CN214304160U - 一种液压离心力驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及驱动器技术领域，公开了一种液压离心力驱动装置，包括离心泵、势能接收装置、液压马达和变速箱，离心泵包括泵壳、主轴、叶轮和输出轴，泵壳内具有用于容纳液体的容液腔，势能接收装置包括外环室，外环室内转动装配有接收轮，接收轮与输出轴传动连接，接收轮上布置有接收叶片，液压马达包括外壳和转动轮，泵壳上开设有第一通道和第二通道，主轴与变速箱的输出端传动连接，转动轮与变速箱的输入端传动连接。转动轮的转动动能经过变速箱加速后传输至离心泵的主轴，从而带动主轴加速转动，即液体的压力能经过液压马达以及变速箱传输至主轴，将压力能转化为液体的运动势能，经接收轮传输至输出轴对外做功，提高能量转化效率，节省能源。

Description

一种液压离心力驱动装置

技术领域

本实用新型涉及驱动器技术领域，特别是涉及一种液压离心力驱动装置。

背景技术

液压驱动器是现代设备中常用的驱动装置，通过离心泵带动液体高速转动，利用液体的高速转动带动输出轴转动并输出动力。液体在高速转动时产生离心力，同时高速转动的液体具有运动势能，现有技术中的设备，通常只使用了其中之一的能量，而另一能量则没有使用，能量的转化利用率低，大大的浪费了能源。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种液压离心力驱动装置，能同时将离心力与运动势能同时利用上，解决了现有技术中存在的能量浪费较大问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种液压离心力驱动装置，包括离心泵、势能接收装置、液压马达和变速箱，所述离心泵包括泵壳、转动装配在泵壳上的主轴、止转装配在主轴上的叶轮和转动装配在泵壳上的输出轴，所述泵壳内具有用于容纳液体的容液腔，所述输出轴与所述叶轮之间通过所述势能接收装置传动连接，所述势能接收装置包括与所述容液腔连通的外环室，所述外环室内转动装配有接收轮，所述接收轮与所述输出轴传动连接，所述接收轮上布置有接收叶片，所述液压马达包括外壳和转动装配在所述外壳内的转动轮，所述泵壳上开设有连通所述外环室与液压马达的液体进口的第一通道、连通所述容液腔与液压马达的液体出口的第二通道，所述离心泵的主轴与所述变速箱的输出端传动连接，所述液压马达的转动轮与所述变速箱的输入端传动连接，所述变速箱的输入端为低转速，输出端为高转速。

优选地，所述叶轮为中空结构，所述叶轮具有与所述容液腔分隔的封闭空腔。

优选地，所述叶轮包括主体和布置在主体的轴向一端的叶片，所述叶片沿主体的周向间隔均布有多个，所述空腔布置在所述主体上。

优选地，所述主体与所述泵壳的内壁之间具有径向的间隙。

优选地，所述叶轮的内壁上开设有沿叶轮的轴向延伸的液体通道，所述液体通道连通所述容液腔与所述外环室。

所述液体通道为矩形槽，液体通道沿所述叶轮的周向间隔布置有多个。

优选地，所述叶轮与所述接收轮之间的泵壳上设置有限流口，所述限流口为液体流道的截面积最小的部位，所述限流口的截面积与液体流道的截面积的比值小于0.8。

优选地，所述容液腔具有沿离心泵的限流口至液压马达方向直径逐渐缩小的内腔壁，内腔壁的缩口端与所述第二通道连通。

优选地，所述叶轮与所述接收轮同轴布置，所述叶轮与所述接收轮之间的最小间隙为1－10mm。

本实用新型实施例一种液压离心力驱动装置与现有技术相比，其有益效果在于：离心泵叶轮的转动，对液体产生了液体的运动势能与压力能，在现有技术中，通常只使用其中一种能量进行能量的输出，而另一种能量则没有使用，存在较大浪费，本方案能将这两种能量在同一设备中加以利用，最大化的节省能源，并减少了安装空间，节省了材料的用量。

离心泵能产生多大的压力，是由主要由转速决定的，提高离心泵，的转速，就可以提高输出压力，从而提高了设备的功率，在同等功率时，可以减小设备的体积，减少了安装空间，节省材料的用量，本方案将离心泵的叶轮制成中空密封结构，配合密度较小的金属材料制作，能减小叶轮的密度，从而减小离心力的影响，并能提高叶轮的强度，中空部份的叶轮与外壳之间有间隙，间隙间有液体，在叶轮高速转动时，由于液体不能被压缩，叶轮与外壳之间的空间难以发生变化，从而起到定心作用，更利于叶轮的高速转动。

