高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，包括底座和設(shè)置于底座上的驅(qū)動(dòng)裝置、液壓馬達(dá)、液壓泵、至少兩個(gè)蓄能器、控制閥和承重板，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)、液壓缸和液壓泵，所述液壓馬達(dá)與液壓泵通過管路連接，所述蓄能器與液壓馬達(dá)通過管路連接，所述蓄能器與支撐機(jī)構(gòu)連接，所述活塞設(shè)置于承重板的正下方且活塞通過彈性結(jié)構(gòu)與承重板連接，所述液壓缸設(shè)置于活塞的正下方，所述活塞的頂部水平設(shè)置承重板。本實(shí)用新型的有益效果是：將經(jīng)過高速公路計(jì)費(fèi)站的車輛的重力勢(shì)能以電能的形式儲(chǔ)藏于蓄能器中，這部分能量可轉(zhuǎn)化為電能，解決收費(fèi)站的用電問題；有效地避免了能源的浪費(fèi)。
【專利說明】
高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及汽車發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液 壓回收發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，根據(jù)中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部的歷年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截止2012年，全國(guó)的高速 公路總里程為96，200公里，收費(fèi)站的總數(shù)在5，800座左右。每天通過收費(fèi)站的車流量是很可 觀的，并且當(dāng)車輛經(jīng)過收費(fèi)站通過鋼板時(shí)，車輛需要經(jīng)歷減速和加速兩個(gè)階段。車輛本身重 力及加速減速時(shí)的摩擦力做功，運(yùn)樣就可W通過液壓傳動(dòng)轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)能器儲(chǔ)存的能量，運(yùn)部 分能量可根據(jù)需要轉(zhuǎn)化為電能解決收費(fèi)站的用電問題，多余的能量暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)用于其他 地方的供電。因此，該項(xiàng)目既符合生態(tài)保護(hù)的要求，并且節(jié)約了大量能源，同時(shí)也能解決收 費(fèi)站本身的用電問題，蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)目前沒有類似立項(xiàng)研究。
[0003] 中國(guó)專利CN103161693A公開了一種重力勢(shì)能發(fā)電裝置，該裝置利用交叉路口行駛 車輛的自身重力，使鋪在地面上的水袋中的水按一定方向流動(dòng)，來(lái)沖擊道路中間的發(fā)電機(jī) 葉輪使其轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)電。運(yùn)種重力勢(shì)能發(fā)電的裝置，在水流沖擊葉輪時(shí)葉輪所能達(dá)到的速度 受路口車流方向的變化速度的限制，而且當(dāng)路口車流量變化時(shí)，水流沖擊葉輪的速度和強(qiáng) 度都會(huì)變化，易導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出電壓不穩(wěn)定。
[0004] 中國(guó)專利CN103032281A公開了高原高山與低地平原之間的軌道載重滑車自體發(fā) 電方法及裝置，該裝置利用高原高山上的重物，通過載重滑車產(chǎn)生的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械 能，帶動(dòng)裝于滑車上或運(yùn)動(dòng)軌道上的發(fā)電機(jī)組發(fā)電。運(yùn)種重力勢(shì)能發(fā)電的裝置，適用場(chǎng)合為 高原高山與低地平原之間，存在距離遠(yuǎn)、造價(jià)高、安全性低的缺點(diǎn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高速公路收費(fèi)站汽車 重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：
