[实用新型]一种压力发电混凝土封装盒子

说明书

技术领域

本实用新型涉及道路建设技术领域，特别涉及一种压力发电混凝土封装盒子。

背景技术

在道路上行驶车辆，约只有17％的能量用来推进车辆行驶，其余能量通过车辆的振动、噪声、尾气、路面摩擦散失在环境中，其中有相当一部分能量通过车辆轴载传递到路面上。

压电材料的在受到外部载荷作用下，内部会发生极化，释放出电荷，埋设于路面内的压电振动收集能量的装置能够收集路面振动能量，并将其转化为电能存储利用。

目前国内外利用压电材料制作的成熟的压力发电能量收集装置很少，以色列科研人员研发的IPEG能量收集装置在交通量为600辆/小时，长度为1公里的路面内大约能产生400KW的电能，但由于技术保密等原因，对目前研究帮助不大。国内上海硅酸盐研究所的罗豪甦等发表了《一种压电型能量收集单元及其应用》专利(CN102324871)，介绍了一种利用简支梁结构作为压电能量收集装置，但该封装结构复杂，且需要大的形变位移量才能产生足够的电能，并不适合埋设在模量大、形变量小的混凝土路面结构中。而武汉理工大学的陈文等发表了《利用正压电效应产生电荷的压电自发电单元》专利(CN101783617)，利用压电材料混合在骨料内，直接埋设在沥青混凝土内，压电单元散布在骨料内，利用沥青混凝土封装，该方法不能保证压电单元受载面与车辆垂向载荷垂直，而且压电单元的埋设存活率低，压电材料铺设量大、成本过高。

国内外目前公布的压力发电装置尚且不多，具体设计到压力发电封装结构的更少，而且现有的一些封装结构存在的结构复杂，制作难度大，成本高昂，不适合规模化生产，实际工程应用难度大问题，本实用新型采用成本相对低廉的混凝土材料作为传荷及封装部分，能极大降低制作成本和难度，易于规模化生产，后期维护方便，而且混凝土封装材与路面材料一致，提高了路面与封装结构的相容性，对路面结构影响小。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种压力发电混凝土封装盒子，能够有效解决路面压力发电封装结构相容性差，制作难度大等问题，并实现路面压电能量收集装置的低成本化和规模化生产。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种压力发电混凝土封装盒子，用于制作压力发电装置外部混凝土封装，埋设在路面结构中使用，为矩形结构，包括带有凹槽结构的混凝土底座3和盖在混凝土底座3上的混凝土盖板1，其中，混凝土盖板1的下表面贴装有导电电极板一41，混凝土底座3的凹槽的上表面贴装有导电电极板二42，在导电电极板一41和导电电极板二42之间设置有混凝土中板2，混凝土中板2中布置有若干压力发电部件5，压力发电部件5上部与导电电极板一41接触，下部与导电电极板二42接触。

所述导电电极板一41和导电电极板二42均用环氧树脂胶贴装，且所述混凝土盖板1和混凝土底座3的外表面均涂刷环氧树脂，混凝土盖板与混凝土底座之间连接处设置橡胶密封圈9，并通过螺栓7和螺母8连接。

所述螺栓7预埋在混凝土底座3中，混凝土盖板1中预留有螺栓孔及沉头孔，螺栓7与螺母8连接在沉头孔内。

所述混凝土中板2内设置有若干压电安装孔，压力发电部件5安装在压电安装孔中。

本实用新型中，载荷通过混凝土盖板1、两个导电电极板传递至压力发电部件5上；压力发电部件5产生的电能通过导电电极板以及连接在导电电极板上的导线6引出。

优选地，混凝土底座3、混凝土中板2、混凝土盖板1的材料为一种高强度、自流平、无收缩的混凝土材料，其初始流动度大于260mm，其3天抗压强度大于40MPa。

优选地，混凝土盖板1、混凝土中板2、混凝土底座3均通过浇筑制作完成，浇筑混凝土模具采用专用钢制模具，包括盖板模具，中板模具，底座模具，所有模具均采用拼接组装的钢板制作模具；盖板模具分上、中、下三部分组装，混凝土盖板1的凸台结构通过模具底部预留凹槽结构浇筑，混凝土盖板1表面螺栓孔和沉头孔通过浇筑时预埋设可拆卸的聚乙烯套筒一11制作。

中板模具为钢制对称拼接组装模具，通过两块上下对称带凸台的平面板及中部框架结构组装而成，内部压电部件安装孔通过预埋可拆卸的聚乙烯套筒制作；座模具为钢制组装拼接模具，分三部分组装，混凝土底座凹槽结构通过模具底部凸出部分浇筑，预埋螺栓通过螺母8夹紧在模具内侧。

优选地，混凝土中板2的压电安装孔和导线连接孔通过预埋填充可拆卸的聚乙烯套筒二15浇筑而成，其余螺栓孔通过预埋金属套筒制孔，沉头孔通过在金属套筒外套聚乙烯圆柱管而成，沉头孔底部预埋金属垫片以减少螺栓孔安装应力。