CN102312801A - 固体势能装置、势能运输装置、势能运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及竖向运输机械、清洁能源、运输技术领域。现仅利用江河势能的水力发电，相对于江河势能，陆地上高山、海洋的固体势能蕴藏量更巨大(最大势能高度1.9万米)。大面积高海拔沙漠戈壁有巨量的颗粒沙石固体易采集，不需爆破。开发颗粒沙石固体势能，可获得巨量清洁能源。若再修建引水的“电气化”运输水路(23)后，既可获得清洁能源；又可提水引水改善干旱生态；还可获得极廉价的水路运输发展经济，再可用沙石填海增加巨量国土，一举四得。固体势能装置包括有固体下降设备(10)、动力输出设备(5)，固体下降设备(10)与动力输出设备(5)连接；固体下降设备(10)的上端连接高势能地区，固体下降设备(10)的下端连接低势能地区；其固体下降设备(10)有6种。

Description

固体势能装置、势能运输装置、势能运输方法

技术领域

本发明涉及机械制造、能源、交通运输、水利、土木建设、土地开发的工程技术领域，尤其是竖向运输机械制造、清洁能源、“电气化”水运的工程技术领域。

背景技术

在开发利用重力势能工程技术方面，现在只有利用高位江河水体势能做工，如水力发电、水力加工粮食。相对于江河水体势能而言，陆地上高山、高原的固体势能的蕴藏量巨大，深海的固体势能的蕴藏量更巨大(海洋的最大深度11000米，超过山体的最大海拔高度8800米)。陆地上有大面积的沙漠、戈壁固体可以利用，尤其是高海拔地区的沙漠、戈壁的颗粒固体。因为沙漠、戈壁容易采集沙石，不必爆破山体。这些巨量的固体势能迄今还没有得到开发。所以，通过开发高海拔地区的沙漠、戈壁的颗粒固体势能，既可以获得清洁能源，又可以提水引水改善干旱生态，再可以获得廉价的“电气化”水路运输来推动高海拔山区经济发展，还可以填海造地增加国土面积，是一举四得的高回报工程。

本发明的目的，就是为了克服上述现有缺点，提供一种固体势能装置、势能运输装置、势能运输方法。

本发明的目的可以通过采取如下措施来达到。

发明内容

内容1。

固体势能装置，其特征在于：它包括有固体下降设备(10)、动力输出设备(5)，固体下降设备(10)与动力输出设备(5)连接；固体下降设备(10)的上端连接着高势能位置，固体下降设备(10)的下端连接着低势能位置。

高位固体(1)与固体下降设备(10)连接，或者物体容器设备(3)与固体下降设备(10)连接，其物体容器设备(3)内部设置有高位固体(1)；在高势能位置时，高位固体(1)与固体下降设备(10)开始连接，或者开始进入物体容器设备(3)内部；在低势能位置时，高位固体(1)与固体下降设备(10)分离或者高位固体(1)与物体容器设备(3)分离；因为具有重力势能，高位固体(1)从高势能位置地区下降到低势能位置地区时，带动固体下降设备(10)运行，经过动力输出设备(5)后输出机械能；固体势能装置输出的机械能可以进行下述其中一种方式做工，竖向运输、横向运输、发电、带动机器。

内容2。

势能运输装置，其特征在于：它包括有固体下降设备(10)或固体势能装置、动力输出设备(5)、运输水路(23)；固体下降设备(10)与动力输出设备(5)连接；固体下降设备(10)或固体势能装置的上端连接着高势能位置，固体下降设备(10)或固体势能装置的下端连接着低势能位置；运输水路(23)至少设置在下述其中一种位置，高势能位置、低势能位置；运输水路(23)的一端连接或接近固体下降设备(10)。

高势能位置的运输水路(23)沿线的高位固体(1)通过运输水路(23)廉价输送到固体势能装置或固体下降设备(10)的高端处；因为具有重力势能，固体势能装置或固体下降设备(10)把高位固体(1)从高势能位置地区下降到低势能位置地区，同时固体势能装置或固体下降设备(10)输出机械能；然后再通过低势能位置的运输水路(23)把高位固体(1)廉价输送到低势能位置的运输水路(23)沿线地点；固体势能装置或固体下降设备(10)输出的机械能可以向运输水路(23)提供动力能源(如机械能转化成的电力)，使水运成本更加低廉。固体下降设备(10)或固体势能装置输出的机械能还可以为逆向竖向运输(低势能位置向高势能位置)提供动力能源。

内容3。

势能运输方法，其特征在于：

它包括有下述设备，固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置、动力输出设备(5)、运输水路(23)；固体下降设备(10)与动力输出设备(5)连接；固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的上端连接着高势能位置，固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的下端连接着低势能位置；运输水路(23)至少设置在下述其中一种位置，高势能位置、低势能位置；运输水路(23)的一端连接或接近固体下降设备(10)；

它包括有下述工序内容：[1]在高势能位置，把高位固体(1)通过运输水路(23)输送到固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的高端处；[2]因为具有重力势能，固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置把高端处的高位固体(1)从高势能位置地区下降到低势能位置地区，同时带动固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置运行，经过动力输出设备(5)输出机械能。

本发明的目的还可以通过采取如下措施来达到。

内容4。

根据内容1所述的固体势能装置，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，高位固体(1)、物体容器设备(3)；高位固体(1)与固体下降设备(10)连接，或者物体容器设备(3)与固体下降设备(10)连接，其物体容器设备(3)内部设置有高位固体(1)；在高势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)开始连接，或者开始进入物体容器设备(3)内部；在低势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)分离或者高位固体(1)与物体容器设备(3)分离。

内容5。

根据内容2所述的势能运输装置，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，高位固体(1)、物体容器设备(3)、动力输出设备(5)、外接做工设备(22)、牵引设备(25)、接触供电设备(26)；

