CN107676220A - 用浮力输出动力的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用浮力输出动力的系统，设有对外封闭并且里面保留有气体的密闭腔室，密闭腔室内设置有高液位储液室和低液位储液室，在两个储液室之间设有第一闸门，在高液位储液室的上端敞口处设有第二闸门，在密闭腔室内设有浮箱以及带动浮箱在两个储液室之间循环运动的机构，浮箱设有排气阀和进液阀，在高液位储液室内设有竖立的杆件，在浮箱从高液位储液室的底部上浮到液面的过程中，浮箱拉动杆件向上移动，杆件带动一个转轮转动，从转轮连接的动力输出轴输出动力。本发明的优点是利用浮力产生动力，不需要燃烧燃料，有利于保护环境。

Description

用浮力输出动力的系统

技术领域

本发明涉及利用液体浮力产生动力的技术。

背景技术

现有的动力输出系统大多依靠燃烧燃料，存在一定的环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种用浮力输出动力的系统，该系统不需燃烧燃料，有利于保护环境。

本发明是这样实现的：用浮力输出动力的系统，设有对外封闭并且里面保留有气体的密闭腔室，密闭腔室内设置有两个存放有液体的储液室，两个储液室分别为高液位储液室和低液位储液室，高液位储液室内的液面高度高于低液位储液室内的液面高度；

在两个储液室的底部，于两个储液室之间设置有第一闸门，当第一闸门打开时，两个储液室的液体连通，当第一闸门关闭时，两个储液室的液体隔断；

两个储液室的上端敞口，在高液位储液室的上端敞口处设有第二闸门，当第二闸门关闭时可将高液位储液室的上端敞口封闭；

在密闭腔室内设有浮箱，浮箱设有排气阀和进液阀，当该排气阀和进液阀处于打开状态，并且浮箱落到低液位储液室内的液体中时，液体可经由该进液阀进入浮箱，灌有液体的浮箱可沉入到低液位储液室的底部；

在低液位储液室的底部设有第一移动机构，由第一移动机构承接沉入到低液位储液室底部的浮箱，并且由第一移动机构带动浮箱移动，使浮箱经过打开的第一闸门移动到高液位储液室的底部；

在高液位储液室的底部设有与浮箱对接的进气管和排液管，进气管和排液管的与浮箱对接的一端连接有自封式管道接头，进气管的另一端连通至密闭腔室内的充满气体的部位，排液管的另一端连通至低液位储液室，在浮箱上连接有两个自封式管道接头，在高液位储液室的底部设有管道对接机构，管道对接机构与进气管和排液管的自封式管道接头连接，由管道对接机构带动进气管和排液管的自封式管道接头移动，使进气管和排液管的自封式管道接头与浮箱的两个自封式管道接头对接和分离；

在密闭腔室内设有第二移动机构和起吊机构，第二移动机构与起吊机构连接，第二移动机构可带动起吊机构往返于高液位储液室的上方和低液位储液室的上方，起吊机构连接有可提起浮箱的挂接机构；

在高液位储液室内设有竖立的杆件，杆件设有牵引部，在浮箱从高液位储液室的底部上浮到液面的过程中，浮箱向上顶住牵引部，从而通过牵引部拉动杆件向上移动；

所述杆件与一个转轮连接，当杆件向上移动时可带动转轮转动；

所述转轮连接有动力输出轴，由转轮驱动动力输出轴转动。

在其中一个实施例中，在所述高液位储液室的底部设有浮箱锁定机构，浮箱锁定机构可固定和释放所述浮箱。

在其中一个实施例中，所述浮箱锁定机构是电磁铁。

在其中一个实施例中，所述挂接机构是电磁铁。

在其中一个实施例中，所述排液管串联有输液泵。

在其中一个实施例中，在所述高液位储液室的底部设有升降机构，升降机构可将所述浮箱举高至高于所述低液位储液室内的液面高度。

本发明的优点是利用浮力产生动力，不需要燃烧燃料，有利于保护环境。

附图说明

图1是本发明系统的总体结构示意图；

图2至图9本发明系统的动作过程示意图；

图10是用导轨约束浮箱的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面参照附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。本发明所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅用于名称的区分。

