CN106948996B - 一种提高水锤效应产生动能的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高水锤效应产生动能的装置，包括壳体、传动轮和转轴，所述传动轮通过所述转轴可转动的密封在所述壳体内；所述传动轮的外周边缘设有方形的缺口，其包括第一缺口、第二缺口和第三缺口；在所述壳体的外部设有水箱，所述水箱通过第一水管和第二水管连通所述壳体的内部并交替向三个所述缺口内输送水流，所述第一水管和所述第二水管上分别设有通过将其开启或关闭来使对应的缺口内的水流发生水锤效应的第一电磁阀和第二电磁阀。本发明的有益效果是：该产生动能的装置，由于发生水锤效应的地方为传动轮上缺口与壳体的内壁形成的腔体内，水锤效应做功主要发生在传动轮上，极大的提高了水锤效应的做功率，输出的动能较大。

Description

一种提高水锤效应产生动能的装置
技术领域
本发明涉及能量发生领域，具体涉及一种提高水锤效应产生动能的装置。
背景技术
水锤效应是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，水压迅速达到最大，这就是水利学当中的水锤效应，也就是正水锤。相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的水压，但没有前者大。
目前对于水锤效应的研究，除了如何克服水锤效应产生的破坏作用，已经开始关注到水锤效应如何带来能量的探索，利用这部分能量充分应用在发电或者其他领域，节约了能源，同时避免消耗其他能量带来的环境污染问题。如公开号为CN 104632511 A的中国专利就公开了一种提高水锤效应产生动能的装置，但是该技术方案中发生水锤效应的地方是在处于壳体与传动轮之间的压力仓，因此，水锤效应很大一部分做功发生在压力仓的内壁等其他部件上，即不能转化为转轮的动能输出，做功效率较低。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种提高水锤效应产生动能的装置。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种提高水锤效应产生动能的装置，包括壳体、传动轮和转轴，所述传动轮通过所述转轴可转动的密封在所述壳体内，并且所述转轴延伸出所述壳体的外部；
所述传动轮的外周边缘设有方形的缺口，所述缺口轴向将所述传动轮贯穿，其包括第一缺口、第二缺口和第三缺口；在所述壳体的外部设有水箱，所述水箱通过第一水管和第二水管连通所述壳体的内部并交替向三个所述缺口内输送水流，所述第一水管和所述第二水管上分别设有通过将其开启或关闭来使对应的缺口内的水流发生水锤效应的第一电磁阀和第二电磁阀，所述壳体的侧壁上设有将所述缺口内发生水锤效应后的水流排出的出水口；
所述缺口内且相对于其开口的一侧设有具有两个相对斜面的契形结构，并且所述契形结构的尖部水平朝向所述缺口内与契形结构相对的一侧，所述契形结构将其所在缺口的一侧的水锤效应抵消掉，从而使发生的水锤效应集中在所述缺口内与契形结构相对的一侧做功并驱动传动轮连续转动输出动能。
本发明的有益效果是：该产生动能的装置，由于发生水锤效应的地方为传动轮上缺口与壳体的内壁形成的腔体内，水锤效应做功主要发生在传动轮上，极大的提高了水锤效应的做功率，输出的动能较大。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步，所述第一缺口、所述第二缺口和所述第三缺口内的契形结构的尖部朝向相对于所述传动轮的中心呈顺时针方向或逆时针方向布置。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：保证水锤效应驱动传动轮的转动的方向一致，增加输出的动能。
进一步，所述水箱内装有高压水。
采用上述进一步技术方案的有益效果为：高压水可以增强水锤效应的效果，从而提高水锤效应对传动轮的做功率，增加输出的动能。
进一步，所述出水口通过回流管连通向所述水箱内提供高压水的回压室。
采用上述进一步方案的有益效果是：发生水锤效应做功后的水流再次回收利用，节约水资源。
附图说明
图1为本发明的主视示意图；
图2为传动轮的俯视示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、壳体，2、传动轮，3、转轴，4-1、第一缺口，4-2、第二缺口，4-3、第三缺口，5、水箱，6-1、第一水管，6-2、第二水管，7-1、第一电磁阀，7-2、第二电磁阀，8、出水口，9、契形结构。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1和2所示，一种提高水锤效应产生动能的装置，包括壳体1、传动轮2和转轴3，所述传动轮2通过所述转轴3可转动的密封在所述壳体1内，并且所述转轴3延伸出所述壳体1的外部。