叶轮与中心轴之间有液体通道，而泵壳与叶轮之间有间隙，形成连通等压状态，使叶轮在高速转动时，不存在压力差，将叶轮压至电动机方向，从而对轴承施加轴向荷载，本方案使叶轮在很高的转速时，也不会因为压力不均受影响。

由于叶轮处于高速状态，而刚进入叶轮窒的液体的速度接近0，如果以现有技术的离心泵，没有缓冲空间，或设置不合理，则液体的速度从0猛增至高速，则对叶轮的叶片产生较强的反力，同时产生较大的震动，造成较大的能量的损失，本方案在容液腔中，叶轮与入口之间采用喇叭口形结构，并且叶轮的叶片与液体的入口相距较远，设有足够大的缓冲空间，从而降低能量损耗，有利于叶轮的高速转动。

叶轮设在主轴的中部，现有技术是将叶轮设在主轴的一端，本方案设在中部，轴承安装在叶轮的两端，可以让轴承均匀受力，如果安装在单侧，轴承只有在靠近叶轮的一端受力，本方案能使轴承均匀受力，同时安装在中部，还可以减小叶轮转动时的偏心，更稳定的运行，有利于叶轮的高速转动。

叶轮与接收轮之间的泵壳上设有限流口，限流口为圆柱状，于壳体上，保证叶轮在叶轮室的转动，不受外环室的接收轮的影响，此部位如果设得太大，则容液腔高速转动的液体与外环室的液体发生对流，从而造成能量的损耗，并影响叶轮的高速转动，限流口的另一作用是可以让流体在离开容液腔的时候，速度相对不限流时要高些，液体所产生的运动势能则要大一些，比如平常用水管淋水，将水管出口处挤压，使出口变小，则可以将水喷得更远些，同理，本设备在出口处对液体进行限流，可产生更大的势能，为接收轮提供动力。

液压马达的输出功率，与压力与排量成正比，当输出功率不变时，工作压力越小，排量就越大；工作压力越大，排量越小，液压马达的转速相对较低，而叶轮的转速是很高的。本设备通过合理的设置变速箱，通过齿轮的加速，能解决液压马达在大功率时转速低的问题，在同一设备中转速越高，在液体的运输过程中，压力越高能量损耗越小，因为压力增加，可以减小液体的排量，也就是所消耗的液体更少，液体用量少了，运输时能量损耗也少了。

离心泵的泵壳与液压马达的外壳设计在同一个设备中，而不采用常规的管道连接，使变速箱布置在泵壳与外壳内，即离心泵，变速箱与液压马达为一个整体，可以少占用安装空间，由于部份部件的共用，采用在外壳上设置液体通道，省去了各部件的连接管道，减小了安装空间，大大降低了材料的用量。

