可控輪槽緩流式水輪/水泵機的製作方法

2023-09-23 04:50:10 4

專利名稱：可控輪槽緩流式水輪/水泵機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力輸出裝置，尤其涉及一種可控輪槽緩流式水輪/水泵機。
背景技術：
目前的動力輸出裝置主要包括兩大類， 一類是以通過燃油發動機輸出動力，另一類是通 過電動機輸出動力。這兩類產品普遍存在一定的問題，主要表現在l.設備的結構複雜，以 燃油發動機為例它就需要冷卻循環系統、油路系統，而電動機則需要電路系統，這都會造成 產品的成本高；2.燃油發動機在工作時會因燃燒而產生有害氣體；3.傳統的動力設備在做功 時功耗較大，如燃油發動機在2衝程或4衝程的做功過程中只有1個衝程做功，其餘衝程則 是在消耗動力；4.動力裝置的結構不能根據輸出動力的要求進行調整，造成一定的能源浪費； 5.能源來源受限，屬於不可再生的。6.傳統的動力設備機身重、體積大、效率低、不易於擴 展。
採用水利發電，具有節能環保的優點，但目前也存在一定的問題功能單一，僅能成為 發電機，不能用與其他用途；工作效率仍待提高；衝擊式水輪機需要大水流，造成山澗小溪 等水流較小的地區無法建設小型水電站，無法滿足偏遠山村的用電需求；離心式水泵需要高 轉速，且離心式水泵的揚程受轉速影響較大；擴展不方便。

發明內容
本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種具有結構簡單，使用方便，既節省能源 消耗，又能靈活的滿足設備對動力的需要，同時還能有效降低產品成本等優點的可控輪槽緩 流式水輪/水泵機。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種可控輪槽緩流式水輪/水泵機，它包括至少一個水力驅動單元，水力驅動單元安裝在 輸出軸上；各水力驅動單元由轉動輪、密封蓋和多個位於兩者間的滑動密封裝置組成，密封 蓋轉動裝配在轉動輪的水流槽內，水流槽則與密封蓋上的進水孔相配合，同時密封蓋上還設 有多個與水流槽相配合的出水孔，進水孔與水源連接；在轉動輪上還設有沿圓周方向的多個 徑向活動滑槽，各密封裝置分別設置在相應的活動滑槽內，同時密封裝置還與密封蓋中部的 波浪型運行導槽相配合。
所述密封蓋上沿圓周方向設有多個固定密閉擋板，密封蓋通過固定密閉擋板裝配在水流 槽內。
所述密封裝置為滑動密閉擋板，其一端設有一個凸起的導臂，滑動密閉擋板安裝在活動 滑槽內，導臂安裝在運行導槽內。
所述活動滑槽以圓心為中心呈放射狀均勻分布，各活動滑槽並與水流槽連通。
所述各進水孔與出水孔相間並等間隔排列，進水孔位於固定密閉擋板後側，出水孔則位 於相鄰兩固定密閉擋板之間。
本發明中，主要由轉動輪、密封蓋和滑動密閉擋板三部分組成一個基本的水力驅動單元， 水力驅動單元安裝在輸出軸上，通過帶有一定壓力的水來推動水力驅動單元轉動，從而帶動 輸出軸轉動，進而輸出動力。水力驅動單元的數量和尺寸可以根據所需動力的大小進行自由 調整，從而滿足動力需求。
本發明的有益效果是-
1、 一機多用。既可做水輪機輸出動力，又可通過輸入動力做水泵使用，還可用於低壓氣 輪機輸出動力。
2、 改變傳統的驅動方式(如衝擊式水輪機、離心式水泵及風車等)，提高工作效率。 用做水輪機時，不需要象衝擊式水輪機那樣的大水流，只要有與輪槽流量相當、且有一
定壓力的水流便可推動本設備運轉。使山澗小溪建設小型水電站成為可能，滿足偏遠山村的用電需求。
