CN108180104A - 基于换向阀的水压发动机 - Google Patents

基于换向阀的水压发动机 Download PDF

Info

Publication number
CN108180104A
CN108180104A CN201810024141.5A CN201810024141A CN108180104A CN 108180104 A CN108180104 A CN 108180104A CN 201810024141 A CN201810024141 A CN 201810024141A CN 108180104 A CN108180104 A CN 108180104A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reversal valve
water
spool
engine
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810024141.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108180104B (zh
Inventor
彭秀龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201810024141.5A priority Critical patent/CN108180104B/zh
Publication of CN108180104A publication Critical patent/CN108180104A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108180104B publication Critical patent/CN108180104B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02—Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/002—Reciprocating-piston liquid engines details; components parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/08—Distributing valve-gear peculiar thereto

Abstract

基于换向阀的水压发动机，包括换向阀、发动机、传动组件、进水管、排水管及联通管；换向阀包括外壳及阀芯；阀芯密封且可旋转的安装在外壳内腔中，阀芯通过旋转使换向阀在进水和排水两种状态之间切换；发动机包括缸体、活塞、连杆及曲轴；传动组件用于将来自发动机曲轴的动力传递至换向阀的阀芯；进水管与换向阀的进水口连通；排水管与换向阀的出水口B连通；联通管一端与换向阀的出水口A和回水口连通，另一端与发动机的水口连通。本发明提供了一种将水的动能转化为机械能的装置，其结构简单且小型化，动力输出稳定可靠，能量转化效率高，可用于连接其它动力装置输出做功。