附图说明

图1是本实用新型的液压离心力驱动装置的结构示意图；

图2是图1的液压离心力驱动装置转动九十度后的俯视图；

图3是图1的液压离心力驱动装置的侧视图；

图4是图2的液压离心力驱动装置的A－A剖视图；

图5是图2的液压离心力驱动装置的B－B剖视图；

图6是图3的液压离心力驱动装置的D－D剖视图；

图7是图5的液压离心力驱动装置的F－F剖视图；

图8是图5的液压离心力驱动装置的G－G剖视图；

图9是图7的液压离心力驱动装置的H－H剖视图；

图10是图6的液压离心力驱动装置的J－J剖视图；

图11是图6的液压离心力驱动装置的K－K剖视图；

图12是图6的液压离心力驱动装置的L－L剖视图；

图13是图4的液压离心力驱动装置的N－N剖视图；

图14是图4的液压离心力驱动装置的P－P剖视图；

图15是本实用新型的液压离心力驱动装置的叶轮的结构示意图；

图16是图15的叶轮的俯视图；

图17是图15的叶轮的侧视图；

图18是图15的叶轮的a－a剖视图；

图19是图15的叶轮的b－b剖视图；

图20是图16的叶轮的c－c剖视图；

图21是图15的叶轮的d－d剖视图；

图22是图17的叶轮的e－e剖视图；

图23是本实用新型的液压离心力驱动装置的接收轮的结构示意图；

图24是图23的接收轮的俯视图；

图25是图24的接收轮的接收叶片部位的剖视图；

图26是本申请的液压离心力驱动装置的工作示意图。

图中，1、离心泵；11、泵壳；111、外环室；112、第一通道、113、第二通道；12、主轴；13、叶轮；131、主体；132、叶片；133、空腔； 134、液体通道；14、输出轴；15、接收轮；151、接收叶片；2、液压马达；21、外壳；211、液体进口；212、液体出口；22、转动轮；23、摆动叶片；231、叶片轴；24、挡台；25、容纳槽；26、内凸台；3、变速箱；31、增速齿轮组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的一种液压离心力驱动装置的优选实施例，如图1至图26所示，该液压离心力驱动装置包括离心泵1、势能接收装置、变速箱3和液压马达2，变速箱3传动连接在离心泵1与液压马达2之间。

离心泵1包括泵壳11、主轴12和叶轮13，泵壳11的内腔形成用于容纳液体容液腔，主轴12转动装配在泵壳11上，主轴12的一端延伸至泵壳11的外侧，主轴12用于与外界的电动机连接，通过电动机驱动主轴12转动。叶轮13与主轴12止转装配，叶轮13安装在主轴 12的中部，轴承布置在叶轮13的两端，叶轮13用于随主轴12转动并驱动容液腔内的液体流动。输出轴14与叶轮13由液体为介质，通过势能接收装置间接传动连接，输出轴14为离心泵1的输出结构，用于向外输出功率，输出轴14与主轴12平行布置。

叶轮13包括主体131和布置在主体131的轴向一端的叶片132，叶片132布置在主体131的靠近变速箱3的一端，叶片132沿主体131 的周向间隔均布有多个。主体131与主轴12之间通过键槽结构止转装配，主体131为中空结构，主体131具有与容液腔分隔的封闭的空腔 133，空腔133内可以为空气、惰性气体，也可以为真空。叶轮13采用铝合金等密度较小的金属材料制作，带有空腔133的叶轮13的密度小于容液腔内的液体的密度，叶轮13放置在该液体内时会浮在液体上。

叶轮13的主体131开设有中心孔，中心孔的内径等于主轴12的外径，叶轮13的主体131与主轴12之间具有轴向延伸的液体通道134，液体通道134开设在叶轮13的中心孔的孔壁上，液体通道134沿叶轮 13的周向间隔布置有多个。液体通道134为矩形槽，该液体通道134 用于供液体进入叶轮13与泵壳11之间，叶轮13在转动时，液体经过液体通道134进入主体131与主轴12之间的径向间隔，在离心力作用下，流入外环室111内。

叶轮13的主体131与泵壳11的内壁之间具有径向的间隙，叶轮 13在转动时，该间隙内是与叶轮13同步高速转动的液体，如果叶轮 13发生振动或者偏心现象，则叶轮13与泵壳11间的间隙距离就会发生变化，而泵壳11又是固定的，叶轮13在高速转动时难以发生振动或偏心的变化，起到定心的作用。

势能接收装置传动连接在离心泵1的主轴12与输出轴14之间，势能接收装置包括外环室111和接收轮15，外环室111与容液腔连通，连通口为限流口，成圆柱状，其圆柱面的截面积(周长乘高)为所有液体回路中的最小截面积，限流口的截面积与液体流道的截面积的比值小于0.8，叶轮与所述接收轮同轴布置，叶轮13与接收轮15之间的最小间隙为2mm。即限流口为液体流道的截面积最小的位置，目的是将出口的液体形成高速状态，好如平常用水管浇水，将水管出口挤压小些，水就会喷得更远，同理限流口做得液体通道中最小，可以让出口的液体高速流出，接收轮15就可以更好接收液体的运动势能。

外环室111布置在泵壳11上并与主轴12同轴布置，叶轮13转动时带动液体高速转动，高压的液体经过接收叶片151间的曲线形通道时，由于高速流动液体具有惯性，在进入曲线形通道时液体需要改变方向，动力则传给了接收叶片151，推动接收叶片151转动后通道进入外环室111内。

