CN101798995A - 利用重力与浮力产生动能的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用重力与浮力产生动能的方法及装置，它由一个由传动机构、送桶装置、回位装置与液体塔中液体对应连接的附重块，在未运行状况下，附重块与液体是保持平衡状态的。在运行时，利用附重块自身的重力加上助力电机增加辅助动力，通过送桶活塞将浮桶送到液体内，浮桶在浮力的作用下带动传动链产生动能；同样，浮桶进入液体后，利用液体的重力，由助力电机再增加辅助动力，推动回位活塞带动传动机构将附重块回位。浮桶在进舱轨道中下行，在重力作用下同样带传动链产生动能，浮桶进入送桶室后，重复前一步骤，源源不断产生动能。本发明通过增加一定的外力使浮桶能进入液体内部，有效利用了重力及浮力来产生动能。

Description

利用重力与浮力产生动能的方法及装置

技术领域

本发明涉及到一种利用重力与浮力产生动能的方法及装置。

背景技术

长期以来，随着世界不断发展，能源问题变成了当今最大的问题，在现今的能源产品供应上，任何一种能源产品都可能枯竭，而水力、风力、太阳能等发电又受到自然的制约，不能够满足人类的需求，核能的开发对人类安全及环境也有一定的危害，怎样可能找到一种清洁环保，又能再循环利用的能源成为人类最需要关注的问题。在自然界中存在的重力、浮力一直是人类最想开发的两种力，利用重力、浮力来为人类提供能源成为最理想的目标。

在利用重力及浮力的过程中，如只利用单一重力或者单一浮力的能量，在现在的技术中是无法做到有效地运转，如何利用好重力及浮力，让产生出来的能量能够大于其在工作中消耗的能量是最需要解决的问题，如何结合好重力及浮力，就成为最关键的问题，解决好了这个问题，利用重力及浮力产生动能的目标就能成为现实。

发具内容

本发明的目的是提供一种利用重力与浮力产生动能的方法及装置，使重力与浮力产生的动能大于在工作中消耗的动能，并能够保持有效的循环运转。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用重力与浮力产生动能的方法及装置，该装置由附重块、浮桶、传动机构、助力电机、助力连接杆、液体塔、液体、送桶舱、送桶活塞、进出舱门、回位活塞、回位活塞缸、进舱轨道、上浮轨道、传动链、转子、平行转子、起吊传送装置、减速轮组成，在未运行状况下，附重块与液体塔中液体的保持为平衡状态。

所述装置中有一个与液体塔内的液体重量相近或相同的附重块，附重块通过传动机构、送桶装置、回位装置与液体塔内液体对应连接，在无外力的情况下，附重块与液体塔内部的液体是保持平衡状态的，当需要将浮桶送入到液体内部时，利用附重块的重力再加上助力电机增加一定的力作为辅助动力，通过液压、气压或者机械等传动方式就可以推动浮桶进入到液体内部的上浮轨道，使浮桶在上浮时带动传动链及转子输出动力；当需要将附重块送回原位时，利用液体的重力再加上助力电机增加一定的力作为辅助动力，推动回位活塞带动上述传动机构将附重块送回原位。

所述液体塔内可以是装有水或油类等浮力较大的液体，液体塔内装有用于固定及平衡浮桶上浮时的上浮轨道，上浮轨道中两侧对称装有利用浮桶上浮时输出动力的传动链及转子，液体塔的底部有连接送桶舱及回位活塞缸的开口。

所述上浮轨道确保浮桶在上浮过程中两侧的链齿能与传动链准确紧密连接，并保持浮桶在上浮过程中的平稳滑动，浮桶上装有滑动滚轮以减少浮桶与上浮轨道的摩擦阻力，传动链由浮桶上浮时带动转子输出动力，在传动链之间有平行转子确保传动链面处于水平，能与浮桶两侧链齿紧密吻合。

所述送桶舱装有进舱门、出舱门，进舱门打开后，浮桶通过进舱轨道由减速轮送入到送桶舱内，浮桶完全进入送桶舱内后，进舱门完全关闭，之后出舱门打开，出舱门完全打开后，送桶舱内的活塞在附重块的重力及助力电机的作用力下，将浮桶送入液体塔内的上浮轨道，送桶舱内活塞在回位活塞的带动下回位，出舱门开始关闭。

