CN109930503A

CN109930503A - 一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带

Info

Publication number: CN109930503A
Application number: CN201910347665.2A
Authority: CN
Inventors: 刘龙; 崔国峰; 魏佳雪; 李崇
Original assignee: Qingdao University of Technology
Current assignee: Qingdao University of Technology
Priority date: 2019-04-28
Filing date: 2019-04-28
Publication date: 2019-06-25

Abstract

本发明公开了一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带包括地上装置和发电装置；所述发电装置包括换能器、气体管道、蓄能器、单向阀、压力传感器、电磁阀、流量阀、透平、发电机；所述发电装置中各元件由气体管道依次连接；车辆碾压地上部分使得换能器压缩空气，空气经单向阀进入蓄能器，车辆经过多次碾压后，当压力传感器探测蓄能器内空气压力到达相应压力值时控制电磁阀，使电磁阀打开，空气进入透平，使透平内的旋转元件快速转动，带动发电机进行发电。本发明以空气为介质，收集车辆碾压减速带时所做的功进行发电，实现能量的回收，结构简单，具有广阔的应用前景。

Description

一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带

技术领域

本发明涉及一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带，用于新型减速带利用能力蓄集发电的领域。

背景技术

随着我国交通运输业飞速发展，给城市交通造成很大负担，同时因为车速的问题导致交通事故不断发生，减速带的使用对减少因超速引起的交通事故起到相当大的作用。近年来，随着交通安全的重视程度提高，道路减速带得到普及。随着减速带的广泛应用，车辆通过减速带时通过撞击减速带以降低速度，消耗了车的机械能。但由于减速带材料的限制使得不同车速的都获得颠簸的乘车体验，违背了减速带设计初衷，即减慢车速快的车辆。一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带通过空气为介质进行能量的蓄集发电。该装置可有效实现能量的收集再利用，利用碾压发电供给市政照明等方面使用，同时通过非牛顿流体给予不同车速的车辆的乘客有不同的乘车体验，装置结构简单，具有很强的可行性，可广泛应用于新型减速带领域。

发明内容

本发明公开了一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带包括地上装置和发电装置；所述发电装置包括换能器、气体管道、蓄能器、单向阀、压力传感器、电磁阀、流量阀、透平、发电机；所述发电装置中各元件由气体管道依次连接；通过车辆碾压地上部分使得换能器压缩空气，空气经单向阀进入蓄能器，车辆经过多次碾压后，当压力传感器探测蓄能器内空气压力到达相应压力值时控制电磁阀，使电磁阀打开，空气进入透平，使透平内的旋转元件快速转动，带动发电机进行发电。本发明以空气为介质，收集车辆碾压减速带时所做的功进行发电，实现能量的回收，结构简单，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带的示意图。其中，1、非牛顿流体腔；2、气囊；3、橡胶保护层；4.1、换能器；4.2、换能器；5、蓄能器；6、压力传感器；7、电磁阀；8、流量控制阀；9、透平；10、发电机；11.1、单向阀；11.2、单向阀；11.3、单向阀；11.4、单向阀；12.1、气体管道；12.2、气体管道；12.3、气体管道；13、地面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明所述的一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带进一步说明。

如附图所示，一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带，其包括：非牛顿流体腔1、气囊2、橡胶保护层3、换能器4、蓄能器5、压力传感器6、电磁阀7、流量控制阀8、透平9、发电机10、单向阀11、气体管道12、地面13。

一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带中，所述地上部分包括非牛顿流体腔1、气囊2、橡胶保护层3；橡胶保护层3下连接换能器4的顶杆；当通过车辆碾压时，橡胶保护层3发生形变使得换能器4的顶杆进行伸缩；通过气囊2缓冲作用减缓车辆撞击对非牛顿流体腔1的伤害，非牛顿流体腔1中装入非牛顿流体，利用非牛顿流体特性，对车速越快的车辆非牛顿流体呈现出越趋近于固体的性质，给车速快的车辆乘客带来比车速慢的车辆乘客更强烈的颠簸感受，达到减速的目的。

