[发明专利]一种压力能发电的粘滞阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及消能减振及抗风抗震领域，尤其是涉及一种压力能发电的粘滞阻尼器。

背景技术

目前国内外对台风、地震等自然灾害所携带巨大能量的吸收，主要采用粘滞阻尼器吸收。在建筑结构的摆动过程中，将动能通过活塞杆传递给粘滞阻尼介质硅油，转化为内能，以热的形式表现出来，缸体发热，与环境进行热交换，热量散失，缸体温度降低，其间大量的能量存在回收利用的可能性。

中国专利CN103541460A公开了一种新型调谐颗粒质量阻尼器，属于结构工程抗震与减震技术领域。包括阻尼器固定板、质块滑动腔体、质块、连接弹簧、粘滞阻尼器、连接杆、阻尼器腔体、阻尼器隔舱板、多级配阻尼颗粒群。阻尼器固定板上设四个滑动腔，内部设置四个质量块在内部轨道中作低阻尼运动，滑动质块通过粘滞阻尼器与弹簧和阻尼固定板相连，通过连接杆与阻尼器腔体相连。阻尼器腔体内设置分舱板，每个阻尼器隔舱板上均匀单层放置有多级配阻尼器颗粒群。在风或/和地震作用下，阻尼器腔体在平面内的运动与基本结构的运动相反，产生与结构相反的控制力，内部阻尼颗粒激烈碰撞，引起系统机械能的快速耗散，虽然该种阻尼器能够增强系统减振的效果，但是无法实现动能的转化回收，从而造成能量的浪费。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种将建筑传递的机械能转化为电能，并进行电能存储的压力能发电的粘滞阻尼器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种压力能发电的粘滞阻尼器，包括球铰座、活塞杆、活塞、阻尼缸体，所述的活塞杆的两端分别连接铰座及活塞，活塞杆控制活塞在阻尼缸体运动，所述的阻尼缸体内填充粘滞阻尼介质，还包括压电陶瓷发电模块及摩擦发电模块，所述的压电陶瓷发电模块设置在阻尼缸体的内侧端及活塞的两侧，所述的摩擦发电模块分别连接活塞上以及与活塞对应的内侧面上的两块压电陶瓷发电模块。

所述的摩擦发电模块还带有线缆，该线缆与设置在阻尼缸体内侧端的压电陶瓷发电模块连接，另一端与变流器连接。

所述的压电陶瓷发电模块由压电陶瓷和铜片组成，压电陶瓷和铜片作为发电材料的正负两极，在受压过程中，利用该材料在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷形成正负两极，用导线接入即可将电流通过正负两极引出。其中压电陶瓷采用常用的为二元系压电陶瓷PbZr_xTi_{1-x}O₃(简称为PZT陶瓷)。其为PbZrO₃和PbTiO₃的固溶体，具有钙钛矿型结构，锆与钛含量比值为53/47左右(即共晶相界附近)，此时其具有最强的压电性能。

所述的摩擦发电模块为压式/滑动式摩擦发电机的原理，在粘滞阻尼器内部可折叠或拉伸，基于接触/滑动摩擦起电，采用两个摩擦电性相反的材料作为摩擦面，通过按压或滑动的方式，使得两个材料的表面分别带有极性相反的电荷。摩擦电荷导致电势差，驱动电子在外电路中往复流动，直接对电子器件供电或给储能元件充电。

还包括二极管，其位于压电陶瓷发电模块与摩擦发电模块之间，在压电陶瓷发电模块与摩擦发电模块的导线中接入二极管，可是两个模块所产生的直流电不倒流，直接单向流入蓄电池。采用二极管解决产生的不稳定电流的摩擦发电材料模块和压电材料模块串联后的干扰问题；通过变流器对不稳定电流的处理变为稳压稳流，给蓄电池充电储存，并为耗电终端供电。

所述的粘滞阻尼介质为硅油。

所述的球铰座包括左球铰座及右球铰座，左球铰座与活塞杆连接，右球铰座与阻尼缸体连接，活塞采用螺纹或者焊接连接于活塞杆的中部位置，带活塞的活塞杆与阻尼缸体相对运动。

与现有技术相比，本发明将建筑传递的机械能转化为电能，并进行电能存储，供照明、应急、警示应用，提升阻尼系统承载能力，提高建筑结构的消能减振效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明应用时的结构示意图。

图中，1-粘滞阻尼器、11-左球铰座、12-活塞杆、13-活塞、14-阻尼缸体、15-右球铰座、2-变流器、3-蓄能电池组、4-耗能终端、5-压电陶瓷发电模块、6-摩擦发电模块、7-线缆；8-粘滞阻尼介质。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例