CN208455516U - 基于气液耦合的压力发电减速带装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型采提供一种基于气液耦合的压力发电减速带装置，包括减速带，还包括设置在减速带下部的气压传动装置，以及设置在减速带一端或两端的液压传动装置、自动控制排气装置和电力装置，所述气压传动装置包括设置在减速带下方的气压缸和与气压缸底部相连通的导气管，所述液压发电装置包括压力罐、发电机和储水罐，所述自动控制排气装置包括设置在压力罐上部的电磁自动排气阀、设置在储水罐上部的液位传感器以及设置在储水罐顶部的自动排气阀，电磁自动排气阀与液位传感器之间设置有单片机，所述电力装置包括与发电机相连接的变压器，以及与变压器相连接的蓄电池，蓄电池与用电设备相连接。

Description

基于气液耦合的压力发电减速带装置

技术领域

本实用新型属于发电装置领域，具体涉及一种基于气液耦合的压力发电减速带装置。

背景技术

在人类开发利用能源的历史长河中，以石油、天然气、煤炭等化石能源为主的时期仅是一个不太长的阶段，化石能源被新能源取代是历史的必然，如何开发新能源，已成为当今社会普遍关注的问题。重力势能是一种绿色能源之一，但由于其局限性，目前的利用程度不高，利用重力势能转化为电能的技术更是不多见。

减速带一般用于车辆减速，它带来的颠簸使乘车者感到不适，但却能产生重力势能。结合中国道路交通车流量大、许多特殊路段常常需要强制减速这一现状，如果在减速带中安装特殊压力发电装置，可较好的利用这些能量。

目前，国内外都对减速带发电进行了研究和设计。其中，英国伦敦于2008年研究出类似成型产品（英国称新型路拱），且在2009年到2010年在伦敦西部伊令市 (Ealing)实施了新型路拱计划，投入15万英镑，供给路灯、红绿灯和路牌的照明。英国《卫报》称，新型路拱按大小不同造价从2万到5.5万英镑不等。据报道，在稳定的车流下，发电路拱可以发电10到36千瓦每小时。这些路拱每小时可产生价值1到3.6英磅的电量，一天可工作16小时，一年可产生价值5840到21024英磅的电量。我国对这方面的研究有相关专利出现，但大都结构复杂，电能转换效率低。

专利号为2011100388545，公布号为CN102200105A的发明专利申请公开了一种“路拱发电装置”。该装置利用机械连杆装置让装置内的弹簧产生弹性势能，利用弹性势能转化为电能来发电，该装置考虑了发电机的防倒转问题，但该装置传动结构复杂。

专利号为2014202128382，公告号为CN203962311U的实用新型专利公开了“一种新型减速带发电装置”。该装置利用齿轮、齿条和离合器传动带动发电机转动发电，虽然设计了双程发电，但发电行程较短，发电量不容乐观。

据调查，以往对减速带发电的研究，存在一定的缺点：（1）利用弹簧或弹簧垫片使减速带起伏，在车流量较大的路面上，很容易在短时间内使弹簧或弹簧垫片失去弹力，提高了弹簧造价和维修费用；（2）发电机双向转动，缩短了发电机的使用寿命；（3）缺少一定防水的措施。基于以上不足，有必要设计一种新型压力发电减速带装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，在原有减速带发电理念和结构上经过改造设计一种基于汽液耦合的压力发电减速带装置，利用道路上的车流量和车自重通过重力势能产生电能。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于气液耦合的压力发电减速带装置，包括减速带，还包括设置在减速带下部的气压传动装置，以及设置在减速带一端或两端的液压传动装置、自动控制排气装置和电力装置，所述气压传动装置包括设置在减速带下方的气压缸和与气压缸底部相连通的导气管，所述液压发电装置包括压力罐、发电机和储水罐，导气管与压力罐上部相连通，压力罐和储水罐下部通过进水管与发电机相连通，发电机设置在压力罐和储水罐之间，压力罐与发电机之间设置有逆止阀，压力罐和储水罐上部通过回水管相连，回水管靠近压力罐一侧设置有逆止阀，进水管和回水管在靠近储水罐一侧均设置有控制阀门，所述自动控制排气装置包括设置在压力罐上部的电磁自动排气阀、设置在储水罐上部的液位传感器以及设置在储水罐顶部的自动排气阀，电磁自动排气阀与液位传感器之间设置有单片机，电磁自动排气阀与单片机以及单片机与液位传感器之间均通过导线相连接，压力罐上部设置有压力表，所述电力装置包括与发电机相连接的变压器，以及与变压器相连接的蓄电池，蓄电池与用电设备相连接。