Description

基于换向阀的水压发动机
技术领域
本发明涉及水能动力机械领域，特别是一种基于换向阀的水压发动机。
背景技术
水能作为清洁能源已被广泛利用，现有技术中水能的利用大多为将水能转化为电能，水力发电就是其应用中最为常见的水能利用方式，水力发电的基本原理是利用水位落差，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。科学家们以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到最高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力。可见将水能转化成机械能的核心部件为水轮，即通过水推动水轮旋转，旋转的水轮在带动其他部件实现水能的利用。然而在使用水轮进行水能转化成机械能时，能量转化过程水能利用率较低，而且水轮较大实际应用时需要很大的场地放置。对于水能的大面积推广使用带来了一定的阻力。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种基于换向阀的水压发动机。它解决了现有的水能发电/动力转化装置占用场地较大，水能利用率较低的问题。
本发明的技术方案是：基于换向阀的水压发动机，包括换向阀、发动机、传动组件、进水管、排水管及联通管；
换向阀包括外壳及阀芯；外壳上设有进水口、出水口A、出水口B及回水口；阀芯密封且可旋转的安装在外壳内腔中，其两端伸出在外壳外部，其上设有透水孔，阀芯通过旋转使换向阀在进水和排水两种状态之间切换；换向阀在进水状态下，阀芯的透水孔旋转至与外壳的进水口和出水口A相通，阀芯的内腔仅与外壳的进水口和出水口A连通；换向阀在排水状态下，阀芯的透水孔旋转至与外壳的出水口B和回水口相通，阀芯的内腔仅与外壳的出水口B和回水口连通；
发动机包括缸体、活塞、连杆及曲轴；缸体内设有储水腔，其外部设有连通至储水腔的水口；活塞活动安装在缸体的储水腔中，其在缸体的储水腔中做往复直线运动，进而缩小或扩大储水腔的容积；曲轴两端活动安装在缸体上，其两端伸出在缸体外部；连杆一端活动连接在活塞上，另一端活动连接在曲轴上；
传动组件设在发动机的的曲轴与换向阀的阀芯之间，其用于将来自发动机曲轴的动力传递至换向阀的阀芯；
进水管与换向阀的外壳的进水口连通；
排水管与换向阀的外壳的出水口B连通；
联通管一端与换向阀的外壳的出水口A和回水口连通，另一端与发动机的缸体的水口连通。
本发明的进一步技术方案是：传动组件包括链条、主动链轮和从动链轮；主动链轮固定安装在发动机的曲轴上，从动链轮固定安装在换向阀的阀芯端头上，链条绕设在主动链轮和从动链轮之间。
本发明再进一步的技术方案是：传动组件包括主动齿轮和从动齿轮；主动齿轮固定安装在发动机的曲轴上，从动齿轮固定安装在换向阀的阀芯端头上，并与主动齿轮啮合。
本发明更进一步的技术方案是：换向阀的数量为一个或一个以上，当换向阀的数量为一个以上，相邻的换向阀的阀芯通过齿轮副或链传动副连接；相应的，发动机的缸体、活塞、连杆的数量与换向阀的数量一致。
本发明更进一步的技术方案是：其还包括惯性轮；惯性轮固定安装在发动机的曲轴上。
本发明更进一步的技术方案是：其还包括排渣管；排渣管连接在进水管上，其上设有排渣阀。
本发明更进一步的技术方案是：联通管上设有排气阀；进水管上设有进水阀。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、提供了一种将水的动能转化为机械能的装置：本发明利用进水水压推动发动机活塞运动，活塞带动曲轴转动，曲轴转动的同时通过传动组件驱动换向阀周期性的打开或关闭，换向阀状态的改变引起管路内水压的变化，进而使活塞往复运动，曲轴持续转动输出动力。其结构简单且小型化，动力输出稳定可靠，能量转化效率高，可用于连接其它动力装置输出做功。
2、输出转速可调节：进水管上设有进水阀，通过调节进水阀的开度控制进水量，进而达到控制曲轴输出转速的目的。
3、使用范围较广泛：本发明可放置在有一定流速的河流中，使水流自然冲入进水管中，进水管也可以通过管道连接具有稳定水压的水源。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为实施例1的立体结构图；
图2为实施例1在另一视角下的立体结构图；
图3为本发明实施例2的结构示意图；
图4为实施例2在另一视角下的立体结构图；
图5为换向阀的结构示意图；
图6为换向阀的阀芯的结构示意图；
图7为实施例1中发动机的剖视图；
图8为实施例2中发动机的剖视图；
图9为实施例1中的管路连接结构示意图；
图10为实施例2中的管路连接结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1、2、5、6、7、9所示，基于换向阀的水压发动机，包括换向阀、发动机、传动组件、进水管4、排水管5、联通管6及排渣管7。
换向阀包括外壳11及阀芯12。外壳11上设有进水口111、出水口A112、出水口B113及回水口114。阀芯12密封且可旋转的安装在外壳11内腔中，其两端伸出在外壳11外部，其上设有透水孔121，其通过旋转实现换向阀的打开或关闭。换向阀在进水状态下，阀芯12的透水孔121旋转至与外壳11的进水口111和出水口A112相通，阀芯12的内腔仅与外壳11的进水口111和出水口A112连通。换向阀在排水状态下，阀芯12的透水孔121旋转至与外壳11的出水口B113和回水口114相通，阀芯12的内腔仅与外壳11的出水口B113和回水口114连通。
发动机包括缸体21、活塞22、连杆23及曲轴24。缸体21内设有储水腔211，其外部设有连通至储水腔211的水口。活塞22活动安装在缸体21的储水腔211中，其在缸体21的储水腔211中做往复直线运动，进而缩小或扩大储水腔211的容积。曲轴24两端活动安装在缸体21上，其两端伸出在缸体21外部。连杆24一端活动连接在活塞22上，另一端活动连接在曲轴24上。
传动组件设在发动机的的曲轴24与换向阀的阀芯12之间，其用于将来自发动机曲轴24的动力传递至换向阀的阀芯12。传动组件包括链条33、主动链轮和从动链轮32；主动链轮固定安装在发动机的曲轴24上，从动链轮32固定安装在换向阀的阀芯12端头上，链条33绕设在主动链轮和从动链轮32之间。
进水管4与换向阀的外壳11的进水口111连通。
排水管5与换向阀的外壳11的出水口B113连通。
联通管6一端与换向阀的外壳11的出水口A112及回水口114连通，另一端与发动机的缸体21的水口211连通。
排渣管7连接在进水管4和联通管6上，其上设有处于常闭状态的排渣阀71，排渣阀71用于在整个装置停止运行后排出管网内的余水及杂质。
优选，排水管5的出水口高于进水管4的进水口，防止排水时管路内进入空气。
优选，其还包括惯性轮8，惯性轮8固定安装在发动机的曲轴24上，可保证曲轴24输出相对平稳。
优选，联通管6上设有排气阀61，排气阀用于通水时排出整个管网内的空气。进水管4上设有进水阀41，通过调节进水阀41的开度控制进水量，进而达到控制曲轴24输出转速的目的。
优选，进水管4上设有压力表(图中未示出)，可用于监测进水水压。
本实施例中，传动组件还可以是齿轮副(图中未示出)，传动组件包括主动齿轮和从动齿轮；主动齿轮固定安装在发动机的曲轴上，从动齿轮固定安装在换向阀的阀芯端头上，并与主动齿轮啮合。
本实施例中，换向阀的数量为一个，相应的，发动机的缸体21、活塞22、连杆23的数量均为一个。
实施例1的工作原理：换向阀有进水和排水两种状态，换向阀在进水状态下，进水管4、换向阀的阀芯12、联通管6、发动机的缸体21依次连通，活塞22运动，扩大储水腔211，采用帕斯卡裂桶工作原理，叫做功冲程。换向阀在排水状态下，排水管5、换向阀的阀芯12、联通管6、发动机的缸体21依次连通，活塞22运动，压缩储水腔211，采用不做工的工作原理，叫排水冲程。启动换向阀采用四两拨千斤的工作原理。
使用前，换向阀处在进水状态，进水管4连通具有一定水压且不含杂质的水源。使用时，打开进水阀41，水依次通过进水管4、换向阀、联通管6进入发动机的缸体21储水腔211中，推动活塞22在缸体21内移动，活塞22通过连杆23带动曲轴24转动。
曲轴24一方面与外部的动力设备关联，起到输出动力(机械能)的效果。曲轴24另一发面通过传动组件带动换向阀的阀芯12转动，进而使换向阀在打开和关闭两种状态下交替切换。
活塞22在缸体21中往复运动进而扩大或压缩储水腔211的容积。当活塞22压缩储水腔211的容积时，换向阀处在排水状态，储水腔211内的水通过联通管6、换向阀的阀芯12、排水管5排出。当活塞22扩大储水腔211的容积时，换向阀处在进水状态，外部的水通过进水管4、换向阀的阀芯12、联通管6进入储水腔211。
实施例2：
如图3、4、5、6、8、10所示，本实施例与实施例1相比，区别仅在于：换向阀的数量为两个，两个换向阀的阀芯12通过链传动副连接，相应的，发动机的缸体21、活塞22、连杆23的数量均为两个。本实施例相比实施例1，优点在于曲轴24输出更平稳。
实施例2的工作原理：本实施例的工作原理与实施例1相同，区别仅在于，两个换向阀所处的工作状态始终相反，即一个换向阀在进水状态时，另一个换向阀必定在排水状态。