所述连接在液体塔底部的回位活塞缸，当浮桶由送桶舱进入到液体塔内的上浮轨道后，出舱门完全关闭后，回位活塞由液体塔中液体重力再加上助力电机的力，推动传动机构使附重块回到原位。

所述起吊装置，在浮桶上浮至水面时由起吊杆上的电磁吸盘吊起，通过传送电机送到进舱通道上端的预定位置，浮桶在重力作用下下行，带动进舱轨道中的传动链，传动链带动转子再输出动力，浮桶下降到进舱门位置，通过减速轮缓慢送进送桶舱，开始下一循环过程。

上述的技术方案，利用力的平衡条件，当液体与附重块的重量相同或相近时，在不计摩擦阻力的状况下浮桶进入液体内部的力，只需要大于浮桶体积两倍及两倍回位活塞行程体积的液体重量的力，就可以进入到液体的内部。在本装置中利用附重块的重力，再由助力电机增加的辅助动力将浮桶送入到液体内部，使浮桶可以在液体内有效的利用浮力来输出动力；同样，利用液体的重力，通过助力电机增加一定的力将附重块送回到原位，使装置能够循环工作。浮桶在浮力及重力的作用下带动传动链，通过转子输出动力。通过调整液体塔内液体的高度及附重块的大小，也就是调整液体及附重块的重量大小，使浮桶在重力及浮力做功时输出的能量高于在工作过程中消耗的能量，从而达到有效利用重力与浮力的目地，来真正为人类进行不间断服务。

附图说明

下面结合附图各实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明送桶舱及回位活塞的局部俯视图

具体实施

图1是本发明利用液压传动机构运行时的结构示意图，该装置包括一个由附重块(4)、助力连接杆(9)、助力电机(10)、送桶活塞(11)、送桶舱(12)、进舱门(17)、进舱电机(18)、进舱门框架(19)、出舱门(21)、出舱电机(22)、出舱门框架(23)组成的送桶装置；一个包括由传递活塞(5)、(8)、液压缸(6)、液压油(7)组成的传动机构；一个包括由回位活塞(13)、回位活塞缸(14)、助力连接杆(9)、助力电机(10)，传递活塞(5)、(8)组成的回位装置；一个包括由进舱轨道(27)、传动链(28)、转子(29)、平行转子(33)、减速轮(20)、进舱门(24)、进舱电机(25)、进舱门框架(26)组成的进舱装置；一个包括由液体塔(31)、液体(30)、浮桶(21)、上浮轨道(32)、传动链(35)、转子(34)、平行转子(33)组成的上浮装置；一个包括由起吊杆(37)、电磁吸盘(36)、起吊电机(38)、传送电机(39)、起吊杆支座(40)及传送轨道(41)组成的起吊传送装置。

在图1可以看到，有一个可装水、油等液体的液体塔(31)，塔内装有与附重块(4)相同或相近重量的液体(30)，液体塔(31)内部装有用于固定及平衡浮桶上浮时的上浮轨道(32)，所述上浮轨道(32)中间两侧上下对称装有转子(34)，传动链(35)装于转子(34)上，在传动链(35)运行轨道中对称装有用于保持传动链面水平运行的平行转子(33)。

从图2可以看到，在液体塔(31)底部有开口，出舱门框架(26)以任何公知的方法安装在开口(15)上，在开口(15)两侧有开口(16)，回位活塞缸(14)与开口(16)连接。

所述出舱门框架(26)内装有一个出舱门(24)，承担液体塔(31)开口(15)的开闭，一个送桶舱(12)以任何公知的方法连接在出舱门框架(26)上，浮桶(21)由送桶舱(12)推送到液体塔(31)内部的上浮轨道(32)，送桶舱(12)上端装有进舱口的进舱门框架(19)，进舱框架内(19)装有进舱门(17)，浮桶(21)进入送桶舱后，进舱门(17)关闭可以将送桶舱(12)密封。开口(16)与回位活塞缸(14)连接，回位活塞(13)安装于活塞缸(14)内，直接与助力连接杆(9)连接在一起，液体(30)的重力经过回位活塞缸(14)对回位活塞(13)进行推动，回位活塞(13)加上助力电机(10)再增加的力使助力连接杆(9)带动传递活塞(5)、(8)推动附重块(4)回位。

