专利名称：液体传动转化增压内循环动力机的制作方法
技术领域：
本发明“液体传动转化增压内循环动力机”是一种能量输出做功的动 力机械设备，属于液压传动、动力机械领域。
技术背景参见化学工业出版社2005年8月第一版出版《液压传动系统及设计》 第沈页 四页『连续方程根据质量守恒定律，液体在非等截面管道中做恒定流动 时，流过两个截面的液体质量流量相等，其流速与通流截面面积成反比，面积越小，速 度越大。
动量方程是刚体力学动量定理在流体力学中的具体应用及表达形式，计算流 动液体，作用于限制其流动的固体壁面上的作用力。
液体做恒定流动时的动量方程为ZF = Ρ (β2υ2"β1υ1)
式中Σ F-液体在管道流动中，作用于通流截面间被管壁限制的液体体积(控 制体积)上的合外力N
P-液体密度，Kg/cm2
q_ 流量，M3/S
U1U2-截面1、2的平均流速，M/S
-称为动量系数，层流时β =4/3，紊流时β = 1使用范围，对于等截面 90° 180°弯管，逐渐扩大，逐渐缩小等条件均可使用。』
以上两个方程是解决流体计算特性方程式。发现连续方程指流体在流管经 渐缩喷嘴时流量不变，流速增大，其喷射的高速液流的动压力，用动量方程式ΣΡ = Pq(P2U2-^1U1)来计算，其高速射流的动压力的作用力大于平直流管流动的压力，产 生的增量、增压的公式是-R= Ρ (β2υ2-βιυι) =-pqUl
这表明流量不变，速度越高产生的动压力也越大，渐缩喷嘴口径越小，流速越 大，此外流量设置的越大，动压力也越大。而现今工程上经查还未有针对这一可增能、 增压的物理特性的使用，只是以用其射流冲击能，用来计算流管壁的承压安全系数，利 用高速射流的动压力采煤、做射流泵、消防水枪等等。未挖掘出应用动量方程对射流的 动压力的物理特性可增能、增压内涵意义。这也给申请人提出研究的方向和本次发明的 任务
发明内容
“液体传动转化增压内循环动力机”的发明目的，是挖掘有压液体在 流管中流动经渐缩喷嘴，产生的高速射流动压力的利用方法，使这一物理现象发挥更大 的作用，而设计的本机。它具有不用燃料能源，如风能、水能一样，但比它们更经济适 用，连续产生液体循环，输出动力机械功的新型动力设备。
本机的构成如简图所示，由蓄能器1和储压罐2组成一个蓄积液体压力能的装 置，连接的流管设置控制阀门3和增速流管4，是产生高速射流的装置，增压稳流缸5吸 收高速射流的动压力，使高速射流的冲击动能，在缸内设置的稳流板作用下稳定，所接 收的射流动压力与缸内液体转化增压，经溢流阀6输出，流至分流阀7、背压溢流阀8， 经减压可返回蓄能器储压罐中，这是本机第一个循环系统。
第二个系统是动力输出系统在增加压力的流动循环液体经分流阀7另一接口，是为液动机预留的接口，本机采用的液动机液压油缸12，由接口连接通过液压缸控 制阀组开停阀9、节流阀10、换向阀11注入液压油缸，推动往复运动，增压的有压液 体减去回流背压，所剩压力是与液压油缸转换的机械功输出的动力。
本机的工作理论简述，产生增压的原因？我们知道，有压液体在管道中流动， 通过渐缩截面即渐缩喷嘴时，液体质量流量相等，其流速增大，口径面积越小，速度越 大，产生的高速射流用动量方程式ΣΡ = Pq(P2U2-^1U1)计算它的动压力，可产生是 原输出压力的近一倍以上的单位面积增压，这里指的单位面积是射流缩小的单位面积与 增压前流管的单位面积压力之比，常用表示液压压强公斤/cm2，而有压液体应用特性由 静压力的传递-帕斯卡原理知『液压系统中静压力的传递服从帕斯卡原理，即密闭容 器中的静止液体的压力可以等值的向液体中各点传递。作为输入装置的小液压缸输入作 用力，使液体产生的压力，会数值不变的传遍整个液体。』根据这个特性，设置了增压 稳流缸5，它的特征一是为射流形成留出空间，指由控制阀门至增压稳流缸之间无液 油的空间，因高速射流形成有一过程，从打开控制阀门，流速从零至最高速的形成需要 一定的空腔，其量约20升，使用办法是整个系统应全部注满液油，在增压稳流缸设一排 油阀，按要求放出空腔量的液油，排放这个量也是蓄积的液体行程并留有余地的量。特 征二是缸体内设置稳流板，化冲击压力为静压力。特征三是吸收转化射流冲击动压能， 使缸内液体传导增压。特征四是在转换冲击动压能的约80%时，设在缸体的溢流阀按要 求开启，输出增压液体。利用冲击动能的80%是保证射流的稳定连续性，否则射流将憋 住整个系统停止循环工作。
由于射流的动压力在增压稳流缸中的转化增压，高于蓄能器蓄积之压，液流得 以返回，形成一个输出多少液体工质，又可返回多少液体工质的内循环，且返回的液体 工质是在背压溢流阀的减压，但仍可返回的设定下，保证蓄能器蓄积的压力平稳，系统 运行就平稳的特性。这个液体能量的内循环体系，随时可以通过分流阀7预留的接口， 连接液动机系统做功，输出动力，控制系统的溢油与主机液压油缸的回油，应大于蓄能 器之压，通过背压溢流阀返回，如选用旋转式液动机，排油压力低，应加装增速流管和 增压稳流缸，提压后可返回，这样做虽然增加一套增压稳流缸，但液动机的出力增加 了，否则提高排出背压能返回循环，但出力小了。适用的液动机设备面宽了。
以上介绍本机的构成与原理，只是发现了射流转化增压的特性，用现今积累的 方程算式与设备元件组合应用，产生不可低估的能量。这也是还流管流动早就有的物理 特性，使之发挥它应有的作用。
1蓄能器-蓄积压力能，做为本机动力源
2储压罐-与蓄能器用连通管连为一体容器输出有压液体，也是回油罐，安置辅 件
3控制阀门-开停机阀门
4增速流管-渐缩喷嘴形成高速流体
5增压稳流缸-吸收高速流体动压力，反映增压稳流
6溢流阀-按要求排出增压液体
7分流阀-液动机连接口
8背压溢流阀-控制回油压力
9开停阀-控制液动机开停阀
10旁通节流阀-控制通过流量
11换向阀-实现液动机往复供回油
12液压缸-压力能转换机械能输出
具体实施方式
“液压传动转化增压内循环动力机”具体实施方式
，应从两个系 统考虑一，形成循环部分，这个系统包括图1至图8的部件，在图1、图2是动力源部 分，图3、图4、图5是液流产生增压部分，可以认为是运行部分，图6、图7、图8是增 压的液流传动部分，返回到图2形成内循环，在压力区待用。二，是动力输出系统，指 图7至图12的部件，是压力油作用于执行元件总所配置的控制阀组，使执行件按规定输 出动力能源。
这第一个系统好比是一个动力电源，第二个系统是用电设备一样，设计也应分 两个系统来设计，以下举例设计一套设备的思路方法与计算
1、动力源蓄能器的设计首先考虑动力输出时采用什么样的设备，所需流 量与压力，再确定蓄能器蓄积压力，本例中采用的是液压油缸，所需压力可大可小， 大则出力多，小则反之。而本机的动力形成主要靠大流量的增速产生动力，所以在液 压油缸的流量考虑上均可满足。如是多缸，就应先计算所需流量。本例蓄能器属弹 簧式的，是经改制加大行程的一种，加压方式采用手压泵加压，活塞的上行施力于弹 簧，达到规定之压时关闭加压阀门，弹簧的力压迫活塞产生压力。压力定为l.SMpa，
权利要求
1.一种液体传动转化增压内循环动力机，其特征在于它由蓄能器和连通的储压罐组 成动力源，以蓄积的液体压力能输入流管经渐缩喷嘴形成高速射流，注入增压稳流缸， 产生增压，由溢流阀按要求排出，形成内循环，增量之压在保证内循环，剩余之压是与 液动机进行能量转换机械功的能量输出。
2.一种制造权利要求1所述，液体传动转化增压内循环动力机的转化增压内循环的方 法，其特征是由蓄能器和连通的储压罐组成动力源，以蓄积的液体压力能，输入流管经 渐缩喷嘴形成高速射流，注入增压稳流缸产生增压，由溢流阀输入到分流阀至背压溢流 阀，减压到可注入储压罐体内，形成的内循环工艺制造方法。
3.—种应用权利要求2所述，液体传动转化增压内循环的转化增压内循环输出动力， 液动机应用办法，其特征在于增压液流经分流阀接动力机油缸，所需控制阀组开停 阀、旁通节流阀、换向阀组成的阀组，控制油缸往复，压力能转换机械能输出。用于旋转式液动机应在分流阀接口或直接在增压稳流缸另设一溢流阀直接注入驱 动运转，排出压力低，可增设一套增速流管和一套增压稳流缸，提升压力后可返回储压 罐。用于换热制冷，直接在循环中制取。
全文摘要
本发明公开了一种液体传动转化增压形成的内循环，并能输出能量的动力机。它的特征组成有蓄能器、增速流管、增压稳流缸、溢流阀及控制液动机的阀组件等。它的原理是利用蓄能器蓄积的液体压力能做为动力源，输出的高压液体在流管中经渐缩喷嘴，形成高速射流，持续注入到设置的增压稳流缸内，输入动压力的作用力的传导，使缸内液体压力得以提升，经溢流阀输出形成内循环，所增之压在保证内循环使用，剩余之压便是与液动机进行能量转换出机械功的能量输出。本机结构简单，造价低，能力范围宽，应用广，这种新型能源必将为社会作出巨大贡献。
文档编号F03B1/00GK102022389SQ20091017434
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者张东昌 申请人:张东昌