Claims (7)

1.基于换向阀的水压发动机，其特征是：包括换向阀、发动机、传动组件、进水管、排水管及联通管；
换向阀包括外壳及阀芯；外壳上设有进水口、出水口A、出水口B及回水口；阀芯密封且可旋转的安装在外壳内腔中，其两端伸出在外壳外部，其上设有透水孔，阀芯通过旋转使换向阀在进水和排水两种状态之间切换；换向阀在进水状态下，阀芯的透水孔旋转至与外壳的进水口和出水口A相通，阀芯的内腔仅与外壳的进水口和出水口A连通；换向阀在排水状态下，阀芯的透水孔旋转至与外壳的出水口B和回水口相通，阀芯的内腔仅与外壳的出水口B和回水口连通；
发动机包括缸体、活塞、连杆及曲轴；缸体内设有储水腔，其外部设有连通至储水腔的水口；活塞活动安装在缸体的储水腔中，其在缸体的储水腔中做往复直线运动，进而缩小或扩大储水腔的容积；曲轴两端活动安装在缸体上，其两端伸出在缸体外部；连杆一端活动连接在活塞上，另一端活动连接在曲轴上；
传动组件设在发动机的的曲轴与换向阀的阀芯之间，其用于将来自发动机曲轴的动力传递至换向阀的阀芯；
进水管与换向阀的外壳的进水口连通；
排水管与换向阀的外壳的出水口B连通；
联通管一端与换向阀的外壳的出水口A和回水口连通，另一端与发动机的缸体的水口连通。
2.如权利要求1所述的基于换向阀的水压发动机，其特征是：传动组件包括链条、主动链轮和从动链轮；主动链轮固定安装在发动机的曲轴上，从动链轮固定安装在换向阀的阀芯端头上，链条绕设在主动链轮和从动链轮之间。
3.如权利要求1所述的基于换向阀的水压发动机，其特征是：传动组件包括主动齿轮和从动齿轮；主动齿轮固定安装在发动机的曲轴上，从动齿轮固定安装在换向阀的阀芯端头上，并与主动齿轮啮合。
4.如权利要求1-3中任一项所述的基于换向阀的水压发动机，其特征是：换向阀的数量为一个或一个以上，当换向阀的数量为一个以上，相邻的换向阀的阀芯通过齿轮副或链传动副连接；相应的，发动机的缸体、活塞、连杆的数量与换向阀的数量一致。
5.如权利要求4所述的基于换向阀的水压发动机，其特征是：其还包括惯性轮；惯性轮固定安装在发动机的曲轴上。
6.如权利要求5所述的基于换向阀的水压发动机，其特征是：其还包括排渣管；排渣管连接在进水管和/或联通管上，其上设有排渣阀。
7.如权利要求6所述的基于换向阀的水压发动机，其特征是：联通管上设有排气阀；进水管上设有进水阀。
CN201810024141.5A 2018-01-10 2018-01-10 基于换向阀的水压发动机 Active CN108180104B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810024141.5A CN108180104B (zh) 2018-01-10 2018-01-10 基于换向阀的水压发动机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810024141.5A CN108180104B (zh) 2018-01-10 2018-01-10 基于换向阀的水压发动机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108180104A true CN108180104A (zh) 2018-06-19
CN108180104B CN108180104B (zh) 2019-07-16

