本发明专利技术公开了一种基于水介质压力脉动的压电陶瓷片俘能装置，包括上盖、外壳、设置在外壳内部的中间内衬、设置在中间内衬外侧的上内衬、设置在中间内衬下册的压电片、设置在压电片下侧的下内衬。外壳下端为一带通孔的圆柱，上盖与外壳通过螺纹连接，下内衬中间为圆形通孔，中间内衬与上内衬在接合面处上部间隙配合，下部留有空腔。中间内衬与下内衬之间留有振动空腔，中间内衬在一侧面开有一孔，孔与中间内衬内部竖直通孔相互贯通。压电陶瓷置于中间内衬与下内衬之间，两根导线可分别通过中间内衬侧面通孔和竖直通孔连接至装置之外。本发明专利技术将有害的压力脉动进行回收变为电能，变废为宝，可用于低电功耗元件的供能与驱动。可用于低电功耗元件的供能与驱动。
【技术实现步骤摘要】
一种基于水介质压力脉动的压电陶瓷片俘能装置
[0001]本专利技术涉及一种基于水介质压力脉动的压电陶瓷片俘能装置，属于压电俘能领域。
技术介绍
[0002]在水液压循环系统中，水介质存在流量脉动，这些流量脉动遇到负载时会生成压力脉动，压力脉动会产生振动和噪声等。另一方面，水液压需要压力传感器等低电功耗元件。如能将水液压循环系统输出的压力脉动俘获，转化为电能储存，以备低电功耗元件使用，则具有重要的现实意义。
[0003]近年来，随着新能源的发展和节能要求的提高，流致振动逐渐成为了一种重要的能量来源。采用压电陶瓷、压电薄膜、压电纤维等压电材料的压电俘能技术是目前流致振动能量俘获研究的热点，该技术是利用压电材料在阻流过程中产生形变导致电压变化来汲取能量的，具有结构简单、无污染和易于集成化等优点。对于水液压系统来说，可将压电材料置于其液压元件及管路中，以压力脉动为激励，使压电材料发生形变，进而产生电能。
技术实现思路
[0004]针对水介质系统中的压力脉动，将压电材料内置于水介质管路系统中，在脉动压力的激励下，压电材料将发生形变并产生电能，然后利用该电能驱动低电功耗元件。
[0005]本专利技术的目的是提供一种可将压力脉动进行回收变为电能，应用于低电功耗元件供能与驱动的基于水介质压力脉动的压电陶瓷片俘能装置。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种基于水介质压力脉动的压电陶瓷片俘能装置，包括上盖、外壳、设置在外壳内部的中间内衬、设置在中间内衬外侧的上内衬、设置在中间内衬和上内衬下侧的压电片、设置在压电片下侧的下内衬、设置在下内衬中的O型圈、设置在外壳中的O型圈。所述外壳下端为一带通孔的圆柱，可通过螺纹与其他适宜环境相互配合。所述上盖与所述外壳通过螺纹连接将所述上内衬、下内衬与中间内衬相互紧密配合，所述下内衬中间为圆形通孔。所述中间内衬与上内衬在接合面处上部紧密接合，下部留有空腔。所述中间内衬与下内衬之间留有振动空腔。所述中间内衬在一侧面开有一孔，孔与中间内衬内部竖直通孔相互贯通。圆形压电陶瓷可置于所述中间内衬与所述下内衬之间，两根导线可分别通过所述中间内衬侧面通孔与竖直通孔连接至装置之外，可进行回收压力脉动能量，将其转化为电能。
[0007]所述上盖为一上粗下细的圆柱形物体，外圆周面下部具有外螺纹，其中心部位为一竖直通孔。
[0008]所述外壳内部为上粗下细的空腔，内圆周面上部具有内螺纹。内部底面具有O型圈槽。
[0009]所述外壳下端的为一带圆形通孔的圆柱，圆柱表面具有外螺纹。
[0010]所述中间内衬为一上粗下细的圆柱，下面较细部位的外侧圆周面一部位开有一圆
形通孔，与中间内衬的竖直内孔贯通，此竖直内孔最下端与中间内衬下表面并未贯通，尚有距离。
[0011]所述上内衬形似一上粗下细的圆环状物体。
[0012]所述压电片为一铜质圆形薄片，其上表面中心区域为一圆形陶瓷薄膜。上表面铜质基片部位连一根导线，圆形陶瓷薄膜上连一根导线。
[0013]所述下内衬为一圆盘状物体，其上表面中间部位为圆形凹槽，圆形凹槽外侧部位有一O型圈槽，其最中心部位为一圆形通孔。
[0014]进一步的，所述中间内衬、上内衬和下内衬采用绝缘材料。
[0015]本专利技术具有如下的积极效果：(1)将水介质系统中的压力脉动能量采用压电俘能技术进行回收，以用于驱动传感器等低电功耗元件。(2)压电陶瓷片的边缘部位被中间内衬和下内衬夹在中间产生了固定作用，因此压电陶瓷片不会产生位置的变化，保证了位置稳定，提高了可靠性。(3)本专利技术利用压电陶瓷片将流体动能转化成电能，效率较高，成本较低且无污染。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的总体结构示意图。
