способ получения разности электрических потенциалов

Формула изобретения

Способ получения разности электрических потенциалов, включающий расположение пьезоэлектрического преобразователя механического давления в разность электрических потенциалов между нижней поверхностью подошвы рельса и его опорой в виде подложки или шпалы и фиксирование разности электрических потенциалов при прохождении по рельсу железнодорожного поезда, отличающийся тем, что пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов располагают на нижней поверхности подошвы рельса, вводят в зацепление с подошвой рельса и фиксируют на ней от продольных и поперечных смещений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к получению электроэнергии с помощью механического давления.

Известны способы получения разности электрических потенциалов (РЭП), заключающиеся в создании механического давления (МД) в пьезопреобразователе и получении РЭП [1,2,3]

Прототипом предлагаемому способу как наиболее близким по технической сущности и достигаемого эффекту может служить способ получения разности электрических потенциалов, заключающийся в расположении пьезоэлектрического преобразователя механического давления в разность электрических потенциалов между нижней поверхностью подошвы рельса и его опорой в виде подложки, при этом пьезоэлектрический преобразователь располагают в углублении, специально выполненным для него в подложке, и получении разности электрических потенциалов при прохождении железнодорожного поезда [4]

В известном способе в результате расположения пьезоэлектрического преобразователя механического давления в разность электрических потенциалов (ПМД РЭП), в углублении подложки давление поезда через подошву рельса распределяется на подложку и на преобразователь. Поэтому в извесином способе получить максимально достижимую от давления поезда электрическую разность потенциалов в пьезоэлектрическом преобразователе не представляется возможным, так как часть давления поезда передается на подложку и не передается на преобразователь.

Кроме того, углубление, выполненное в подложке для расположения в нем ПМД РЭП, при воздействии поезда создает в металле местные высокие механические напряжения. В результате подложка может быть разрушена, что приводит к крушению поезда.

Расположение в известном способе ПМД РЭП не углублении, а на поверхности подложки не даст положительного эффекта. В результате не строгой горизонтальности нижней поверхности подошвы рельса и подложки у силы давления поезда при вибрации рельса появляются продольные и поперечные составляющие, вызывающие соответствующие смещения преобразователя из-под подошвы рельса.

Целью настоящего изобретения является повышение величины получаемой разности электрических потенциалов за счет передачи всего давления поезда только на ПМД РЭП, а также повышение надежности получения РЭП за счет исключения перемещения преобразователя из зоны давления подошвы рельса при его вибрации и в результате возникновения поперечных и продольных составляющих давления подошвы рельса.

Цель достигается тем, что в известном способе получения разности электрических потенциалов, заключающимся в расположении пьезоэлектрического преобразователя механического давления в разность электрических потенциалов между нижней поверхностью подошвы рельса и его опорой в виде подложки или шпалы и получения разности электрических потенциалов при прохождении по рельсу железной дороги поезда, пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов располагают на нижней поверхности подошвы рельса, вводят в зацепление с подошвой рельса и фиксируют на ней от продольных и поперечных смещений.

Отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что ПМД РЭП располагают на нижней поверхности подошвы рельса, вводят зацепление с подошвой рельса и фиксируют на ней от продольных и поперечных смещений.

На чертеже показана схема осуществления способа. На фиг. 1 представлен рельс 1 с подошвой 2, между нижней поверхностью 3 которой и опорой 4 шпалы 5 располагают пьезоэлектрический преобразователь механического давления в разность электрических потенциалов (ПМД РЭП), который имеет подвижную крышку 6 и корпус с днищем 7. Внутри ПМД РЭП между крышкой 6 и днищем 7 расположен пьезоэлемент с верхним 8 и нижним 9 электродами с подключенными к ним проводами 10.

Между электродами 8 и 9 расположен пьезоэлектрик 11. Крышка 6, электроды 8 и 9 пьезоэлектрик 11 и днище 7 прилегают друг к другу вплотную, без зазора. Крышка 6 снабжена Г-образными захватами 12 с фиксирующими винтами 13, с помощью которых ПМД РЭП фиксируют на подошве 2 рельса 1 от продольных и поперечных смещений.

Давление поезда на рельс 1 передается колесом 14. Полученную в ПМДРЭП РЭП по проводам 10 передают к прибору 15.

Способ осуществляют следующим образом. ПМДРЭП располагают между нижней поверхностью 3 подошвы 2 рельса 1 и опорой 4 на шпале 5. При этом ПМДРЭП располагают на нижней поверхности 3 подошвы 2 рельса 1, вводя в зацепление Г-образные захваты 12 на крышке 6 с подошвой 2 рельса 1. Далее фиксируют ПМДРЭП винтами 13 от поперечного и продольного смещения по отношению к рельсу 1.

При прохождении желелезнодорожного поезда давление его колес 14 через нижнюю поверхность 3 подошвы 2 рельса 1 полностью передается на крышку 6 ПМДРЭП. Далее через электроды 8 и 9 на пьезоэлектрик 11. В пьезоэлектрике 11 под действием давления возникает РЭП, которая с электродов 8 и 9 по проводам 10 отводится к прибору 15.

Полное восприятие ПМДРЭП давления жел. дор. поезда и исключение падения его из-под подошвы рельса позволяет надежно получать максимально возможную величину РЭП.