高位固体(1)与固体下降设备(10)连接，或者物体容器设备(3)与固体下降设备(10)连接，其物体容器设备(3)内部设置有高位固体(1)；在高势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)开始连接，或者开始进入物体容器设备(3)内部；在低势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)分离或者高位固体(1)与物体容器设备(3)分离；

外接做工设备(22)(如发电设备(22.1))设置在固体势能装置或固体下降设备(10)上；固体势能装置或固体下降设备(10)通过动力输出设备(5)连接外接做工设备(22)(如发电设备(22.1))；牵引设备(25)或接触供电设备(26)设置在运输水路(23)上；外接做工设备(22)(如发电设备(22.1)的电路)连接或联通下述其中一种设备，牵引设备(25)、接触供电设备(26)；接触供电设备(26)的电路联通电力牵引设备(25.1)；

其中运输水路(23)至少包括有下述其中一种，运输渠道(23.1)、运输水道(23.2)、运输管道(23.3)；

其中动力输出设备(5)包括有下述其中一种设备，联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)、止动设备(5.3)；

其中外接做工设备(22)包括有下述其中一种设备，发电设备(22.1)、运输设备、液压设备、机器设备；

其中牵引设备(25)包括有下述其中一种设备，电力牵引设备(25.1)、机械牵引设备(25.2)、液压牵引设备(25.3)。

固体下降设备(10)或固体势能装置输出的机械能经过发电设备(22.1)后，机械能转化成电力，电力联通运输水路(23)的接触供电设备(26)、电力牵引设备(25.1)；接触供电设备(26)可以向水运设备(27)提供行驶动力，或者接触供电设备(26)可以向电力牵引设备(25.1)提供行驶动力，电力牵引设备(25.1)牵引水运设备(27)行驶；“电气化”运输水路(23)使水运成本更加低廉。

内容6。

根据内容3所述的势能运输方法，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，高位固体(1)、低位物体(2)、物体容器设备(3)、动力输出设备(5)、外接做工设备(22)、牵引设备(25)、接触供电设备(26)、水运设备(27)；

高位固体(1)与固体下降设备(10)连接，或者物体容器设备(3)与固体下降设备(10)连接，其物体容器设备(3)内部设置有高位固体(1)；在高势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)开始连接，或者开始进入物体容器设备(3)内部；在低势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)分离或者高位固体(1)与物体容器设备(3)分离；

外接做工设备(22)(如发电设备(22.1))设置在固体势能装置或固体下降设备(10)上；固体势能装置或固体下降设备(10)通过动力输出设备(5)连接外接做工设备(22)(如发电设备(22.1))；牵引设备(25)或接触供电设备(26)设置在运输水路(23)上；外接做工设备(22)(如发电设备(22.1)的电路)连接或联通下述其中一种设备，牵引设备(25)、接触供电设备(26)；接触供电设备(26)的电路联通电力牵引设备(25.1)；

其中运输水路(23)至少包括有下述其中一种，运输渠道(23.1)、运输水道(23.2)、运输管道(23.3)；

其中动力输出设备(5)包括有下述其中一种设备，联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)、止动设备(5.3)；

其中外接做工设备(22)包括有下述其中一种设备，发电设备(22.1)、运输设备、液压设备、机器设备；

其中牵引设备(25)包括有下述其中一种设备，电力牵引设备(25.1)、机械牵引设备(25.2)、液压牵引设备(25.3)；

其中水运设备(27)包括有下述其中一种设备，船舶、热动力船舶、电动力船舶、拖动船舶；

它还包括有下述其中一种工序内容，[3.1]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置输出的机械能向运输水路(23)提供运输动力能源(如机械能转化成的电力)；[3.2]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置输出的机械能为逆向竖向运输(低势能位置向高势能位置)提供上升动力能源；[3.3]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置输出的机械能为发电设备(22.1)提供旋转动力能源；[4.1]在低势能位置，把低位物体(2)通过运输水路(23)输送到固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的低端处；[4.2]在低势能位置，通过运输水路(23)再把高位固体(1)输送到的运输水路(23)沿线地点；[5]逆向竖向运输，即固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置把低端处的低位物体(2)从低势能位置地区上升到高势能位置地区。

本发明的目的还可以通过采取如下措施来达到。

内容7。

根据内容1或内容4所述的固体势能装置，或者根据内容2或内容5所述的势能运输装置，或者根据内容3或内容6所述的势能运输方法，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，低位物体(2)；低位物体(2)包括有下述其中一种，固体(2.1)、液体(2.2)、气体；低位物体(2)与固体下降设备(10)连接或者与物体容器设备(3)连接，其物体容器设备(3)内部设置有低位物体(2)；在低势能位置，低位物体(2)与固体下降设备(10)开始连接，或者开始进入物体容器设备(3)内部；在高势能位置，低位物体(2)与固体下降设备(10)分离或者低位物体(2)与物体容器设备(3)分离。

固体下降设备(10)可以使高位固体(1)的势能与低位物体(2)的势能进行相互转换、转化。

内容8。

根据内容1或内容4所述的固体势能装置，或者根据内容2或内容5所述的势能运输装置，或者根据内容3或内容6所述的势能运输方法，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，联接断开设备(4)、输入动力设备(6)、装卸设备(7)、支架设备(8)、入泵管道(9)、外接做工设备(22)、运输水路(23)、牵引设备(25)、接触供电设备(26)、水运设备(27)；

其中联接断开设备(4)设置在固体下降设备(10)上或者物体容器设备(3)上；联接断开设备(4)连接固体下降设备(10)和物体容器设备(3)；高位固体(1)或低位物体(2)经过联接断开设备(4)与固体下降设备(10)连接或分离，或者物体容器设备(3)经过联接断开设备(4)与固体下降设备(10)连接或分离；