[0017]图2是本专利技术的上盖的结构示意图。
[0018]图3是本专利技术的外壳的结构示意图。
[0019]图4是本专利技术的中间内衬的结构示意图。
[0020]图5是本专利技术的上内衬的结构示意图。
[0021]图6是本专利技术的压电片的结构示意图。
[0022]图7是本专利技术的下内衬的结构示意图。
具体实施方式
[0023]一种基于水介质压力脉动的压电陶瓷片压电俘能装置，包括上盖1，外壳2，设置在外壳内部的中间内衬3，设置在中间内衬3外部的上内衬4，设置在中间内衬3与上内衬4下面的压电片5，设置在压电片5下侧的下内衬6，设置在下内衬内部的O型圈7，设置在外壳2中的O型圈8。
[0024]所述上盖1为一上粗下细的圆柱形物体，外圆周面具有外螺纹1.1，其中心部位为一竖直通孔1.2。其下底面1.3与中间内衬3上表面3.1和上内衬4上表面4.1间隙配合。
[0025]所述外壳2内圆周面2.1上部具有内螺纹2.2。内部下底面2.3外侧部位开有O型圈槽2.4
[0026]所述外壳2下端的一带圆形通孔2.5的圆柱2.6，其表面具有外螺纹2.7可以与外界管道等具有流体运动的环境相互配合，使流体沿此通孔2.5与下内衬6最中心部位的圆形通孔6.1进入压电片5与下内衬6之间的振动空腔。
[0027]所述外壳2与所述上盖1通过螺纹1.1和2.2相互配合，可使所述上盖1、所述外壳2、所述中间内衬3、所述上内衬4、所述压电片5、所述下内衬6、所述型圈7和所述型圈8之间互相间隙配合。
[0028]所述中间内衬3为一上粗下细的圆柱，下面较细部位外侧圆周面3.2与上内衬4的
内圆周面4.2之间形成一封闭的圆环形状的空腔，较细部位的外侧圆周面3.2一部位开有一圆形通孔3.3，与中间内衬3的竖直内孔3.4贯通，此竖直内孔3.4最下端与中间内衬3下表面3.5中间部位凹槽的表面3.6贯通。
[0029]所述中间内衬3上面较粗部位的外侧圆周面3.7与上内衬4的内圆周面4.2间隙配合。
[0030]所述上内衬4形似一上粗下细圆环状物体，其内圆周面4.2可与中间内衬3上面较粗部位的外侧圆周面3.7间隙配合，其外圆周面4.3与所述外壳内圆周面2.1间隙配合。
[0031]所述压电片5为一铜质圆形薄片，其上表面5.1中心区域为一圆形陶瓷薄膜5.2。铜质基片上表面边缘部位5.1与中间内衬3的下表面3.5和上内衬4的下表面4.4密切配合。铜质基片上表面边缘部位5.1有一根导线，圆形陶瓷薄膜5.2上有连一根导线，两根导线分别通过中间内衬3的圆形通孔3.3、竖直内孔3.4和上盖1的竖直通孔1.2延伸至装置之外。
[0032]所述下内衬6为一圆盘状物体，其外圆周面6.1与所述外壳内圆周面2.1间隙配合，其上表面6.2与压电片5下表面5.3间隙配合，其上表面6.2中间部位为圆形凹槽6.3，与圆形压电陶瓷片5下表面5.3形成振动空腔，其上表面6.2边缘部位为O型圈槽6.6其下表面6.4与外壳内部下表面2.3紧密配合。下内衬6的最中心部位为一圆形通孔6.5，用以通过水介质。
[0033]所述O型圈7、8为一圆环状物体，其断面为圆形。O型圈7置于下内衬6的O型圈本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于水介质压力脉动的压电陶瓷片俘能装置，其特征在于：包括上盖1、外壳2、设置在外壳内部的中间内衬3、设置在中间内衬3外部的上内衬4、设置在中间内衬3与上内衬4下面的压电片5、设置在压电片5下侧的下内衬6、设置在下内衬内部的O型圈、设置在外壳2中的O型圈8。2.根据权利要求1所述的一种基于水介质压力脉动的压电陶瓷片俘能装置，其特征在于：外壳2内圆周面2.1上部具有内螺纹2.2，下端是带一圆形通孔2.5的圆柱2.6。3.根据权利要求1所述的一种基于水介质压力脉动的压电陶瓷片俘能装置，其特征在于：中间内衬3为一上粗下细的圆柱，较细部位的外侧圆周面3.2一部位开有一圆形通孔3.3，与中间内衬的竖直通孔3.4贯通，此竖直通孔3.4最下端与中间内衬3下表面3.5中间部位凹槽的表面3.6贯通。4.根据权利要求1所述的一种基于水介质压力脉动的压...
【专利技术属性】
技术研发人员：史伟杰，张添，杨传辉，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：
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