液體傳動轉化增壓內循環動力機的製作方法

2023-11-11 21:37:47 1

專利名稱：液體傳動轉化增壓內循環動力機的製作方法
技術領域：
本發明「液體傳動轉化增壓內循環動力機」是一種能量輸出做功的動 力機械設備，屬於液壓傳動、動力機械領域。
技術背景參見化學工業出版社2005年8月第一版出版《液壓傳動系統及設計》 第沈頁 四頁『連續方程根據質量守恆定律，液體在非等截面管道中做恆定流動 時，流過兩個截面的液體質量流量相等，其流速與通流截面面積成反比，面積越小，速 度越大。
動量方程是剛體力學動量定理在流體力學中的具體應用及表達形式，計算流 動液體，作用於限制其流動的固體壁面上的作用力。
液體做恆定流動時的動量方程為ZF = Ρ (β2υ2"β1υ1)
式中Σ F-液體在管道流動中，作用於通流截面間被管壁限制的液體體積(控 制體積)上的合外力N
P-液體密度，Kg/cm2
q_ 流量，M3/S
U1U2-截面1、2的平均流速，M/S
-稱為動量係數，層流時β =4/3，紊流時β = 1使用範圍，對於等截面 90° 180°彎管，逐漸擴大，逐漸縮小等條件均可使用。』
以上兩個方程是解決流體計算特性方程式。發現連續方程指流體在流管經 漸縮噴嘴時流量不變，流速增大，其噴射的高速液流的動壓力，用動量方程式ΣΡ = Pq(P2U2-^1U1)來計算，其高速射流的動壓力的作用力大於平直流管流動的壓力，產 生的增量、增壓的公式是-R= Ρ (β2υ2-βιυι) =-pqUl
這表明流量不變，速度越高產生的動壓力也越大，漸縮噴嘴口徑越小，流速越 大，此外流量設置的越大，動壓力也越大。而現今工程上經查還未有針對這一可增能、 增壓的物理特性的使用，只是以用其射流衝擊能，用來計算流管壁的承壓安全係數，利 用高速射流的動壓力採煤、做射流泵、消防水槍等等。未挖掘出應用動量方程對射流的 動壓力的物理特性可增能、增壓內涵意義。這也給申請人提出研究的方向和本次發明的 任務
發明內容
「液體傳動轉化增壓內循環動力機」的發明目的，是挖掘有壓液體在 流管中流動經漸縮噴嘴，產生的高速射流動壓力的利用方法，使這一物理現象發揮更大 的作用，而設計的本機。它具有不用燃料能源，如風能、水能一樣，但比它們更經濟適 用，連續產生液體循環，輸出動力機械功的新型動力設備。
本機的構成如簡圖所示，由蓄能器1和儲壓罐2組成一個蓄積液體壓力能的裝 置，連接的流管設置控制閥門3和增速流管4，是產生高速射流的裝置，增壓穩流缸5吸 收高速射流的動壓力，使高速射流的衝擊動能，在缸內設置的穩流板作用下穩定，所接 收的射流動壓力與缸內液體轉化增壓，經溢流閥6輸出，流至分流閥7、背壓溢流閥8， 經減壓可返回蓄能器儲壓罐中，這是本機第一個循環系統。
第二個系統是動力輸出系統在增加壓力的流動循環液體經分流閥7另一接口，是為液動機預留的接口，本機採用的液動機液壓油缸12，由接口連接通過液壓缸控 制閥組開停閥9、節流閥10、換向閥11注入液壓油缸，推動往復運動，增壓的有壓液 體減去回流背壓，所剩壓力是與液壓油缸轉換的機械功輸出的動力。
本機的工作理論簡述，產生增壓的原因？我們知道，有壓液體在管道中流動， 通過漸縮截面即漸縮噴嘴時，液體質量流量相等，其流速增大，口徑面積越小，速度越 大，產生的高速射流用動量方程式ΣΡ = Pq(P2U2-^1U1)計算它的動壓力，可產生是 原輸出壓力的近一倍以上的單位面積增壓，這裡指的單位面積是射流縮小的單位面積與 增壓前流管的單位面積壓力之比，常用表示液壓壓強公斤/cm2，而有壓液體應用特性由 靜壓力的傳遞-帕斯卡原理知『液壓系統中靜壓力的傳遞服從帕斯卡原理，即密閉容 器中的靜止液體的壓力可以等值的向液體中各點傳遞。作為輸入裝置的小液壓缸輸入作 用力，使液體產生的壓力，會數值不變的傳遍整個液體。』根據這個特性，設置了增壓 穩流缸5，它的特徵一是為射流形成留出空間，指由控制閥門至增壓穩流缸之間無液 油的空間，因高速射流形成有一過程，從打開控制閥門，流速從零至最高速的形成需要 一定的空腔，其量約20升，使用辦法是整個系統應全部注滿液油，在增壓穩流缸設一排 油閥，按要求放出空腔量的液油，排放這個量也是蓄積的液體行程並留有餘地的量。特 徵二是缸體內設置穩流板，化衝擊壓力為靜壓力。特徵三是吸收轉化射流衝擊動壓能， 使缸內液體傳導增壓。特徵四是在轉換衝擊動壓能的約80%時，設在缸體的溢流閥按要 求開啟，輸出增壓液體。利用衝擊動能的80%是保證射流的穩定連續性，否則射流將憋 住整個系統停止循環工作。
由於射流的動壓力在增壓穩流缸中的轉化增壓，高於蓄能器蓄積之壓，液流得 以返回，形成一個輸出多少液體工質，又可返回多少液體工質的內循環，且返回的液體 工質是在背壓溢流閥的減壓，但仍可返回的設定下，保證蓄能器蓄積的壓力平穩，系統 運行就平穩的特性。這個液體能量的內循環體系，隨時可以通過分流閥7預留的接口， 連接液動機系統做功，輸出動力，控制系統的溢油與主機液壓油缸的回油，應大於蓄能 器之壓，通過背壓溢流閥返回，如選用旋轉式液動機，排油壓力低，應加裝增速流管和 增壓穩流缸，提壓後可返回，這樣做雖然增加一套增壓穩流缸，但液動機的出力增加 了，否則提高排出背壓能返回循環，但出力小了。適用的液動機設備面寬了。
以上介紹本機的構成與原理，只是發現了射流轉化增壓的特性，用現今積累的 方程算式與設備元件組合應用，產生不可低估的能量。這也是還流管流動早就有的物理 特性，使之發揮它應有的作用。


