專利名稱：往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水能機，特別是一種采用活塞方式可以把水抽到比原來水流的更 高處，并同時輸出扭矩的往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機。
背景技術：
現有的水能機多采用葉輪式“水輪機”將水流轉換成扭矩發電，但是“水輪機”對 水頭和水流的大小都有苛刻的要求，在轉換過程中，高速通過的水流的水能浪費較大，而且 筑壩對水資源環境破壞也較大。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機， 可以減少水能開發對大壩的依賴，水能浪費小，可以在輸出扭矩的同時，將水抽往高處。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是一種往復式水動力抽水旋轉 機械動力轉換機，驅動缸的活塞桿通過齒輪齒條機構與轉換裝置連接；所述的驅動缸兩端 各設有2個通斷狀態相反的換向閥，換向閥與換向閥機構連接；所述的齒輪齒條機構還與 索鏈傳動機構連接，索鏈傳動機構中的杠桿傳動索鏈與杠桿傳動機構的一端連接，另一端 與抽水機索鏈傳動機構連接，抽水機索鏈傳動機構與抽水缸的活塞桿連接，所述的抽水缸 兩端各設有2個方向相反的單向閥。所述的轉換裝置中，反向傳動輪與正向傳動輪連接，反向傳動輪和與正向傳動輪 內設有方向相反的棘輪機構。所述的驅動缸的容積大于抽水缸的容積。所述的驅動缸中進水口的高度高于出水口的高度。所述的換向閥機構中，換向架與換向閥撥桿配合，換向架與換向彈簧機構機構連 接，換向杠桿一端與換向索鏈連接，另一端位于換向架的2個擋塊之間。所述的杠桿傳動機構設有一可移動的支點。本發明提供的一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機，利用水位差帶動活塞 做功輸出扭矩，并帶動抽水缸將水抽到高于輸入水流的位置。與葉輪式“水輪機”主要利用 水的動能不同，本發明的設備主要利用水位差產生的壓強差推動驅動缸的活塞，從而對水 流的要求低，可以不需要筑壩，對環境影響小。設備為全機械方式，布置要求低，與環境友 好，適合在有一定落差水流的位置使用。
圖1為本發明的結構示意圖。圖2為本發明中換向閥機構的結構示意圖。圖3為本發明中轉換裝置的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1中，一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機，驅動缸2的活塞桿通過齒 輪齒條機構8與轉換裝置1連接；所述的轉換裝置1中，反向傳動輪20與正向傳動輪21連 接，反向傳動輪20和與正向傳動輪21內設有方向相反的棘輪機構。如圖3中，齒輪齒條機 構8中的軸同時與反向傳動輪20和正向傳動輪21連接，而反向傳動輪20和正向傳動輪21 之間也互相連接，由于內設棘輪機構的原因，輸入的往復旋轉的扭矩，被轉換成為一個方向 旋轉的扭矩。具體的說，當輸入的是逆時針旋轉時，則正向傳動輪21順時針旋轉，而反向傳 動輪20在棘輪機構的作用下空轉，不傳遞扭矩，此時輸出為順時針旋轉的扭矩；當輸入的 是順逆時針旋轉時，正向傳動輪21在棘輪機構的作用下空轉，反向傳動輪20帶動輸出軸順 時針旋轉。需要說明的是，圖中的齒輪齒條機構8設于驅動缸2的內部，但是本領域技術人員 可以很容易想到，把齒輪齒條機構8設于驅動缸2的外部，即活塞桿與齒輪齒條機構8中的 齒條連接，這樣的結構雖然場地占用較大，但是可以減少工藝的復雜程度，所以無論齒輪齒 條機構8位于何處，均應在本專利文件的保護范圍內。如圖2中，所述的驅動缸2兩端各設有2個通斷狀態相反的換向閥，換向閥與換向 閥機構11連接；所述的換向閥機構11中，換向架16與換向閥撥桿18配合，換向架16與換 向彈簧機構19機構鉸接，換向杠桿15 —端與換向索鏈14連接，另一端位于換向架16的2 個擋塊17之間。換向彈簧機構19的作用在于利用彈簧的伸縮儲能，然后瞬間釋放，從而實 現使用較小的驅動力即可快速的切換換向閥的狀態，因為換向彈簧機構19中的彈簧始終 給換向架16施加一個推力，由于彈簧的外套與一絞座連接，當換向架16的運行超過一個臨 界位置時，彈簧快速彈出，將換向架16推向另一端，從而帶動換向閥撥桿18動作，切換換向 閥的通斷狀態。所述的齒輪齒條機構8還與索鏈傳動機構連接，索鏈傳動機構中的杠桿傳動索鏈 9與杠桿傳動機構4的一端連接，另一端與抽水機索鏈傳動機構12連接，杠桿傳動機構4的 支點可移動，從而便于調節抽水的揚程。抽水機索鏈傳動機構12與抽水缸3的活塞桿連接， 所述的抽水缸3兩端各設有2個方向相反的單向閥。所述的驅動缸2的容積大于抽水缸3 的容積。所述的驅動缸2中進水口 5的高度高于出水口 6的高度。