一种压电式管道差异发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及管道发电装置技术领域，尤其涉及一种压电式管道差异发电装置。


背景技术：

2.目前，石油输送管道、天然气输送管道通常需要电子仪表来测试管道流体流量、压力和温度等参数。由于管道通常处于偏远地区而缺少电力供应，所以仪表通常采用线缆通信或使用电池供电。但是电池有一定的寿命周期，所以每隔一段时间就需要更换新电池，线缆需铺设通信和供电两个线路，投资和维修费用高，不但增加设备费用，而且施工费用也较高，因此通过管道流体发电装置应运而生，但是现有管道流体发电装置主要利用管道中的流体带动叶片或活塞，进而带动发电机旋转实现发电，这种方式存在以下缺陷（1）管道内存在机械运动结构，容易出现故障且难以维护；（2）运动结构往往需要润滑且缠绕杂物，容易污染和堵塞管道流体；（3）运动结构不便于密封，存在泄漏风险，也难以用于高压或腐蚀性流体环境中；（4）会降低流体的流速和压力，影响用户。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在一定程度上解决上述存在的技术问题，提供一种压电式管道差异发电装置，解决了管道内存在机械运动结构容易出现故障难以维护的问题。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种压电式管道差异发电装置，包括流体管道及压差发电装置，所述流体管道内部设有流体流道，所述压差发电装置包括壳体、隔离膜、压电片，所述壳体套设在流体管道外部并与流体管道连接，所述壳体与流体管道接触的端面内凹形成容纳腔，所述隔离膜与压电片从上至下依次设于容纳腔内，且该隔离膜贴紧流体管道的管壁设置，所述隔离膜与压电片之间填充有压力传导液，所述容纳腔内部位于压电片下方位置设有垫块，并通过垫块将压电片顶起，使压电片与容纳腔之间形成空腔，所述壳体内部还设有与压电片电性连接的储能装置。
5.优选的，所述流体管道外部设有用于控制流体流道内流体流速的流速调节阀。如此通过通断流速调节阀来改变管道内流体的流速，从而改变流体管道的管道壁所受的压力。
6.优选的，所述流体管道外部设有用于控制流体流道内流体压力的压力调节阀。如此通过压力调节阀对管道内流体施加或降低压力，从而改变流体管道的管道壁所受的压力。
7.优选的，所述垫块对称设置在压电片下方的左右两侧，并贴紧容纳腔的侧壁。
8.优选的，所述隔离膜、压电片及垫块与容纳腔之间密封装配连接。
9.优选的，所述压电片采用压电材料制成的发电片。
10.优选的，所述隔离膜采用抗腐蚀的惰性膜。
11.优选的，所述压力传导液采用硅油传导液。
12.与现有技术相比具有的有益效果为：本实用新型利用流体管道内部流体的冲击、施加压力和压力波动，使流体管道的管壁所受的压力变化时，隔离膜会在压力的作用下变形，并通过压力传导液，将压力传输至压电片上，导致压电片变形产生电能，从而达到发电的效果，并通过储能装置收集电能，解决了管道内存在机械运动结构容易出现故障难以维护的问题，该发电方式不会降低管道内流体流速和压力，而且无机械结构，无需维护保养，使用寿命长，不会污染管道内流体，清洁环保，可用于高压或腐蚀性流体环境中，同时安装、改造方便，在需要供电处替换一段流体管道即可。
13.同时本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践到。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
15.图1为本实用新型所述压电式管道差异发电装置结构图；
16.图2为本实用新型所述压电式管道差异发电装置内部结构图。
17.附图标记：1、流体管道；2、压差发电装置；201、壳体；202、隔离膜；203、压电片；204、压力传导液；205、垫块；206、空腔；3、流体流道；4、储能装置。
具体实施方式
18.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
19.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
21.本实用新型在具体实施如下：如图1
‑
2所示的一种压电式管道差异发电装置，包括流体管道1及压差发电装置2，流体管道1内部设有流体流道3，流体管道1外部设有用于控制