气压传动装置的地面以下部分与地面以上部分通过盖板隔开。

所述气压缸包括活塞杆、活塞和活塞缸，活塞缸设置在地面以下，活塞杆穿过盖板设置在地面以上和地面以下部分，活塞缸套设在活塞杆外部，活塞固定在活塞杆底部，活塞杆在盖板以上的地上部分套设有弹簧。

在减速带下部与车辆行驶一致的方向上每两个气压缸设置为一组，每组气压缸下部的活塞缸通过支撑杆相连接，一条减速带上设置有至少两组气压缸。

所述减速带为橡胶减速带，橡胶减速带通过螺钉固定在地面上。

所述回水管的水平位置高于发电机顶部的水平位置，低于压力罐上部导气管的水平位置。

液位传感器为光电式液位传感器。

所述发电机为涡轮发电机。

发电机与变压器、变压器与蓄电池以及蓄电池与用电设备之间均通过电缆相连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型利用能量之间具有相互转换的特性，基于气液耦合的压力发电装置，使车辆的重力势能转换为电能，基于电工学、水力学原理实现了水压传动及水位控制；取单向阀门控制，保证了水的单向流动，不会产生发电机倒转和气压不够的问题；基于自动控制原理，实现了对电磁自动排气阀的自动启闭。本发明结构原理科学，设计巧妙，发电减速带正是基于现状结合中国道路交通车流量大、常常需要强制减速的实际情况，将减速带进行合理改造，在保证交通安全的前提下，将车辆通过道路时的重力势能转化成电能，供红绿灯等路段用电设施的工作，本产品原理成熟，制造成本低廉，有广泛的应用前景。并且，发电减速带的设计开拓了利用新能源的视野，体现了环保、创新的时代理念，符合节能减排的设计要求。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构示意图。

图2为气压传动装置结构示意图。

图3为图2的左侧剖面图。

图4为图2的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供一种基于气液耦合的压力发电减速带装置，包括减速带1，还包括设置在减速带1下部的气压传动装置，以及设置在减速带一端或两端的液压传动装置、自动控制排气装置和电力装置，气压传动装置包括设置在减速带1下方的气压缸和与气压缸底部相连通的导气管6；液压发电装置包括压力罐12、涡轮发电机23和储水罐20，导气管6与压力罐12上部相连通，压力罐12和储水罐20下部通过进水管24与涡轮发电机23相连通，涡轮发电机23设置在压力罐12和储水罐20之间，压力罐12与涡轮发电机23之间设置有逆止阀21，压力罐12和储水罐20上部通过回水管22相连，回水管22靠近压力罐12一侧设置有逆止阀21，进水管24上安装逆止阀21可以防止水流倒流使发电机倒转，回水管22上安装逆止阀21可以防止压力罐12中的水体通过回水管22进入储水罐20，进水管24和回水管22在靠近储水罐20一侧均设置有控制阀门11；自动控制排气装置包括设置在压力罐12上部的电磁自动排气阀14、设置在储水罐20上部的光电式液位传感器17以及设置在储水罐20顶部自动排气阀19，电磁自动排气阀14与光电式液位传感器17之间设置有单片机15，电磁自动排气阀14与单片机15以及单片机15与液位传感器17之间均通过导线16相连接，压力罐12上部设置有压力表13；电力装置包括与涡轮发电机23通过电缆26相连接的变压器25，以及与变压器25通过电缆26相连接的蓄电池18，蓄电池18与用电设备27通过电缆26相连接。

如图2所示，气压传动装置的地面10以下部分与地面10以上部分通过盖板2隔开，以防止雨水进入。

如图2所示，气压缸包括活塞杆4、活塞7和活塞缸5，活塞缸5设置在地面10以下，活塞杆4穿过盖板2设置在地面10以上和地面10以下部分，活塞缸5套设在活塞杆4外部，活塞7固定在活塞杆4底部，活塞杆4在盖板2以上的地上部分套设有弹簧3，弹簧3能够起到缓冲的作用。

