CN216044149U - 一种内浮力驱动转轮式高效动力转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，包括机架、管联轴和浮力驱动轮转动力器，所述管联轴设置于机架上，所述浮力驱动轮转动力器垂直设置于管联轴之径向驱动盘上，与管联轴驱动配合，本实用新型基于管联轴上设置的至少一组浮力驱动轮转动力器，浮力驱动轮转动力器内的动力棒借助于其内介质水的浮力调整主浮动器的配重，使主浮动器整环呈上重下轻态势，并在调整浮力器的浮动上升力作用下，将调整配重销与主浮动器本体上的调整配重销孔卡接配合，使得主浮动器与浮动舱形成一个整体，并在主浮动器的转动驱动力作用下，带动管联轴转动，周而复死的转动，实现动力输出；管联轴上的动力输出轮带动主驱动轮、发电机组实现动力转换输出。

Description

一种内浮力驱动转轮式高效动力转换装置

技术领域

本实用新型属于能量转换输出设备技术领域，具体涉及一种结构简单、操作简便的，以静水浮力能为动力源的内浮力驱动转轮式高效动力转换装置。

背景技术

地球上可被开发利用的矿物质能源是有限的，随着人类对能源消耗的日益增加，矿物质能源日渐枯竭。寻求可持续的绿色能源替代是人类不断追寻的目标。自然水力资源、太阳能、风能、潮汐能等都是可持续利用的绿色能源，但是，这类能源均受制于自然条件的影响，时空分布不均，而且现有能量利用技术还存在不少缺陷，利用效率较低，都给人类绿能的综合利用和普及推广带来了诸多困难。

水能载舟，亦能覆舟。水有动水之能，更有静水之力。水作为清洁能源，其中蕴涵着巨大的浮力能。水的浮力能却没有得到更为广泛而高效的利用，至今浮力能的利用方式和途径还主要局限于在交通运输工具方面。现有技术能把浮力能转换成其他形式能量加以利用的设备还很少，更没有广泛地工业化应用。在能源日益紧缺的今天，开发能够充分利用液体浮力能转换为其他能够直接利用的能源，比如机械能或电能，以更方便地服务于人类的生产生活，具有广泛的社会学与经济学意义。本实用新型人曾开发了多项利用浮力能转换机械能乃至电能的装置，并申请了多项国家实用新型专利，比如一种垂直重力强压式大容量液体高效泵送装置（ZL2014102484112）；一种水力自浮式大容量高扬程水提升装置（2L2015103762285）；一种水力自浮式高效动力转换输出装置（ZL2015103762872）；一种助浮提升式大容量高扬程液体高效泵送装置（ZL2015100223080），利用浮力与重力做功对外输出动力。实用新型人经过多年的潜心试验研究，不断优化浮力能转换与利用的技术方案。实践证明这些实用新型的技术方案还有很大的改进与优化空间，能够进一步提高浮力能的转换效率，进而提高动力转换与输出的效率与效果，以弥补现有技术浮力能利用不足的缺陷，让静水能量可以像自然水力能那样更高效的加以利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，操作简便，能够充分利用、转换静水浮力能的内浮力驱动转轮式高效动力转换装置。

本实用新型的目的是这样实现的，所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，包括机架、管联轴和浮力驱动轮转动力器，所述管联轴设置于机架上，所述浮力驱动轮转动力器垂直设置于管联轴之径向驱动盘上，与管联轴驱动配合，所述浮力驱动轮转动力器包括动力器、主浮动器、浮动舱、调整浮力器，浮动舱之转轮通过转轮辐连接驱动盘，浮动舱之转轮环内设置动力器，所述动力器径向贯穿管联轴，其两端与浮动舱之转轮支撑连接且动销式配合，对应于动力器两端部在浮动舱之外侧设置调整浮力器；所述浮动舱内设置主浮动器，主浮动器在浮动器之环形舱内受力下转动；所述动力器内设置动力棒，动力棒两端分别设置配重销仓，通过其中的配重销与主浮动器动态配重式卡接配合。

