本发明涉及水能动力技术领域，特别是一种水能混合动力装置。
背景技术：
目前，水能利用的主要方法是应用水轮机将水能转化为旋转的机械能进行输出，其工作原理是利用高水头(或低水头、大流量)的水流(大中流量)，冲击水轮机的叶片，进而带动水轮机的轴转动来实现。通常情况下，需要建设一个拦水坝，而对于山区中常见的小流量、高水头的小股山泉水流，却无法利用。
中国专利(专利申请号为201510314066.2)公开的“一种水能动力输出装置”，是由机架4、下轴承座5、上轴承座6、动力输出轴9、动力板2、一组以上的水能动力组件和水注入组件构成。具有不需要建拦水坝和水车，能利用小流量、高水头的小股山泉水流等特点，适合于交通不便和电力短缺的山区使用。
另一中国专利(专利申请号为201510648707.8)公开的“一种水能动力装置”，包括转盘、轴承座和动力输出轴，所述动力输出轴的上端连接转盘，下端穿出轴承座；还包括有2n+1组水能动力组件和一组动力水分配组件，其中：n为自然数1，2，3，……所述水能动力组件均匀布置在转盘的周边，所述动力水分配组件安装在转盘的中间；水能动力组件和动力水分配组件通过动力水输入管连接。具有不需要建拦水坝和水车，能利用小流量、高水头的小股山泉水流、且转化效率较高等特点，适合于交通不便和电力短缺的山区使用。
还有中国专利(专利申请号为201610698149.0)公开的“一种高效水能动力装置”，包括动力转盘、机座和动力输出轴，所述动力输出轴的上部连接动力转盘，下部穿装在机座中；还包括有一组以上的水能动力组件和一组动力水分配组件，所述水能动力组件均匀布置在动力转盘上，所述动力水分配组件包裹在动力转盘的边缘；水能动力组件和动力水分配组件通过动力水输入管连接。具有不需要建拦水坝和水车，能利用小流量、高水头的小股山泉水流、且转化效率较高等特点，适合于交通不便和电力短缺的山区使用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种能利用小流量、高水头水流、且转化效率较高的水能动力输出装置。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是发明一种水能混合动力装置，包括动力转盘、机座、动力输出轴和动力水输入组件，所述动力输出轴的上部连接动力转盘，下部穿装在机座中；所述动力水输入组件套装在动力转盘的外缘；
还包括有二组呈圆对称布置在动力转盘上的混合动力组件，所述的混合动力组件包括水动力构件、液压动力构件和平衡构件；
所述的水动力构件包括动力水引入管、动力水缸和动力水缸活塞，所述的动力水引入管设置在动力转盘的边缘，其一端连通动力水输入组件，另一端连通动力水缸；所述的动力水缸的一端开有喷水孔，另一端内安装动力水缸活塞；
所述的液压动力构件包括液压动力缸、液压动力缸活塞、液压动力增压缸、液压动力增压缸活塞、液压动力增压组件；所述的液压动力缸与动力水缸平行地安装在动力转盘的中部，其指向动力转盘边缘的一端内安装液压动力缸活塞；所述的液压动力增压缸垂直设置在液压动力缸指向动力转盘中部的一端，在液压动力增压缸的上端内安装液压动力增压缸活塞；所述的液压动力增压组件安装在液压动力增压缸活塞的上部，其所属的液压动力增压施压元件连接液压动力增压缸活塞的上端；
所述的平衡构件包括平衡杆、平衡拉簧、平衡拉簧固定柱和行程开关组，所述平衡杆的两端分别连接动力水缸活塞和液压动力缸活塞的外端面；所述的平衡拉簧固定柱设置在动力水缸与液压动力缸之间的动力转盘上，所述平衡拉簧的两端分别连接平衡拉簧固定柱和平衡杆的中部；所述的行程开关组包括复位开关和止退开关，所述的复位开关和止退开关分别安装在平衡杆外侧和内侧的动力转盘上。
所述的液压动力增压组件包括液压动力增压施压元件、液压动力增压施压元件传动轴和液压动力增压施压动力源，所述液压动力增压施压元件传动轴的一端安装液压动力增压施压元件，另一端连接液压动力增压施压动力源。
所述的液压动力增压施压元件是凸轮。