其中输入动力设备(6)与势能转换机构(3)连接，当固体势能装置不能够依靠重力自动运行时或运行速度慢时，通过输入动力设备(6)向固体下降设备(10)输入动力；

其中装卸设备(7)设置在固体下降设备(10)上或者地面上；装卸设备(7)把高位固体(1)或低位物体(2)装入或者卸出物体容器设备(3)；或者在高位固体(1)或低位物体(2)设置在物体容器设备(3)内时，高位固体(1)或低位物体(2)经过物体容器设备(3)间接与固体下降设备(10)连接或分离；

其中支架设备(8)支承着下述其中一种设备，物体容器设备(3)、联接断开设备(4)、固体下降设备(10)、动力输出设备(5)、装卸设备(7)、入泵管道(9)、输入动力设备(6)；

其中入泵管道(9)连接下述其中一种设备，物体容器设备(3)、固体下降设备(10)；

其中外接做工设备(22)与动力输出设备(5)连接；动力输出设备(5)设置在固体下降设备(10)与外接做工设备(22)之间；外接做工设备(22)(如发电设备(22.1))设置在固体势能装置或固体下降设备(10)上；固体势能装置或固体下降设备(10)通过动力输出设备(5)连接外接做工设备(22)(如发电设备(22.1))；

其中运输水路(23)的一端连接或接近固体下降设备(10)；

其中牵引设备(25)或接触供电设备(26)设置在运输水路(23)上；外接做工设备(22)(如发电设备(22.1)的电路)连接或联通下述其中一种设备，牵引设备(25)、接触供电设备(26)；

其中接触供电设备(26)的电路联通电力牵引设备(25.1)。

内容9。

根据内容7所述的固体势能装置或势能运输装置或势能运输方法，其特征在于：

高位固体(1)的密度或重量大于低位物体(2)的密度或重量。

内容10。

根据内容8所述的固体势能装置或势能运输装置或势能运输方法，其特征在于：

物体容器设备(3)包括有下述其中一种，船形容器、桶形形容器、箱型形容器、斗形容器管形容器；高位固体(1)或低位物体(2)设置在物体容器设备(3)内；

联接断开设备(4)包括有下述其中一种设备，机械连接断开设备(4.1)、电磁连接断开设备(4.2)；

固体下降设备(10)包括有下述其中一种设备，链道升降设备(11)、索道升降设备(12)、面道升降设备(13)、管道升降设备(14)、链板泵升降设备(15)；

动力输出设备(5)包括有下述其中一种设备，联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)、止动设备(5.3)；联轴设备(5.1)连接固体下降设备(10)和外接设备(22)；变速设备(5.2)设置在固体下降设备(10)和外接设备(22)之间，变速设备(5.2)设置在固体下降设备(10)或外接设备(22)上，变速设备(5.2)的作用是调节左、右固体下降设备(10)的不同转速(由于高位固体(1)与低位物体(2)的密度不同原因)；止动设备(5.3)设置在下述其中一种位置，固体下降设备(10)、联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)；

输入动力设备(6)包括有下述其中一种设备，电动机设备、内燃机设备、蒸汽机设备；

装卸设备(7)包括有下述其中一种设备，升降装卸设备(7.1)、牵引装卸设备(7.2)、旋转装卸设备(7.3)；

支架设备(8)包括有下述其中一种设备，钢结构支架(8.1)、混凝土支架(8.2)；

入泵管道(9)包括有下述其中一种设备，管道、阀门；

外接做工设备(22)包括有下述其中一种设备，发电设备(22.1)、运输设备、液压设备、机器设备；

牵引设备(25)包括有下述其中一种设备，电力牵引设备(25.1)、机械牵引设备(25.2)、液压牵引设备(25.3)；

水运设备(27)包括有下述其中一种设备，船舶、热动力船舶、电动力船舶、拖动船舶；

固体势能装置输出的机械能包括有述其中一种，动能、势能；动能包括有述其中一种，旋转动能、往复动能。

内容11。

根据内容10所述的固体势能装置或势能运输装置或势能运输方法，其特征在于：

高位固体(1)或固体(2.1)包括有下述其中一种形状，块体、砂体、粉体；

联接断开设备(4)设置在固体下降设备(10)的下述其中一种位置：链道、索道、面道；

联轴设备(5.1)连接固体下降设备(10)的外接轴；

变速设备(5.2)设置在固体下降设备(10)的外接轴上；

在管道升降设备(14)中，管道机构(14.1)或循环管道机构(14.2)包括有下述其中一种设备，单向阀(14.5)、换向阀(14.6)、开关阀(14.7)；

在固体下降设备(10)中：

固体下降设备(10)呈竖向设置或者呈斜向设置；固体下降设备(10)的低端设置在陆地或者海洋底部；固体下降设备(10)的高度大于2米；固体下降设备(10)呈斜向设置时，与水平面的夹角大于45度；

其中链道升降设备(11)包括有下述其中一种机构，循环链条机构(11.1)、齿轮机构(11.2)；齿轮机构(3.2)包括有高位齿轮(11.2.1)、低位齿轮(11.2.2)；循环链条机构(11.1)的高位端连接高位齿轮(3.2.1)，循环链条机构(11.1)的低位端连接低位齿轮(3.2.2)；

其中索道升降设备(12)包括有下述其中一种机构，循环索绳机构(12.1)、槽轮机构(12.2)；槽轮机构(12.2)包括有高位槽轮(12.2.1)、低位槽轮(12.2.2)；循环索绳机构(12.1)的高位端连接高位槽轮(12.2.1)，循环索绳机构(12.1)的低位端连接低位槽轮(12.2.2)；

