专利名称：往复式水动力抽水旋转机械动力转换机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水能机，特别是一种采用活塞方式可以把水抽到比原来水流的更 高处，并同时输出扭矩的往复式水动力抽水旋转机械动力转换机。
背景技术：
现有的水能机多采用叶轮式“水轮机”将水流转换成扭矩发电，但是“水轮机”对 水头和水流的大小都有苛刻的要求，在转换过程中，高速通过的水流的水能浪费较大，而且 筑坝对水资源环境破坏也较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机， 可以减少水能开发对大坝的依赖，水能浪费小，可以在输出扭矩的同时，将水抽往高处。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种往复式水动力抽水旋转 机械动力转换机，驱动缸的活塞杆通过齿轮齿条机构与转换装置连接；所述的驱动缸两端 各设有2个通断状态相反的换向阀，换向阀与换向阀机构连接；所述的齿轮齿条机构还与 索链传动机构连接，索链传动机构中的杠杆传动索链与杠杆传动机构的一端连接，另一端 与抽水机索链传动机构连接，抽水机索链传动机构与抽水缸的活塞杆连接，所述的抽水缸 两端各设有2个方向相反的单向阀。所述的转换装置中，反向传动轮与正向传动轮连接，反向传动轮和与正向传动轮 内设有方向相反的棘轮机构。所述的驱动缸的容积大于抽水缸的容积。所述的驱动缸中进水口的高度高于出水口的高度。所述的换向阀机构中，换向架与换向阀拨杆配合，换向架与换向弹簧机构机构连 接，换向杠杆一端与换向索链连接，另一端位于换向架的2个挡块之间。所述的杠杆传动机构设有一可移动的支点。本发明提供的一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机，利用水位差带动活塞 做功输出扭矩，并带动抽水缸将水抽到高于输入水流的位置。与叶轮式“水轮机”主要利用 水的动能不同，本发明的设备主要利用水位差产生的压强差推动驱动缸的活塞，从而对水 流的要求低，可以不需要筑坝，对环境影响小。设备为全机械方式，布置要求低，与环境友 好，适合在有一定落差水流的位置使用。
图1为本发明的结构示意图。图2为本发明中换向阀机构的结构示意图。图3为本发明中转换装置的结构示意图。
具体实施例方式如图1中，一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机，驱动缸2的活塞杆通过齿 轮齿条机构8与转换装置1连接；所述的转换装置1中，反向传动轮20与正向传动轮21连 接，反向传动轮20和与正向传动轮21内设有方向相反的棘轮机构。如图3中，齿轮齿条机 构8中的轴同时与反向传动轮20和正向传动轮21连接，而反向传动轮20和正向传动轮21 之间也互相连接，由于内设棘轮机构的原因，输入的往复旋转的扭矩，被转换成为一个方向 旋转的扭矩。具体的说，当输入的是逆时针旋转时，则正向传动轮21顺时针旋转，而反向传 动轮20在棘轮机构的作用下空转，不传递扭矩，此时输出为顺时针旋转的扭矩；当输入的 是顺逆时针旋转时，正向传动轮21在棘轮机构的作用下空转，反向传动轮20带动输出轴顺 时针旋转。需要说明的是，图中的齿轮齿条机构8设于驱动缸2的内部，但是本领域技术人员 可以很容易想到，把齿轮齿条机构8设于驱动缸2的外部，即活塞杆与齿轮齿条机构8中的 齿条连接，这样的结构虽然场地占用较大，但是可以减少工艺的复杂程度，所以无论齿轮齿 条机构8位于何处，均应在本专利文件的保护范围内。如图2中，所述的驱动缸2两端各设有2个通断状态相反的换向阀，换向阀与换向 阀机构11连接；所述的换向阀机构11中，换向架16与换向阀拨杆18配合，换向架16与换 向弹簧机构19机构铰接，换向杠杆15 —端与换向索链14连接，另一端位于换向架16的2 个挡块17之间。换向弹簧机构19的作用在于利用弹簧的伸缩储能，然后瞬间释放，从而实 现使用较小的驱动力即可快速的切换换向阀的状态，因为换向弹簧机构19中的弹簧始终 给换向架16施加一个推力，由于弹簧的外套与一绞座连接，当换向架16的运行超过一个临 界位置时，弹簧快速弹出，将换向架16推向另一端，从而带动换向阀拨杆18动作，切换换向 阀的通断状态。所述的齿轮齿条机构8还与索链传动机构连接，索链传动机构中的杠杆传动索链 9与杠杆传动机构4的一端连接，另一端与抽水机索链传动机构12连接，杠杆传动机构4的 支点可移动，从而便于调节抽水的扬程。抽水机索链传动机构12与抽水缸3的活塞杆连接， 所述的抽水缸3两端各设有2个方向相反的单向阀。所述的驱动缸2的容积大于抽水缸3 的容积。所述的驱动缸2中进水口 5的高度高于出水口 6的高度。至于驱动缸2本身的位 置设置在进水口 5和出水口 6之间即可，特殊情况下，安装在高于进水口 5和低于出水口 6 的位置也是可以的，从而使本发明的设备布置非常方便。