接收轮15布置在外环室111内，接收轮15通过轴承转动装配在外环室111内，接收轮15与主轴12同轴布置。接收轮15为环形结构，接收轮15的内壁面与轴承的外圈固定连接，接收轮15上固定连接有齿轮，该齿轮的内圈与轴承外圈固定连接，而轴承内圈固定连接在外环室内壁上，该齿轮与输出轴14上的齿轮啮合，对外输出动能，接收轮15的外周面与输出轴14之间通过齿轮啮合传动连接。接收轮15在转动时，可通过齿轮带动输出轴14转动，向外输出转动动能。

接收轮15的侧面上布置有多个接收叶片151，接收叶片151沿接收轮15的周向间隔均布有多个，接收叶片151的形状呈鱼鳞状，相邻两个接收叶片151之间具有间隔以供液体流通，该间隔为抛物线形。接收叶片151之间的液体流道的截面积总和要大于容液腔出口处的截面，容液腔的出口为环形状，中间没有障碍物。叶轮13转动时带动液体高速转动并进入外环室111，液体从相邻两个接收叶片151之间的间隔流动，液体在与接收叶片151接触时被接收叶片151改变流动方向，同时液体向接收叶片151施加作用力驱动接收叶片151绕主轴12转动，接收叶片151带动接收轮15转动，进而带动输出轴14转动，液体的动能传递给输出轴14从而对外做功。

液压马达2包括外壳21、转动轮22和摆动叶片23，转动轮22转动装配在外壳21内，摆动叶片23转动装配在转动轮22上，转动轮22 上开设有用于与摆动叶片23挡止的挡台24，液体可驱动摆动叶片23 摆动，摆动叶片23转动时通过挡台24带动转动轮22转动。摆动叶片23上开有安装密封胶条的槽口，用于安装密封胶条，达到良好密封的效果。摆动叶片23的转动圆心为空心的，用于安装叶片轴231，叶片轴231穿过摆动叶片23与转动轮22组成绞连结构。

转动轮22上还开设有用于容纳摆动叶片23的容纳槽25，容纳槽 25与挡台24布置在摆动叶片23的摆动中心的两侧。转动轮22上还布置有与摆动叶片23弹性装配的弹簧，弹簧向摆动叶片23施加向容纳槽25的外部摆动的弹性力，以使摆动叶片23与挡台24挡止配合。外壳21的内侧还成型有与转动轮22间隙配合的内凸台26，转动轮22 转动时摆动叶片23转动至内凸台26处，内凸台26与摆动叶片23挡止，摆动叶片23反向转动至容纳槽25内，待摆动叶片23越过内凸台 26的位置后，在弹簧的作用下，摆动叶片23由容纳槽25内转出并通过挡台24驱动转动轮22转动，从而将液体的压力能转化为转动轮22 的转动能。

内凸台26共有两个，两个内凸台26以转动轮22为轴对称布置。液压马达2于内凸台26的周向两侧分别设置有液体进口211和液体出口212，即液体进口211、液体出口212各有两个，液体进口211、液体出口212沿外壳21的周向交替布置，两个内凸台26之间的液体进口211至液体出口212之间的方向与转动轮22的转动方向相同，即液体由液体进口211进入并驱动摆动叶片23转动，摆动叶片23转动至内凸台26处后被内凸台26周向挡止并反向转入容纳槽25内，液体进入液体出口212。

离心泵1的泵壳11上开设有第一通道112和第二通道113，第一通道112的一端连通外环室111、另一端连通液体进口211，第二通道 113的一端连通容液腔、另一端连通液体出口212，第一通道112的液体压力大于第二通道113的液体压力，即第一通道112为高压通道，第二通道113为低压通道。叶轮13转动时带动液体进入外环室111，液体在外环室111驱动接收轮15转动后进入第一通道112并由液体进口211进入液压马达2，液体驱动摆动叶片23转动并带动转动轮22 向液体出口212的方向转动，摆动叶片23越过内凸台26后液体由液体出口212流出液压马达2，经过第二通道113后进入容液腔，形成循环流动。

容液腔具有沿离心泵的限流口至液压马达方向内径逐渐减小的内腔壁，内腔壁的截面成喇叭形结构，喇叭形的内腔壁的缩口端朝向液压马达2并与第二通道113连通，液体由第二通道113流出口进入内墙壁的缩口端再经过喇叭形的内腔壁进入容液腔，喇叭形的内腔壁可以对液体进行缓冲，使液体能均匀加速。