所述的液压动力增压施压动力源是减速电机或液压马达。
在所述平衡杆的内外两侧还分别设置有一组以上、由内挡块和外挡块构成的行程挡块组，所述的内挡块和外挡块分别安装在平衡杆的内外两侧的动力转盘上。
本发明的水能混合动力装置，一方面，采用将小流量高水头的山泉水引入动力水输入组件中，进而分配给动力水缸，在该动力水缸的一端开有喷水孔，另一端内安装有动力水缸活塞，当山泉水从喷水孔喷出时所产生的反向冲力作用于动力水缸活塞上，从而推动动力水缸活塞向与其相反的方向移动，进而推动平衡杆的一端；另一方面，液压动力缸的一端内安装有液压动力缸活塞，另一端垂直安装有与其连通的液压动力增压缸，在该液压动力增压缸的上端内安装有液压动力增压缸活塞，同时，在液压动力增压缸活塞的上部，还设置有液压动力增压组件，液压动力增压组件所属的液压动力增压施压元件在液压动力增压施压动力源的带动下，推动液压动力增压缸活塞向下移动，进而推动液压动力缸活塞向外移动，进而推动平衡杆的另一端；由于平衡杆的中部连接有平衡拉簧，而平衡拉簧的另一端是固定在动力转盘上的，因而，动力水缸活塞和液压动力缸活塞两者所产生的推力所形成的合力由平衡杆传递给平衡拉簧，进而拉动动力转盘旋转。由于该合力要大于动力水缸活塞所产生的推力，因而，动力转盘的旋转速度要高于单独由动力水缸活塞所产生的推力带动动力转盘的旋转速度，故其转化效率较高。同时，由于动力水输入组件较小，所需的水流量不大，因而，能利用小流量、高水头的水流。
附图说明
图1是本发明的主剖视示意图；
图2是本发明的俯剖视示意图；
图3是本发明的h局部放大示意图；
图4是本发明的s局部放大示意图；
图5是本发明的m局部放大示意图。
图中：
1是动力水输入槽，2是动力转盘，3是左平衡杆，4是液压动力缸左活塞，5是液压动力缸，6是液压动力缸垫块，7是轴承座，8是液压动力增压施压元件，9是液压动力增压施压元件传动轴，10是液压动力增压施压动力源(即：减速电机或液压马达)，11是液压动力增压缸活塞，12是密封垫，13是液压动力增压缸，14是动力输出轴，15是液压动力缸右活塞，16是右平衡杆，17是右外中挡块，18是机架，19是动力水输入总管，20是动力水输入外槽套，21是动力水输入内槽套，22是左外中挡块，23是左内中挡块，24是右动力水引入管，25是右动力水缸喷水孔，26是右动力水缸，27是右动力水缸活塞，28是右平衡拉簧固定柱，29是右内边挡块，30是右平衡拉簧，31是右止退开关，32是右外边挡块，33是右复位开关，34是右内中挡块，35是左平衡拉簧，36是左平衡拉簧固定柱，37是左止退开关，38是左内边挡块，39是左动力水缸喷水孔，40是左动力水缸，41是左动力水引入管，42是左动力水缸活塞，43是左外边挡块，44是左复位开关，45是静密封块座弹簧，46是静密封块座，47是静密封块，48是动密封块，49是动密封块座，50是动力水输入套上下盖。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明。下面的说明是采用例举的方式，但本发明的保护范围不应局限于此。
本实施例的水能混合动力装置是由动力转盘2、机座18、动力输出轴14和动力水输入组件以及左、右二组呈圆对称布置在动力转盘上的混合动力组件构成。
动力输出轴14的上部连接动力转盘2，下部向下穿出安装在机座18上的轴承座7后继续向下穿出，作为动力输出端。
动力水输入组件是由动力水输入外槽套20、动力水输入内槽套21、静密封块座弹簧45、静密封块座46、静密封块47、动密封块48、动密封块座49、动力水输入套上下盖50、密封垫51和动力水输入总管19构成。静密封块座弹簧45、静密封块座46、静密封块47、动密封块48、动密封块座49、和密封垫12组成动力水输入内外槽密封构件，动力水输入外槽套20、动力水输入内槽套21、动力水输入内外槽密封构件和动力水输入套上下盖50组成动力水输入槽1。
