專利名稱：旋轉浮力機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種產生轉矩的裝置，特別是一種利用浮力來產生轉矩的裝置。
背景技術：
這類裝置有廣泛的用途，特別是能用作機械設備等的驅動器。2003年5月專利號為99800052.3的中國專利公開了一種產生轉矩的裝置，該裝置包括至少兩個互相連接成能進行旋轉運動的活塞-液壓缸組件，其中一個活塞-液壓缸組件沿重力方向運動，另一個活塞-液壓缸組件沿與重力方向相反的方向運動，每一個活塞-液壓缸組件在運動方向改變時改變其體積，從而使沿重力方向運動的活塞-液壓缸組件的體積小于沿相反方向運動的活塞-液壓缸組件的體積。在該裝置中，活塞要在滑動磨擦過程中使液壓室始終保持氣密狀態，其工藝精度要求甚高，很難保證其工作的可靠性。
發明內容
本發明的目的是要提供一種新的產生轉矩的裝置。利用一種可變體積的浮箱在液體中所受的浮力來產生轉動力矩。
這一目的是通過一種用于產生轉矩的裝置來實現的，該裝置包括至少兩個互相連接成能進行旋轉運動的浮箱，各浮箱在旋轉運動過程中被浸沒在液體中；所述的浮箱由硬箱體、軟箱體和錘體所組成，軟箱體的一端與硬箱體的底端密封固定，軟箱體的另一端與錘體的底端密封固定，其錘體至少有部分能伸入硬箱體內運動，錘體的平均密度ρ大于液體的密度ρH，錘體的平均高度h滿足公式h≥HρH/ρ，其中H為浮箱浸沒在液體中的最大深度；每個浮箱都具有一流體進出口，利用一管子把各流體進出口連接在一起，并在其內放置一工作流體，使各浮箱、管子及工作流體構成一封閉式流體系統；在旋轉運動過程中，各浮箱的錘體相對于各自的硬箱體作相對運動，使各浮箱的體積發生變化。
因此，按照本發明，至少兩個互相連接成能作旋轉運動的浮箱被浸沒在液體中，在旋轉運動過程中，各浮箱的錘體相對于各自的硬箱體作相對運動，導致沿著豎直向上運動的浮箱的體積增大及浮力增加，而沿著豎直向下運動的浮箱的體積縮小及浮力減少，從而產生其轉動的力矩。
本發明裝置原則上可以在各種液體中運行，其所用的液體隨著浮箱體積的變化使所受的浮力有足夠大的增加，以使所產生的浮力至少能克服作用在該裝置上的各種阻力。本發明裝置在旋轉運動中至少部分被浸沒在液體中，最好是全部被浸沒在液體中，例如浸沒在水中，以產生較大的浮力。
在本發明裝置中所使用的工作流體，可以采用空氣或其它單一氣體或混合氣體，其平均密度最好遠小于所用的液體的密度，在忽略管子的容積的情況下，在所述的封閉式流體系統內所放置的工作流體的體積最好選為各浮箱最大體積之和的一半。
為了使本發明裝置的浮箱依靠作用在其上的重力使錘體相對于各自的硬箱體作相對運動，其錘體的平均密度ρ應大于液體的密度ρH，錘體的高度h滿足公式h≥HρH/ρ，其中，H為浮箱浸沒在液體中的最大深度。
為了有利于獲得均勻的轉動力矩，最好使各浮箱相對于旋轉運動相互相對地成雙布置，并使每個浮箱具有相同的尺寸。
在本發明的一個優選實施例中，這些浮箱通過一條閉合的傳動帶互相連接，該傳動帶在兩個含有一水平放置的轉軸的轉輪上以環行方式運動。
在另一實施例中，這些浮箱被設計成其軟箱體在伸展開時的最大長度L小于錘體的最大高度h0，利用一軟管，把各浮箱的流體進出口連接在一起，并在其內放置空氣這種工作流體，使各浮箱、軟管及空氣構成一封閉式流體系統。
關于所述的硬箱體是指采用硬質材料如金屬、不變形的塑料等材料所制成的不變形的箱體；關于所述的軟箱體是指可以變形的箱體，如可以拉伸的箱體，其制造所采用的材料至少部分是軟質材料如橡膠、防水帆布等；關于所述的錘體最好采用其密度較大的一種或幾種金屬材料來制造。
本發明具有以下積極的效果1、能夠產生轉動的力矩，輸出旋轉動力；2、本發明裝置的工藝精度要求低，容易制造；3、本發明裝置的氣密性能好、能可靠地運行。
圖1是一浮箱的簡化示意圖；圖2是一浮箱在伸展開時的縱向剖面示意圖；圖3是一浮箱在收縮時的縱向剖面示意圖；圖4是另一浮箱在伸展開時的縱向剖面示意圖；圖5是本發明裝置的簡化示意圖。
具體實施例方式
以下結合實施例及附圖加以說明在各附圖中1是硬箱體，2是軟箱體，3是錘體，4是流體進出口，5是管子，6是傳動帶，7是轉軸，8是轉輪，9是浮箱，10是硬箱體的底端，11是錘體的底端。
如圖1所示，本發明裝置的浮箱9由硬箱體1、軟箱體2和錘體3所組成，其錘體3有部分伸入硬箱體1內。在浮箱9內可放置一種工作流體，如空氣，該工作流體可通過浮箱9的流體進出口4流出或流進。