1蓄能器-蓄積壓力能，做為本機動力源
2儲壓罐-與蓄能器用連通管連為一體容器輸出有壓液體，也是回油罐，安置輔 件
3控制閥門-開停機閥門
4增速流管-漸縮噴嘴形成高速流體
5增壓穩流缸-吸收高速流體動壓力，反映增壓穩流
6溢流閥-按要求排出增壓液體
7分流閥-液動機連接口
8背壓溢流閥-控制回油壓力
9開停閥-控制液動機開停閥
10旁通節流閥-控制通過流量
11換向閥-實現液動機往復供回油
12液壓缸-壓力能轉換機械能輸出
具體實施方式
「液壓傳動轉化增壓內循環動力機」具體實施方式
，應從兩個系 統考慮一，形成循環部分，這個系統包括圖1至圖8的部件，在圖1、圖2是動力源部 分，圖3、圖4、圖5是液流產生增壓部分，可以認為是運行部分，圖6、圖7、圖8是增 壓的液流傳動部分，返回到圖2形成內循環，在壓力區待用。二，是動力輸出系統，指 圖7至圖12的部件，是壓力油作用於執行元件總所配置的控制閥組，使執行件按規定輸 出動力能源。
這第一個系統好比是一個動力電源，第二個系統是用電設備一樣，設計也應分 兩個系統來設計，以下舉例設計一套設備的思路方法與計算
1、動力源蓄能器的設計首先考慮動力輸出時採用什麼樣的設備，所需流 量與壓力，再確定蓄能器蓄積壓力，本例中採用的是液壓油缸，所需壓力可大可小， 大則出力多，小則反之。而本機的動力形成主要靠大流量的增速產生動力，所以在液 壓油缸的流量考慮上均可滿足。如是多缸，就應先計算所需流量。本例蓄能器屬彈 簧式的，是經改制加大行程的一種，加壓方式採用手壓泵加壓，活塞的上行施力於彈 簧，達到規定之壓時關閉加壓閥門，彈簧的力壓迫活塞產生壓力。壓力定為l.SMpa，
權利要求
1.一種液體傳動轉化增壓內循環動力機，其特徵在於它由蓄能器和連通的儲壓罐組 成動力源，以蓄積的液體壓力能輸入流管經漸縮噴嘴形成高速射流，注入增壓穩流缸， 產生增壓，由溢流閥按要求排出，形成內循環，增量之壓在保證內循環，剩餘之壓是與 液動機進行能量轉換機械功的能量輸出。
2.一種製造權利要求1所述，液體傳動轉化增壓內循環動力機的轉化增壓內循環的方 法，其特徵是由蓄能器和連通的儲壓罐組成動力源，以蓄積的液體壓力能，輸入流管經 漸縮噴嘴形成高速射流，注入增壓穩流缸產生增壓，由溢流閥輸入到分流閥至背壓溢流 閥，減壓到可注入儲壓罐體內，形成的內循環工藝製造方法。
3.—種應用權利要求2所述，液體傳動轉化增壓內循環的轉化增壓內循環輸出動力， 液動機應用辦法，其特徵在於增壓液流經分流閥接動力機油缸，所需控制閥組開停 閥、旁通節流閥、換向閥組成的閥組，控制油缸往復，壓力能轉換機械能輸出。用於旋轉式液動機應在分流閥接口或直接在增壓穩流缸另設一溢流閥直接注入驅 動運轉，排出壓力低，可增設一套增速流管和一套增壓穩流缸，提升壓力後可返回儲壓 罐。用於換熱製冷，直接在循環中製取。
全文摘要
本發明公開了一種液體傳動轉化增壓形成的內循環，並能輸出能量的動力機。它的特徵組成有蓄能器、增速流管、增壓穩流缸、溢流閥及控制液動機的閥組件等。它的原理是利用蓄能器蓄積的液體壓力能做為動力源，輸出的高壓液體在流管中經漸縮噴嘴，形成高速射流，持續注入到設置的增壓穩流缸內，輸入動壓力的作用力的傳導，使缸內液體壓力得以提升，經溢流閥輸出形成內循環，所增之壓在保證內循環使用，剩餘之壓便是與液動機進行能量轉換出機械功的能量輸出。本機結構簡單，造價低，能力範圍寬，應用廣，這種新型能源必將為社會作出巨大貢獻。
文檔編號F03B1/00GK102022389SQ20091017434
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者張東昌 申請人:張東昌