动力水输入内槽套21是一个截面右边呈“匚”形的环形槽套(即：外柱面开有环槽的圆环体)，在其上下两面边缘处分别设置有圆环形的凸台，在该凸台上开有轴向的圆环状凹槽，在环形槽套的内侧面上对称地开有安装右动力水引入管24和左动力水引入管41用的孔。
动力水输入外槽套20是一个截面左边呈“匚”形的环形槽套(即：内柱面开有环槽的圆环体)，在该环形槽套的外侧面上开有进水口，用于安装动力水输入总管19。
动力水输入套上下盖50是一块圆环板，在圆环内孔处和邻近处，分别设置有同心的内挡圆筒和密封圆筒，构成其截面的左边呈向右倾倒的“f”形状。
动力水输入内槽套21的内圈下部固定安装在动力转盘2的边缘上，其上的圆环形凸台突出动力转盘2的边缘。动力水输入外槽套20套装在动力水输入内槽套21的外缘，动力水输入套上下盖50分别安装在动力水输入内槽套21和动力水输入外槽套20的上下两面，此时，在动力水输入套上下盖50与动力水输入内槽套21之间还安装有动力水输入内外槽密封构件，在动力水输入套上下盖50与动力水输入外槽套20之间还加装有密封垫12。
动力水输入内外槽密封构件是由圆环状的动密封块48(玻璃或陶瓷材质)、动密封块座49(橡胶或塑胶材质)、静密封块47(玻璃或陶瓷材质)、静密封块座46(橡胶或塑胶材质)和静密封块座弹簧45构成。
动密封块48和静密封块47是截面呈矩形的圆环，动密封块座49是截面呈矩形、且在上端面开有轴向圆环槽的圆环。静密封块座46是截面呈矩形、且在上下两端面均开有轴向圆环槽的圆环，并且在其内、外圆柱上分别开有安装静密封块座弹簧45的环形槽。动密封块48安装在动密封块座49的轴向圆环槽中，静密封块47安装在静密封块座46下端面上的轴向圆环槽中，动密封块48与静密封块47呈滑动状接触。
两个动密封块座49分别嵌装在动力水输入内槽套21上、下两面边缘处的圆环形凸台上的圆环状凹槽中，两个静密封块座46上端面的轴向圆环槽分别嵌装在上、下两块动力水输入套上下盖50的密封圆筒上，并由动力水输入套上下盖50圆环内孔处的内挡圆筒提供对静密封块座46和静密封块47的径向支撑。
混合动力组件是由水动力构件、液压动力构件和平衡构件组成，由于混合动力组件设置有二组，且呈圆对称状布置，因而，下面以右侧(其左侧的为圆对称)的各个构件为例进行说明。
右水动力构件是由右动力水引入管24、右动力水缸26和右动力水缸活塞27构成，右动力水引入管24设置在动力转盘2的边缘，其一端连通动力水输入组件(即：通过动力水输入内槽套21内侧的孔连通)，另一端连通右动力水缸26；右动力水缸26的一端开有右动力水缸喷水孔25，另一端内安装右动力水缸活塞27。
右液压动力构件包括右液压动力缸5(注：本例中，将左液压动力缸与右液压动力缸对称地合为一体，但仍保留有左液压动力缸活塞4)、右液压动力缸活塞15、液压动力增压缸13(注：本例中，将左液压动力增压缸与右液压动力增压缸合为一体，以便简化其结构)、液压动力增压缸活塞11、液压动力增压组件；右液压动力缸5与右动力水缸26平行地安装在动力转盘2的中部，其指向动力转盘2边缘的一端内安装右液压动力缸活塞15；液压动力增压缸13垂直设置在右液压动力缸5指向动力转盘2中部的一端(即：动力转盘2的中心，也就是说，是左液压动力缸与右液压动力缸的合并部位)，在液压动力增压缸13的上端内安装液压动力增压缸活塞11；液压动力增压组件是由液压动力增压施压元件8(本例采用凸轮)、液压动力增压施压元件传动轴9和液压动力增压施压动力源10(本例采用减速电机)构成，液压动力增压施压元件传动轴9的一端安装液压动力增压施压元件8，另一端连接液压动力增压施压动力源10；液压动力增压施压动力源10安装在固定架(附图中未画出)上，液压动力增压施压元件8的下部抵住液压动力增压缸活塞11的上端。
右平衡构件是由右平衡杆16、右平衡拉簧30、右平衡拉簧固定柱28和右行程开关组构成。