变速箱3布置在离心泵1与液压马达2之间，变速箱3的输出端与离心泵1的主轴12传动连接，变速箱3的输入端与液压马达2的转动轮22传动连接，变速箱3的输入端为低转速，输出端为高转速，以为离心泵1的主轴12加速。变速箱3内布置有一组增速齿轮组31，增速齿轮组31包括七个依次啮合的变速齿轮，液压马达2的转动轮22 与增速齿轮组31的输入齿轮啮合连接，离心泵1的主轴12与增速齿轮组31的输出齿轮啮合连接，主轴12的转动方向与增速齿轮组31的输出齿轮啮合后方向一致；在其他实施例中，变速齿轮的数量也可以多于或者少于七个。增速齿轮组31用于增加转速，液压马达2的转动轮22的转动经过增速齿轮组31的增速作用后传递至主轴12，可以极大的增加主轴12的转速，从而实现将液压马达2的动能转化为主轴12 的动能，即将液体的压力能经过液压马达2转化为主轴12的动能，提高了能量转化效率，节省能源。

离心泵的泵壳与液压马达的外壳设计在同一个设备中，而不采用常规的管道连接，使变速箱布置在泵壳与外壳内，即离心泵，变速箱与液压马达为一个整体，可以少占用安装空间，由于部份部件的共用，采用在外壳上设置液体通道，省去了各部件的连接管道，减小了安装空间，大大降低了材料的用量。

本实用新型的工作过程为：电动机带动离心泵1的主轴12转动，主轴12转动时带动叶轮13转动，叶轮13的叶片132带动液体高速转动，高速转动的液体具有压力能和势能，并且叶轮13的中心区域处于低压、外缘区域处于高压；高压的液体进入外环室111，液体高速流动并通过接收叶片151带动接收轮15转动，接收轮15带动输出轴14转动，将液体的动能传递给输出轴14；同时高压液体由外环室111进入第一通道112，并通过液压马达2的液体进口211进入液压马达2，液体通过摆动叶片23 推动转动轮22转动，将液体的压力能转化为转动轮22的转动能，液体经过液体出口212进入第二通道113并返回容液腔，形成循环流动；转动轮22转动时带动变速箱3的增速齿轮组31转动，增速齿轮组31提速后带动离心泵1的主轴12转动，增加主轴12的转速，即液体的势能经过液压马达2、变速箱3转化为主轴12的动能，与电动机输入的动力汇合，进入下一个工作循环。

如图26所示，动力使用设备将指令发给控制系统(主控制器)，控制系统接收到指令信号，经分析将指令发给第一供电系统，第一供电系统将蓄电池的电转化成电动机所需的电源，如果是交流电动机，第一供电系统可将蓄电池的电转化成交流电动机所需的电压、频率，因为交流电动机的转速取决于交流电的频率，根据动力使用设备的需要改变频率来调速；如果是直流电动机则将蓄电池的电转化成与直流电动机所需的电压，配有直流电动机的电流方向切换装置，配合电动机转速传感器，根据动力使用设备的需要调节电流强度及电压来调速。第二供电系统是将发电机发的电转化成市电所用的交流电，电压，频率与市电相同，充电器是将市电所用的电源转化成蓄电池所需要的直流电。

当动力使用设备向控制系统发出开机指令时，控制系统向第二供电系统发出指令，将蓄电池的电转化成电动机所需的电源向电动机供电，电动机通电后转动，带动主轴、叶轮转动，叶轮带动液体转动，转动的液体产生运动势能与高压动能，高压动能推动液压马达做功，同时液体产生流动，具有运动势能的液体推动接收轮转动，从而带动输出轴转动，输出轴将动力传至动力使用设备，同时，输出轴带动发电机转动，发电机由于转动产生电压及电流，这时，由于动力使用设备对动力需求大，控制系统将充电器的输出电流设置为0，尽量让发电机少消耗来自动力输出轴的动能，电动机的电能全部来源于蓄电池。蓄电池、发电机的配置是用在移动没备上或在没有市电的地方使用，如果是有市电的地方，可以将蓄电池与发电机省去，直接接市电，也可以保留。

当动力使用设备的动力需求得到满足时，如果电动机的电能输入不变，液压马达的动力则与电动机的动力汇合，则增加了动力输出的功率，这时控制系统可向充电器发出指令，将输出电流调大，同时根据电动机传转速感器，电动机转速传感器、电池容量传感器及动力使用设备指令信息的综合分析，做出充电器的输出电流强大小的调节，输出的电流既可以向电池充电，也能向第一供电系统供电。