用浮力输出动力的系统如图1所示，设有一个对外封闭的密闭腔室1，密闭腔室1的里面保留有气体。所述气体可以是但不限于空气。在密闭腔室1内设有两个储液室，两个储液室分别为高液位储液室2和低液位储液室3。高液位储液室2存放的液体4的液面高度高于低液位储液室3存放的液体5的液面高度。所述液体可以是但不限于水。在两个储液室2、3的底部，于两个储液室2、3之间设置有第一闸门6。当第一闸门6打开时，两个储液室2、3的液体4、5连通，当第一闸门6关闭时，两个储液室2、3的液体4、5隔断。两个储液室2、3的上端敞口。在高液位储液室2的上端敞口处设有第二闸门7。当第二闸门7关闭时，可将高液位储液室2的上端敞口封闭。

在密闭腔室1内设有浮箱8。浮箱8设有排气阀12和进液阀13，当排气阀12和进液阀13处于打开状态，并且浮箱8落到低液位储液室3内的液体5中时，液体可经由进液阀13进入浮箱8。灌有液体的浮箱8可沉入到低液位储液室3的底部。排气阀12和进液阀13可以采用现有的机械触碰式阀门，或者电控式阀门。如果采用机械触碰式阀门，可以在低液位储液室3的底部设置用于触碰阀门的凸块。当浮箱8沉入低液位储液室3的底部后，所述凸块刚好与排气阀12和进液阀13碰触，从而使排气阀12和进液阀13打开。当排气阀12和进液阀13随着浮箱8的移动而离开凸块后，排气阀12和进液阀13在自身内部弹簧的作用下自动关闭。如果排气阀12和进液阀13采用电控式阀门，则可以采用位置传感器来监测浮箱8的位置，当浮箱8沉入低液位储液室3的底部后，通过电信号控制排气阀12和进液阀13开启，当浮箱8离开低液位储液室3后，通过电信号控制排气阀12和进液阀13关闭。

在低液位储液室3的底部设有第一移动机构14，由第一移动机构14承接沉入到低液位储液室3底部的浮箱8，并且由第一移动机构14带动浮箱8移动，使浮箱8经过打开的第一闸门6移动到高液位储液室2的底部。第一移动机构14可以采用但不限于丝杆螺母机构或者齿轮齿条机构。

在高液位储液室2的底部设有与浮箱8对接的进气管17和排液管18。进气管17和排液管18的与浮箱8对接的一端分别连接有自封式管道接头19、20。进气管17的另一端连通至密闭腔室1内的充满气体的部位。排液管18的另一端连通至低液位储液室3。在排液管18中串联有输液泵21。在浮箱8上连接有两个自封式管道接头15、16。所述自封式管道接头可以采用市售成品，或者采用与浮箱8上的排气阀12和进液阀13相同结构的阀门，以机械控制或者电信号控制的方式来控制接头的封闭与开启。

在高液位储液室2的底部设有管道对接机构22。管道对接机构22与进气管17和排液管18的自封式管道接头19、20连接。由管道对接机构22带动进气管17和排液管18的自封式管道接头19、20移动，使进气管17和排液管18的自封式管道接头19、20与浮箱8的两个自封式管道接头15、16对接和分离。管道对接机构22可以采用但不限于丝杆螺母机构或者齿轮齿条机构。

在密闭腔室1内设有第二移动机构23和起吊机构24，第二移动机构23与起吊机构24连接，第二移动机构23可带动起吊机构24往返于高液位储液室2的上方和低液位储液室3的上方，起吊机构24的吊绳连接有可提起浮箱8的挂接机构25。第二移动机构23可以采用但不限于丝杆螺母机构或者齿轮齿条机构。起吊机构24可以采用但不限于卷扬机。第二移动机构23与起吊机构24、挂接机构25还可以组合成一种组合构件，例如机械手。挂接机构25可采用但不限于电磁铁。如果浮箱8不具有导磁性，可在浮箱8上固定铁片等导磁体。

