一种压力发电混凝土封装盒子制造技术

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和盖在混凝土底座上的混凝土盖板，其中，混凝土盖板的下表面贴装有导电电极板一，混凝土底座的凹槽的上表面贴装有导电电极板二，在导电电极板一和导电电极板二之间设置有混凝土中板，混凝土中板中布置有若干压力发电部件，压力发电部件上部与导电电极板一接触，下部与导电电极板二接触，载荷通过盖板传递至电极板及压力发电部件，再通过压力发电部件下部电极板和底座传递至路基，产生的电能通过导线穿过预留在封装结构侧边的导线孔引出，本实用新型专利技术价格低廉，易浇筑成型，为压力发电装置的规模化工程应用提供可能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及道路建设
，特别涉及一种压力发电混凝土封装盒子。
技术介绍
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I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，本技术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。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本技术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，本技术采用的技术方案是:—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I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I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I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。本技术中，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I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I的凸台结构通过模具底部预留凹槽结构浇筑，混凝土盖板I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。优选地，混凝土盖板1、混凝土底座3之间的连接缝隙通过橡胶密封圈9密封，螺栓沉头孔和导线引出孔用高分子密封胶填充，外部表面涂刷有环氧树脂做防渗保护。优选地，混凝土材料压力发电封装结构是安装在路面或者埋设在路面以下3-5cm左右，产生的电能是通过封装盒子上预留的导线6引出。与现有技术相比，本技术的有益效果是:(I)本技术利用价格低廉的混凝土材料制作压力发电装置封装部件，并提供了制作方法及浇筑模具，能有效降低道路路面发电装置成本，为压力发电装置的规模化生产及实际工程应用提供了条件。(2)本技术利用混凝土作封装材料与混凝土路面的相容性好，对路面结构影响小，使用寿命长，后期维护成本小。(3)本技术实现了路面能量的回收利用，为回收路面可再生能源提供了一种切实可行的方案。产生的能量可以用来为路面照明和信号指示灯供电，减少了路面附属供电设施的投入，尤其适用在隧道及偏远地区供电不便处。【附图说明】图1-1为压力发电混凝土封装结构外部示意图。图1-2为压力发电混凝土封装结构部件组装图。图1-3为压力发电混凝土封装结构沿纵向轴线剖视图。图2-1和图2-2为压力发电混凝土封装结构盖板图。图2-3和图2-4为压力发电混凝土封装结构盖板模具结构图。图3-1为压力发电混凝土封装结构中板示意图。图3-2和图3-3为混凝土材料压力发电封装结构中板模具组装图。图4-1为压力发电混凝土封装结构底座示意图。图4-2和图4-3为压力发电混凝土封装结构底座模具组装图。【具体实施方式】为使本技术目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于，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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌，魏亚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京;11