这里需要注意的是液体经过液压马达增加转动能后的动能要大于电动机输出的能量，即利用上液压马达的动能后，当外面电动机输入动能相等时，在利用液压马达的动能与电动机的输入能量结合后，所产生的运动势能的输出是不相等的。在本实例中，如果不安装液压马达，液体从高压通道直接进入低压通道，没有液压马达的能量补充，则外面电动机的动能输入与离心泵所产生的运动势能在不计能量损失时，根据相关献记载，应为相等关系，离心泵对液体的加速是从0至高速的，所消耗的动能应等于所产生的动能，就是液体从高速状态下减速至0所能产生的动能。而本方案是将离心泵所产生的压力能用液压马达将动能转化成转动能输出至离心泵的主轴上，与外面电动机输入的动能相结合，其输出的运动势能就远比没有安装液压马达的情况要大。

液压马达转动时，液体流量的大小是有所变化，但流量如果减小，在转速相等同等条件下，离心泵对动能的需求也减小了，当流量为0时，离心泵在不计能量损失时，动能消耗也为0，输出轴的对外输出能量也为0，所以液压马达压力能的利用，并不影响离心泵所产生的运动势能对输出轴的能量输出率。

这里对能量进行分析，根据能量守恒定律，假定外面电动机输出的能量与输出能量运动势能与压力能之和成相等关系，设电动机的能量输入为A，输出的运动势能为B，输出的压力能为C，则有等式：A＝B+C，按以上等式关系可得知，当输出运动势能B增加，则输出的压力能C，则会减小，反之则会增加。

但本设备中的运动势能B的输出与压力能的输出互不影响，液压马达中的能量输出，不受输出运动势能B的影响，运动势能B是靠接收轮接收的液体势能实现转动，对外输出能量的，而接收轮转速的高低，受力的大小，是否转动是否对外做功都不会对液压马达产生明显的影响。因为接收轮中接收叶片间的液体通道截面要大于叶轮室与外环室中的限流口截面积。所以流量的大小受限流口的大小控制，而接收轮是否转动，转动速度的快慢并没有改变截面大小，所以对液体流量的大小没有明显的变化。

决定液压马达动能输出还有一个因素是压力的大小，液压马达输入口压力的大小取决于离心泵转速的高低，转速高，则压力高，转速低，则压力低，而接收轮是否转动，转动速度的快慢不会对液压马达入口的压力产生明显的变化，所以势能的输出大小不会明显的影响压力能的输出大小的。

以上是势能大小变化的分析，这里对压力能进行分析。液压马达转速的高低，会对液体的流量产生影响，而流量的影响则对液体的势能输出产生影响，但同时对离心泵的能量输入产生影响。当离心泵转速恒定时，液马达转速越高，液体势能的动能输出越大，而离心泵需要消耗动能也越大，反之则越小，液压马达转速的高低，只能对流量进行控制，这与液体流量开关一样的。所以本设备中的液压马达对电动机动能的输入与液体势能的输出率没太大的影响。如果液压马达中的转速发生变化，将电动机的动能输入恒定，当液压马达转速降低，进而液体流量降低，由于离心泵的输入功率不变，而进入到液压马达的液体流量降低后，离心泵的转速就会升高，而转速升高，流量减少，离心泵液体势能的输出并没有变化。所以本设备中的液压马达对电动机动能的输入与液体势能的输出率没太大的影响。

液体所产生的离心力大小是由速度与质量大小和半径大小决定的，当质量与半径大小不变时，用离心力计算器计算可知，在不同速度所产生的离心力是一种递增的变化数值，而不是一次函数关系，而离心泵将液体加速，在不计能量守恒时，加速所消耗的能量是一次函数关系，例如：在同半径及其它同等条件下，将1公斤液体从500米/秒加速速至600米/秒与将1公斤液体从600米每秒加速至700米/秒所消耗的能量是相等的，但在计算离心力时，将液体从500米/秒加速速至600米/ 秒与从600米每秒加速至700米/秒所增加的离心力是不相等的，后者要大于前者，所以原假定外面电动机能量输出的能量与输出能量运动势能与压力能之和成相等关系无法成立，因为压力C为非一次函数变量。