在高液位储液室2内设有竖立的杆件9，杆件9设有牵引部26，在浮箱8从高液位储液室2的底部上浮到液面的过程中，浮箱8向上顶住牵引部26，从而通过牵引部26拉动杆件9向上移动。杆件9与一个转轮10连接，当杆件9向上移动时可带动转轮10转动。杆件9与转轮10的连接方式可以有多种，例如，杆件9紧压着转轮10，杆件9通过摩擦力带动转轮10转动，或者，将杆件9做成齿条，转轮10做成与该齿条啮合的齿轮，又或者，将杆件9和转轮10连接成曲柄滑块机构，杆件9作为滑块，转轮10作为曲柄，杆件9上、下往复移动从而带动转轮10转动。转轮10连接有伸出至高液位储液室2之外的动力输出轴11，由转轮10驱动动力输出轴11转动。动力输出轴11既可以伸出至密闭腔室1之外，也可以不必伸出密闭腔室1。

下面结合附图对本发明系统的工作原理作详细说明。如图2所示，由起吊机构24将浮箱8吊入低液位储液室3内的液体5中。在浮箱8进入液体之前，先打开浮箱8的排气阀12和进液阀13。当浮箱8落入液体后，液体5经过进液阀13进入浮箱8，使浮箱8灌满液体。灌满液体的浮箱8沉入到低液位储液室3的底部，并且由第一移动机构14承接。接着如图3所示，在第二闸门7关闭的状态下打开第一闸门6，由第一移动机构14带动浮箱8移动，使浮箱8移动到高液位储液室2的底部。接着如图4至图5所示，在第一闸门6关闭的状态下，由管道对接机构22带动进气管17和排液管18的自封式管道接头19、20朝向浮箱8的两个自封式管道接头15、16移动，使进气管17和排液管18的自封式管道接头19、20与浮箱8的两个自封式管道接头15、16对接。接着如图6所示，开启输液泵21，将浮箱8内的液体抽回至低液位储液室3，同时令密闭腔室1内的气体进入浮箱8。当浮箱8内的液体抽取完毕后，关闭输液泵21，由管道对接机构22带动进气管17和排液管18的自封式管道接头19、20移动复位，使进气管17和排液管18的自封式管道接头19、20与浮箱8的两个自封式管道接头15、16分离。接着如图7所示，浮箱8在液体的浮力作用下上浮到液面。在浮箱8上浮的过程中，浮箱8向上顶住牵引部26，通过牵引部26拉动杆件9，再由杆件9带动转轮10转动，最后由转轮10驱动动力输出轴11转动，实现动力的输出。在浮箱8上浮的同时，或者在浮箱8上浮到液面后，打开第二闸门7。然后如图7至图8所示，由第二移动机构23带动起吊机构24移动到高液位储液室2的上方，起吊机构24利用吊绳和挂接机构25将浮箱8提起。需要说明的是，图7和图8中的杆件9只画了半截，这是因为受到图纸尺寸的限制，不适宜将密闭腔室1画得很高，但实际上密闭腔室1有足够的高度容纳杆件9。接着如图9所示，杆件9和牵引部26在重力作用下自动下沉回到原来位置，同时，由第二移动机构23带动起吊机构24移动到低液位储液室3的上方。然后如图2所示，由起吊机构24再次将浮箱8吊入低液位储液室3内的液体5中。此后不断循环重复上述过程，使浮箱8在两个储液室2、3之间循环运动，从动力输出轴11输出动力。为了实现转轴11的连续转动，可在转轴11上安装飞轮，利用飞轮的惯性令转轴11持续转动。

作为一种实施方式，也可以不必在排液管18中串联输液泵21，而是在高液位储液室2的底部设置升降机构，升降机构可将浮箱8举高至高于低液位储液室3内的液面高度。这样，在没有输液泵21的情况下，也能通过重力作用使浮箱8内的液体流回低液位储液室3。升降机构可以采用但不限于丝杆螺母机构或者齿轮齿条机构。

作为最佳实施方式，可在高液位储液室2的底部设置浮箱锁定机构，当浮箱8与进气管17和排液管18对接的时候，浮箱锁定机构将浮箱8固定，当浮箱8内的液体流出完毕，而且浮箱8与进气管17和排液管18分离后，浮箱锁定机构释放浮箱8。浮箱锁定机构可以采用但不限于电磁铁。如果浮箱8不具有导磁性，可在浮箱8上固定铁片等导磁体。

