CN101608597B

CN101608597B - 可控轮槽缓流式水轮/水泵机

Info

Publication number: CN101608597B
Application number: CN2009100162518A
Authority: CN
Inventors: 李玉森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: CN101608597A

Abstract

本发明公开了一种可控轮槽缓流式水轮/水泵机。它具有结构简单，使用方便，既节省能源消耗，又能灵活的满足设备对动力的需要，同时还能有效降低产品成本等优点，其结构为：它包括至少一个水力驱动单元，水力驱动单元安装在输出轴上；各水力驱动单元由转动轮、密封盖和多个位于两者间的滑动密封装置组成，密封盖转动装配在转动轮的水流槽内，水流槽则与密封盖上的进水孔相配合，同时密封盖上还设有多个与水流槽相配合的出水孔，进水孔与水源连接；在转动轮上还设有沿圆周方向的多个径向活动滑槽，各密封装置分别设置在相应的活动滑槽内，同时密封装置还与密封盖中部的波浪型运行导槽相配合。

Description

可控轮槽缓流式水轮/水泵机

技术领域

本发明涉及一种动力输出装置，尤其涉及一种可控轮槽缓流式水轮/水泵机。

背景技术

目前的动力输出装置主要包括两大类，一类是以通过燃油发动机输出动力，另一类是通过电动机输出动力。这两类产品普遍存在一定的问题，主要表现在：1.设备的结构复杂，以燃油发动机为例它就需要冷却循环系统、油路系统，而电动机则需要电路系统，这都会造成产品的成本高；2.燃油发动机在工作时会因燃烧而产生有害气体；3.传统的动力设备在做功时功耗较大，如燃油发动机在2冲程或4冲程的做功过程中只有1个冲程做功，其余冲程则是在消耗动力；4.动力装置的结构不能根据输出动力的要求进行调整，造成一定的能源浪费；5.能源来源受限，属于不可再生的。6.传统的动力设备机身重、体积大、效率低、不易于扩展。

采用水利发电，具有节能环保的优点，但目前也存在一定的问题：功能单一，仅能成为发电机，不能用与其他用途；工作效率仍待提高；冲击式水轮机需要大水流，造成山涧小溪等水流较小的地区无法建设小型水电站，无法满足偏远山村的用电需求；离心式水泵需要高转速，且离心式水泵的扬程受转速影响较大；扩展不方便。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种具有结构简单，使用方便，既节省能源消耗，又能灵活的满足设备对动力的需要，同时还能有效降低产品成本等优点的可控轮槽缓流式水轮/水泵机。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可控轮槽缓流式水轮/水泵机，它包括至少一个水力驱动单元，水力驱动单元安装在输出轴上；各水力驱动单元由转动轮、密封盖和多个位于两者间的滑动密封装置组成，密封盖转动装配在转动轮的水流槽内，水流槽则与密封盖上的进水孔相配合，同时密封盖上还设有多个与水流槽相配合的出水孔，进水孔与水源连接；在转动轮上还设有沿圆周方向的多个径向活动滑槽，各密封装置分别设置在相应的活动滑槽内，同时密封装置还与密封盖中部的波浪型运行导槽相配合。

所述密封盖上沿圆周方向设有多个固定密闭挡板，密封盖通过固定密闭挡板装配在水流槽内。

所述密封装置为滑动密闭挡板，其一端设有一个凸起的导臂，滑动密闭挡板安装在活动滑槽内，导臂安装在运行导槽内。

所述活动滑槽以圆心为中心呈放射状均匀分布，各活动滑槽并与水流槽连通。

所述各进水孔与出水孔相间并等间隔排列，进水孔位于固定密闭挡板后侧，出水孔则位于相邻两固定密闭挡板之间。

本发明中，主要由转动轮、密封盖和滑动密闭挡板三部分组成一个基本的水力驱动单元，水力驱动单元安装在输出轴上，通过带有一定压力的水来推动水力驱动单元转动，从而带动输出轴转动，进而输出动力。水力驱动单元的数量和尺寸可以根据所需动力的大小进行自由调整，从而满足动力需求。

