；通过伸缩装置使重力聚能装置在火车减速或制动时伸出车轮踏面外，再通过液压回路、发电装置和蓄电池组将火车的部分机械能转换成电能储存起来，从而实现节能的目的。
附图说明
图1为本发明的重力聚能装置安装在车轮上且未工作时的结构示意图；
图2为本发明的重力聚能装置安装在车轮上且处于工作状态时的结构示意图；
图3为本发明的重力聚能装置的结构示意图；
图4为本发明的密封轴承的结构示意图；
图5为图4的左视结构示意图；
图6为本发明的密封轴承安装在车轴上的结构示意图；
图7为本发明的液压回路的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1至图7，其中液压回路中的油管、单向阀在图1、图2和图6中省略未画出。
本发明提供一种技术方案：一种火车重力发电装置，包括：重力聚能装置3，沿车轮1径向在车轮踏面11上开有多个通孔110，根据车轮1的直径不同设置不同数量的通孔110，本实施例优选6个，所述重力聚能装置3滑动设置在所述通孔110内，其包括一端开口的筒体31、一端滑动伸入所述筒体31内的活塞32、两端分别与活塞32和筒体31底部连接的压簧33，所述活塞32位于筒体31外的一端呈半球形，压簧33用于使活塞32回到初始位置，所述活塞32与筒体31之间形成一密闭的第一油腔30，在筒体31上开有连通所述第一油腔30的进油孔311和排油孔312；当活塞32的半球形的一端伸出于车轮踏面11外时，车轮1与轨道转动接触的过程中，将第一油腔30内的液压油压出，从而获得具有一定液压能的液压油，同时火车的运行速度也降低；当球形塞32半球形的一端未伸出于车轮踏面11外时，重力聚能装置3不会给火车的运行造成阻碍；
伸缩装置，设置在车轮1轮辐上，与重力聚能装置3连接，用于使重力聚能装置3在所述通孔110内滑动，目的是使重力聚能装置3在火车需要减速或制动的时候才伸出于车轮踏面11外，从而对火车的运行造成阻碍，以便将实现将火车的部分机械能转换为电能回收起来，达到节能的目的；
液压回路，包括进油管6、排油管7、单向阀8、液压油箱12、蓄能器10和液压马达11，所述进油管6两端分别与进油孔311和液压油箱12连通，所述排油管7两端分别与与排油孔312和蓄能器10连通，在进油管6和排油管7上分别设置有所述单向阀8，蓄能器10通过油管与所述液压马达11连通，重力聚能装置3排出的具有一定压力的液压油通过排油管7、蓄能器10到达液压马达11内，液压马达11在流动的液压油的作用下带动与之耦合的发电装置13转动，从而实现将火车减速或停车时的机械能部分转换为电能，并通过蓄电池组储存起来。
作为上述方案的进一步改进，所述伸缩装置为液压缸4，液压缸4的活塞杆与筒体31底部连接，这样设置结构简单，便于火车司机通过控制面板控制液压缸4的活塞杆的伸出或缩回。
作为上述方案的进一步改进，还包括设置在车轮1上的速度同步阀5，同一车轮1的多个液压缸4通过油管与所述速度同步阀5连通，设置速度同步阀5的目的在于保证多个液压缸4的活塞杆的伸出量一致，从而活塞32的半球形的一端伸出于车轮踏面11的高度一致。
作为上述方案的进一步改进，如图4至图6所示，所述液压回路还包括多个套设置在车轴2上的密封轴承9，所述密封轴承9用于使液压油在车轮1与车身之间流动，其为深沟球轴承，包括外圈91、内圈92、钢球、保持架和密封件93，在所述外圈91内侧和内圈92外侧的两端分别开有密封槽，所述密封件93的外侧与内侧分别嵌入同一侧的外圈91和内圈92的密封槽内，外圈91、内圈92与两个密封件93之间形成一密闭的第二油腔90，在内圈92上的端面上设置有多个连通所述第二油腔90的第一液压油通道921，在外圈91的圆周面上设置有一个连通第二油腔90的第二液压油通道911。