本实用新型基于管联轴上设置的至少一组浮力驱动轮转动力器，浮力驱动轮转动力器内的动力棒借助于其内介质水的浮力调整主浮动器的配重，使主浮动器整环呈上重下轻态势，并在调整浮力器的浮动上升力作用下，将调整配重销与主浮动器本体上的调整配重销孔卡接配合，使得主浮动器与浮动舱形成一个整体，并在主浮动器的转动驱动力作用下，带动管联轴转动，周而复始地转动，实现动力输出；管联轴上的动力输出轮带动主驱动轮、发电机组实现动力转换与电力输出。本实用新型结构紧凑，操作简便，系统自动控制运行，高效转换输出动力。

附图说明

图1为本实用新型之整体结构半剖示意图；

图2为图1之AA向示意图，浮力驱动轮转动力器一种实施方式；

图3为图2之BB向示意图；

图4为本实用新型之浮力驱动轮转动力器另一种实施方式示意图；

图中标号：1~管联轴，2~转轮辐，3~动力器，4~主浮动器，5~浮动舱，6~调整浮力器，7~动力棒，8~固定配重仓，9~驱动盘，10~托轮辊缘，11~主托轮，12~刹车盘，13~刹车抱闸，14~电磁驱动装置，15~固定销，16~法兰盘，17~动力输出轮，18~主驱动轮，19~减速器，20~发电机，21~动力器导轮，22~辅配重销，23~助力弹簧，24~浮动器导轮舱，25~调整配重销，26~缓冲弹簧，27~配重浮动器，28~浮动导轮，29~浮动导轮座，30~辅配重销孔，31~调整配重销孔，32~配重销辊，33~浮动水舱，34~基础，35~配重体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换或替换，均属于本实用新型的保护范围。

如附图1、图2所示，本实用新型所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，包括机架、管联轴1和浮力驱动轮转动力器，所述管联轴1设置于机架上，所述浮力驱动轮转动力器垂直设置于管联轴1之径向驱动盘9上，与管联轴1驱动配合，所述浮力驱动轮转动力器包括动力器3、主浮动器4、浮动舱5、调整浮力器6，浮动舱5之转轮通过转轮辐2连接驱动盘9，浮动舱5之转轮环内设置动力器3，所述动力器3径向贯穿管联轴1，其两端与浮动舱5之转轮支撑连接且动销式配合，对应于动力器3两端部在浮动舱5之外侧设置调整浮力器6；所述浮动舱5内设置主浮动器4，主浮动器4在浮动舱5之环形舱内受力下转动；所述动力器3内设置动力棒7，动力棒7两端分别设置配重销仓，通过其中的配重销与主浮动器4动态配重式卡接配合。

所述浮力驱动轮转动力器通过转轮辐2与管联轴1上驱动盘9通过固定销15连接；每组浮力驱动轮转动力器通过管联轴1的法兰盘16连接。

所述浮动舱5内环侧设置浮动器导轮舱24，其内设置浮动导轮座29，其上设置浮动导轮28，所述浮动导轮28与主浮动器4内环缘承托式配合，图3示出了浮动器导轮舱24及其相关部件的结构关系。

所述主浮动器4呈圆缺式结构，其环缺部为浮动水舱33，与环缺部对向之主浮动器4本体上设置主配重仓8和辅配重销孔30；主配重仓8内设置组合式配重体35。

所述动力器3纵向设置一组纵向导向的动力器导轮21，与动力棒7外缘导向配合。

所述调整浮力器6内设置配重浮动器27，其为空心结构，其一端设置调整配重销25，所述调整配重销25与主浮动器4上的调整配重销孔31配重式卡接配合。

所述动力棒7为空心结构，其两端分别设置辅配重销孔30，其中设置辅配重销22和助力弹簧23；辅配重销22穿过动力器3端部的销孔，其伸入主浮动器4上的辅配重销孔30，两者卡接配合。

所述动力棒7上的辅配重销22之前端设置支撑辊轮32，相应地主浮动器4上的辅配重销孔30之进口呈外展喇叭口型，以便辅配重销22通过支撑辊轮32沿主浮动器4内环缘壁移动，并低摩阻进入辅配重销孔30内。

所述主浮动器4之本体部为空心结构，其环截面呈矩形；与之对应的环缺部之浮动水舱33其环截面也呈矩形，且矩形两侧面为开放式结构，以便浮动水舱33内水的进出。

所述主浮动器4之环缺部的浮动水舱33与本体结合面为圆弧形或平直形结构；浮动水舱33底边的主浮动器4之内环缘与动力棒7之端部的辅配重销22前端支撑滚动配合；图4示出了浮动水舱33与本体结合面为平直形结构的实施方式。