其中带道升降设备(13)包括有下述其中一种机构，循环皮带机构(13.1)、辊轮机构(13.2)；辊轮机构(13.2)包括有高位辊轮(13.2.1)、低位辊轮(13.2.2)、传送辊轮(13.2.3)；循环皮带机构(13.1)的高位端连接高位辊轮(5.2.1)，循环皮带机构(13.1)的低位端连接低位辊轮(5.2.2)；循环皮带机构(13.1)的中部位置连接传送辊轮(13.2.3)；

其中管道升降设备(14)包括有下述其中一种机构，管道机构(14.1)或循环管道机构(14.2)、叶轮泵机构(14.3)或者活塞泵机构(14.4)；叶轮泵机构(14.3)或者活塞泵机构(14.4)可以设置在管道机构(14.1)或循环管道机构(14.2)的下述其中一种位置，下端、中部、上端；

其中链板泵升降设备(15)包括有下述其中一种机构，管道机构(15.1)或循环管道机构(15.2)、循环链条机构(15.3)、链板(15.4)、齿轮机构(15.5)；齿轮机构(15.2)包括有高位齿轮(15.5.1)、低位齿轮(15.5.2)；循环链条机构(15.3)的高位端连接高位齿轮(15.5.1)，循环链条机构(15.3)的低位端连接低位齿轮(15.3.2)；部分或者全部循环链条机构(15.3)设置在管道机构(15.3)或循环管道机构(15.4)内；循环链条机构(15.3)设置有链板(15.4)。

与现有技术相比，本发明具有如下突出优点：通过开发高海拔地区的沙漠、戈壁的颗粒固体势能，本发明可以获得巨量清洁能源。另外增加修筑引水的“电气化水渠”工程后，本发明突出的优点是：第一、既可以获得清洁能源；第二、又可以提水引水改善干旱生态；第三、再可以获得廉价的水路运输；第四、还可以填海造地增加国土面积；这是一举四得的高回报工程。

附图说明

图1是一种链道升降设备(11)呈竖向设置的固体势能装置、势能运输装置正视简图

图2是一种链道升降设备(11)呈斜向设置的固体势能装置、势能运输装置正视简图

图3是一种链道升降设备(11)呈竖向或者斜向设置的固体势能装置、势能运输装置侧视简图

图4是一种索道升降设备(12)呈竖向设置的固体势能装置、势能运输装置正视简图

图5是一种索道升降设备(12)呈斜向设置的固体势能装置、势能运输装置正视简图

图6是一种带道升降设备(13)呈斜向设置的固体势能装置、势能运输装置正视简图

图7是一种有活塞泵机构(14.4)的管道升降设备(14)呈竖向设置的固体势能装置、势能运输装置正视简图

图8是一种有叶轮泵机构(14.3)的管道升降设备(14)呈竖向设置的固体势能装置、势能运输装置侧视简图

图9是一种链板泵升降设备(15)呈竖向设置的固体势能装置、势能运输装置正视简图

图10是一种链板泵升降设备(15)呈竖向设置的固体势能装置、势能运输装置侧视简图

图11是一种由链板泵升降设备(15)和管道升降设备(14)组合成的固体势能装置、势能运输装置侧视简图

图12是一种由链道升降设备(11)和管道升降设备(14)组合成的固体势能装置、势能运输装置侧视简图

图13是一种由有多级管道升降设备(14)组合的固体势能装置、势能运输装置、势能运输方法的侧视简图

图14是一种由链道升降设备(11)、管道升降设备(14)、发电设备(22.1)组合成的固体势能装置、势能运输装置和“电气化”势能运输方法的侧视简图

图15是一种生产电力的固体势能装置的侧视简图

图16是一种生产电力的、设置在高山、高原与深海海底之间的固体势能装置、势能运输装置的侧视简图

具体实施方式

实施例1。从图1、图2、图3、可知，是一种有链道升降设备(11)的固体势能装置、势能运输装置。

其特征在于：它包括有下述设备：高位固体(1)、低位物体(2)、物体容器设备(3)、固体下降设备(10)；高位固体(1)或低位物体(2)设置在物体容器设备(3)内，高位固体(1)是固体(1.1)，低位物体(2)是液体(2.2)；物体容器设备(3)与固体下降设备(10)的连接；固体下降设备(10)是链道升降设备(11)；链道升降设备(11)呈竖向设置(图1)，链道升降设备(11)呈竖向设置(图2)；高位固体(1)的密度或重量大于低位物体(2)的密度或重量。

它还包括有下述设备，联接断开设备(4)、装卸设备(7)、支架设备(8)、输入动力设备(6)；其中输入动力设备(6)、装卸设备(7)图中未画出；联接断开设备(4)设置在固体下降设备(10)的链道上；固体(1.1)或液体(2.2)经过装卸设备(7)与固体下降设备(10)连接或分离；装卸设备(7)把固体(1.1)或液体(2.2)装入或者卸出物体容器设备(3)；支架设备(8)支承着固体下降设备(10)、输入动力设备(6)；输入动力设备(6)与势能转换机构(3)连接，当固体势能装置不能够依靠重力自动运行时或运行速度慢时，通过输入动力设备(6)向固体下降设备(10)输入动力；

链道升降设备(11)包括有下述机构，循环链条机构(11.1)、齿轮机构(11.2)；齿轮机构(3.2)包括有高位齿轮(11.2.1)、低位齿轮(11.2.2)；循环链条机构(11.1)的高位端连接高位齿轮(3.2.1)，循环链条机构(11.1)的低位端连接低位齿轮(3.2.2)；

由于高位固体(1)的密度或重量大于低位物体(2)的密度或重量，高位固体(1)具有重力势能，循环链条机构(11.1)带动物体容器设备(3)下上循环旋转运动；固体(1.1)在高势能位置)开始进入物体容器设备(3)，在低势能位置离开物体容器设备(3)；液体(2.2)在低势能位置开始进入物体容器设备(3)，在高势能位置离开物体容器设备(3)；达到固体(1.1)的势能与液体(2.2)的势能的转换、转化效果。这种装置可以用高海拔地区的物产或者沙漠戈壁的沙石换回低海拔地区的淡水，尤其是沙漠戈壁地区与海滨地区的贸易运输效果最好。