右平衡杆16为一长杆，其两端分别连接右动力水缸活塞27和右液压动力缸活塞15的外端面；右平衡拉簧固定柱28设置在右动力水缸26与右液压动力缸5之间的动力转盘2上，右平衡拉簧30的两端分别连接右平衡拉簧固定柱28和右平衡杆16的中部；右行程开关组包括右复位开关33和右止退开关31，右复位开关33和右止退开关31分别安装在右平衡杆16外侧和内侧的动力转盘2上。右复位开关33的作用是停止动力水输入总管19的来水供应，右止退开关31的作用是恢复动力水输入总管19的来水供应。
同时，在右平衡杆16的内外两侧还分别设置有由右内边挡块29、右外边挡块32、右外中挡块17、右内中挡块34构成的右行程挡块组。右内边挡块29和右外边挡块32分别安装右平衡杆16边部端的内边和外边的动力转盘2上，构成右边行程挡块组；右外中挡块17和右内中挡块34分别安装右平衡杆16中部端的内边和外边的动力转盘2上，构成右中行程挡块组。右行程挡块组(包括左行程挡块组)的作用是防止右平衡杆16(包括左平衡杆3)向外或向内的移动距离过大，因而，其设置位置略偏离右复位开关33和右止退开关31(包括左复位开关44和左止退开关37)，以便让右复位开关33和右止退开关31(包括左复位开关44和左止退开关37)优先动作。
使用前，先将机架18安装在基础上固定，让其下部的动力输出轴14与负载(如发电机或其它机械装置)连接，并将液压动力增压施压动力源10安装在固定架上(使液压动力增压施压动力源10不随动力转盘2旋转)；再将引来的高水头水流由动力水输入总管19(注：在动力水输入总管19的前端，安装有动作灵敏的电动阀，以便能够迅速切断或恢复供水)引入到动力水输入槽1内，再由各自的动力水输入管引入各自的动力水缸中。下面继续以右侧的各个构件为例进行说明。
引入到动力水输入槽1内高水头水流经由右动力水引入管24引入到右动力水缸26中，其后，高水头水流由右动力水缸喷水孔25向左喷出，由此，产生一个反向的冲力，推动右动力水缸活塞27向右移动，进而向右推动右平衡杆16的外端(即：靠近动力转盘2的边缘端)，也就是说，传递给右平衡杆16外端一个向右的推力。同时，液压动力增压施压动力源10带动液压动力增压施压元件传动轴9连同液压动力增压施压元件8旋转，由于液压动力增压施压元件8是一个凸轮，因而，在其旋转过程中，逐渐推动其下部抵住的液压动力增压缸活塞11的上端，进而向下推动液压动力增压缸活塞11，并通过液压动力增压缸13和右液压动力缸5进而推动右液压动力缸活塞15向右移动，进而向右推动右平衡杆16的内端(即：靠近动力转盘2的中间端)，就是说，也传递给右平衡杆16内端一个向右的推力。也就是说，右平衡杆16得到了两个向右的推力，且这个推力绝对要大于右动力水缸喷水孔25向左喷水所产生的反向冲力。由于在右平衡杆16的中部，通过右平衡拉簧固定柱28连接有右平衡拉簧30，因而，在右平衡杆16被向右推动过程中，右平衡拉簧30被拉伸，蓄积能量，同时，也施加一个拉力给右平衡拉簧固定柱28，进而传递给动力转盘2，带动动力转盘2作顺时针方向旋转；需要指出的是这个拉力要大于右动力水缸喷水孔25向左喷水所产生的反向冲力，加之右平衡拉簧固定柱28与动力转盘2中心的距离小于右动力水缸26距离动力转盘2中心的距离，因而，动力转盘2旋转的速度较高，故其转化效率较高。在右平衡杆16被向右推动过程中，当右平衡杆16触碰到右复位开关33时，随即切断动力水输入总管19的供水，右动力水缸26随之失压，右平衡杆16在右平衡拉簧30的拉力作用下，迅速向左返回；与此同时，凸轮状的液压动力增压施压元件8旋转到最高至最低位置，液压动力增压施压元件8失去对液压动力增压缸活塞11向下的推力，因而，在右平衡拉簧30的拉力作用下，右平衡杆16推动右液压动力缸活塞15向左移动，进而，推动液压动力增压缸活塞11向上移动。当右平衡杆16触碰到右止退开关31时，随即恢复动力水输入总管19的供水；同时，凸轮状的液压动力增压施压元件8由最低位置开始旋转，进而，开始下一个动作过程。
本发明的水能混合动力装置，适合于交通不便和电力短缺的山区使用。