所述管联轴1通过主托轮11设置于机架上，沿管联轴1轴向至少设置一套浮力驱动轮转动力器；管联轴1至少一端设置一套动力输出轮17，动力输出轮17依次联接主驱动轮18、减速器19和发电机20实现动力转换输出。

所述管联轴1上设置刹车系统，包括设置于管联轴1外缘上的刹车盘12和设置于机架上的刹车抱闸13和电磁驱动装置14，电磁驱动装置14驱动刹车抱闸13的开合，通过刹车盘12控制管联轴1的启停。

本实用新型工作原理与工作过程：

本实用新型基于管联轴上设置的至少一组浮力驱动轮转动力器，浮力驱动轮转动力器内的动力棒借助于其内工作介质水的浮力调整主浮动器的配重，使主浮动器整环呈上重下轻态势，并在调整浮力器的浮动上升力作用下，将调整配重销与主浮动器本体上的调整配重销孔卡接配合，使得主浮动器与浮动舱形成一个整体，并在主浮动器的转动驱动力作用下，带动管联轴转动，周而复始的转动，实现动力输出；管联轴上的动力输出轮带动主驱动轮、发电机组实现动力转换与电力输出。

通过电磁控制的刹车系统控制管联轴不让其转动，检查各系统及其部件是否处于正常工作状态或设计位置。对每套浮力驱动轮转动力器中的各水舱内灌注满工作介质水（或液体），排除其中的空气，调整到启动位置，检查好发电系统及储能、电控系统。待达到启动条件后，解除刹车装置，整个系统在内浮力驱动下开始随管联轴转动输出动力啦。

系统启动与运行过程：首先根据系统理论计算与实测的浮动舱5系统试验数据，即主浮动器4在浮动舱5中的平衡及动态偏转数据，在主浮动器4本体上设置的固定配重仓8中预设配重体35，使得浮动水舱33容水时的重量与本体部配重后的重量相一致，也即主浮动器4处于平衡状态，此时主浮动器4在受到微小（推）力的作用下即可转动，并能停在任意位置。这时再根据系统设计的转动驱动力等设计参数，撤出固定配重仓内的相应配重体，使得系统失衡，让浮动水舱33部分重，本体部分轻，上重下轻态势必然在微小“动力”的作用下，即可让主浮动器4发生偏转。当浮动水舱33运行到最下位时，动力器3中受浮力作用上浮到位的动力棒7中的辅配重销22，在助力弹簧23的作用下，辅配重销22自动伸入到主浮动器4本体部的辅配重销孔30中，对应位于上位的调整浮力器6中的配重浮动器27自动上升至高位，并带动调整配重销25回缩。此时，浮动舱5与主浮动器4通过辅配重销22的配重与卡接配合（此时处于下位的调整浮力器6中的配重浮动器27自动上升至高位，但其中的调整配重销25由于受到浮动水舱33“顶板”阻碍，而受压回缩之调整浮力器6内，其前端的支撑辊轮32与浮动水舱33“顶板”形成滚动配合），形成了主浮动器4本体部分（在上位）重，浮动水舱33（在下位）轻的态势，在主浮动器4转动惯性的推动下，上重下轻的主浮动器4带动浮动舱5发生翻转，浮动舱5通过转轮辐2和驱动盘9带动管联轴1转动。当浮动水舱33再次转到上位，主浮动器4本体部转到下位时，上位的调整浮力器6中的配重浮动器27自动上升至高位，并带动调整配重销25回缩；下位的调整浮力器6中的配重浮动器27自动上升至高位，并将调整配重销25推入调整配重销孔31中。与此同时，动力器3中的动力棒7受浮力上升，其上段位的辅配重销22受到浮动水舱33内环板的阻隔而回缩入动力棒7内，其下段位的辅配重销22因动力棒7受浮力上升而被拉出辅配重销孔30，解除了对主浮动器4的卡锁，主浮动器4与浮动舱5的卡接配合由处于下位的调整浮力器6中的调整配重销25与调整配重销孔31的配合来完成，即实现带动浮动舱5发生翻转，浮动舱5通过转轮辐2和驱动盘9带动管联轴1转动，进而转换输出动力。如此，周而复始，循环往复，尤其多套浮力驱动轮转动力器的时序工作配合，从而实现管联轴1的连续运转，转换输出动力，进而带动发电系统动力转换输出电力。