为了让动力输出轴11只朝单一方向转动，可在动力输出轴11与转轮10之间安装单向轴承。只有当杆件9被向上浮动的浮箱8拉动时，转轮10才带动动力输出轴11转动，当杆件9朝相反方向运动时，转轮10在动力输出轴11上空转。

动力输出轴11可以直接连接在转轮10上，也可以在动力输出轴11与转轮10之间连接齿轮变速机构，转轮10通过齿轮变速机构带动动力输出轴11转动。

为了保证浮箱在升降过程中能够准确到达预定位置，可以采用导轨来约束浮箱的运动轨迹。图10是浮箱与导轨配合的一种实施例。从浮箱8的俯视方向看，浮箱8的四个角带有凹口，四条导轨28分别位于四个凹口内，起到约束浮箱8运动轨迹的作用。图中看到的轨道28是轨道的横截面。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.用浮力输出动力的系统，其特征是：

设有对外封闭并且里面保留有气体的密闭腔室，密闭腔室内设置有两个存放有液体的储液室，两个储液室分别为高液位储液室和低液位储液室，高液位储液室内的液面高度高于低液位储液室内的液面高度；

在两个储液室的底部，于两个储液室之间设置有第一闸门，当第一闸门打开时，两个储液室的液体连通，当第一闸门关闭时，两个储液室的液体隔断；

两个储液室的上端敞口，在高液位储液室的上端敞口处设有第二闸门，当第二闸门关闭时可将高液位储液室的上端敞口封闭；

在密闭腔室内设有浮箱，浮箱设有排气阀和进液阀，当该排气阀和进液阀处于打开状态，并且浮箱落到低液位储液室内的液体中时，液体可经由该进液阀进入浮箱，灌有液体的浮箱可沉入到低液位储液室的底部；

在低液位储液室的底部设有第一移动机构，由第一移动机构承接沉入到低液位储液室底部的浮箱，并且由第一移动机构带动浮箱移动，使浮箱经过打开的第一闸门移动到高液位储液室的底部；

在高液位储液室的底部设有与浮箱对接的进气管和排液管，进气管和排液管的与浮箱对接的一端连接有自封式管道接头，进气管的另一端连通至密闭腔室内的充满气体的部位，排液管的另一端连通至低液位储液室，在浮箱上连接有两个自封式管道接头，在高液位储液室的底部设有管道对接机构，管道对接机构与进气管和排液管的自封式管道接头连接，由管道对接机构带动进气管和排液管的自封式管道接头移动，使进气管和排液管的自封式管道接头与浮箱的两个自封式管道接头对接和分离；

在密闭腔室内设有第二移动机构和起吊机构，第二移动机构与起吊机构连接，第二移动机构可带动起吊机构往返于高液位储液室的上方和低液位储液室的上方，起吊机构连接有可提起浮箱的挂接机构；

在高液位储液室内设有竖立的杆件，杆件设有牵引部，在浮箱从高液位储液室的底部上浮到液面的过程中，浮箱向上顶住牵引部，从而通过牵引部拉动杆件向上移动；

所述杆件与一个转轮连接，当杆件向上移动时可带动转轮转动；

所述转轮连接有动力输出轴，由转轮驱动动力输出轴转动。

2.如权利要求1所述的用浮力输出动力的系统，其特征是：在所述高液位储液室的底部设有浮箱锁定机构，浮箱锁定机构可固定和释放所述浮箱。

3.如权利要求2所述的用浮力输出动力的系统，其特征是：所述浮箱锁定机构是电磁铁。

4.如权利要求1所述的用浮力输出动力的系统，其特征是：所述挂接机构是电磁铁。

5.如权利要求1所述的用浮力输出动力的系统，其特征是：所述排液管串联有输液泵。

6.如权利要求1所述的用浮力输出动力的系统，其特征是：在所述高液位储液室的底部设有升降机构，升降机构可将所述浮箱举高至高于所述低液位储液室内的液面高度。