一種壓力能發(fā)電的粘滯阻尼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及消能減振及抗風(fēng)抗震領(lǐng)域，尤其是涉及一種壓力能發(fā)電的粘滯阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外對臺風(fēng)、地震等自然災(zāi)害所攜帶巨大能量的吸收，主要采用粘滯阻尼器吸收。在建筑結(jié)構(gòu)的擺動過程中，將動能通過活塞桿傳遞給粘滯阻尼介質(zhì)硅油，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，以熱的形式表現(xiàn)出來，缸體發(fā)熱，與環(huán)境進(jìn)行熱交換，熱量散失，缸體溫度降低，其間大量的能量存在回收利用的可能性。
[0003]中國專利CN103541460A公開了一種新型調(diào)諧顆粒質(zhì)量阻尼器，屬于結(jié)構(gòu)工程抗震與減震技術(shù)領(lǐng)域。包括阻尼器固定板、質(zhì)塊滑動腔體、質(zhì)塊、連接彈簧、粘滯阻尼器、連接桿、阻尼器腔體、阻尼器隔艙板、多級配阻尼顆粒群。阻尼器固定板上設(shè)四個(gè)滑動腔，內(nèi)部設(shè)置四個(gè)質(zhì)量塊在內(nèi)部軌道中作低阻尼運(yùn)動，滑動質(zhì)塊通過粘滯阻尼器與彈簧和阻尼固定板相連，通過連接桿與阻尼器腔體相連。阻尼器腔體內(nèi)設(shè)置分艙板，每個(gè)阻尼器隔艙板上均勻單層放置有多級配阻尼器顆粒群。在風(fēng)或/和地震作用下，阻尼器腔體在平面內(nèi)的運(yùn)動與基本結(jié)構(gòu)的運(yùn)動相反，產(chǎn)生與結(jié)構(gòu)相反的控制力，內(nèi)部阻尼顆粒激烈碰撞，引起系統(tǒng)機(jī)械能的快速耗散，雖然該種阻尼器能夠增強(qiáng)系統(tǒng)減振的效果，但是無法實(shí)現(xiàn)動能的轉(zhuǎn)化回收，從而造成能量的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種將建筑傳遞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并進(jìn)行電能存儲的壓力能發(fā)電的粘滯阻尼器。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種壓力能發(fā)電的粘滯阻尼器，包括球鉸座、活塞桿、活塞、阻尼缸體，所述的活塞桿的兩端分別連接鉸座及活塞，活塞桿控制活塞在阻尼缸體運(yùn)動，所述的阻尼缸體內(nèi)填充粘滯阻尼介質(zhì)，還包括壓電陶瓷發(fā)電模塊及摩擦發(fā)電模塊，所述的壓電陶瓷發(fā)電模塊設(shè)置在阻尼缸體的內(nèi)側(cè)端及活塞的兩側(cè)，所述的摩擦發(fā)電模塊分別連接活塞上以及與活塞對應(yīng)的內(nèi)側(cè)面上的兩塊壓電陶瓷發(fā)電模塊。
[0007]所述的摩擦發(fā)電模塊還帶有線纜，該線纜與設(shè)置在阻尼缸體內(nèi)側(cè)端的壓電陶瓷發(fā)電模塊連接，另一端與變流器連接。
[0008]所述的壓電陶瓷發(fā)電模塊由壓電陶瓷和銅片組成，壓電陶瓷和銅片作為發(fā)電材料的正負(fù)兩極，在受壓過程中，利用該材料在機(jī)械應(yīng)力作用下，引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對位移而發(fā)生極化，導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號相反的束縛電荷形成正負(fù)兩極，用導(dǎo)線接入即可將電流通過正負(fù)兩極引出。其中壓電陶瓷采用常用的為二元系壓電陶瓷PbZrxTi{1_x}O3 (簡稱為PZT陶瓷)。其為PbZrOjP PbT1j^固溶體，具有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，鋯與鈦含量比值為53/47左右(即共晶相界附近)，此時(shí)其具有最強(qiáng)的壓電性能。
