CN112096593A - 一种摇摆式转轮流体压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摇摆式转轮流体压缩机。该流体压缩机利用设置在转轮上的摆臂在随转轮转动过程中由自身重力作用进行掉落摆动，且在掉落摆动过程中牵引流体压缩泵进行吸入和压缩工作，对流体压缩泵内的流体进行压缩，并经旋转主轴内的流通通道压缩流出。且该流体压缩机的旋转主轴上采用单向齿轮连接设置有旋转摇臂，在具体使用时可通过如潮汐能等的水位升降，由上升和下降的两个池水分别直接推动两根旋转摇臂进行升降作用，从而带动旋转主轴转动。另外，可通过运动锻炼方式对两根旋转摇臂分别进行上升和下降的踩踏，或手动摇摆，带动旋转主轴转动。从而有效提高能源利用效率，有效节约、收集日常生活及生产中的能量，避免能量浪费。

Description

一种摇摆式转轮流体压缩机
技术领域
本发明涉及流体压缩装备技术领域，尤其涉及能量转化流体压缩装置，具体涉及一种摇摆式转轮流体压缩机。
背景技术
能源是生产生活中不可或缺的要素，在人们的活动中都离不开能源的利用。随着社会的发展，能源的消耗越来越大，需求量越来越大，其中化石能源等不可再生能源正在不断被消耗殆尽的过程中。为此，人类不断探索新的能源利用，尤其是水能、地热能、风能、太阳能、核能等可再生能源的利用，正不断被应用于人类的生产生活当中。
水能是目前较为成熟利用的可再生能源，通过水力发电、潮汐能发电是人类利用水能的主要方式。然而，现有的水能利用仍是主要集中于发电领域，在日常生活生产中的其它应用领域仍比较少。而且，目前对水能的利用，需要水能保持长期稳定且能量巨大，能量较小且不稳定的水能往往不被重视，更不会被重点开发利用。另外，目前对水能利用的装置设备开发仍比较困难，生产成本通常较高，因此仍无法完全普及化甚至渗透到人们日常的生活生产当中。
在日常生活生产当中，如气枪、注液等均需用到压缩设备，对空气、液体等流体进行压缩注射。然而，现有的流体压缩设备均采用电能驱动方式进行流体压缩，能耗大，直接或间接性成本高。如能将水能等可再生能源直接转化利用于流体压缩，则无疑可有效提高能源利用效率，降低作业成本。此外，在日常生活中，人们进行锻炼等活动过程中，能量都是被直接消耗浪费，如能进行收集利用于流体压缩，则可更有效节约能耗，避免能量的浪费，提高能源的利用效率。
发明内容
为了提高能源的利用效率，尤其是水能等绿色再生能源的利用效率，并有效节约、收集日常生活及生产中的能量，避免能量浪费，同时为生活及生产中的流体压缩利用提供动力支持，本发明提供了一种摇摆式转轮流体压缩机。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种摇摆式转轮流体压缩机，包括旋转主轴、转轮与摆臂；所述转轮套设在所述旋转主轴上，并可随所述旋转主主轴同步旋转；所述摆臂的一端通过转轴可自由转动的连接设置在所述转轮上，另一端为自由端；在随所述转动旋转过程中，所述摆臂可在自身重力作用下摆动；
所述旋转主轴内部具有流体通道；所述摆臂与所述旋转主轴之间设置有流体压缩泵，所述摆臂的自由端与所述流体压缩泵的活塞端连接，所述流体压缩泵的出口与所述旋转主轴内的流体通道连通。
在优选的实施例中，所述旋转主轴的一端为动力输入端，另一端为流体压缩输出端；所述流体压缩输出端上开设有与所述流体通道连通的流体压缩出口。
在更优选的实施例中，所述动力输入端上连接设置有旋转摇臂，可带动所述旋转主轴旋转。
在更进一步优选的实施例中，所述旋转摇臂与所述旋转主轴之间通过单向齿轮连接。
在更进一步优选的实施例中，所述旋转摇臂为两根。
在更优选的实施例中，所述流体压缩输出端上连接设置有调节阻尼器，可对所述旋转主轴的转速进行调节。且所述调节阻尼器的阻尼值可调节。
在优选的实施例中，所述摆臂包括多个，且多个的所述摆臂沿所述转轮的圆周方向均布。
在优选的实施例中，所述转轮设置在水面上，且水面与所述转轮的下端相切。
在优选的实施例中，所述流体压缩泵的活塞端与所述摆臂的摆动近端铰接。
在优选的实施例中，所述转轮的下方设置有阻尼托板，可阻尼承接转动至所述转轮下端的所述摆臂。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明的摇摆式转轮流体压缩机，利用设置在转轮上的摆臂在随转轮转动过程中由自身重力作用进行掉落摆动，且在掉落摆动过程中牵引流体压缩泵进行吸入和压缩工作，对流体压缩泵内的流体进行压缩，并经旋转主轴内的流通通道压缩流出。
其中，带动转轮转动的旋转主轴上设置旋转摇臂，旋转摇臂与旋转主轴之间采用单向齿轮连接，在具体使用时可通过如潮汐能等的水位升降，由上升和下降的两个池水分别直接推动两根旋转摇臂进行升降作用，从而带动旋转主轴转动，有效提高潮汐能等水能绿色可再生能源的利用效率。另外，可通过运动锻炼方式对两根旋转摇臂分别进行上升和下降的踩踏，或手动摇摆，从而带动旋转主轴转动，即能够实现锻炼，又有效节约、收集日常生活及生产中的能量，避免能量浪费。
基于该摇摆式转轮流体压缩机，可有效提高能源利用效率，有效避免日常生活生产中的能源浪费，并为生活及生产中的流体压缩利用提供动力支持。
附图说明
图1为具体实施例中本发明的摇摆式转轮流体压缩机的正视结构示意图；
图2为具体实施例中本发明的摇摆式转轮流体压缩机的俯视结构示意图；
图3为具体实施例中本发明的摇摆式转轮流体压缩机的剖视结构示意图；
图4为旋转摇臂与旋转主轴之间的装配示意图；
图5为具体实施例中本发明的摇摆式转轮流体压缩机采用水位升降进行工作的原理示意图；
附图标注：1-旋转主轴，100-流体通道，101-流体压缩出口，2-转轮，3-摆臂，4-转轴，5-流体压缩泵，6-旋转摇臂，7-单向齿轮，8-调节阻尼器，9-装备箱体，10-承重支轴，11-水体，12-阻尼托板，13-承重阻尼器，14-水池Ⅰ，15-水池Ⅱ，16-浮块，17-传动连接杆。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，以及术语“Ⅰ”、“Ⅱ”等，或者仅用于区分描述，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明的摇摆式转轮流体压缩机，用于包括空气或机油等流体的压缩使用。参见图1～图3所示，该流体压缩机包括旋转主轴1、转轮2与摆臂3。
其中，旋转主轴1可自由旋转；所述转轮2通过轴承及轴套的配合套设在所述旋转主轴1上，并可随所述旋转主主轴1同步旋转。
转轮2为中空的轮体，包括前后相互固定连接的两半轮盘。在转轮2上、沿平行于前后轴向设置有转轴4，而所述摆臂3的一端可自由旋转的套设在转轴4上，使摆臂3通过转轴4可自由转动的连接设置在所述转轮2上，摆臂3的另一端为自由端。摆臂3为具有较高重量的长臂，采用如钢材等材料制成，且可选的，为保证摆臂3自由端的摆动，摆臂3的自由端端部可制成体积更大的球形部。而且，所述摆臂3包括多个，且多个的所述摆臂3沿所述转轮2的圆周方向均布，可选的，摆臂3包括均布的3个。
摆臂3的自由端可绕转轴4自由转动，在随所述转动2旋转过程中，所述摆臂3的自由端可在自身重力作用下摆动。摆臂3在未发生摆动时，整体呈嵌入形态位于转轮2内。并且，在转轮2上、设置有与转轴4平行的承重支轴10，可对摆臂3的自由端进行承托，以避免摆臂3的自由端过渡旋转而掉落至转轮2的中空内部内。动作时，在摆臂3随转轮2转动运动至转轮2的下端过程，摆臂3的自由端将在自身重力作用下发生向下并脱离转轮2的摆动；而在摆臂3继续随转轮2转动运动至转轮2的上端过程，摆臂3的自由端将在自身重力作用下发生向下并回复嵌入至转轮2内的摆动。
可选的，所述旋转主轴1的一端为动力输入端，可接收动力传动输入而驱动旋转主轴1旋转。另外，在所述旋转主轴1内部具有流体通道100，流体通道100为在旋转主轴1内开设的中空通道，可容纳流体自由流通，且旋转主轴1的侧壁上开设有与流体通道100连通的流体压缩入口。旋转主轴1的另一端为流体压缩输出端，在所述流体压缩输出端上开设有与所述流体通道100连通的流体压缩出口101。
此外，在所述摆臂3与所述旋转主轴1之间设置有流体压缩泵5。流体压缩泵5为单向压缩泵，且固定设置在转轮2上并位于摆臂3与旋转主轴1之间。其中，所述摆臂3的自由端与所述流体压缩泵5的活塞端连接，具体与流体压缩泵5的活塞端铰接，在摆动过程中可牵拉或下压流体压缩泵5的活塞端，使流体压缩泵5的活塞端进行抽吸或压缩动作，流体压缩泵5的入口可选的连接至流体的储放容器，而所述流体压缩泵5的出口通过旋转主轴1侧壁上的流体压缩入口与所述旋转主轴1内的流体通道100连通。