[0007] 高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，包括底座和設(shè)置于底座上的驅(qū) 動(dòng)裝置、液壓馬達(dá)、液壓累、至少兩個(gè)蓄能器、控制閥和承重板，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括發(fā)電機(jī)和 液壓缸，所述液壓馬達(dá)與液壓累通過管路連接，所述蓄能器與液壓馬達(dá)通過管路連接，所述 蓄能器與支撐機(jī)構(gòu)連接，所述承重板的正下方設(shè)置活塞且活塞通過彈性結(jié)構(gòu)與承重板連 接，所述液壓缸設(shè)置于活塞的正下方，所述活塞的頂部水平設(shè)置承重板。
[000引優(yōu)選的，所述蓄能器采用皮囊式蓄能器，所述承重板為鋼板，所述液壓累采用軸向 柱塞累。所述皮囊式蓄能器通過儲(chǔ)存在皮囊中的壓縮氮?dú)馕蘸歪尫乓簤河湍芰?。液壓?是整個(gè)重力勢(shì)能回收發(fā)電裝置的執(zhí)行元件，通過采用軸向柱塞累，該軸向柱塞累密封性好、 泄漏量小，且效率高。
[0009]優(yōu)選的，所述發(fā)電機(jī)采用蓄電池為基于納米多孔金導(dǎo)線聚合物的電化學(xué)電容器。 該電化學(xué)電容器利用雙電層和氧化還原加電容電荷儲(chǔ)能電能。
[0010] 優(yōu)選的，所述支撐機(jī)構(gòu)包括若干連通的液壓管，且液壓管之間通過閥口連接，支撐 機(jī)構(gòu)的液壓管排布均勻，且相鄰液壓管之間間距相同。所述支撐機(jī)構(gòu)用于支撐承重板W及 進(jìn)行承重板的定位。
[0011] 優(yōu)選的，所述液壓馬達(dá)采用型號(hào)為36M80的葉片馬達(dá)，排量為83.6ml/r，轉(zhuǎn)矩為9IN.m，壓力為 7Mpa,轉(zhuǎn)速為 ISOOr/ml。
[0012] 優(yōu)選的，所述支撐機(jī)構(gòu)和液壓累內(nèi)部的工作介質(zhì)為礦物石油基液壓液。由于工作 介質(zhì)在液壓回收發(fā)電系統(tǒng)中用于完成能量轉(zhuǎn)換和傳遞，同時(shí)具有散熱、潤(rùn)滑、防誘、減少磨 損摩擦、沉淀和分離不可溶污物的作用，因此，為了應(yīng)對(duì)高速公路環(huán)境露天多變的情況，采 用礦物石油基液壓液作為工作介質(zhì)。
[0013] 優(yōu)選的，所述彈性結(jié)構(gòu)為彈黃。當(dāng)汽車駛?cè)氤兄匕寤蛘唠x開承重板時(shí)，彈黃出現(xiàn)壓 縮或伸張的情況，進(jìn)而與彈黃連接的活塞出現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)液壓缸的油腔進(jìn)行作用。
[0014] 優(yōu)選的，所述液壓馬達(dá)與液壓累的連接管路通過變徑管接頭連接。
[0015] 優(yōu)選的，所述控制閥設(shè)置于支撐機(jī)構(gòu)中的液壓管中，用于實(shí)現(xiàn)液壓介質(zhì)通斷。該控 制閥由工作人員人為控制。
[0016] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述控制閥為換向閥或單向閥。
[0017] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0018] 1.本實(shí)用新型將經(jīng)過高速公路計(jì)費(fèi)站的車輛的重力勢(shì)能W電能的形式儲(chǔ)藏于蓄 能器中，運(yùn)部分能量可根據(jù)需要轉(zhuǎn)化為電能解決收費(fèi)站的用電問題；
[0019] 2.本實(shí)用新型有效的避免了能源的浪費(fèi)，節(jié)約了大量能源，蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)效 益；
[0020] 3.本實(shí)用新型裝置配件選擇科學(xué)，設(shè)計(jì)合理、造價(jià)低、可靠性和安全性高。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本實(shí)用新型提供的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置立體 圖；
[0022] 圖2是本實(shí)用新型提供的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置的右視 圖；
[0023] 圖3是本實(shí)用新型提供的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置的主視 圖；
[0024] 圖4是本實(shí)用新型提供的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置的俯視 圖；
[0025] 其中1.活塞，2.承重板，3.蓄能器，4.發(fā)電機(jī)，5.液壓馬達(dá)，6.支撐機(jī)構(gòu)，7.底座，8. 液壓累，9.液壓缸，10.彈黃。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0027] 如圖1至圖4所示，高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，包括底座7和 設(shè)置于底座7上的驅(qū)動(dòng)裝置、液壓馬達(dá)5、液壓累8、至少兩個(gè)蓄能器3、控制閥和承重板2,所 述驅(qū)動(dòng)裝置包括發(fā)電機(jī)4和液壓缸9,所述液壓馬達(dá)5與液壓累8通過管路連接，所述蓄能器3 與液壓馬達(dá)5通過管路連接，所述蓄能器3與支撐機(jī)構(gòu)6連接，所述承重板2的正下方設(shè)置活 塞1且活塞1通過彈性結(jié)構(gòu)與承重板2連接，所述液壓缸9設(shè)置于活塞1的正下方，所述活塞1 的頂部水平設(shè)置承重板2。
[00%]優(yōu)選的，所述蓄能器3采用皮囊式蓄能器，所述承重板2為鋼板，所述液壓累5采用 軸向柱塞累。所述皮囊式蓄能器通過儲(chǔ)存在皮囊中的壓縮氮?dú)馕蘸歪尫帕黧w能量。液壓 累是整個(gè)重力勢(shì)能回收發(fā)電裝置的執(zhí)行元件，通過采用軸向柱塞累，該軸向柱塞累密封性 好、泄漏量小，且效率高。
[0029] 優(yōu)選的，所述發(fā)電機(jī)4采用蓄電池為基于納米多孔金導(dǎo)線聚合物的電化學(xué)電容器。 該電化學(xué)電容器利用雙電層和氧化還原加電容電荷儲(chǔ)能電能。
[0030] 優(yōu)選的，所述支撐機(jī)構(gòu)6包括若干連通的液壓管，且液壓管之間通過閥口連接，支 撐機(jī)構(gòu)6的液壓管排布均勻，且相鄰液壓管之間間距相同。所述支撐機(jī)構(gòu)6用于支撐承重板2 W及進(jìn)行承重板2的定位。
[0031] 優(yōu)選的，所述液壓馬達(dá)5采用型號(hào)為36M80的葉片馬達(dá)，排量為83.6ml/r，轉(zhuǎn)矩為9IN.m，壓力為 7Mpa,轉(zhuǎn)速為 ISOOr/ml。
[0032] 優(yōu)選的，所述支撐機(jī)構(gòu)6和液壓累5內(nèi)部的工作介質(zhì)為礦物石油基液壓液。由于工 作介質(zhì)在液壓回收發(fā)電系統(tǒng)中用于完成能量轉(zhuǎn)換和傳遞，同時(shí)具有散熱、潤(rùn)滑、防誘、減少 磨損摩擦、沉淀和分離不可溶污物的作用，因此，為了應(yīng)對(duì)高速公路環(huán)境露天多變的情況， 采用礦物石油基液壓液作為工作介質(zhì)。
[0033] 優(yōu)選的，所述彈性結(jié)構(gòu)為彈黃。當(dāng)汽車駛?cè)氤兄匕寤蛘唠x開承重板時(shí)，彈黃出現(xiàn)壓 縮或伸張的情況，進(jìn)而與彈黃連接的活塞出現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)液壓缸的油腔進(jìn)行作用。
[0034] 優(yōu)選的，所述液壓馬達(dá)與液壓累的連接管路通過變徑管接頭連接。
[0035] 優(yōu)選的，所述控制閥設(shè)置于支撐機(jī)構(gòu)6中的液壓管中，用于實(shí)現(xiàn)液壓介質(zhì)通斷。該 控制閥由工作人員人為控制。
[0036] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述控制閥為換向閥或單向閥。
[0037] 本實(shí)用新型工作過程如下：
[0038] 汽車駛?cè)敫咚俟肥召M(fèi)站時(shí)，首先汽車經(jīng)過該裝置，汽車前輪和后輪先后將承重 板壓下，對(duì)承重板下部的活塞產(chǎn)生壓力，使得活塞向下運(yùn)動(dòng)，液壓缸下油腔被壓縮，液壓液 帶動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；汽車前輪和后輪先后離開承重板時(shí)，活塞在彈黃的 作用下向上彈起，液壓缸上油腔被壓縮，液壓液在支撐機(jī)構(gòu)內(nèi)流通直至達(dá)到液壓馬達(dá)，液壓 液帶動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時(shí)，所述液壓累向蓄能器輸入液壓液，蓄能器將 液壓液進(jìn)行存儲(chǔ)，獲取液壓液能量，進(jìn)而穩(wěn)定電壓。
[0039] 液壓液在蓄能器中流動(dòng)時(shí)，蓄能器內(nèi)部產(chǎn)生工作壓力，所述蓄能器的工作壓力可 通過下述公式進(jìn)行計(jì)算：
[0040]
(!)
[0041] 式中，Ea表示蓄能器的工作壓力，Va表示蓄能器的工作壓力為Pa時(shí)的氣體體積，Vb 表示蓄能器的工作壓力Po為時(shí)的氣體體積，Vo表示蓄能器總體積，Po表示蓄能器充氣壓力。
[0042] 根據(jù)氣體波義耳定律：
[0043]
巧')
[0044] 式中，Pi表示最低工作壓力，Vi表示該裝置處于最低工作壓力時(shí)的體積，P表示最高 工作壓力，V2表示該裝置處于最高工作壓力時(shí)的體積。
[0045] 聯(lián)立W上兩式可得
P，
[0046] 為了增強(qiáng)能量?jī)?chǔ)存的效率，所述蓄能器采用高低壓回合皮囊式蓄能器，工作參數(shù) 為初始?xì)鈮簽?MPa，體積為20L，初始?xì)鈮簽镾Mpa。
[0047] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新 型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍W內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，其特征是，包括底座和設(shè)置于底 座上的驅(qū)動(dòng)裝置、液壓馬達(dá)、液壓栗、至少兩個(gè)蓄能器、控制閥和承重板，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括 發(fā)電機(jī)和液壓缸，所述液壓馬達(dá)與液壓栗通過管路連接，所述蓄能器與液壓馬達(dá)通過管路 連接，所述蓄能器與支撐機(jī)構(gòu)連接，所述承重板的正下方設(shè)置活塞且活塞通過彈性結(jié)構(gòu)與 承重板連接，所述液壓缸設(shè)置于活塞的正下方，所述活塞的頂部水平設(shè)置承重板； 所述蓄能器采用皮囊式蓄能器，所述承重板為鋼板，所述液壓栗采用軸向柱塞栗； 所述支撐機(jī)構(gòu)包括若干連通的液壓管，且液壓管之間通過閥門連接，支撐機(jī)構(gòu)的液壓 管排布均勻，且相鄰液壓管之間間距相同。2. 如權(quán)利要求1所述的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，所述發(fā)電機(jī) 采用蓄電池為基于納米多孔金導(dǎo)線聚合物的電化學(xué)電容器。3. 如權(quán)利要求1所述的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，所述液壓馬 達(dá)采用型號(hào)為36M80的葉片馬達(dá)，排量為83.6ml/r，轉(zhuǎn)矩為91N.m，壓力為7Mpa，轉(zhuǎn)速為 1500r/ml〇4. 如權(quán)利要求1所述的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，所述支撐機(jī) 構(gòu)和液壓栗內(nèi)部的工作介質(zhì)為礦物石油基液壓液。5. 如權(quán)利要求1所述的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，所述彈性結(jié) 構(gòu)為彈簧。6. 如權(quán)利要求1所述的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，所述液壓馬 達(dá)與液壓栗的連接管路通過變徑管接頭連接。7. 如權(quán)利要求1所述的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，所述控制閥 設(shè)置于支撐機(jī)構(gòu)中的液壓管中，用于實(shí)現(xiàn)液壓介質(zhì)通斷。8. 如權(quán)利要求7所述的高速公路收費(fèi)站汽車重力勢(shì)能液壓回收發(fā)電裝置，所述控制閥 為換向閥或單向閥。
【文檔編號(hào)】F03G3/00GK205638819SQ201620269557
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】孫巍, 宋妍, 王偉正, 孫海寧, 呂冰潔, 袁漢杰, 朱振, 周佳穎
【申請(qǐng)人】孫巍, 宋妍, 王偉正, 孫海寧, 呂冰潔, 袁漢杰, 朱振, 周佳穎