实施例2。从图4、图5可知，是有索道升降设备(12)的固体势能装置、势能运输装置。其特征在于：它的固体下降设备(10)是索道升降设备(12)：索道升降设备(12)包括有下述其中一种机构，循环索绳机构(12.1)、槽轮机构(12.2)；槽轮机构(12.2)包括有高位槽轮(12.2.1)、低位槽轮(12.2.2)；循环索绳机构(12.1)的高位端连接高位槽轮(12.2.1)，循环索绳机构(12.1)的低位端连接低位槽轮(12.2.2)；其余特征、效果同实施例1。

实施例3。从图7可知，是一种有带道升降设备(13)的固体势能装置、势能运输装置。

其特征在于：它的固体下降设备(10)是带道升降设备(13)：带道升降设备(13)包括有下述其中一种机构，循环皮带机构(13.1)、辊轮机构(13.2)；辊轮机构(13.2)包括有高位辊轮(13.2.1)、低位辊轮(13.2.2)、传送辊轮(13.2.3)；循环皮带机构(13.1)的高位端连接高位辊轮(5.2.1)，循环皮带机构(13.1)的低位端连接低位辊轮(5.2.2)；循环皮带机构(13.1)的中部位置连接传送辊轮(13.2.3)；另外，高位固体(1)是固体(1.1)，低位物体(2)也是固体(1.1)，没有物体容器设备(3)；其余特征、效果同实施例1。

实施例4。从图7、可知，是一种有活塞泵机构(14.4)的管道升降设备(14)呈竖向设置的固体势能装置、势能运输装置。

其特征在于：它的固体下降设备(10)是管道升降设备(14)；管道升降设备(14)包括有下述其中一种机构，循环管道机构(14.2)、活塞泵机构(14.4)；活塞泵机构(14.4)设置在循环管道机构(14.2)的下端；左、右循环管道机构(14.2)包括有上部、下部单向阀(14.5)；

高位固体(1)是固体(1.1)和液体(1.2)的混合流体，固体(1.1)是砂或粉体；低位物体(2)是液体(2.2)；在左循环管道机构(14.2)内的高位固体(1)呈流体状，它重力下降进入活塞泵机构(14.4)的缸体左部，推动活塞泵机构(14.4)的活塞向右运动，活塞挤压缸体右部的低位物体(2)的液体(2.2)上升进入右循环管道机构(14.2)内；关闭左、右循环管道机构(14.2)内的上部单向阀(14.5)，缸体上部的呈流体状的高位固体(1)、低位物体(2)的液体(2.2)都不会流入缸体；打开左、右循环管道机构(14.2)内的下部单向阀(14.5)，呈流体状的高位固体(1)自动流出缸体，低位物体(2)的液体(2.2)流入缸体，同时推动活塞泵机构(14.4)的活塞向右运动；关闭关闭左、右循环管道机构(14.2)内的下部单向阀(14.5)，打开左、右循环管道机构(14.2)内的上部单向阀(14.5)，重复上述运动；最后低位物体(2)的液体(2.2)上升到预定高处。其余特征、效果同实施例1。

实施例5。从图8、可知，是一种有叶轮泵机构(14.3)的管道升降设备(14)呈竖向设置的固体势能装置、势能运输装置。

其特征在于：它的固体下降设备(10)包括有左、右管道升降设备(14)，还包括有入泵管道(9)、联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)；左、右管道升降设备(14)包括有左、右叶轮泵机构(14.3)；左、右叶轮泵机构(14.3)设置在循环管道机构(14.2)的下端；联轴设备(5.1)连接左、右叶轮泵机构(14.3)的外接轴；变速设备(5.2)设置在外接轴上，变速设备(5.2)图中未画出，变速设备(5.2)的作用是调节左、右叶轮泵机构(14.3)的不同转速(由于高位固体(1)与低位物体(2)的密度不同原因)；

在左循环管道机构(14.2)内的呈流体状的高位固体(1)，它重力下降进入左叶轮泵机构(14.3)，推动左叶轮泵机构(14.3)的叶轮旋转运动，左叶轮泵机构(14.3)的叶轮的外接轴带动右叶轮泵机构(14.3)的叶轮旋转，推动进入右循环管道机构(14.2)内的低位物体(2)的液体(2.2)上升到预定高处。其余特征、效果同实施例1、实施例4。

实施例6。从图9、图10可知，是一种链板泵升降设备(15)呈竖向设置的固体势能装置、势能运输装置。

其特征在于：它的固体下降设备(10)是链板泵升降设备(15)，链板泵升降设备(15)包括有下述机构，管道机构(15.1)、循环链条机构(15.3)、链板(15.4)、齿轮机构(15.5)；齿轮机构(15.2)包括有高位齿轮(15.5.1)、低位齿轮(15.5.2)；循环链条机构(15.3)的高位端连接高位齿轮(15.5.1)，循环链条机构(15.3)的低位端连接低位齿轮(15.3.2)；部分循环链条机构(15.3)设置在管道机构(15.3)内；循环链条机构(15.3)设置有链板(15.4)；

呈流体状的高位固体(1)在左管道机构(15.1)内重力下降，使左面的链板(15.4)带动循环链条机构(15.3)旋转运动，循环链板机构(15.1)带动右管道机构(15.3)内右面的链板(15.4)上升，右面的链板(15.4)上升带动低位物体(2)的液体(2.2)上升到预定高处。其余特征、效果同实施例1、实施例5。

实施例7。从图12可知，是一种由链道升降设备(11)和管道升降设备(14)组合成的固体势能装置、势能运输装置。

其特征在于：它左侧是链道升降设备(11)，它右侧是管道升降设备(14)；动力输出设备(5)是联轴设备(5.1)，联轴设备(5.1)连接链道升降设备(11)和管道升降设备(14)的旋转动力轴；左侧的链道升降设备(11)的重力势能通过联轴设备(5.1)带动右侧的管道升降设备(14)旋转运行提水。其余特征、效果同实施例1、实施例5。

实施例8。从图13可知，是一种由有多级管道升降设备(14)组合的固体势能装置、势能运输装置、势能运输方法。

其特征在于：它包括有3级管道升降设备(14)、入泵管道(9)、联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)、运输渠道(23.1)；其余特征、效果同实施例5。

上级右侧管道升降设备(14)把运输渠道(23.1)输送来的物体容器设备(3)内高位固体(1)下降到下级运输渠道(23.1)中的物体容器设备(3)内，联轴设备(5.1)同时把高位固体(1)下降的重力势能转化成同一级左侧管道升降设备(14)的提水动力，左侧管道升降设备(14)内的低位物体(2)的液体(2.2)淡水上升到一级高处。下一级管道升降设备(14)重复上一级管道升降设备(14)工作内容，直至把液体(2.2)淡水上升到预定高处。这种“物-水”联合运输装置可以用高海拔地区的物产或者沙漠戈壁的沙石换回低海拔地区的淡水，其中沙漠戈壁沙石用以填海造地。尤其是沙漠戈壁地区与海滨地区的这种“物-水”联合贸易运输效果最好。

陆地上有大面积的沙漠、戈壁固体可以利用，尤其是高海拔地区的沙漠、戈壁的颗粒固体。因为沙漠、戈壁容易采集沙石，不必爆破山体。这些巨量的固体势能迄今还没有得到开发。所以，通过开发高海拔地区的沙漠、戈壁的颗粒固体势能，既可以获得清洁能源，又可以提水引水改善生态，再可以获得廉价的“电气化”水路运输，还可以填海造地增加国土面积，是一举四得的高回报工程。

实施例9。从图14可知，是一种由链道升降设备(11)和管道升降设备(14)、发电设备(22.1)组合成的固体势能装置、势能运输装置和“电气化”势能运输方法。

其特征在于：它包括有左侧管道升降设备(14)和右侧链道升降设备(11)、入泵管道(9)、联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)、外接做工设备(22)的发电设备(22.1)、运输渠道(23.1)、牵引设备(25)、接触供电设备(26)；其中牵引设备(25)、接触供电设备(26)图中未画出。

其中牵引设备(25)包括有电力牵引设备(25.1)；牵引设备(25)或接触供电设备(26)设置在运输水路(23)上；如发电设备(22.1)设置在链道升降设备(11)上；链道升降设备(11)通过联轴设备(5.1)连接如发电设备(22.1)；发电设备(22.1)的电路连接或联通接触供电设备(26)；接触供电设备(26)的电路联通电力牵引设备(25.1)；链道升降设备(11)把高位固体(1)下降的重力势能转化成旋转动能，旋转动能除了管道升降设备(14)的提水动力之外，剩余的旋转动能通过动力输出设备(5)的联轴设备(5.1)传递给发电设备(22.1)生产电力；由于电力联通运输渠道(23.1)的接触供电设备(26)或水运设备(27)；接触供电设备(26)向水运设备(27)提供行驶动力，或者接触供电设备(26)向电力牵引设备(25.1)提供行驶动力，电力牵引设备(25.1)牵引水运设备(27)行驶；水运设备(27)是电动力船舶。“电气化”运输水路(23)使水运成本更加低廉。

其“电气化”势能运输方法包括有下述工序内容：[1]在高势能位置，把高势能位置的高位固体(1)通过运输水路(23)输送到固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的高处；[2]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置把高处的高位固体(1)从高势能位置下降到低势能位置并且进入低势能位置；同时带动固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置运行，经过动力输出设备(5)输出机械能；[3.1]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置输出的机械能转化成的电力向运输水路(23)提供运输动力能源；[3.2]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置输出的机械能为逆向竖向运输(低势能位置向高势能位置)提供上升动力能源；[3.3]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置输出的机械能为发电设备(22.1)提供旋转动力能源；[4.1]在低势能位置，把低位物体(2)通过运输水路(23)输送到固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的低端处；[4.2]在低势能位置，通过运输水路(23)再把高位固体(1)输送到的运输水路(23)沿线地点；[5]逆向竖向运输，即固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置把低端处的低位物体(2)从低势能位置地区上升到高势能位置地区。

上级右侧链道升降设备(11)把运输渠道(23.1)输送来的物体容器设备(3)内的高位固体(1)下降到下级运输渠道(23.1)中的物体容器设备(3)内，联轴设备(5.1)同时把高位固体(1)下降的重力势能转化成同一级左侧管道升降设备(14)的提水动力，左侧管道升降设备(14)内的低位物体(2)的液体(2.2)淡水上升到预定高处。这种固体势能装置可以设计成多级，运输渠道(23.1)可以设计成电气化牵引，运输成本可以下降到0.02元/吨公里。其余特征、效果同实施例7、实施例8。

这种“物-水”联合运输装置和运输方法可以用高海拔地区的物产或者沙漠戈壁的沙石换回低海拔地区的淡水，其中沙漠戈壁的沙石用以填海造地。尤其是沙漠戈壁地区与海滨地区的这种“物-水”联合贸易运输效果最好。陆地上有大面积的沙漠、戈壁固体可以利用，尤其是高海拔地区的沙漠、戈壁的颗粒固体。因为沙漠、戈壁容易采集沙石，不必爆破山体。这些巨量的固体势能迄今还没有得到开发。所以，通过开发高海拔地区的沙漠、戈壁的颗粒固体势能，既可以获得清洁能源，又可以提水引水改善干旱生态，再可以获得廉价的“电气化”水路运输，还可填海造地增加国土面积，是一举四得的高回报工程。