活塞缸5的底部与导气管6相连通，导气管使压力罐12和活塞缸5相连通。

如图3所示，在减速带1下部与车辆行驶一致的方向上每两个气压缸设置为一组，每组气压缸下部的活塞缸5通过支撑杆8相连接，一条减速带1上设置有至少两组气压缸。

减速带1为橡胶减速带，如图3和图4所示，橡胶减速带通过螺钉9固定在地面10上。

回水管22的水平位置高于涡轮发电机23顶部的水平位置，低于压力罐12上部导气管6的水平位置。

本发明的工作过程如下：

使用前整套减速带发电系统密闭完好，压力罐和储水罐中预先注入一定高度的水体，电路连接完好，电磁自动排气阀处于关闭状态。

（1）当车辆路过减速带时，在车辆重力势能的作用下，活塞压缩活塞缸内的空气，通过导气管使压力罐内压强增大；

（2）由于压力罐内的压强增大，储水罐和压力罐存在压强差，则水体在压强差的作用下由压力罐流向储水罐，在水流向储水罐的过程中，水流通过推动涡轮发电机内的涡轮转动，由涡轮带动转子转动，因此转子发生机械转动，做切割磁感线运动，进行发电；

（3）随着储水罐中的水位升高，当水位接触到光电式液位传感器时，光电式液位传感器将光信号转化为电信号传递给单片机，电磁自动排气阀打开排气，使压力罐中的压强减小，储水罐中的水在重力的作用下通过回水管回流到压力罐中，当电磁自动排气阀打开时间超过单机片预先设定的时间后自动关闭。如此循环往复，实现发电机发电；

（4）将发电机输出的电能输入到变压器，变压到额定电压220V 后再输送到用电设施，实现对用电设施的供电，如果在满足减速带周围用电设施的用电量需求的情况下，则将过剩的电能储存至蓄电池中，以解决晚间车流量较少，减速带发电装置发电量不能够满足周围用电设施的用电需求。

以上所述为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型整体构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于气液耦合的压力发电减速带装置，包括减速带，其特征在于：还包括设置在减速带下部的气压传动装置，以及设置在减速带一端或两端的液压传动装置、自动控制排气装置和电力装置，所述气压传动装置包括设置在减速带下方的气压缸和与气压缸底部相连通的导气管，所述液压发电装置包括压力罐、发电机和储水罐，导气管与压力罐上部相连通，压力罐和储水罐下部通过进水管与发电机相连通，发电机设置在压力罐和储水罐之间，压力罐与发电机之间设置有逆止阀，压力罐和储水罐上部通过回水管相连，回水管靠近压力罐一侧设置有逆止阀，进水管和回水管在靠近储水罐一侧均设置有控制阀门，所述自动控制排气装置包括设置在压力罐上部的电磁自动排气阀、设置在储水罐上部的液位传感器以及设置在储水罐顶部的自动排气阀，电磁自动排气阀与液位传感器之间设置有单片机，电磁自动排气阀与单片机以及单片机与液位传感器之间均通过导线相连接，压力罐上部设置有压力表，所述电力装置包括与发电机相连接的变压器，以及与变压器相连接的蓄电池，蓄电池与用电设备相连接。

2.如权利要求1所述的基于气液耦合的压力发电减速带装置，其特征在于：气压传动装置的地面以下部分与地面以上部分通过盖板隔开。

3.如权利要求2所述的基于气液耦合的压力发电减速带装置，其特征在于：所述气压缸包括活塞杆、活塞和活塞缸，活塞缸设置在地面以下，活塞杆穿过盖板设置在地面以上和地面以下部分，活塞缸套设在活塞杆外部，活塞固定在活塞杆底部，活塞杆在盖板以上的地上部分套设有弹簧。

4.如权利要求3所述的基于气液耦合的压力发电减速带装置，其特征在于：在减速带下部与车辆行驶一致的方向上每两个气压缸设置为一组，每组气压缸下部的活塞缸通过支撑杆相连接，一条减速带上设置有至少两组气压缸。

5.如权利要求1所述的基于气液耦合的压力发电减速带装置，其特征在于：所述减速带为橡胶减速带，橡胶减速带通过螺钉固定在地面上。

6.如权利要求1所述的基于气液耦合的压力发电减速带装置，其特征在于：所述回水管的水平位置高于发电机顶部的水平位置，低于压力罐上部导气管的水平位置。

7.如权利要求1所述的基于气液耦合的压力发电减速带装置，其特征在于：液位传感器为光电式液位传感器。

8.如权利要求1所述的基于气液耦合的压力发电减速带装置，其特征在于：所述发电机为涡轮发电机。

9.如权利要求1所述的基于气液耦合的压力发电减速带装置，其特征在于：发电机与变压器、变压器与蓄电池以及蓄电池与用电设备之间均通过电缆相连接。