[實用新型]一種壓電減振回收利用裝置

有效

• 申請號: 201720991808.X
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN207166203U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 李志祥;陳小康
• 申請（專利權）人: 安徽科技學院
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02N2/18
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及一種壓電纖維減振及能量再回收利用裝置。

背景技術

通過調查發現，市面上的很多常用液壓機在快速回程時，卸壓管道的振動和噪聲非常大，嚴重影響了液壓機的性能及產品質量，且存在極大的安全隱患。因此，對液壓系統管路的振動與噪聲進行研究和控制，對于液壓機減振降噪具有重要意義，所以必須對現在的液壓系統進行合理的調整和改進。

常用液壓機在快速回程時，卸壓管道的振動和噪聲非常大，這對設備及工作人員產生了很多危害，主要表現在以下四個方面：1、強烈的振動使液壓頻次最高只能設定為每分鐘50次左右，極大的降低了設備的工作效率；2、振動影響了設備的穩定運行和工作質量，降低了設備的加工精度；3、振動加快了密封、焊縫、閥、管路支架及其他部件的損壞，造成漏油、閥誤動作、管路支架松動、脫落等，不僅增加了維護成本，而且還存在嚴重危及設備和人員安全的隱患；4、噪聲惡化了工作環境，嚴重影響了人的身心健康，導致工作人員反應遲鈍，容易疲勞，工作效率下降，甚至可能損傷工作人員的聽力，誘發多種疾病。

實用新型內容

本實用新型為了能夠消除或減小常用液壓機在快速回程時的振動及噪聲，提高設備的性能，改善作業場所的環境，提供了一種壓電減振回收利用裝置。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下的技術方案：

一種壓電減振回收利用裝置，包括有蓄電池、流量顯示計、壓電纖維正極、液壓油、液壓管內壁、壓電纖維、液壓管外壁、壓電纖維負極和LED燈，所述的液壓管外壁與液壓管內壁之間填充有壓電纖維，液壓管上方為壓電纖維正極，液壓管下方為壓電纖維負極，所述的液壓油穿過液壓管中間流動，所述的壓電纖維正極通過導線連接至流量顯示計，所述的流量顯示計通過導線連接至蓄電池正極，所述的蓄電池負極通過導線連接至壓電纖維負極，所述的蓄電池并聯有3組LED燈。

液壓油流動的過程中附加脈動會對液壓管內壁產生脈動壓力，引起管道振動，液壓管兩壁之間的壓電纖維能感受振動并將這種機械振動轉化為電信號，壓電纖維減振液壓管的兩端有正負極，電流通過導線流經流量顯示計，通過流量顯示計的數值控制液壓油的流速，流量顯示計再與蓄電池連接，壓電式纖維減振液壓管振動產生的能量被蓄電池收集儲存，供兩端連接LED燈照明使用。

壓電效應的原理是，如果對壓電材料施加壓力，它便會產生電位差（稱之為正壓電效應），反之施加電壓，則產生機械應力（稱為逆壓電效應）。如果壓力是一種高頻震動，則產生的就是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時，則產生高頻聲信號（機械震動），這就是我們平常所說的超聲波信號。也就是說，壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉換和逆轉換的功能。

每根壓電纖維直徑為零點幾毫米，緊密有序排列，這些纖維相當于一個個傳感器，當液壓油通過管孔流動的過程中附加脈動會對管壁產生脈動壓力，引起管道振動。這時管子兩壁之間的壓電纖維能感受振動，發生形變，并將這種機械振動轉化為電傳導到正負極端。

本實用新型的有益效果：

為解決液壓系統中由于壓力脈動而引起的振動和能量損失問題，提出了一種壓電纖維減振與能量再利用原理，用纖維與液壓管的復合材料代替結構振動式液壓脈動衰減器的振動質量塊，來自儲油罐的油液在懸架壓縮時從壓縮閥進入纖維減振管，在懸架伸張時從伸張閥離開纖維減振管，油液在流經纖維減振管時產生振動，壓電纖維可以將振動的機械能轉化成電能儲存和照明，起到減振與能量回收的作用，解決了傳統液壓脈動衰減器體積龐大的缺點。基于管路動態特性，結合具體的負載，建立纖維減振器的傳遞矩陣模型，對壓力脈動的衰減特性進行仿真，分析主要結構參數與壓力脈動衰減性能的關系。根據仿真分析結果對樣機進行相關的試驗研究，并將理論計算與試驗結果進行比較分析。理論和試驗研究表明壓電纖維減振管在很寬的頻率范圍內有良好的減振和能量利用效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的示意圖。

其中：1 蓄電池；2 流量顯示計；3 壓電纖維正極；4 液壓油；5 液壓管內壁 6 壓電纖維；7 液壓管外壁；8 壓電纖維負極；9 LED燈。

具體實施方式

下面，結合圖1對本實用新型做進一步說明。