本发明的有益效果是：

1、一机多用。既可做水轮机输出动力，又可通过输入动力做水泵使用，还可用于低压气轮机输出动力。

2、改变传统的驱动方式(如冲击式水轮机、离心式水泵及风车等)，提高工作效率。

用做水轮机时，不需要象冲击式水轮机那样的大水流，只要有与轮槽流量相当、且有一定压力的水流便可推动本设备运转。使山涧小溪建设小型水电站成为可能，满足偏远山村的用电需求。

用于水泵时，不需要象离心式水泵那样的高转速，且离心式水泵的扬程受转速影响较大。此设备的扬程不再受转速影响，利用推力使水流上扬，获得高扬程只需增大推力即可。控制转速可灵活方便的调节流量。

3、能源来源广泛。具有一定压力的水或低压气体均可，如下泄水流、集收风力、蒸汽等，符合国家目前的新能源政策。

4、用做泵机时，运行中可暂停或以脉冲式进行工作，也许于科研、医疗等领域有所用途。扭矩可变。随着驱动轮直径的增减，其扭矩也会相应加大或减小。

5、扩展方便。行程区间槽可增可减，示图为单面6个，每次有3个行程区间槽做功，双面12个，每次有6个行程区间槽做功。加大驱动轮直径可多设驱动槽。同一轴上多组串联后可组成一个机组来加大输出功率或出水流量。

6、六只滑动密闭挡板分为两组，不相邻的为一组。一组处于封闭行程区间槽状态，另一组则为下一个做功过程做准备。

附图说明

图1为本发明驱动轮的结构立体图；

图2为密封盖的结构立体图；

图3为滑动密闭挡板结构立体图；

图4为图1的平面图；

图5为图2的平面图；

图6为图3的平面图；

图7为本发明的第一工作原理图；

图8为本发明的第二工作原理图；

图9为本发明的第三工作原理图；

图10为水流槽的剖面图；

图11为活动滑槽的剖面图；

图12为固定密闭挡板与运行导槽的剖面图。

其中，1.转动轮，2.密封盖，3.滑动密闭挡板，4.固定密闭挡板，5.水流槽，6.进水孔，7.出水孔，8.运行导槽，9.活动滑槽，10.导臂。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

本发明的可控轮槽缓流式水轮/水泵机，包括至少一个水力驱动单元，水力驱动单元安装在输出轴上；各水力驱动单元由转动轮1、密封盖2和多个位于两者间的滑动密封装置组成，密封盖2转动装配在转动轮1的水流槽5内，水流槽5则与密封盖2上的进水孔6相配合，同时密封盖2上还设有多个与水流槽5相配合的出水孔7，进水孔6与水源连接；在转动轮1上还设有沿圆周方向的多个径向活动滑槽9，各密封装置分别设置在相应的活动滑槽9内，同时密封装置还与密封盖2中部的波浪型运行导槽8相配合，如图12所示。