在本设备中，由于外面电动机输入的能量与输出的能量不能够成等式关系，并且随转速的增加，压力能的输出率也在增加，而所产生的压力能与液体的运动势能的输出又不相互影响，当速度达到某个值时就有可能发生输出的能量(压力能与液体的运动势能之和)大于电动机的输入动能，从而可知本设备有可能在不接入外部电源，只通过自身发电机的充电，供电，就能对外输出能源，事实上是否能实现，由于能量的转化需要损耗能量，并且与材料的用选材、加工精度等条件有很大关系，所以需要在实际运用中才能知道，如果不能，能达到时什么样的节能效果也需要在实际运用中才知道，本方案的目的是比现有技术更为节能，将离力泵加速液体时所产生的运动势能与压力能全利用上，最大化的节省能源。

综上，本实用新型实施例提供一种液压离心力驱动装置，其离心泵的泵壳上的第一通道连通容液腔与液压马达的液体进口、第二通道连通容液腔与液压马达的液体出口，离心泵的主轴在转动时，容液腔内的液体由容液腔经第一通道进入液压马达，液体驱动液压马达的转动轮转动后经第二通道回流至容液腔，形成液体循环；转动轮的转动动能经过变速箱加速后传输至离心泵的主轴，从而带动主轴加速转动，即液体的势能经过液压马达以及变速箱传输至主轴，将压力能转化为液体的运动势能，液体的运动势能经接收轮传输至输出轴对外做功，提高了能量转化效率，节省能源。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，比如将液压马达换成柱塞式液压马达或齿轮马达；将离心泵换成其它款式的离心泵等，或者将本实例中主体设为2个，分别布置在叶片的两侧，液体通道则布置在主轴的中心，使用用空心轴作为液体通道，将电动机方向的一端封闭，并在叶片处开孔，叶片从圆心至外圆方向的长度逐渐增大，可以达到同样的效果，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种液压离心力驱动装置，其特征在于，包括离心泵、势能接收装置、液压马达和变速箱，所述离心泵包括泵壳、转动装配在泵壳上的主轴、止转装配在主轴上的叶轮和转动装配在泵壳上的输出轴，所述泵壳内具有用于容纳液体的容液腔，所述输出轴与所述叶轮之间通过所述势能接收装置传动连接，所述势能接收装置包括与所述容液腔连通的外环室，所述外环室内转动装配有接收轮，所述接收轮与所述输出轴传动连接，所述接收轮上布置有接收叶片，所述液压马达包括外壳和转动装配在所述外壳内的转动轮，所述泵壳上开设有连通所述外环室与液压马达的液体进口的第一通道、连通所述容液腔与液压马达的液体出口的第二通道，所述离心泵的主轴与所述变速箱的输出端传动连接，所述液压马达的转动轮与所述变速箱的输入端传动连接，所述变速箱的输入端为低转速，输出端为高转速。

2.根据权利要求1所述的液压离心力驱动装置，其特征在于，所述叶轮为中空结构，所述叶轮具有与所述容液腔分隔的封闭空腔。

3.根据权利要求2所述的液压离心力驱动装置，其特征在于，所述叶轮包括主体和布置在主体的轴向一端的叶片，所述叶片沿主体的周向间隔均布有多个，所述空腔布置在所述主体上。

4.根据权利要求3所述的液压离心力驱动装置，其特征在于，所述主体与所述泵壳的内壁之间具有径向的间隙。

5.根据权利要求1－4任一项所述的液压离心力驱动装置，其特征在于，所述叶轮的内壁上开设有沿叶轮的轴向延伸的液体通道，所述液体通道连通所述容液腔与所述外环室。

6.根据权利要求5所述的液压离心力驱动装置，其特征在于，所述液体通道为矩形槽，液体通道沿所述叶轮的周向间隔布置有多个。

7.根据权利要求1－4任一项所述的液压离心力驱动装置，其特征在于，所述叶轮与所述接收轮之间的泵壳上设置有限流口，所述限流口为液体流道的截面积最小的部位，所述限流口的截面积与液体流道的截面积的比值小于0.8。

8.根据权利要求7所述的液压离心力驱动装置，其特征在于，所述容液腔具有沿离心泵的限流口至液压马达方向直径逐渐缩小的内腔壁，内腔壁的缩口端与所述第二通道连通。

9.根据权利要求1－4任一项所述的液压离心力驱动装置，其特征在于，所述叶轮与所述接收轮同轴布置，所述叶轮与所述接收轮之间的最小间隙为1－10mm。

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