至于驅動缸2本身的位 置設置在進水口 5和出水口 6之間即可，特殊情況下，安裝在高于進水口 5和低于出水口 6 的位置也是可以的，從而使本發明的設備布置非常方便。以圖1和圖2為例，本發明的設備具體運行方式如下，驅動缸2中換向閥的狀態 為，一端為進水開，出水關；另一端為進水關，出水開，水從開啟的換向閥進入到驅動缸2 內，由于另一端的出水換向閥開啟，而且進水口 5的水位高于出水口 6的水位，活塞兩端存 在壓強差，水推動活塞向出水口 6開啟的一端運行。驅動缸2的活塞桿帶動齒輪齒條機構8 中的齒條運行，從而帶動齒輪齒條機構8中的齒輪旋轉，這種旋轉是往復旋轉方式的，經過 轉換裝置1轉換成同向的旋轉，輸出同一方向的扭矩。齒輪齒條機構8通過索鏈傳動機構傳動到傳動鏈輪10，并將扭矩傳遞給換向鏈輪 13，換向鏈輪13上的換向索鏈14與換向杠桿15的一端連接，換向杠桿15的另一端位于換 向架16的兩個擋塊17之間，驅動缸2的活塞經過傳動帶動換向架16的運行，當活塞運行到接近死點位置時，換向架16也到達了換向彈簧機構19的臨界位置，通過調節換向杠桿15 和/或換向架16上擋塊17的位置，可以調節換向架16與活塞位置同步。換向架16超過 換向彈簧機構19的臨界位置后，彈簧機構19的彈簧快速彈出，推動換向架16帶動換向閥 撥桿18運行，實現換向閥快速的狀態轉換。這樣水又推動活塞向另一端運行，從而實現了 活塞的往復運動。 齒輪齒條機構8中的齒輪還與索鏈傳動機構連接，其中的杠桿傳動索鏈9與杠桿 傳動機構4的一端連接，帶動杠桿傳動機構4往復運動，杠桿傳動機構4具有可移動的支 點，杠桿傳動機構4的另一端與抽水機索鏈傳動機構12連接，抽水機索鏈傳動機構12與抽 水缸3的活塞桿連接，從而帶動抽水缸3的活塞往復運動，由于兩端單向閥的存在，水從進 水口 5進入，從抽水機出水口 7被排出，通過調節杠桿傳動機構4的力臂比，以及抽水缸3 的內徑，可以將水抽到高于進水口 5水位的不同的揚程。
權利要求
一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機，其特征在于驅動缸(2)的活塞桿通過齒輪齒條機構(8)與轉換裝置(1)連接；所述的驅動缸(2)兩端各設有2個通斷狀態相反的換向閥，換向閥與換向閥機構(11)連接；所述的齒輪齒條機構(8)還與索鏈傳動機構連接，索鏈傳動機構中的杠桿傳動索鏈(9)與杠桿傳動機構(4)的一端連接，另一端與抽水機索鏈傳動機構(12)連接，抽水機索鏈傳動機構(12)與抽水缸(3)的活塞桿連接，所述的抽水缸(3)兩端各設有2個方向相反的單向閥。
2.根據權利要求1所述的一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機，其特征在于 所述的轉換裝置(1)中，反向傳動輪(20)與正向傳動輪(21)連接，反向傳動輪(20)和與 正向傳動輪(21)內設有方向相反的棘輪機構。
3.根據權利要求1所述的一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機，其特征在于 所述的驅動缸(2)的容積大于抽水缸(3)的容積。
4.根據權利要求1所述的一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機，其特征在于 所述的驅動缸(2)中進水口(5)的高度高于出水口(6)的高度。
5.根據權利要求1所述的一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機，其特征在于 所述的換向閥機構(11)中，換向架(16)與換向閥撥桿(18)配合，換向架(16)與換向彈簧 機構(19)機構連接，換向杠桿(15) —端與換向索鏈(14)連接，另一端位于換向架(16)的 2個擋塊(17)之間。
6.根據權利要求1所述的一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機，其特征在于 所述的杠桿傳動機構(4)設有一可移動的支點。
全文摘要
一種往復式水動力抽水旋轉機械動力轉換機，驅動缸的活塞桿通過齒輪齒條機構與轉換裝置連接；所述的驅動缸兩端各設有2個通斷狀態相反的換向閥，換向閥與換向閥機構連接；所述的齒輪齒條機構還與索鏈傳動機構連接，索鏈傳動機構中的杠桿傳動索鏈與杠桿傳動機構的一端連接，另一端與抽水機索鏈傳動機構連接，抽水機索鏈傳動機構與抽水缸的活塞桿連接，所述的抽水缸兩端各設有2個方向相反的單向閥。本發明的設備主要利用水的勢能，利用水位差產生的壓強差推動驅動缸的活塞，從而對水流的要求低，可以不需要筑壩，對環境影響小。設備為全機械方式，布置要求低，與環境友好，適合在一定落差水流的位置使用。
文檔編號F03B13/06GK101915200SQ201010235249
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月26日 優先權日2010年7月26日
發明者王少林 申請人:王少林