在工作时，转轮2随旋转主轴1同步转动，摆臂3随转轮2转动，且在转动过程中，摆臂3的自由端由于自身重力的作用而发生掉落式摆动。当摆臂3随转轮2转动运动至转轮2的下端过程中，摆臂3的自由端在自身重力作用下发生脱离转轮2的掉落式摆动，摆臂3的自由端在摆动过程中拉动流体压缩泵5上的活塞端并使流体被吸入至流体压缩泵5内；而在摆臂3继续随转轮2转动运动至转轮2的上端过程中，摆臂3的自由端在自身重力作用下发生复位嵌入至转轮2内的掉落式摆动，摆臂3的自由端在摆动过程中下压流体压缩泵5上的活塞端并使流体压缩泵5内的流体被压缩出。从流体压缩泵5上压缩出的流体通过旋转主轴1侧壁上的流体压缩入口进入至旋转主轴1内的流体通道100内，并由与流体通道100连通的流体压缩出口101处注射出，完成流体的压缩使用。
在可选的实施例中，流体压缩出口101处可连接流体注射管，且流体注射管的另一端可连接包括喷枪等直接用途工具，从而对压缩的流体直接进行使用。
在优选的实施例中，所述流体压缩泵5的活塞端与所述摆臂3的摆动近端铰接。流体压缩泵5的活塞端连接在摆臂3的摆动近端，即连接在摆臂3的自由端的靠近转轴4处，使摆臂3在摆动过程中即能够产生足够的牵引或下压流体压缩泵5的活塞端运动的力矩，保障流体压缩泵5在摆臂3的驱动下能够实现正常工作，同时能够有效降低摆臂3的重量要求，降低制造成本。
在优选的实施例中，在旋转主轴1的流体压缩输出端上连接设置有调节阻尼器8，可对所述旋转主轴1的转速进行调节。调节阻尼器8安装在旋转主轴1上，在旋转主轴1旋转过程中可对旋转的旋转主轴1产生阻尼作用，以对旋转主轴1的转速进行阻尼调节，防止旋转主轴1的转速波动，保持旋转主轴1的转速平衡。而且，调节阻尼器8的阻尼值可手动进行实时调节，方便对旋转主轴1的转速进行实时调节控制。
在另一个优选的实施例中，该流体压缩机设置在一装备箱体9上。其中，旋转主轴1的两端通过轴套及轴承的配合可自由旋转的从装备箱体9的两端穿出，转轮2位于装备箱体9内，而在装备箱体9内装载有水体11，而所述转轮2设置在水面上，且水面与所述转轮2的下端相切。如此，当摆臂3随转轮2转动运动至转轮2的下端过程中，摆臂3的自由端在自身重力作用下掉落摆动脱离至转轮2外，摆臂3在随转轮2继续转动过程中将在水体11中移动，由于水体11的浮力作用，将使转轮2下端的负重减轻，使转轮2带动摆臂3上升的转动过程中保持顺畅，同时不影响摆臂3对流体压缩泵5的活塞端的牵引作用。
进一步的，转轮2的下方设置有阻尼托板12，可阻尼承接转动至所述转轮2下端的所述摆臂3。具体的，阻尼托板12设置在水体11内，在阻尼托板12的下方连接设置有承重阻尼器13，承重阻尼器13的一端与阻尼托板12的下端连接，另一端与装备箱体9的内底部连接。在摆臂3随转轮2转动运动至转轮2的下端过程中，摆臂3的自由端在自身重力作用下掉落摆动脱离至转轮2外时，阻尼托板12可对摆臂3的重力进行进一步承托，进一步减轻转轮2下端的负重。
在另外优选的实施例中，旋转主轴1的动力输入端上连接设置有旋转摇臂6。旋转摇臂6的一端连接安装在旋转主轴1上，另一端为受力端且其上具有可供踩踏或手摇施力的着力部，通过对旋转摇臂6的受力端施加作用力摇动旋转摇臂6，即可带动所述旋转主轴1旋转，从而方便对旋转主轴1进行施加外力以带动旋转主轴1旋转。更优选的，参见图4所示，在所述旋转摇臂6与所述旋转主轴1之间通过单向齿轮7连接。其中，单向齿轮7固定套设在旋转主轴1上，且旋转主轴1可随单向齿轮7同步转动，旋转摇臂6与单向齿轮7沿单一方向可进行传动啮合连接，即旋转摇臂6可沿单一方向带动单向齿轮7转动，从而使旋转摇臂6仅能沿单一的传动啮合连接方向带动旋转主轴1进行旋转。
进一步的，所述旋转摇臂6至少为两根，优选为两根。而且，两根的旋转摇臂6均通过单向齿轮7与旋转主轴1连接，且沿单一的传动啮合连接方向带动旋转主轴1进行旋转的方向相同。两根的旋转摇臂6通过相互交替的转动，可带动旋转主轴1进行持续性转动。如此，在具体使用时，两根旋转摇臂6可分别连接两个进行施力的连杆，并在连杆上连接置于连通如潮汐能的水位升降池，由上升和下降的两个池水分别直接推动两根旋转摇臂6进行升降作用，从而带动旋转主轴1转动，有效提高潮汐能等水能绿色可再生能源的利用效率。另外，可通过运动锻炼方式对两根旋转摇臂6分别进行上升和下降的踩踏，或手动摇摆，从而带动旋转主轴1转动，即能够实现锻炼，又有效节约、收集日常生活及生产中的能量，避免能量浪费。
实施例1