用於水泵時，不需要象離心式水泵那樣的高轉速，且離心式水泵的揚程受轉速影響較大。 此設備的揚程不再受轉速影響，利用推力使水流上揚，獲得高揚程只需增大推力即可。控制 轉速可靈活方便的調節流量。
3、 能源來源廣泛。具有一定壓力的水或低壓氣體均可，如下洩水流、集收風力、蒸汽等， 符合國家目前的新能源政策。
4、 用做泵機時，運行中可暫停或以脈衝式進行工作，也許於科研、醫療等領域有所用途。 扭矩可變。隨著驅動輪直徑的增減，其扭矩也會相應加大或減小。
5、 擴展方便。行程區間槽可增可減，示圖為單面6個，每次有3個行程區間槽做功，雙 面12個，每次有6個行程區間槽做功。加大驅動輪直徑可多設驅動槽。同一軸上多組串聯後 可組成一個機組來加大輸出功率或出水流量。
6、 六隻滑動密閉擋板分為兩組，不相鄰的為一組。 一組處於封閉行程區間槽狀態，另一 組則為下一個做功過程做準備。


圖i為本發明驅動輪的結構立體圖2為密封蓋的結構立體圖3為滑動密閉擋板結構立體圖4為圖1的平面圖5為圖2的平面圖6為圖3的平面圖7為本發明的第一工作原理圖8為本發明的第二工作原理圖9為本發明的第三工作原理圖10為水流槽的剖面圖ll為活動滑槽的剖面圖12為固定密閉擋板與運行導槽的剖面圖。
其中，l.轉動輪，2.密封蓋，3.滑動密閉擋板，4.固定密閉擋板，5.水流槽，6.進水 孔，7.出水孔，8.運行導槽，9.活動滑槽，IO.導臂。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
本發明的可控輪槽緩流式水輪/水泵機，包括至少一個水力驅動單元，水力驅動單元安裝 在輸出軸上；各水力驅動單元由轉動輪l、密封蓋2和多個位於兩者間的滑動密封裝置組成， 密封蓋2轉動裝配在轉動輪1的水流槽5內，水流槽5則與密封蓋2上的進水孔6相配合， 同時密封蓋2上還設有多個與水流槽5相配合的出水孔7，進水孔6與水源連接；在轉動輪l 上還設有沿圓周方向的多個徑向活動滑槽9，各密封裝置分別設置在相應的活動滑槽9內， 同時密封裝置還與密封蓋2中部的波浪型運行導槽8相配合，如圖12所示。
圖2、圖5中，密封蓋2上沿圓周方向設有多個固定密閉擋板4，密封蓋2通過固定密閉 擋板4裝配在水流槽5內，水流槽5如圖10所示。
密封裝置為滑動密閉擋板3，如圖3、圖6中所示，其一端設有一個凸起的導臂10，滑 動密閉擋板3安裝在活動滑槽9內，導臂10安裝在運行導槽8內。
圖1、圖4中，活動滑槽9以轉動輪1的圓心為中心呈放射狀均勻分布，各活動滑槽9 並與水流槽5連通，活動滑槽9如圖11所示。
各進水孔6與出水孔7相間並等間隔排列，進水孔6位於固定密閉擋板4後側，出水孔 7則位於相鄰兩固定密閉擋板4之間。
本發明中，轉動輪1是做功部件，它的轉動帶動輸出軸旋轉，進而輸出動力。密封蓋2 是固定轉動輪1及滑動密閉擋板3的部件，併兼基座。滑動密閉擋板3其後端有一凸起導臂10，插入運行導槽8中，與運行導槽8配合在活動滑槽9中做前後往復直線運動，起到對行 程區間密封水室的封閉與否的作用。固定密閉擋板4固定於密封蓋2上，寬度與水流槽5 — 致，與滑動密閉擋板3配合形成密閉行程區間(即密封的水室)。水流槽5在轉動輪1的外沿 開設的呈圓環形的凹槽，如圖10所示。在固定密閉擋板4和滑動密閉擋板3以及水流槽5 三者的配合下形成密閉行程區間(即密閉水室，它是由水流槽5的一部分與固定密閉擋板4、 滑動密閉擋板3和密封蓋2形成的空間)。進水孔6設在密封蓋2上，位置在固定密閉擋板4 的後側，是一個常開進水通道。出水孔7設在密封蓋2上，是一個常開出水通道。 一個做功 過程結束時，密閉行程區間槽中的水通過該孔流出。滑動密閉擋板3的運行導槽8是設於密 封蓋2上的凹槽，似三瓣花形狀，為連通循環槽。活動滑槽9是設於轉動輪1上，呈以圓心 為中心均勻放射形狀排列，如圖11所示，與水流槽連通。滑動密閉擋板3的導臂10是滑動 密閉擋板3上一端的凸起，與滑動密閉擋板運行導槽8配合實現滑動密閉擋板3在活動滑槽 9中做前後往復直線運動，如圖12所示。