[0009]所述的摩擦發(fā)電模塊為壓式/滑動式摩擦發(fā)電機(jī)的原理，在粘滯阻尼器內(nèi)部可折疊或拉伸，基于接觸/滑動摩擦起電，采用兩個(gè)摩擦電性相反的材料作為摩擦面，通過按壓或滑動的方式，使得兩個(gè)材料的表面分別帶有極性相反的電荷。摩擦電荷導(dǎo)致電勢差，驅(qū)動電子在外電路中往復(fù)流動，直接對電子器件供電或給儲能元件充電。
[0010]還包括二極管，其位于壓電陶瓷發(fā)電模塊與摩擦發(fā)電模塊之間，在壓電陶瓷發(fā)電模塊與摩擦發(fā)電模塊的導(dǎo)線中接入二極管，可是兩個(gè)模塊所產(chǎn)生的直流電不倒流，直接單向流入蓄電池。采用二極管解決產(chǎn)生的不穩(wěn)定電流的摩擦發(fā)電材料模塊和壓電材料模塊串聯(lián)后的干擾問題；通過變流器對不穩(wěn)定電流的處理變?yōu)榉€(wěn)壓穩(wěn)流，給蓄電池充電儲存，并為耗電終端供電。
[0011]所述的粘滯阻尼介質(zhì)為硅油。
[0012]所述的球鉸座包括左球鉸座及右球鉸座，左球鉸座與活塞桿連接，右球鉸座與阻尼缸體連接，活塞采用螺紋或者焊接連接于活塞桿的中部位置，帶活塞的活塞桿與阻尼缸體相對運(yùn)動。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將建筑傳遞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并進(jìn)行電能存儲，供照明、應(yīng)急、警示應(yīng)用，提升阻尼系統(tǒng)承載能力，提高建筑結(jié)構(gòu)的消能減振效果。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中，1-粘滯阻尼器、11-左球鉸座、12-活塞桿、13-活塞、14-阻尼缸體、15-右球鉸座、2-變流器、3-蓄能電池組、4-耗能終端、5-壓電陶瓷發(fā)電模塊、6-摩擦發(fā)電模塊、7-線纜；8-粘滯阻尼介質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]實(shí)施例
[0019]一種壓力能發(fā)電的粘滯阻尼器1，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括左球鉸座11、活塞桿12、活塞13、阻尼缸體14、右球鉸座15，其中，左球鉸座11及右球鉸座15分設(shè)在兩邊，左球鉸座11與活塞桿12連接，右球鉸座15與阻尼缸體14連接，活塞13采用螺紋或者焊接連接于活塞桿12的中部位置，帶活塞13的活塞桿12與阻尼缸體14相對運(yùn)動。阻尼缸體14內(nèi)填充粘滯阻尼介質(zhì)8，本實(shí)施例中，填充的是硅油。除此之外，還包括壓電陶瓷發(fā)電模塊5及摩擦發(fā)電模塊6，壓電陶瓷發(fā)電模塊5設(shè)置在阻尼缸體14的內(nèi)側(cè)端及活塞13的兩側(cè)，摩擦發(fā)電模塊6分別連接活塞13上以及與活塞13對應(yīng)的內(nèi)側(cè)面上的兩塊壓電陶瓷發(fā)電模塊5。
[0020]壓電陶瓷發(fā)電模塊由壓電陶瓷和銅片組成，壓電陶瓷和銅片作為發(fā)電材料的正負(fù)兩極，在受壓過程中，電流通過正負(fù)兩極引出。其中壓電陶瓷采用常用的二元系壓電陶瓷，它是兩種化學(xué)通式ABO3型結(jié)構(gòu)的化學(xué)物所形成的固溶體，在ABO 3型化合物中，A表示二價(jià)的正離子Pb2+、Ba2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+等或一價(jià)正離子K +、Na+等，B表示四價(jià)的正離子Zr 4+、Ti4+或五價(jià)的Nb5+等。通過調(diào)節(jié)兩種ABO 3型結(jié)構(gòu)的克分子比，以及用取代元素和添加物改性的方法，進(jìn)而獲得各種不同用途的二元系壓電材料。
[0021]在本實(shí)施例中，A為Pb元素，B為Zr元素和Ti元素，此二元系壓電陶瓷為PbZrO3