为了使密封件93在承受一定压力的情况下不发生泄漏，可以在密封件3内部增加支撑骨架。由于本发明具有两套液压系统，一套用于发电，一套用于驱动液压缸4，因此在一个车轮1需要对应设置4个密封轴承9。使用时，将车轮1上的油管与多个第一液压通道921连通，再通过设置在火车车身上的油管与第二液压通道911连通，这样就可以方便地与固定在火车车身上的其他液压元件组成液压回路。优选将密封轴承9套在车轴2上位于车轮1外侧的一端，便于安装维护和检修。
作为上述方案的进一步改进，所述液压回路还包括与蓄能器10连通的溢流阀14，溢流阀14具有稳压溢流的功能，这样设置可以保护液压回路的安全。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种火车重力发电装置，其特征在于：包括：
重力聚能装置（3），沿车轮（1）径向在车轮踏面（11）上开有多个通孔（110），所述重力聚能装置（3）滑动设置在所述通孔（110）内，其包括一端开口的筒体（31）、一端滑动伸入所述筒体（31）内的活塞（32）、两端分别与活塞（32）和筒体（31）底部连接的压簧（33），所述活塞（32）与筒体（31）之间形成一密闭的第一油腔（30），在筒体（31）上开有连通所述第一油腔（30）的进油孔（311）和排油孔（312）；
伸缩装置，设置在车轮（1）轮辐上，与重力聚能装置（3）连接，用于使重力聚能装置（3）在所述通孔（110）内滑动；
液压回路，包括进油管（6）、排油管（7）、单向阀（8）、液压油箱（12）、蓄能器（10）和液压马达（11），所述进油管（6）两端分别与进油孔（311）和液压油箱（12）连通，所述排油管（7）两端分别与与排油孔（312）和蓄能器（10）连通，在进油管（6）和排油管（7）上分别设置有所述单向阀（8），蓄能器（10）通过油管与所述液压马达（11）连通；
发电装置（13），与所述液压马达（11）耦合；
蓄电池组，与所述发电装置电连接。
2.根据权利要求1所述的火车重力发电装置，其特征在于：所述伸缩装置为液压缸（4），液压缸（4）的活塞杆与筒体（31）底部连接。
3.根据权利要求2所述的火车重力发电装置，其特征在于：还包括设置在车轮（1）上的速度同步阀（5），同一车轮（1）的多个液压缸（4）通过油管与所述速度同步阀（5）连通。
4.根据权利要求3所述的火车重力发电装置，其特征在于：所述液压回路还包括多个套设置在车轴（2）上的密封轴承（9），所述密封轴承（9）用于使液压油在车轮（1）与车身之间流动，其为深沟球轴承，包括外圈（91）、内圈（92）、钢球、保持架和密封件（93），在所述外圈（91）内侧和内圈（92）外侧的两端分别开有密封槽，所述密封件（93）的外侧与内侧分别嵌入同一侧的外圈（91）和内圈（92）的密封槽内，外圈（91）、内圈（92）与两个密封件（93）之间形成一密闭的第二油腔（90），在内圈（92）上的端面上设置有多个连通所述第二油腔（90）的第一液压油通道（921），在外圈（91）的圆周面上设置有一个连通第二油腔（90）的第二液压油通道（911）。
5.根据权利要求4所述的火车重力发电装置，其特征在于：多个所述密封轴承（9）设置在车轮（1）外侧的车轴（2）上。
6.根据权利要求5所述的火车重力发电装置，其特征在于：所述液压回路还包括与蓄能器（10）连通的溢流阀（14）。
7.根据权利要求1-6任一项所述的火车重力发电装置，其特征在于：所述活塞（32）位于筒体（31）外的一端呈半球形。
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