所述附重块(4)上端有的平衡杆(1)，平衡杆(1)的上下两端有可调节的定位件(3)，可以保护活塞及调整在工作中的活塞行程，平衡杆(1)由平衡承支件(2)实现平衡杆的运行，在液压缸(6)中传递活塞(5)与附重块(4)底部连接，传递活塞(5)与传递活塞(8)通过液压缸(6)内的液压油(7)对应相互推动，传递活塞(8)直接与助力连接杆(9)连接，助力连接杆(9)与送桶活塞(11)、回位活塞(13)直接连接，在送桶进程时，通过传递活塞(5)在附重块(4)自身的重力作用下推动传递活塞(8)，再加上助力电机(10)增加一定的力，使送桶活塞(11)将浮桶(21)从送桶舱(12)中推入到液体塔(31)内的上浮轨道(32)，浮桶(21)进入上浮轨道(32)后，出舱门(24)关闭，回位活塞(13)在液体(30)的重力加上助力电机(10)增加的力的作用下，推动传递活塞(8)使传递活塞(5)上行，从而将附重块(4)回位。

所述的浮桶(21)左右两侧内有链齿(22)，链齿(22)与桶面平行，链齿(22)在上浮及下行过程中与传动链(28)、(35)紧密连接，浮桶(21)上下角对称装有滑动滚轮(23)，滑动滚轮(23)稍高于桶面，在上浮及下行过程中与上浮轨道(32)及进舱轨道(27)接触，保持运行平衡及顺畅，浮桶(21)桶面部分可以是由起吊装置中电磁吸盘(36)能吸起的材料。

所述上浮轨道(32)及进舱轨道(27)中两侧对称装有转子(34)、(29)，上浮传动链(35)及进舱传动链(28)装于转子(34)、(29)上，在传动链(35)、(28)中对称装有用于保持传动链面水平运行的平行转子(33)，确保浮桶(21)在上浮及下行过程中与传动链(35)、(28)能紧密连接。

所述的起吊装置有用于吸附浮桶(21)的电磁吸盘(36)，电磁吸盘与起吊杆(37)连接，起吊杆(37)由起吊电机(38)带动，起吊杆支座(40)确保起吊杆平稳运行并与传送电机(39)连接，通过传递轨道(41)能将浮桶(21)吊起后运送到进舱轨道(27)的预定下行位置。

在具体实施过程中，浮桶(21)通过减速轮(20)进入送桶舱(12)后，进舱电机(18)转动将进舱门(17)关闭，之后出舱电机(25)转动将出舱门(24)打开，助力电机(10)转动，带动助力连接杆(9)及传递活塞(8)，传递活塞(5)在传递活塞(8)的带动下，使附重块(4)下行，附重块(4)的重力再加上助力电机(10)增加的一定的力，推动送桶活塞(11)将浮桶(21)由送桶舱(12)推入到液体塔(31)中上浮轨道(32)的底部，之后出舱电机(25)转动将出舱门(24)关闭，出舱门(24)完全关闭之后，助力电机(10)转动，带动助力连接杆(9)及回位活塞(13)，回位活塞(13)在液体(30)自身的重力加上助力电机(10)增加一定的力，通过助力连接杆(9)，带动传递活塞(8)上行，推动活塞(5)将附重块(4)送回到原位，与此同时进舱电机(18)转动将进舱门(17)打开，准备浮桶(21)下一轮进入送桶舱(12)后的循环工作。

当浮桶(21)进入到上浮轨道(32)位置后，浮桶(21)前后上下角的滑动滚轮(23)使浮桶(21)在轨道内平稳上行，平行转子(33)确保传动链(35)与浮桶(21)两侧的链齿(22)紧密吻合，浮桶(21)两侧的链齿(22)在上浮过程中带动传动链(35)转动，传动链(35)带动转子(34)输出动力，浮桶(21)在浮出液面时进入到起吊位置时，起吊杆上电磁吸盘(36)将浮桶(21)吸起，起吊电机(38)转动带动起吊杆(37)上升将浮桶(21)吊起，传送电机(33)转动推动起吊杆支座(40)沿传送轨道(41)将浮桶(21)传送到进舱轨道(27)上部，起吊杆(37)将浮桶(21)送到预定位置放下，浮桶(21)由于重力作用下行，两侧链齿(22)带动传动链(28)转动，由传动链(28)带动转子(29)输出动力，浮桶(21)通过减速轮(20)缓慢进入送桶舱(12)，进舱门(17)关闭，继续开始下一轮循环工作。