以图1和图2为例，本发明的设备具体运行方式如下，驱动缸2中换向阀的状态 为，一端为进水开，出水关；另一端为进水关，出水开，水从开启的换向阀进入到驱动缸2 内，由于另一端的出水换向阀开启，而且进水口 5的水位高于出水口 6的水位，活塞两端存 在压强差，水推动活塞向出水口 6开启的一端运行。驱动缸2的活塞杆带动齿轮齿条机构8 中的齿条运行，从而带动齿轮齿条机构8中的齿轮旋转，这种旋转是往复旋转方式的，经过 转换装置1转换成同向的旋转，输出同一方向的扭矩。齿轮齿条机构8通过索链传动机构传动到传动链轮10，并将扭矩传递给换向链轮 13，换向链轮13上的换向索链14与换向杠杆15的一端连接，换向杠杆15的另一端位于换 向架16的两个挡块17之间，驱动缸2的活塞经过传动带动换向架16的运行，当活塞运行到接近死点位置时，换向架16也到达了换向弹簧机构19的临界位置，通过调节换向杠杆15 和/或换向架16上挡块17的位置，可以调节换向架16与活塞位置同步。换向架16超过 换向弹簧机构19的临界位置后，弹簧机构19的弹簧快速弹出，推动换向架16带动换向阀 拨杆18运行，实现换向阀快速的状态转换。这样水又推动活塞向另一端运行，从而实现了 活塞的往复运动。 齿轮齿条机构8中的齿轮还与索链传动机构连接，其中的杠杆传动索链9与杠杆 传动机构4的一端连接，带动杠杆传动机构4往复运动，杠杆传动机构4具有可移动的支 点，杠杆传动机构4的另一端与抽水机索链传动机构12连接，抽水机索链传动机构12与抽 水缸3的活塞杆连接，从而带动抽水缸3的活塞往复运动，由于两端单向阀的存在，水从进 水口 5进入，从抽水机出水口 7被排出，通过调节杠杆传动机构4的力臂比，以及抽水缸3 的内径，可以将水抽到高于进水口 5水位的不同的扬程。
权利要求
一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机，其特征在于驱动缸(2)的活塞杆通过齿轮齿条机构(8)与转换装置(1)连接；所述的驱动缸(2)两端各设有2个通断状态相反的换向阀，换向阀与换向阀机构(11)连接；所述的齿轮齿条机构(8)还与索链传动机构连接，索链传动机构中的杠杆传动索链(9)与杠杆传动机构(4)的一端连接，另一端与抽水机索链传动机构(12)连接，抽水机索链传动机构(12)与抽水缸(3)的活塞杆连接，所述的抽水缸(3)两端各设有2个方向相反的单向阀。
2.根据权利要求1所述的一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机，其特征在于 所述的转换装置(1)中，反向传动轮(20)与正向传动轮(21)连接，反向传动轮(20)和与 正向传动轮(21)内设有方向相反的棘轮机构。
3.根据权利要求1所述的一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机，其特征在于 所述的驱动缸(2)的容积大于抽水缸(3)的容积。
4.根据权利要求1所述的一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机，其特征在于 所述的驱动缸(2)中进水口(5)的高度高于出水口(6)的高度。
5.根据权利要求1所述的一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机，其特征在于 所述的换向阀机构(11)中，换向架(16)与换向阀拨杆(18)配合，换向架(16)与换向弹簧 机构(19)机构连接，换向杠杆(15) —端与换向索链(14)连接，另一端位于换向架(16)的 2个挡块(17)之间。
6.根据权利要求1所述的一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机，其特征在于 所述的杠杆传动机构(4)设有一可移动的支点。
全文摘要
一种往复式水动力抽水旋转机械动力转换机，驱动缸的活塞杆通过齿轮齿条机构与转换装置连接；所述的驱动缸两端各设有2个通断状态相反的换向阀，换向阀与换向阀机构连接；所述的齿轮齿条机构还与索链传动机构连接，索链传动机构中的杠杆传动索链与杠杆传动机构的一端连接，另一端与抽水机索链传动机构连接，抽水机索链传动机构与抽水缸的活塞杆连接，所述的抽水缸两端各设有2个方向相反的单向阀。本发明的设备主要利用水的势能，利用水位差产生的压强差推动驱动缸的活塞，从而对水流的要求低，可以不需要筑坝，对环境影响小。设备为全机械方式，布置要求低，与环境友好，适合在一定落差水流的位置使用。
文档编号F03B13/06GK101915200SQ201010235249
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者王少林 申请人:王少林