参见图5所示，本发明的摇摆式转轮流体压缩机采用水位升降工作。其中，旋转主轴1的动力输入端上连接设置的两根旋转摇臂6分别连接有传动连接杆17，传动连接杆17的一端连接旋转摇臂6的受力端上，而另一端连接有浮块16，两根传动连接杆17上连接的浮块16分别置于两个独立的水池Ⅰ14和水池Ⅱ15内，水池Ⅰ14和水池Ⅱ15内的水位不相同，且水池Ⅰ14和水池Ⅱ15内的水位相互交替上涨和下落。可选的，水池Ⅰ14和水池Ⅱ15分别为连通潮涨水位和潮落水位的水池。
进一步可选的，在本实施例中，旋转摇臂6沿单一方向啮合传动带动单向齿轮7旋转的方向为顺时针向下，从而在对旋转摇臂6施力使其向下顺时针运动的过程中，摆臂3随转轮2沿顺时针方向转动运动，并在运动至转轮2的下端过程中，摆臂3发生由于自身重力作用而产生的掉落并脱离转轮2的摆动。
如此，在潮涨时，水池Ⅰ14内的水位上涨，使水池Ⅰ14内的浮块16上浮，并通过连接的传动连接杆17带动对应连接的旋转摇臂6向上转动；而对应的，水池Ⅱ15内的水位下降，使水池Ⅱ15内的浮块16下降，并通过连接的传动连接杆17带动对应连接的旋转摇臂6向下转动，从而带动旋转主轴1旋转转动，使摆臂3随转轮2转动，并在转动过程中发生由于自身重力作用而产生的掉落摆动，进而对流体压缩泵5的活塞端进行牵引和下压动作，使流体通过流体压缩泵5压缩并从旋转主轴1的流体压缩出口101注射出，实现对流体的压缩利用。并且，水池Ⅰ14和水池Ⅱ15内的水位随潮涨和潮落不断进行相互水位交替升降，从而带动两根旋转摇臂6通过相互交替的转动，进而带动旋转主轴1进行持续性转动，并进一步带动摆臂3持续摆动而牵引和下压流体压缩泵5的活塞端进行持续性的流体压缩工作，为流体的压缩利用提供源源不断的压缩动力。
以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，包括旋转主轴、转轮与摆臂；所述转轮套设在所述旋转主轴上，并可随所述旋转主主轴同步旋转；所述摆臂的一端通过转轴可自由转动的连接设置在所述转轮上，另一端为自由端；在随所述转动旋转过程中，所述摆臂可在自身重力作用下摆动；
所述旋转主轴内部具有流体通道；所述摆臂与所述旋转主轴之间设置有流体压缩泵，所述摆臂的自由端与所述流体压缩泵的活塞端连接，所述流体压缩泵的出口与所述旋转主轴内的流体通道连通。
2.根据权利要求1所述的一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，所述旋转主轴的一端为动力输入端，另一端为流体压缩输出端；所述流体压缩输出端上开设有与所述流体通道连通的流体压缩出口。
3.根据权利要求2所述的一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，所述动力输入端上连接设置有旋转摇臂，可带动所述旋转主轴旋转。
4.根据权利要求3所述的一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，所述旋转摇臂与所述旋转主轴之间通过单向齿轮连接。
5.根据权利要求4所述的一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，所述旋转摇臂为两根。
6.根据权利要求2所述的一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，所述流体压缩输出端上连接设置有调节阻尼器，可对所述旋转主轴的转速进行调节。
7.根据权利要求1所述的一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，所述摆臂包括多个，且多个的所述摆臂沿所述转轮的圆周方向均布。
8.根据权利要求1所述的一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，所述转轮设置在水面上，且水面与所述转轮的下端相切。
9.根据权利要求1所述的一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，所述流体压缩泵的活塞端与所述摆臂的摆动近端铰接。
10.根据权利要求1～9任一项所述的一种摇摆式转轮流体压缩机，其特征在于，所述转轮的下方设置有阻尼托板，可阻尼承接转动至所述转轮下端的所述摆臂。
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