实施例10。从图15、图16可知，是一种生产电力的固体势能装置。

其特征在于：它包括有外接做工设备(22)的发电设备(22.1)。固体下降设备(10)把高位固体(1)下降的重力势能转化成旋转动能，旋转动能通过动力输出设备(5)的联轴设备(5.1)传递给发电设备(22.1)生产电力；发电设备(22.1)和固体下降设备(10)的上端设置在高山、高原上，固体下降设备(10)的上端设置在海洋的海底(30)；从海拔2-6千米的高山、高原到负海拔5-6千米的深海海底(30)有7千-1.4万米的重力势能，远远超过江河的水力发电规模。固体的重力势能发电是一种新型清洁能源。尤其是改造高海拔地区的沙漠、戈壁，因为容易采集沙石，不必爆破山体。其余各种动力输出设备(5)的特征、效果同上述实施例1-实施例9。

Claims (10)

1.固体势能装置，其特征在于：它包括有固体下降设备(10)、动力输出设备(5)，固体下降设备(10)与动力输出设备(5)连接；固体下降设备(10)的上端连接着高势能位置，固体下降设备(10)的下端连接着低势能位置。

2.势能运输装置，其特征在于：它包括有固体下降设备(10)或固体势能装置、动力输出设备(5)、运输水路(23)；固体下降设备(10)与动力输出设备(5)连接；固体下降设备(10)或固体势能装置的上端连接着高势能位置，固体下降设备(10)或固体势能装置的下端连接着低势能位置；运输水路(23)至少设置在下述其中一种位置，高势能位置、低势能位置；运输水路(23)的一端连接或接近固体下降设备(10)。

3.势能运输方法，其特征在于：

它包括有下述设备，固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置、动力输出设备(5)、运输水路(23)；固体下降设备(10)与动力输出设备(5)连接；固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的上端连接着高势能位置，固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的下端连接着低势能位置；运输水路(23)与固体下降设备(10)连通；运输水路(23)至少设置在下述其中一种位置，高势能位置、低势能位置；运输水路(23)的一端连接或接近固体下降设备(10)；

它包括有下述工序内容：[1]在高势能位置，把高位固体(1)通过运输水路(23)输送到固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的高端处；[2]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置把高端处的高位固体(1)从高势能位置地区下降到低势能位置地区，同时带动固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置运行，经过动力输出设备(5)输出机械能。

4.根据权利要求1所述的固体势能装置，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，高位固体(1)、物体容器设备(3)；高位固体(1)与固体下降设备(10)连接，或者物体容器设备(3)与固体下降设备(10)连接，其物体容器设备(3)内部设置有高位固体(1)；在高势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)开始连接，或者开始进入物体容器设备(3)内部；在低势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)分离或者高位固体(1)与物体容器设备(3)分离。

5.根据权利要求2所述的势能运输装置，，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，高位固体(1)、物体容器设备(3)、动力输出设备(5)、外接做工设备(22)、牵引设备(25)、接触供电设备(26)；

高位固体(1)与固体下降设备(10)连接，或者物体容器设备(3)与固体下降设备(10)连接，其物体容器设备(3)内部设置有高位固体(1)；在高势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)开始连接，或者开始进入物体容器设备(3)内部；在低势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)分离或者高位固体(1)与物体容器设备(3)分离；

外接做工设备(22)设置在固体势能装置或固体下降设备(10)上；固体势能装置或固体下降设备(10)通过动力输出设备(5)连接外接做工设备(22)；牵引设备(25)或接触供电设备(26)设置在运输水路(23)上；外接做工设备(22)连接或联通下述其中一种设备，牵引设备(25)、接触供电设备(26)；接触供电设备(26)的电路联通电力牵引设备(25.1)；

其中运输水路(23)至少包括有下述其中一种，运输渠道(23.1)、运输水道(23.2)、运输管道(23.3)；

其中动力输出设备(5)包括有下述其中一种设备，联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)、止动设备(5.3)；

其中外接做工设备(22)包括有下述其中一种设备，发电设备(22.1)、运输设备、液压设备、机器设备；

其中牵引设备(25)包括有下述其中一种设备，电力牵引设备(25.1)、机械牵引设备(25.2)、液压牵引设备(25.3)。

6.根据权利要求3所述的势能运输方法，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，高位固体(1)、低位物体(2)、物体容器设备(3)、动力输出设备(5)、外接做工设备(22)、牵引设备(25)、接触供电设备(26)、水运设备(27)；

高位固体(1)与固体下降设备(10)连接，或者物体容器设备(3)与固体下降设备(10)连接，其物体容器设备(3)内部设置有高位固体(1)；在高势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)开始连接，或者开始进入物体容器设备(3)内部；在低势能位置，高位固体(1)与固体下降设备(10)分离或者高位固体(1)与物体容器设备(3)分离；

外接做工设备(22)设置在固体势能装置或固体下降设备(10)上；固体势能装置或固体下降设备(10)通过动力输出设备(5)连接外接做工设备(22)；牵引设备(25)或接触供电设备(26)设置在运输水路(23)上；外接做工设备(22)连接或联通下述其中一种设备，牵引设备(25)、接触供电设备(26)；接触供电设备(26)的电路联通电力牵引设备(25.1)；

其中运输水路(23)至少包括有下述其中一种，运输渠道(23.1)、运输水道(23.2)、运输管道(23.3)；

其中动力输出设备(5)包括有下述其中一种设备，联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)、止动设备(5.3)；