所述传动轮2的外周边缘设有方形的缺口，所述缺口轴向将所述传动轮2贯穿，其包括第一缺口4-1、第二缺口4-2和第三缺口4-3；在所述壳体1的外部设有水箱5。所述水箱5内装有高压水，其通过第一水管6-1和第二水管6-2连通所述壳体1的内部并交替向三个所述缺口内输送水流，所述第一水管6-1和所述第二水管6-2上分别设有通过将其开启或关闭来使对应的缺口内的水流发生水锤效应的第一电磁阀7-1和第二电磁阀7-2，所述壳体1的侧壁上设有将所述缺口内发生水锤效应后的水流排出的出水口8。所述出水口8通过回流管连通向所述水箱5内提供高压水的回压室。
所述缺口内且相对于其开口的一侧设有具有两个相对斜面的契形结构9，并且所述契形结构9的尖部水平朝向所述缺口内与契形结构9相对的一侧，所述第一缺口4-1、所述第二缺口4-2和所述第三缺口4-3内的契形结构9的尖部朝向相对于所述传动轮2的中心呈顺时针方向或逆时针方向布置。所述契形结构9将其所在缺口的一侧的水锤效应抵消掉，从而使发生的水锤效应集中在所述缺口内与契形结构9相对的一侧做功并驱动传动轮2连续转动输出动能。
下面介绍一个该装置的工作过程：
最开始，第一缺口4-1的初始状态与第一水管6-1对接起来，第二缺口4-2、第三缺口4-3的初始状态与水管错开不对接。然后开启第一电磁阀7-1，向第一缺口4-1与壳体1的内壁形成的腔体内输送高压水，初始水压驱动传动轮2转动。转动一段距离，第一缺口4-1与第一水管6-1错开不对接、与对应的出水口8对接排出内部水流，关闭第一电磁阀7-1，与此同时，第二缺口4-2与第二水管6-2对接起来并开启第二电磁阀7-2，第三缺口4-3朝着第一出水管6-1的方向转动。第一电磁阀7-1的关闭会对第一水管6-1产生水锤效应。水压传递到水箱5，由于第二电磁阀7-2处于开启状态，水箱5的水压通过第二水管6-2从第二电磁阀7-2进入第二缺口4-2与壳体1的内壁形成的腔体内。水压从第二缺口4-2的开口端进入其内部，其向水流进入方向的两侧传递，即第二缺口4-2内契形结构9所在的一侧以及与契形结构9相对的一侧。契形结构9为具有两个相对斜面，水压通过两个斜面对契形结构9做功，由于两个斜面相对设置，从而水压在契形结构9上的做功可以抵消掉，水压只在第二缺口4-2内与契形结构9相对的一侧做功，从而便可以驱动传动轮2转动。随着传动轮2的转动，第二缺口4-2与第二水管6-2错开不对接、与对应的出水口8对接排出内部水流，，而此时第三缺口4-3与第一水管6-1对接起来，同样采用上述控制，即关闭第二电磁阀7-2并开启第一电磁阀7-1，第二电磁阀7-2的关闭会对第二水管6-2产生水锤效应，水压传递到水箱5又通过第一水管6-1进入第三缺口4-3与壳体1的内壁形成的腔体内，水锤效应在第三缺口4-3内做功。以此类推，紧接着第一缺口4-2与第二水管6-2接通，再次于第一缺口4-2内发生水锤效应，按照上述控制方式于第一缺口4-1、第二缺口4-2和第三缺口4-3内不断交替的发生水锤效应，水锤效应便可以连续驱动传动轮2转动，从而便可以通过转轴3持续输出动能。另外，由于缺口处于传动轮2上的外周边缘位置，其距离传动轮2中心的距离相较于其他位置要更远，因此，水锤效应对传动轮2做功的力臂就更长，从而提高了对传动轮2的做功效率，输出更大的动能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种提高水锤效应产生动能的装置，其特征在于，包括壳体(1)、传动轮(2)和转轴(3)，所述传动轮(2)通过所述转轴(3)可转动的密封在所述壳体(1)内，并且所述转轴(3)延伸出所述壳体(1)的外部；
所述传动轮(2)的外周边缘设有方形的缺口，所述缺口轴向将所述传动轮(2)贯穿，其包括第一缺口(4-1)、第二缺口(4-2)和第三缺口(4-3)；在所述壳体(1)的外部设有水箱(5)，所述水箱(5)通过第一水管(6-1)和第二水管(6-2)连通所述壳体(1)的内部并交替向三个所述缺口内输送水流，所述第一水管(6-1)和所述第二水管(6-2)上分别设有通过将其开启或关闭来使对应的缺口内的水流发生水锤效应的第一电磁阀(7-1)和第二电磁阀(7-2)，所述壳体(1)的侧壁上设有将所述缺口内发生水锤效应后的水流排出的出水口(8)；
所述缺口内且相对于其开口的一侧设有具有两个相对斜面的契形结构(9)，并且所述契形结构(9)的尖部水平朝向所述缺口内与契形结构(9)相对的一侧，所述契形结构(9)将其所在缺口的一侧的水锤效应抵消掉，从而使发生的水锤效应集中在所述缺口内与契形结构(9)相对的一侧做功并驱动传动轮(2)连续转动输出动能。
2.根据权利要求1所述的提高水锤效应产生动能的装置，其特征在于，所述第一缺口(4-1)、所述第二缺口(4-2)和所述第三缺口(4-3)内的契形结构(9)的尖部朝向相对于所述传动轮(2)的中心呈顺时针方向或逆时针方向布置。
3.根据权利要求1或2所述的提高水锤效应产生动能的装置，其特征在于，所述水箱(5)内装有高压水。
4.根据权利要求3所述的提高水锤效应产生动能的装置，其特征在于，所述出水口(8)通过回流管连通向所述水箱(5)内提供高压水的回压室。
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