本發明的工作原理為(以水輪機為例)
進水孔6連接水源，始終處於進水狀態。
滑動密閉擋板的A導臂處於運行導槽D點時，滑動密閉擋板A與固定密閉擋板B及水流 槽、密封蓋形成一個初始密閉行程區間槽，此時水流通過進水孔6進入行程區間槽，推動轉 動輪轉動(圖7)。
滑動密閉擋板A隨轉動輪轉動時，其導臂處於運行導槽中使行程區間槽仍然處於密閉狀 態。此時滑動密閉擋板C的導臂在滑動密閉擋板運行導槽中處於E點，使滑動密閉擋板C縮 入滑動密閉擋板活動滑槽中，以便無障礙的通過固定密閉擋板B (圖8)。
滑動密閉擋板A運行至出水孔處時，水由出水孔流出。此時滑動密閉擋板C的導臂已運 行至滑動密閉擋板運行導槽D點，使滑動密閉擋板C與固定密閉擋板B重新形成一個密閉的 行程區間槽，且水流通過進水孔進入該行程區間槽，由此開始了新的做功過程。
周而復始，循環往復。
注汽輪及水泵原理同上，只不過用於水泵時水流的進入是被動的。
權利要求
1.一種可控輪槽緩流式水輪/水泵機，其特徵是，它包括至少一個水力驅動單元，水力驅動單元安裝在輸出軸上；各水力驅動單元由轉動輪、密封蓋和多個位於兩者間的滑動密封裝置組成，密封蓋轉動裝配在轉動輪的水流槽內，水流槽則與密封蓋上的進水孔相配合，同時密封蓋上還設有多個與水流槽相配合的出水孔，進水孔與水源連接；在轉動輪上還設有沿圓周方向的多個徑向活動滑槽，各密封裝置分別設置在相應的活動滑槽內，同時密封裝置還與密封蓋中部的波浪型運行導槽相配合。
2. 如權利要求l所述的可控輪槽緩流式水輪/水泵機，其特徵是，所述密封蓋上沿圓周方 向設有多個固定密閉擋板，密封蓋通過固定密閉擋板裝配在水流槽內。
3. 如權利要求1所述的可控輪槽緩流式水輪/水泵機，其特徵是，所述密封裝置為滑動密 閉擋板，其一端設有一個凸起的導臂，滑動密閉擋板安裝在活動滑槽內，導臂安裝在運行導槽內。
4. 如權利要求1或3所述的可控輪槽緩流式水輪/水泵機，其特徵是，所述活動滑槽以圓 心為中心呈放射狀均勻分布，各活動滑槽並與水流槽連通。
5. 如權利要求1或2所述的可控輪槽緩流式水輪/水泵機，其特徵是，所述各進水孔與出 水孔相間並等間隔排列，進水孔位於固定密閉擋板後側，出水孔則位於相鄰兩固定密閉擋板 之間。
全文摘要
本發明公開了一種可控輪槽緩流式水輪/水泵機。它具有結構簡單，使用方便，既節省能源消耗，又能靈活的滿足設備對動力的需要，同時還能有效降低產品成本等優點，其結構為它包括至少一個水力驅動單元，水力驅動單元安裝在輸出軸上；各水力驅動單元由轉動輪、密封蓋和多個位於兩者間的滑動密封裝置組成，密封蓋轉動裝配在轉動輪的水流槽內，水流槽則與密封蓋上的進水孔相配合，同時密封蓋上還設有多個與水流槽相配合的出水孔，進水孔與水源連接；在轉動輪上還設有沿圓周方向的多個徑向活動滑槽，各密封裝置分別設置在相應的活動滑槽內，同時密封裝置還與密封蓋中部的波浪型運行導槽相配合。
文檔編號F04C2/344GK101608597SQ20091001625
公開日2009年12月23日 申請日期2009年6月23日 優先權日2009年6月23日
發明者李玉森 申請人:李玉森