通过车辆碾压后使得换能器4的顶杆向下，使换能器4的活塞压缩空气，空气通过气体管道12.1进入蓄能器5；所述单向阀11.1和单向阀11.2能够保证换能器4压缩时空气正确流向，不会通过气体管道流出至外界；所述单向阀11.3保证换能器4中排出的空气流向蓄能器5；通过压力传感器6探测蓄能器5内空气的压力值，空气临界压力由透平9和发电机10的具体功率进行确定；若压力传感器6探测到蓄能器5内空气的压力超过空气临界压力时发送电信号使得电磁阀7打开，蓄能器5中的空气通过气体管道12.2进入透平；为防止空气流量过大在气体管道12.2中间设置流量阀8进行对空气流量进行控制，空气进入透平9后带动旋转元件转动，从而带动发电机10转动，进行发电。

所述透平9主要有喷管和旋转元件组成，从蓄能器5进来的空气通过喷管获得巨大的动能，从而驱动旋转元件转动，进一步带动发电机10的转动，进行发电；同时空气通过喷管后动能增大，压力减小，使得蓄能器5内空气的压力大，透平9内的空气压力小，由于压强差大小关系，保证了空气从蓄能器5向透平9的流通。

所述透平9通过气体管道12与单向阀11.4和外界相连，所述透平利用空气带动旋转元件转动后通过单向阀11.4将气体排出至外界空气；所述单向阀11.4保证透平9流出的气体排到外界空气中。

Claims

1.一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带，其特征在于，包括地上装置和发电装置；所述发电装置包括换能器、气体管道、蓄能器、单向阀、压力传感器、电磁阀、流量阀、透平、发电机；所述发电装置中各元件由气体管道依次连接；车辆碾压后使得换能器的顶杆向下运动，换能器中的活塞压缩空气，使空气通过气体管道进入蓄能器，车辆经过多次碾压后，当压力传感器探测蓄能器内空气压力到达相应压力值时控制电磁阀，使电磁阀打开；所述压力值由透平和发电机的具体功率进行确定，蓄能器中的空气通过气体管道经过流量阀控制流量后进入透平，使透平内的旋转元件快速转动，带动发电机进行发电；所述单向阀保证空气在气体管道中的正确的气体流向。

2.根据权利要求1所述的一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带，其特征在于，所述地上装置包括橡胶保护层、气囊、非牛顿流体腔；橡胶保护层包裹于气囊外侧，气囊包裹于非牛顿流体腔外侧；所述非牛顿流体的具体成分根据路段时速通过实验确定。

3.根据权利要求1所述的一种基于能量蓄集的非牛顿流体减速带，其特征在于，所述换能器通过气体管路依次连接单向阀、蓄能器；通过车辆碾压所获得的动能而压缩气体，使空气通过气体管道进入蓄能器；当车辆离开后弹簧弹力作用使得换能器复位，由于压力差的作用，外界空气通过气体管道进入换能器中；同时设置单向阀控制气体管道中的空气流向，防止换能器压缩空气时，空气通过气体管道流入外界。

4.根据权利要求1所述的一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带，其特征在于，所述发电装置中压力传感器、电磁阀、流量阀、透平、发电机各元件由气体管路依次相连；所述透平主要有喷管和旋转元件组成，从蓄能器释放出的空气通过喷管，依靠反作用力获得巨大的动能，从而驱动旋转元件转动，进一步带动发电机的转动，进行发电。

5.根据权利要求1所述的一种基于能量蓄集发电的非牛顿流体减速带，其特征在于，所述单向阀通过气体管道连接相应元件；所述单向阀能够保证换能器压缩时空体不会流出外界；所述单向阀保证换能器中排出的空气流向蓄能器；所述单向阀保证透平流出的气体排到外界空气中。