本实用新型属于物体功能（质量能）动力能源，其龙漩型发动机能够平稳运行，稳定而持久地安全输出大能量能源。因为是“冷驱动”，所以有利于设备运行与保养维护，延长使用寿命。纯绿色能源系统，可以在任何环境下建造动力转换与输出电站，减少对自然资源尤其化石能源的依赖，有利于保护地球环境和人类可持续地生存与发展。

Claims (10)

1.一种内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，包括机架、管联轴（1）和浮力驱动轮转动力器，其特征是：所述管联轴（1）设置于机架上，所述浮力驱动轮转动力器垂直设置于管联轴（1）之径向驱动盘（9）上，与管联轴（1）驱动配合；所述浮力驱动轮转动力器包括动力器（3）、主浮动器（4）、浮动舱（5）、调整浮力器（6），浮动舱（5）之转轮通过转轮辐（2）连接驱动盘（9），浮动舱（5）之转轮环内设置动力器（3），所述动力器（3）径向贯穿管联轴（1），其两端与浮动舱（5）之转轮支撑连接且动销式配合，对应于动力器（3）两端部在浮动舱（5）之外侧设置调整浮力器（6）；所述浮动舱（5）内设置主浮动器（4），主浮动器（4）在浮动舱（5）之环形舱内受力下转动；所述动力器（3）内设置动力棒（7），动力棒（7）两端分别设置配重销仓，通过其中的配重销与主浮动器（4）动态配重式卡接配合。

2.如权利要求1所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，其特征是：所述浮动舱（5）内环侧设置浮动器导轮舱（24），其内设置浮动导轮座（29），其上设置浮动导轮（28），所述浮动导轮（28）与主浮动器（4）内环缘承托式配合。

3.如权利要求1或2所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，其特征是：所述主浮动器（4）呈圆缺式结构，其环缺部为浮动水舱（33），与环缺部对向之主浮动器（4）本体上设置主配重仓（8）和辅配重销孔（30）；主配重仓（8）内设置组合式配重体（35）。

4.如权利要求1所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，其特征是：所述动力器（3）纵向设置一组纵向导向的动力器导轮（21），与动力棒（7）外缘导向配合。

5.如权利要求1所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，其特征是：所述调整浮力器（6）内设置配重浮动器（27），其为空心结构，其一端设置调整配重销（25），所述调整配重销（25）与主浮动器（4）上的调整配重销孔（31）配重式卡接配合。

6.如权利要求1或4所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，其特征是：所述动力棒（7）为空心结构，其两端分别设置辅配重销孔（30），其中设置辅配重销（22）和助力弹簧（23）；辅配重销（22）穿过动力器（3）端部的销孔，其伸入主浮动器（4）上的辅配重销孔（30），两者卡接配合。

7.如权利要求1或4所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，其特征是：所述动力棒（7）上的辅配重销（22）之前端设置支撑辊轮（32），相应地主浮动器（4）上的辅配重销孔（30）之进口呈外展喇叭口型，以便辅配重销（22）通过支撑辊轮（32）沿主浮动器（4）内环缘壁移动，并低摩阻进入辅配重销孔（30）内。

8.如权利要求1或2所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，其特征是：所述主浮动器（4）之本体部为空心结构，其环截面呈矩形；与之对应的环缺部之浮动水舱（33）其环截面也呈矩形，且矩形两侧面为开放式结构，以便浮动水舱（33）内水的进出。

9.如权利要求1或2所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，其特征是：所述主浮动器（4）之环缺部的浮动水舱（33）与本体结合面为圆弧形或平直形结构；浮动水舱（33）底边的主浮动器（4）之内环缘与动力棒（7）之端部的辅配重销（22）前端支撑滚动配合。

10.如权利要求1所述内浮力驱动转轮式高效动力转换装置，其特征是：所述管联轴（1）通过主托轮11设置于机架上，沿管联轴（1）轴向至少设置一套浮力驱动轮转动力器；管联轴（1）至少一端设置一套动力输出轮（17），动力输出轮（17）依次联接主驱动轮（18）、减速器（19）和发电机（20）实现动力转换输出。

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