圖2是一浮箱在伸展開時的縱向剖面示意圖，從圖中可以看出，軟箱體2的一端與硬箱體的底端10密封固定，軟箱體2的另一端與錘體3的底端11密封固定。軟箱體2在伸展開時的最大長度L小于錘體的平均高度h，這時液體的壓力不會導致其軟箱體2向浮箱內側凸入。
圖3是一浮箱在收縮時的縱向剖面示意圖，從圖中可以看出，此時錘體3已經大部分滑入硬箱體1內，整個浮箱的體積與圖2所示伸展開時的體積相比有一個較大的差額。
圖4是另一浮箱在伸展開時的縱向剖面示意圖，該圖與圖2所示的浮箱9相似，只是錘體3略有不同，圖2所示的浮箱9的錘體3的平均高度h等于其最大高度h0，而本圖所示的浮箱9的錘體3的平均高度h小于其最大高度h0。
圖5給出了本發明裝置的一個實施例，該實施例具有10個浮箱9，這些浮箱9通過一傳動帶6互相連接，該傳動帶6在兩個含有一水平放置的轉軸7的轉輪8上以環行方式運動，利用一管子5把各浮箱9的流體進出口4連接在一起，其工作流體采用空氣，這里由各浮箱9、管子5及工作流體空氣構成了一封閉式流體系統，整個裝置被浸沒在水這種液體中，其水深約為1.8米。
在該實施例中，所使用的10個浮箱的尺寸大小相同，其硬箱體采用塑料材料制造，軟箱體采用防水帆布制造，錘體采用鋼材料，鋼的比重約為7.8千克/立方分米，錘體的高度約為23厘米。每個浮箱的體積的最大改變量約為8立方分米，這將產生約80牛頓的浮力。其浮力可根據轉輪8的直徑，在轉軸7上產生相應的轉動力矩。本發明裝置可以從轉軸7上輸出其轉動力矩，例如轉軸7可以與一發電機連接，用于驅動發電機工作。
通過合適選擇本發明裝置各部件的材料和尺寸就能以簡單方式獲得各種大小的轉矩。按照本發明的基本結構組成原理和說明，本領域的技術人員可以在其范圍內設計出不同的實施例。
權利要求
1.一種用于產生轉矩的裝置，它包括至少兩個互相連接成能進行旋轉運動的浮箱(9)，各浮箱在旋轉運動過程中被浸沒在液體中；所述的浮箱(9)由硬箱體(1)、軟箱體(2)和錘體(3)所組成，軟箱體(2)的一端與硬箱體的底端(10)密封固定，軟箱體(2)的另一端與錘體(3)的底端(11)密封固定，其錘體(3)至少有部分能伸入硬箱體(1)內運動，錘體(3)的平均密度ρ大于液體的密度ρH，錘體(3)的平均高度h滿足公式h≥HρH/ρ，其中H為浮箱(9)浸沒在液體中的最大深度；每個浮箱(9)都具有一流體進出口(4)，利用一管子(5)把各流體進出口(4)連接在一起，并在其內放置一工作流體，使各浮箱、管子及工作流體構成一封閉式流體系統；在旋轉運動過程中，各浮箱的錘體(3)相對于各自的硬箱體(1)作相對運動，使各浮箱的體積發生變化。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的軟箱體(2)在伸展開時的最大長度L小于錘體的最大高度h0。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，這些浮箱(9)通過至少一條閉合的傳動帶(6)互相連接，其傳動帶(6)環繞于兩個豎直相隔一間距放置的轉輪(8)上以環行方式運動，其轉輪(8)包含有水平放置的轉軸(7)。
4.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，這些浮箱(9)相對于旋轉運動相互相對地成雙布置。
5.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，這些浮箱(9)具有相同的尺寸。
6.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的液體為水。
7.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的工作流體為空氣。
8.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，在所述的封閉式流體系統內所放置的工作流體的體積約為各浮箱(9)最大體積之和的一半。
全文摘要
旋轉浮力機屬于一種產生轉矩的裝置，它包括至少兩個互相連接成能進行旋轉運動的浮箱(9)；所述的浮箱由硬箱體(1)、軟箱體(2)和錘體(3)所組成；在旋轉運動過程中，各浮箱被浸沒在液體中，其錘體相對于各自的硬箱體作相對運動，使各浮箱的體積發生變化。本發明裝置可作為發電機組的動力機。
文檔編號F03B17/04GK1789703SQ200410100889
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月13日 優先權日2004年12月13日
發明者任文華 申請人:任文華