在实施本发明方式中，在附重块通过传递活塞的传动方式中可以采用上述的液压传动方式，同样也可以采用气动或机械传动的方式进行传动，在液体中的浮桶数量，可以根据液体塔的高度及浮桶的行程来增加一个或多个浮桶一同工作。

Claims (11)

1.一种利用重力与浮力产生动能的方法，由一个与液体塔(31)内液体(30)可以是相近或相同重量的附重块(4)，附重块(4)通过传动机构、送桶装置、回位装置与与液体塔(31)中液体(30)对应连接，其特征在于：所述附重块(4)在未运行状况下，与液体塔(31)内的液体(30)是保持平衡状态的，当需要将浮桶(21)送入到液体(30)内部时，利用附重块(4)自身的重力，通过助力电机(10)再增加一定的力作为辅助动力，用来打破与液体塔(31)内液体(30)力的平衡，通过传动机构、送桶装置，将浮桶(21)由送桶舱(12)中推到液体塔(31)中的上浮轨道(32)，浮桶(21)利用浮力输出动力；当浮桶(21)进入上浮轨道(32)后，出舱门(24)关闭，回位装置启动，利用液体(30)的重力加上助力电机(10)再增加一定的力作为辅助动力，推动回位装置中的活塞(13)带动传动机构推动附重块(4)回到原来位置，浮桶(21)在上浮过程产生浮力，通过传动链(35)带动转子(34)输出动力，起吊装置将浮桶(21)从液体面上吊起送入到进舱轨道，浮桶(21)在下行过程中，在重力作用下通过传动链(28)带动转子(29)再次输出动力，浮桶(21)下行进入送桶舱(12)后，进舱门(17)关闭后进行下一次循环进程。

2.按照权利要求1所述的利用重力及浮力产生动能的方法，其特征在于：连接附重块(4)与助力连接杆(9)的传递机构，可以由传递活塞(5)、(8)通过液压缸(6)内的液压油(7)相互推动，助力电机(10)产生辅助动力使助力连接杆(9)通过活塞(8)与附重块(4)的重力连接在一起，带动送桶活塞(11)来推动浮桶(21)进入液体塔(31)中的液体(30)内部，同样助力连接杆(9)通过回位活塞(13)与液体塔(31)内液体(30)的重力连接，带动传递活塞(8)将附重块(4)推动回到原来位置。

3.按照权利要求1所述的利用重力及浮力产生动能的方法，其特征在于：一个可以进出浮桶(21)的送桶舱(12)，该送桶舱(12)有进舱门(17)及出舱门(24)来控制浮桶(21)的进出，浮桶(21)通过送桶活塞(11)推动进入液体塔(31)中的上浮轨道(32)，浮桶(21)下降时，通过进舱轨道(27)由进舱门(17)进入送桶舱(12)。

4.按照权利要求1所述的利用重力及浮力产生动能的方法，其特征在于：动力由传动链(35)、(28)带动转子(34)、(27)输出，所述传动链(35)、(28)由浮桶(21)在液体(30)中产生的浮力及在进舱轨道(27)下行中产生的重力带动，浮桶(21)在上浮及下行过程中，由上浮轨道(32)与进舱轨道(27)来保持顺滑平衡。