Family

ID=62550171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810024141.5A Active CN108180104B (zh) 2018-01-10 2018-01-10 基于换向阀的水压发动机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108180104B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110985265A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 彭秀龙 基于换向阀的水锤发动机
WO2021212200A1 (pt) * 2020-10-22 2021-10-28 Rezende Divino Ananias De Motor com cilindro volumétrico horizontal e pistão de dupla ação movido por queda d'água

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8907640U1 (zh) * 1989-06-22 1989-09-07 Grosshaeuser, Hans-Georg, 5000 Koeln, De
US4986307A (en) * 1989-08-02 1991-01-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Rotary pneumatic valve
JP2007071030A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Cosmopower Inc 水圧発電システム
CN102650217A (zh) * 2012-05-24 2012-08-29 绍兴文理学院 一种压缩空气发动机
CN104114216A (zh) * 2011-12-14 2014-10-22 皇家飞利浦有限公司 换向阀和高频振荡气流发生器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8907640U1 (zh) * 1989-06-22 1989-09-07 Grosshaeuser, Hans-Georg, 5000 Koeln, De
US4986307A (en) * 1989-08-02 1991-01-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Rotary pneumatic valve
JP2007071030A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Cosmopower Inc 水圧発電システム
CN104114216A (zh) * 2011-12-14 2014-10-22 皇家飞利浦有限公司 换向阀和高频振荡气流发生器
CN102650217A (zh) * 2012-05-24 2012-08-29 绍兴文理学院 一种压缩空气发动机

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110985265A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 彭秀龙 基于换向阀的水锤发动机
WO2021212200A1 (pt) * 2020-10-22 2021-10-28 Rezende Divino Ananias De Motor com cilindro volumétrico horizontal e pistão de dupla ação movido por queda d'água

Also Published As

Publication number Publication date
CN108180104B (zh) 2019-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1611225A3 (ru) Гидропневматический гидрогенератор
CN201650574U (zh) 液压驱动浮漂式波浪能发电装置
CN109826741A (zh) 一种以废弃隧道或者防空洞作为储能容器的变工况无水坝抽水蓄能系统及方法
CN102678431B (zh) 一种波浪能量转换系统
CN205025709U (zh) 一种增压离心泵
CN102787997B (zh) 能量收集器
CN204569496U (zh) 波浪能-太阳能联合驱动的海水淡化系统
CN108180104B (zh) 基于换向阀的水压发动机
CN202187916U (zh) 转叶摆动式流体压缩机
CN202659427U (zh) 用于风力发电的液压传动系统
CN102322384B (zh) 一种水能综合发电系统
CN208000208U (zh) 一种余压能量回收存储实验装置
CN204851524U (zh) 震荡浮子式波浪能发电装置
CN110701000B (zh) 一种油田注水风能利用工艺系统
CN108953046A (zh) 一种三维海浪能发电装置
CN209314507U (zh) 一种风机结合空气储能实施灌溉系统
CN201165929Y (zh) 杠杆式液压单动发动机
CN113153610B (zh) 一种基于文丘里装置的发电系统
CN110080929A (zh) 一种水利发电装置
CN204877764U (zh) 空压液传动力装置
CN205315203U (zh) 水轮机调速装置
CN107559131A (zh) 一种悬挂摆式与振荡水柱式耦合的波浪能发电装置
CN2575323Y (zh) 一种风力发电装置
CN210290029U (zh) 能利用水力发电余水动能的泵
CN202914411U (zh) 活塞真空泵液浆抽排装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant