专利名称：虹吸式流体动力装置的制作方法
技术领域：
虹吸式流体动力装置技术领域本文实施例涉及一种动力装置，尤其涉及一种借助于虹吸原理来实现流 体动力输出的虹吸式流体动力装置。
背景技术：
现有的流体系统大都需要利用流体泵或者流体马达来产生高压流体，这 样需要消耗大量的电力或者燃油，造成能源的浪费。现有的水力发电站多是利用大自然水力的落差来实现的，但是，这样受 到自然条件的限制。在污水处理工厂，需要将污水从下水道抽出，进而进行净化处理。在此 过程中需要消耗大量的电力，同时也有较多的污水流动未转化从动力，而造 成浪费。因此，需要有一种虹吸式流体动力装置，其可以环保节能地提供稳定的 流体动力。发明内容为此，本文实施例提供了一种虹吸式流体动力装置，其可以借助于较小 的初始动力来实现稳定的流体动力输出。在一个实施例中，提供了一种虹吸式流体动力装置，其包括U型虹吸 管、流体供给单元以及动力输出单元。该U型虹吸管大致竖直设置，包括 流体入口 、流体出口以及位于该流体出口的上游并靠近该流体出口设置的定 压腔室，该定压腔室具有扩展式管道内径。流体供给单元位于该流体入口附 近，用于将流体以一定压力经由该流体入口供给到该U型虹吸管内。动力 输出单元，包括输出轴以及围绕该输出轴设置的若干旋转叶轮，来自该流体 出口的流体驱动该旋转叶轮，进而带动该输出轴对外做功。其中，该定压腔室的大致呈圓柱状，其内径大于该U型虹吸管其它部 分的内径。
在一个实施例中，该动力输出单元为水4仑发电机组或者蒸汽发电机组。 在又一 个实施例中，该流体供给单元为液压马达或者蒸汽锅炉。 在又一个实施例中，该流体供给单元为采用液体工作的浮台式液压缸机
构，该浮台式液压缸机构包括在液面上浮动的浮台；具有圆柱形腔室的压 力缸，与该浮台相连接，且随该浮台做上下浮动；以及圆柱形的活塞部，该 活塞部相对于该U型虹吸管固定，且该活塞部与该压力缸相配合。该圓柱 形腔室分别与该流体入口和外界流体源单向连通，使得当该压力缸靠近该活 塞部滑动时，压缩液体经该流体入口进入U型虹吸管，当该压力缸远离该 活塞部滑动时，液体从外界流体源进入该圓柱形腔室。
在另 一个实施例中，该流体供给单元为采用液体工作的浮台式液压缸机 构，该浮台式液压缸机构包括在液面上浮动的浮台；具有圓柱形腔室的压 力缸，该压力缸相对于该U型虹吸管固定；以及圆柱形的活塞部，与该浮 台相连接，随该浮台做上下浮动，且该活塞部与该压力缸相配合。该圆柱形 腔室分别与该流体入口和外界流体源单向连通，使得当该活塞部靠近该压力 缸滑动时，压缩液体经该流体入口进入U型虹吸管，当该活塞部远离该压 力缸滑动时，液体从外界流体源进入该圓柱形腔室。
其中，该浮台的上下浮动是通过与该浮台相连的升降机构实现的。该升 降机构包括可旋转构件，与该浮台相连接，可相对于该浮台做旋转运动； 以及由密度小于液体的材料组成的浮子，与该可旋转构件相连接，并可在该 可旋转构件的旋转带动下从大致位于该浮台之下的第 一位置旋转到大致位 于该浮台之上的第二位置，反之亦然。当该浮子从该第一位置旋转到该第二 位置时，该浮台在该浮子浮力的作用下向下运动。当该浮子从该第二位置旋 转到该第 一位置时，该浮台在该浮子浮力的作用下向上运动。
根据本实用新型的虹吸式流体动力装置利用虹吸的原理，同时结合定压
腔室可实现较高效率的动力输出。
根据本实用新型的虹吸式流体动力装置当用在污水处理工厂时，在U 型虹吸管的出水口端设置供给马达，将污水以一定压力供给到U型虹吸管内。尽管此时U型虹吸管的出水口的水平高度会高于入水口的水平高度。 ^^是该液压马达的供给压力可以抵消该高度差，使得虹吸力可以将污水从入 水口吸向出水口。由于在出水口的上部设有定压腔室，可以保证出水口处的 稳定的压力。只要适当地设置出水口的结构，防止空气倒吸入定压腔室，就 可以实现虹吸的作用，同时稳定出水口的水压。根据本实用新型的虹吸式流体动力装置当用在现有锅炉发电工厂时，由于定压腔室的内径较大，可以储存一定压力的蒸汽。进而增强锅炉发电设备 的稳定性。
可参考附图通过实例更加具体地描述本实用新型，其中附图并未按照比例绘制，在附图中图1是显示了根据本实用新型第一实施例的虹吸式流体动力装置的示意图；图2是显示了根据本实用新型第二实施例的虹吸式流体动力装置的示 意图；图3是显示了用于根据本实用新型第三实施例的虹吸式流体动力装置 的流体供给单元的示意图，其中，浮台处于上升的最高点；以及 图4显示了图3所示的实施例，其中浮台处于下降的最低点。
具体实施方式
在附图中采用类似的附图标记来标示类似的部件，为了简洁起见，有时 同 一部件在不同视图中出现，但是仅在某些视图中对其进行了标示。请参考图1,其显示了根据本实用新型第一实施例的虹吸式流体动力装 置100的示意图。此虹吸式流体动力装置100包括U型虹吸管llO、流体 供给单元120以及动力输出单元130。 U型虹吸管110大致为U型，且大致 竖直设置，其包括流体入口 112、流体出口 114以及位于流体出口 114的上 游并靠近流体出口 114设置的定压腔室116。流体供给单元为液压马达120， 位于流体入口 112附近，用于将流体12以一定压力经由流体入口 112供给到U型虹吸管110内。此实施例中，动力输出单元130为水4仑发电才几组， 包括输出轴138以及围绕输出轴138设置的若千旋转叶轮132，来自流体出 口 114的流体可驱动旋转叶轮132,进而带动输出轴138转动并对外做功。 输出轴138的转动可带动发电机组其它转动部件(图未示)旋转，进而实现 发电。此外，从动力输出单元130的流出口 136流出的流体可以回流入流体 容器10内(图未示)，供循环使用。
定压腔室116大致呈圆柱状，且具有扩展式管道内径，其内径大于U 型虹吸管110其它部分的内径。由于定压腔室116具有较大的直径，可以保 证较大且稳定的压力传递到流体出口 114。因此，定压腔室116可起到定压 的作用。
需要说明的是，本实施例是采用例如水的液体作为动力介质的。但是并 不限于此，比如可以采用蒸汽来作为介质。则此时的流体供给单元可釆用蒸 汽锅炉，相应的动力输出单元可采用蒸汽发电机组。
请参考图2,其显示了根据本实用新型第二实施例的虹吸式流体动力装 置200的示意图。与第一实施例的虹吸式流体动力装置IOO相类似，此虹吸 式流体动力装置200包括U型虹吸管210、流体供给单元220以及动力输 出单元230。 U型虹吸管210包括流体入口 212、流体出口 214以及定压腔 室216。动力输出单元230包括输出轴238、若干旋转叶轮232以及流出口 236。
与第一实施例不同的是，本实施例的虹吸式流体动力装置200的流体供 给单元220为采用液体22工作的浮台式液压缸机构。浮台式液压缸机构220 包括在液面上浮动的浮台221;具有圆柱形腔室226的压力缸224，与浮 台221相连接，且随浮台221做上下浮动；以及圓柱形的活塞部222,活塞 部222相对于U型虹吸管210固定，且活塞部222与压力缸224相配合。 圓柱形腔室226通过活塞部222内的管道223与流体入口 212单向连通。圆 柱形腔室226还通过单向阀225与外界流体源22单向连通。当压力缸224 靠近活塞部222滑动时，压缩液体经流体入口 212进入U型虹吸管210，当 压力缸224远离活塞部222滑动时，液体22从外界流体源进入圓柱形腔室 226。需要说明的是，在本实施例中，活塞部222固定，而压力缸224随浮台 221上下运动。然而，不受限于此，也可以将压力缸固定，而将活塞部与浮 台相连接并随浮台运动。在本实施例中，浮台的上下运动可以随液面的自然涨落(比如在大海中 的潮沙运动)获得。也可以在容器20上设置相应的升降机构(比如齿轮组 或者滑轮组或者杠杆组件)来实现。由于这些机构均是本领域常见的技术， 在此不再详细介绍。请参见图3和图4,其显示了根据实用新型又一实施例的虹吸式流体动 力装置的流体供给单元的两个运动状态。该流体供给单元310包括具有圓柱 形腔室332的压力缸330以及与浮台350相连接的活塞部354。圓柱形腔室 332的出液口 336与U型虹吸管的流体入口 (图未示)相连接。圓柱形腔室 332的入液口 335与液体容器370相连4妄。该流体供给单元310浮台350的上下浮动是通过与浮台350相连的升降 机构实现的。该升降机构包括可旋转构件390,与浮台350相连接，可相 对于浮台350做旋转运动；以及由密度小于液体360的材料组成的浮子392， 与可旋转构件390相连接。浮子392可在可旋转构件390的旋转带动下从大 致位于浮台350之下的第一位置旋转到大致位于浮台350之上的第二位置， 反之亦然。通过适合地选择浮子392的材料以及大小，使得当浮子392从第 一位置旋转到第二位置时，浮台350在浮子392浮力的作用下向下运动。当 浮子392从第二位置旋转到第一位置时，浮台350在浮子392浮力的作用下 向上运动。在本实施例中，压力缸330相对于液体容器370以及U型虹吸管位置 固定。下面结合图3和图4来介绍流体供给单元310的工作过程。图3所示的 浮台350处于上升的最高点，此时，浮子392位于浮台350最下面的第一位 置。由于浮子392全部处于液面之下，其浮力最大，使得浮台350上升的也 最高。同时，活塞部354均位于压力缸330的靠上端部。随着可旋转构件 3卯带动浮子392从第一位置朝向浮台350的两侧逐步散开式旋转，部分浮 子392逐步露出液面，浮台350所受浮力相应地减少。因此浮台350会带动活塞部354逐步下降。活塞部354在压力缸330内的下降会将啦文功液体经由 液体入口 335吸入压力缸330的圆柱形腔室332内。如图4所示，当浮子 392旋转到位于浮台350最上面的第二位置时，浮台350下降到最低点，同 时活塞部354位于压力缸330的靠下端部。
随着可旋转构件390带动浮子392从第二位置朝向浮台350的两侧逐步 散开式旋转，部分浮子392逐步进入液面，浮台350所受浮力相应地增加。 因此浮台350会带动活塞部354逐步上升。活塞部354在压力缸330内的上 升会迫使受压液体从液体出口 336流出进而进入U型虹吸管的流体入口 。 如图3所示，当浮子392旋转到位于浮台350最下面的第一位置时，浮台 350上升到最高点。
需要说明的是，本实施例中示意地显示了两组浮子，他们分布于浮台的 两侧。但是，并不受限于此，例如可以根据需要在浮台的周围设置多组升降 机构。并且浮子的数量和大小均可根据浮台以及压力缸的重量以及实际需要 的流体输出进行调整。
本文中所用到的方位用词"上"、"下，，、"左，，、"右"等类似用词 均是相对的，是出于方便描述而采用的称呼。如果在不同的应用中变化了视 图观察点，则上述方位用词也需要相应地变化。
以上参照附图说明了本实用新型的各种优选实施例，但是只要不背离本 实用新型的实质和范围，本领域的技术人员可以对其进行各种形式上的修改 和变更，都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种虹吸式流体动力装置，包括U型虹吸管，所述U型虹吸管大致竖直设置，包括流体入口、流体出口以及位于所述流体出口的上游并靠近所述流体出口设置的定压腔室，所述定压腔室具有扩展式管道内径；流体供给单元，位于所述流体入口附近，用于将流体以一定压力经由所述流体入口供给到所述U型虹吸管内；以及动力输出单元，包括输出轴以及围绕所述输出轴设置的若干旋转叶轮，来自所述流体出口的流体驱动所述旋转叶轮，进而带动所述输出轴对外做功。
2. 根据权利要求1所述的虹吸式流体动力装置，其中，所述定压腔室 大致呈圓柱状，其内径大于所述U型虹吸管其它部分的内径。
3. 根据权利要求2所述的虹吸式流体动力装置，其中，所述动力输出 单元为水轮发电机组。
4. 根据权利要求2所述的虹吸式流体动力装置，其中，所述动力输出 单元为蒸汽发电机组。
5. 根据权利要求3所述的虹吸式流体动力装置，其中，所述流体供给 单元为液压马达。
6. 根据权利要求4所述的虹吸式流体动力装置，其中，所述流体供给 单元为蒸汽锅炉。
7. 根据权利要求2所述的虹吸式流体动力装置，其中，所述流体供给 单元为采用液体工作的浮台式液压缸机构，所述浮台式液压缸机构包括在液面上浮动的浮台；具有圆柱形腔室的压力缸，与所述浮台相连接，且随所述浮台做上下浮 动；以及圆柱形的活塞部，所述活塞部相对于所述U型虹吸管固定，且所述活 塞部与所述压力缸相配合；其中，所述圆柱形腔室分别与所述流体入口和外界流体源单向连通，使得当所述压力缸靠近所述活塞部滑动时，压缩液体经所述流体入口进入U 型虹吸管，当所述压力缸远离所述活塞部滑动时，液体从外界流体源进入所述圆柱形腔室内。
8. 根据权利要求2所述的虹吸式流体动力装置，其中，所述流体供给 单元为采用液体工作的浮台式液压缸机构，所述浮台式液压缸机构包括在液面上浮动的浮台；具有圆柱形腔室的压力缸，所述压力缸相对于所述U型虹吸管固定；以及圓柱形的活塞部，与所述浮台相连接，随所述浮台做上下浮动，且所述 活塞部与所述压力缸相配合；其中，所述圓柱形腔室分别与所述流体入口和外界流体源单向连通，使 得当所述活塞部靠近所述压力缸滑动时，压缩液体经所述流体入口进入U 型虹吸管，当所述活塞部远离所述压力缸滑动时，液体从外界流体源进入所 述圆柱形腔室内。
9. 根据权利要求7或8所述的虹吸式流体动力装置，其中，所述浮台
10.根据权利要求9所述的虹吸式流体动力装置，其中，所述升降机构 包括可旋转构件，与所述浮台相连接，可相对于所述浮台做旋转运动；以及 由密度小于液体的材料组成的浮子，与所述可旋转构件相连接，并可在大致位于所述浮台之上的第二位置，反之亦然，当所述浮子从所述第一位置旋转到所述第二位置时，所述浮台在所述浮 子浮力的作用下向下运动，当所述浮子从所述第二位置旋转到所述第一位置时，所述浮台在所述浮 子浮力的作用下向上运动。
专利摘要本实用新型提供了一种虹吸式流体动力装置，其包括U型虹吸管、流体供给单元以及动力输出单元。该U型虹吸管大致竖直设置，包括流体入口、流体出口以及位于该流体出口的上游并靠近该流体出口设置的定压腔室，该定压腔室具有扩展式管道内径。流体供给单元位于该流体入口附近，用于将流体以一定压力经由该流体入口供给到该U型虹吸管内。动力输出单元包括输出轴以及围绕该输出轴设置的若干旋转叶轮，来自该流体出口的流体驱动该旋转叶轮，进而带动该输出轴转动。根据本实用新型的虹吸式流体动力装置利用虹吸的原理，同时结合定压腔室可实现高效率的动力输出。
文档编号F01D1/06GK201401267SQ200920129820
公开日2010年2月10日 申请日期2009年2月4日 优先权日2009年2月4日
发明者余炜盛 申请人:余炜盛