流体流道3内流体流速的流速调节阀，如此通过通断流速调节阀来改变管道内流体的流速，从而改变流体管道1的管道壁所受的压力，同时流体管道1外部设有用于控制流体流道3内流体压力的压力调节阀，如此通过压力调节阀对管道内流体施加或降低压力，从而改变流体管道1的管道壁所受的压力；
22.在本实施例中，如图2所示，压差发电装置2包括壳体201、隔离膜202、压电片203，具体的，压电片203采用压电材料制成的发电片，隔离膜202采用抗腐蚀的惰性膜，壳体201套设在流体管道1外部并与流体管道1连接，壳体201与流体管道1接触的端面内凹形成容纳腔，隔离膜202与压电片203从上至下依次设于容纳腔内，且该隔离膜202贴紧流体管道1的管壁设置，隔离膜202与压电片203之间填充有压力传导液204，该压力传导液204采用硅油传导液，容纳腔内部位于压电片203下方位置设有垫块205，该垫块205对称设置在压电片203下方的左右两侧，并贴紧容纳腔的侧壁，并通过垫块205将压电片203顶起，使压电片203与容纳腔之间形成空腔206，通过空腔206为压电片203变形预留空间，进一步的隔离膜202、压电片203及垫块205与容纳腔之间密封装配连接，壳体201内部还设有与压电片203电性连接的储能装置4，通过储能装置4对发出的电能进行收集。
23.本实用新型实施方式中主要利用流体管道1内部流体的冲击、施加压力和压力波动，使流体管道1的管壁所受的压力变化时，隔离膜202会在压力的作用下变形，并通过压力传导液204，将压力传输至压电片203上，导致压电片203变形产生电能，从而达到发电的效果，并通过储能装置4收集电能，该发电方式不会降低管道内流体流速和压力，而且无机械结构，无需维护保养，使用寿命长，不会污染管道内流体，清洁环保，可用于高压或腐蚀性流体环境中，同时安装、改造方便，在需要供电处替换一段流体管道1即可。
24.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
25.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种压电式管道差异发电装置，其特征在于，包括：流体管道，所述流体管道内部设有流体流道，压差发电装置，所述压差发电装置包括壳体、隔离膜、压电片，所述壳体套设在流体管道外部并与流体管道连接，所述壳体与流体管道接触的端面内凹形成容纳腔，所述隔离膜与压电片从上至下依次设于容纳腔内，且该隔离膜贴紧流体管道的管壁设置，所述隔离膜与压电片之间填充有压力传导液，所述容纳腔内部位于压电片下方位置设有垫块，并通过垫块将压电片顶起，使压电片与容纳腔之间形成空腔，所述壳体内部还设有与压电片电性连接的储能装置。2.根据权利要求1所述的压电式管道差异发电装置，其特征在于：所述流体管道外部设有用于控制流体流道内流体流速的流速调节阀。3.根据权利要求1所述的压电式管道差异发电装置，其特征在于：所述流体管道外部设有用于控制流体流道内流体压力的压力调节阀。4.根据权利要求1所述的压电式管道差异发电装置，其特征在于：所述垫块对称设置在压电片下方的左右两侧，并贴紧容纳腔的侧壁。5.根据权利要求1所述的压电式管道差异发电装置，其特征在于：所述隔离膜、压电片及垫块与容纳腔之间密封装配连接。6.根据权利要求1所述的压电式管道差异发电装置，其特征在于：所述压电片采用压电材料制成的发电片。7.根据权利要求1所述的压电式管道差异发电装置，其特征在于：所述隔离膜采用抗腐蚀的惰性膜。8.根据权利要求1所述的压电式管道差异发电装置，其特征在于：所述压力传导液采用硅油传导液。
技术总结
本实用新型公开了一种压电式管道差异发电装置，包括流体管道及压差发电装置，所述流体管道内部设有流体流道，所述压差发电装置包括壳体、隔离膜、压电片，所述壳体套设在流体管道外部并与流体管道连接，所述隔离膜与压电片之间填充有压力传导液，所述容纳腔内部位于压电片下方位置设有垫块，并通过垫块将压电片顶起，使压电片与容纳腔之间形成空腔，所述壳体内部还设有与压电片电性连接的储能装置。本实用新型利用流体管道内部流体的冲击、施加压力和压力波动，使流体管道的管壁所受的压力变化时，隔离膜会在压力的作用下变形，并通过压力传导液，将压力传输至压电片上，导致压电片变形产生电能，并通过储能装置收集电能。并通过储能装置收集电能。并通过储能装置收集电能。


技术研发人员：周玉甲 袁佳健
受保护的技术使用者：湖南交通职业技术学院
技术研发日：2020.11.11
技术公布日：2021/7/8