其中外接做工设备(22)包括有下述其中一种设备，发电设备(22.1)、运输设备、液压设备、机器设备；

其中牵引设备(25)包括有下述其中一种设备，电力牵引设备(25.1)、机械牵引设备(25.2)、液压牵引设备(25.3)；

其中水运设备(27)包括有下述其中一种设备，船舶、热动力船舶、电动力船舶、拖动船舶；

它还包括有下述其中一种工序内容，[3.1]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置输出的机械能向运输水路(23)提供运输动力能源；[3.2]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置输出的机械能为逆向竖向运输提供上升动力能源；[3.3]固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置输出的机械能为发电设备(22.1)提供旋转动力能源；[4.1]在低势能位置，把低位物体(2)通过运输水路(23)输送到固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置的低端处；[4.2]在低势能位置，通过运输水路(23)再把高位固体(1)输送到的运输水路(23)沿线地点；[5]逆向竖向运输，即固体下降设备(10)或固体势能装置或势能运输装置把低端处的低位物体(2)从低势能位置地区上升到高势能位置地区。

7.根据权利要求1或4所述的固体势能装置，或者根据权利要求2或5所述的势能运输装置，或者根据权利要求3或6所述的势能运输方法，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，低位物体(2)；低位物体(2)包括有下述其中一种，固体(2.1)、液体(2.2)、气体；低位物体(2)与固体下降设备(10)连接，或者物体容器设备(3)与固体下降设备(10)连接，其物体容器设备(3)内部设置有低位物体(2)；在低势能位置，低位物体(2)与固体下降设备(10)开始连接，或者开始进入物体容器设备(3)内部；在高势能位置，低位物体(2)与固体下降设备(10)分离或者低位物体(2)与物体容器设备(3)分离。

8.根据权利要求1或4所述的固体势能装置，或者根据权利要求2或5所述的势能运输装置，或者根据权利要求3或6所述的势能运输方法，其特征在于：

它还包括有下述其中一种设备，联接断开设备(4)、输入动力设备(6)、装卸设备(7)、支架设备(8)、入泵管道(9)、外接做工设备(22)、运输水路(23)、牵引设备(25)、接触供电设备(26)、水运设备(27)；

其中联接断开设备(4)设置在固体下降设备(10)上或者物体容器设备(3)上；联接断开设备(4)连接固体下降设备(10)和物体容器设备(3)；高位固体(1)经过联接断开设备(4)与固体下降设备(10)连接或分离，或者物体容器设备(3)经过联接断开设备(4)与固体下降设备(10)连接或分离；

其中输入动力设备(6)与势能转换机构(3)连接，

其中装卸设备(7)设置在固体下降设备(10)上或者地面上；装卸设备(7)把高位固体(1)装入或者卸出物体容器设备(3)；或者在高位固体(1)设置在物体容器设备(3)内时，高位固体(1)或低位物体(2)经过物体容器设备(3)间接与固体下降设备(10)连接或分离；

其中支架设备(8)支承着下述其中一种设备，物体容器设备(3)、联接断开设备(4)、固体下降设备(10)、动力输出设备(5)、装卸设备(7)、入泵管道(9)、输入动力设备(6)；

其中入泵管道(9)连接下述其中一种设备，物体容器设备(3)、固体下降设备(10)；

其中外接做工设备(22)与动力输出设备(5)连接；动力输出设备(5)设置在固体下降设备(10)与外接做工设备(22)之间；外接做工设备(22)设置在固体势能装置或固体下降设备(10)上；固体势能装置或固体下降设备(10)通过动力输出设备(5)连接外接做工设备(22)；

其中运输水路(23)的一端连接或接近固体下降设备(10)；

其中牵引设备(25)或接触供电设备(26)设置在运输水路(23)上；外接做工设备(22)连接或联通下述其中一种设备，牵引设备(25)、接触供电设备(26)；

其中接触供电设备(26)的电路联通电力牵引设备(25.1)。

9.根据权利要求7所述的固体势能装置或势能运输装置或势能运输方法，其特征在于：高位固体(1)的密度或重量大于低位物体(2)的密度或重量。

10.根据权利要求8所述的固体势能装置或势能运输装置或势能运输方法，其特征在于：

物体容器设备(3)包括有下述其中一种，船形容器、桶形形容器、箱型形容器、斗形容器管形容器；

联接断开设备(4)包括有下述其中一种设备，机械连接断开设备(4.1)、电磁连接断开设备(4.2)；

固体下降设备(10)包括有下述其中一种设备，链道升降设备(11)、索道升降设备(12)、面道升降设备(13)、管道升降设备(14)、链板泵升降设备(15)；

动力输出设备(5)包括有下述其中一种设备，联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)、止动设备(5.3)；联轴设备(5.1)连接固体下降设备(10)和外接设备(22)；变速设备(5.2)设置在固体下降设备(10)和外接设备(22)之间，变速设备(5.2)设置在固体下降设备(10)或外接设备(22)上；止动设备(5.3)设置在下述其中一种位置，固体下降设备(10)、联轴设备(5.1)、变速设备(5.2)；

输入动力设备(6)包括有下述其中一种设备，电动机设备、内燃机设备、蒸汽机设备；

装卸设备(7)包括有下述其中一种设备，升降装卸设备(7.1)、牵引装卸设备(7.2)、旋转装卸设备(7.3)；

支架设备(8)包括有下述其中一种设备，钢结构支架(8.1)、混凝土支架(8.2)；

入泵管道(9)包括有下述其中一种设备，管道、阀门；

外接做工设备(22)包括有下述其中一种设备，发电设备(22.1)、运输设备、液压设备、机器设备；

牵引设备(25)包括有下述其中一种设备，电力牵引设备(25.1)、机械牵引设备(25.2)、液压牵引设备(25.3)；

水运设备(27)包括有下述其中一种设备，船舶、热动力船舶、电动力船舶、拖动船舶；

固体势能装置输出的机械能包括有述其中一种，动能、势能；动能包括有述其中一种，旋转动能、往复动能。

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