5.按照权利要求1所述的利用重力及浮力产生动能的方法，其特征在于：浮桶(21)从液体塔(31)中的上浮轨道(32)进入到进舱轨道(27)，由起吊装置完成传送。

6.一种采用权利要求1所述利用重力及浮力产生动能方法的装置，包括一个包括由附重块(4)、助力连接杆(9)、助力电机(10)、送桶活塞(11)、送桶舱(12)、进舱门(17)、进舱电机(18)、进舱门框架(19)、出舱门(21)、出舱电机(22)、出舱门框架(23)组成的送桶装置；一个包括由传递活塞(5)、(8)、液压缸(6)、液压油(7)组成的传动机构；一个包括由回位活塞(13)、回位活塞缸(14)、助力连接杆(9)、助力电机(10)，传递活塞(5)、(8)组成的回位装置；一个包括由进舱轨道(27)、传动链(28)、转子(29)、平行转子(33)、减速轮(20)、进舱门(24)、进舱电机(25)、进舱门框架(26)组成的进舱装置；一个包括由液体塔(31)、液体(30)、浮桶(21)、上浮轨道(32)、传动链(35)、转子(34)、平行转子(33)组成的上浮装置；一个包括由起吊杆(37)、电磁吸盘(36)、起吊电机(38)、传送电机(39)、起吊杆支座(40)及传送轨道(41)组成的起吊装置。其特征在于：一个可装水、油等液体的液体塔(31)，附重块(4)通过传动机构、送桶装置、回位装置与液体塔(31)中液体(30)对应连接，回位装置中回位活塞(13)直接与助力连接杆(9)直接相连，液体塔(31)内部装有用于固定及平衡浮桶上浮时的上浮轨道(32)，在液体塔(31)底部有开口(15)、(16)，出舱门框架(26)及回位活塞缸(14)与开口(15)、(16)连接，出舱门框架(26)与送桶舱(12)紧密连接，进舱轨道(27)与进舱门框架(19)连接，起吊装置安装于液体塔(31)及进舱轨道(27)的上端。

7.按照权利要求6所述的利用重力及浮力产生动能方法的装置，其特征在于：所述出舱门框架(26)与出舱门(24)紧密连接，承担液体塔(31)开口(15)的开闭，浮桶(21)由送桶活塞(11)从送桶舱(12)推送到液体塔(31)内部的上浮轨道(32)，送桶舱(12)上端装有进舱口的进舱门框架(19)，进舱框架内(19)装有进舱门(17)，浮桶(21)进入送桶舱后，进舱门(17)关闭可以将送桶舱(12)密封；开口(16)与回位活塞缸(14)连接，回位活塞(13)安装于活塞缸(14)内，液体(30)的重力经过回位活塞缸(14)对回位活塞(13)进行推动，回位活塞(13)与助力接连杆(9)直接连接，通过助力连接杆(9)带动传递活塞(5)、(8)推动附重块(4)回到原来位置。

8.按照权利要求6所述的利用重力及浮力产生动能方法的装置，其特征在于：所述附重块(4)上端有的平衡杆(1)，平衡杆(1)的上下两端有可调节的定位件(3)，可以保护活塞及调整工作中的活塞行程，平衡杆(1)由平衡承支件(2)实现平衡杆的运行，液压缸(6)中传递活塞(5)与附重块(4)底部连接，传递活塞(5)与传递活塞(8)通过液压缸(6)内的液压油(7)对应相互推动，传递活塞(8)直接与助力连接杆(9)连接，助力连接杆(9)与送桶活塞(11)、回位活塞(13)直接连接，助力电机(10)增加的辅助动力由助力连接杆进行传递。

9.按照权利要求6所述的利用重力及浮力产生动能方法的装置，其特征在于：所述浮桶(21)左右两侧内有链齿(22)，链齿(22)与桶面平行，链齿(22)在上浮及下行过程中与传动链(28)、(35)紧密连接，浮桶(21)前后上下角对称装有滑动滚轮(23)，在上浮及下行过程中与上浮轨道(32)及进舱轨道(27)接触，保持运行平衡及顺畅，浮桶(21)桶面部分可以是由起吊装置中电磁吸盘(36)能吸起的材料。

10.按照权利要求6所述的利用重力及浮力产生动能方法的装置，其特征在于：所述上浮轨道(32)及进舱轨道(27)中两侧对称装有转子(34)、(29)，上浮传动链(35)及进舱传动链(28)装于转子(34)、(29)上，在传动链(35)、(28)中对称装有用于保持传动链面水平运行的平行转子(33)，确保浮桶(21)在上浮及下行过程中与传动链(35)、(28)能紧密连接。

11.按照权利要求6所述的利用重力及浮力产生动能方法的装置，其特征在于：所述的起吊传送装置有用于吸附浮桶(21)的电磁吸盘(36)，起吊杆(37)由起吊电机(38)带动，起吊杆支座(40)确保起吊杆平稳运行并与传送电机(39)连接，通过传递轨道(41)能将浮桶(21)吊起后运送到进舱轨道(27)。

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