图2、图5中，密封盖2上沿圆周方向设有多个固定密闭挡板4，密封盖2通过固定密闭挡板4装配在水流槽5内，水流槽5如图10所示。

密封装置为滑动密闭挡板3，如图3、图6中所示，其一端设有一个凸起的导臂10，滑动密闭挡板3安装在活动滑槽9内，导臂10安装在运行导槽8内。

图1、图4中，活动滑槽9以转动轮1的圆心为中心呈放射状均匀分布，各活动滑槽9并与水流槽5连通，活动滑槽9如图11所示。

各进水孔6与出水孔7相间并等间隔排列，进水孔6位于固定密闭挡板4后侧，出水孔7则位于相邻两固定密闭挡板4之间。

本发明中，转动轮1是做功部件，它的转动带动输出轴旋转，进而输出动力。密封盖2是固定转动轮1及滑动密闭挡板3的部件，并兼基座。滑动密闭挡板3其后端有一凸起导臂10，插入运行导槽8中，与运行导槽8配合在活动滑槽9中做前后往复直线运动，起到对行程区间密封水室的封闭与否的作用。固定密闭挡板4固定于密封盖2上，宽度与水流槽5一致，与滑动密闭挡板3配合形成密闭行程区间(即密封的水室)。水流槽5在转动轮1的外沿开设的呈圆环形的凹槽，如图10所示。在固定密闭挡板4和滑动密闭挡板3以及水流槽5三者的配合下形成密闭行程区间(即密闭水室，它是由水流槽5的一部分与固定密闭挡板4、滑动密闭挡板3和密封盖2形成的空间)。进水孔6设在密封盖2上，位置在固定密闭挡板4的后侧，是一个常开进水通道。出水孔7设在密封盖2上，是一个常开出水通道。一个做功过程结束时，密闭行程区间槽中的水通过该孔流出。滑动密闭挡板3的运行导槽8是设于密封盖2上的凹槽，似三瓣花形状，为连通循环槽。活动滑槽9是设于转动轮1上，呈以圆心为中心均匀放射形状排列，如图11所示，与水流槽连通。滑动密闭挡板3的导臂10是滑动密闭挡板3上一端的凸起，与滑动密闭挡板运行导槽8配合实现滑动密闭挡板3在活动滑槽9中做前后往复直线运动，如图12所示。

本发明的工作原理为：(以水轮机为例)：

进水孔6连接水源，始终处于进水状态。

滑动密闭挡板的A导臂处于运行导槽D点时，滑动密闭挡板A与固定密闭挡板B及水流槽、密封盖形成一个初始密闭行程区间槽，此时水流通过进水孔6进入行程区间槽，推动转动轮转动(图7)。

滑动密闭挡板A随转动轮转动时，其导臂处于运行导槽中使行程区间槽仍然处于密闭状态。此时滑动密闭挡板C的导臂在滑动密闭挡板运行导槽中处于E点，使滑动密闭挡板C缩入滑动密闭挡板活动滑槽中，以便无障碍的通过固定密闭挡板B(图8)。

滑动密闭挡板A运行至出水孔处时，水由出水孔流出。此时滑动密闭挡板C的导臂已运行至滑动密闭挡板运行导槽D点，使滑动密闭挡板C与固定密闭挡板B重新形成一个密闭的行程区间槽，且水流通过进水孔进入该行程区间槽，由此开始了新的做功过程。

周而复始，循环往复。

注：汽轮及水泵原理同上，只不过用于水泵时水流的进入是被动的。

Claims

1.一种可控轮槽缓流式水轮/水泵机，其特征是，它包括至少一个水力驱动单元，水力驱动单元安装在输出轴上；各水力驱动单元由转动轮、密封盖和多个位于两者间的滑动密封装置组成，密封盖转动装配在转动轮的水流槽内，水流槽则与密封盖上的进水孔相配合，同时密封盖上还设有多个与水流槽相配合的出水孔，进水孔与水源连接；在转动轮上还设有沿圆周方向的多个径向活动滑槽，各滑动密封装置分别设置在相应的活动滑槽内，同时滑动密封装置还与密封盖中部的波浪型运行导槽相配合；所述密封盖上沿圆周方向设有多个固定密闭挡板，密封盖通过固定密闭挡板装配在水流槽内。

2.如权利要求1所述的可控轮槽缓流式水轮/水泵机，其特征是，所述滑动密封装置为滑动密闭挡板，其一端设有一个凸起的导臂，滑动密闭挡板安装在活动滑槽内，导臂安装在运行导槽内。

3.如权利要求1或2所述的可控轮槽缓流式水轮/水泵机，其特征是，所述活动滑槽以圆心为中心呈放射状均匀分布，各活动滑槽并与水流槽连通。

4.如权利要求1或2所述的可控轮槽缓流式水轮/水泵机，其特征是，所述各进水孔与出水孔相间排列；各进水孔间等间隔排列，各出水孔间等间隔排列；进水孔位于固定密闭挡板后侧，出水孔则位于相邻两固定密闭挡板之间。