一种高效混合动力输出装置的制作方法

本发明涉及水能动力技术领域，特别是一种高效混合动力输出装置。

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，却很少利用，且水能的转化率不是很高。

另一中国专利(专利申请号为201810542521.8)公开的“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。具有能利用小流量、高水头水流、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。

中国专利(专利申请号为201910528420.x)公开的“一种水电磁能混合动力装置，包括原动力转盘、主轴、机座和动力水输入组件；所述主轴的中部安装原动力转盘，所述主轴的下部固定在机座中，所述动力水输入组件套装在原动力转盘的外缘；还包括有动力输出盘组件、水能助力组件、磁能助力组件和电能助力组件。具有能利用小流量、高水头水流、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高效混合动力输出装置：包括机座3、由动力水输入管2和动力水输入管连接法兰1构成的动力水输入组件，机座3安装在动力水输入管2上；还包括有水能助力组件、外能助力组件和动力输出组件；

所述水能助力组件包括内筒、外转筒7、水能助力转盘9和一组以上、均匀设置在水能助力转盘9上的水动力构件；所述内筒安装在动力水输入管2的上端、且两者的内腔相通，所述外转筒7套装在内筒上，所述水能助力转盘9安装在外转筒7的上端；所述水动力构件包括引水管8、喷水箱10和活塞构件，所述喷水箱10安装在水能助力转盘9的上面边缘部位，其一端开有喷水孔11，另一端安装活塞构件；所述引水管8的下端连通内筒、上端连通喷水箱10；

所述外能助力组件包括外能助力动力输入盘5和锁紧件26，所述外能助力动力输入盘5安装在外转筒7的下部，由锁紧件26固定；

所述动力输出组件安装在水能助力转盘(9)上面、内筒的顶部。

所述活塞构件包括活塞20和活塞杆28，所述活塞20安装在喷水箱10的内腔中，安装在所述活塞20端部的活塞杆28穿出喷水箱10端面的活塞杆孔。

在所述外转筒7的下部，还包括有外转筒下压盖4，且在所述外转筒7的上下两端的内腔部位，还安装有上轴承12和下轴承6；所述内筒包括内腔相通、且连为一体的上内筒23、中内筒24和下内筒27，所述上内筒23的上面有顶，所述上内筒23和下内筒27分别穿装上轴承12和下轴承6的内圈。

所述的中内筒24的筒径小于上内筒23/和下内筒27的筒径，且在其筒壁上开有二个以上的泄水孔25。

在所述外转筒7的上下两端的内腔部位的上轴承12的下部和下轴承6的上部部位还分别安装有内密封件，在所述水能助力转盘9的内孔壁上和外转筒下压盖4的内孔壁上还分别安装有外密封件。

所述的外能助力动力输入盘5为皮带轮或链轮或齿轮或其它能够传输旋转运动的构件。

所述动力输出组件包括混合动力输出主轴16、混合动力输出轴套17、混合动力输出轴承18、混合动力输出承接杆19和混合动力输出盘15；所述混合动力输出主轴16安装在上内筒23的上顶面，所述混合动力输出轴套17的内腔中安装有混合动力输出轴承18、并套装在混合动力输出主轴16上，所述混合动力输出盘15套装在混合动力输出轴套17的上端、并由压板14固定，所述混合动力输出承接杆19的一端连接混合动力输出轴套17下部的外柱面、另一端置于活塞杆28的尾端。

在所述混合动力输出承接杆19与混合动力输出轴套17之间，还安装有混合动力输出承接盘21，所述混合动力输出承接盘21的中间安装在混合动力输出轴套17的下部，所述混合动力输出承接杆19安装在混合动力输出承接盘21的边缘。

所述的混合动力输出轴承18包括混合动力输出上轴承和混合动力输出下轴承，分别安装在混合动力输出主轴16的上部和下部，在所述混合动力输出上轴承和混合动力输出下轴承之间还安装有衬套13。

在所述混合动力输出轴套17的下端内腔，还安装有混合动力输出轴密封件22。

所述的混合动力输出盘15为皮带轮或链轮或齿轮或其它能够传输旋转运动的构件。

本发明的高效混合动力输出装置，是将小流量高水头的山泉水引入动力水输入管中，进而由水能助力组件分配给水动力构件中的喷水箱，由于安装在水能助力转盘上面的喷水箱的一端开有喷水孔，另一端安装有活塞构件，当山泉水从喷水孔喷出时所产生的反向力通过活塞端部的活塞杆传递给混合动力输出承接杆，进而推动混合动力输出承接盘连同混合动力输出盘旋转，并形成平衡；同时，安装在外转筒下部的外能助力动力输入盘在外能的助力作用下，带动外转筒连同水能助力转盘和喷水箱一起旋转。此时，由于喷水箱的两端形成了平衡，因而，驱动水能助力转盘和喷水箱旋转的外能需要量较小。但是，由于水能助力转盘的转动速度得到提高，进而使得混合动力输出盘的转动速度也得到提高，进而，由混合动力输出盘输出的混合动力得到巨大的提高，从而使得动力水的转化效率较高。同时，由于动力水输入管较小，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是本发明的沿a-a轴线的旋转剖视示意图；

图2是本发明的俯视示意图。

图中：

1是动力水输入管连接法兰，2是动力水输入管，3是机座，4是外转筒下压盖，5是外能助力动力输入盘，6是下轴承，7是外转筒，8是引水管，9是水能助力转盘，10是喷水箱，11是喷水孔，12是上轴承，13是衬套，14是压板，15是混合动力输出盘，16是混合动力输出主轴，17是混合动力输出轴套，18是混合动力输出轴承，19是混合动力输出承接杆，20是活塞，21是混合动力输出承接盘，22是混合动力输出轴密封件，23是上内筒，24是中内筒，25是泄水孔，26是锁紧件，27是下内筒，28是活塞杆。

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。

本实施例的高效混合动力输出装置是由机座3、动力水输入组件、水能助力组件、外能助力组件和动力输出组件构成，动力水输入组件由动力水输入管2和动力水输入管连接法兰1构成，机座3安装在动力水输入管2上。

水能助力组件是由内筒、外转筒7、水能助力转盘9和一组以上(本例设置为三组，也可设置为二组或四组或其它数量的组数)、均匀设置在水能助力转盘9上的水动力构件构成。

内筒的下端安装在动力水输入管2的上端、且两者的内腔相通；内筒是由内腔相通、且连为一体的上内筒23、中内筒24和下内筒27构成，上内筒23的上面有顶(即：形成封闭)，中内筒24的筒径小于上内筒23或下内筒27或小于上内筒23和下内筒27的筒径，且在其筒壁上开有二个以上的泄水孔25。在上内筒23和下内筒27分别设置有用于穿装上轴承12和下轴承6的内圈的轴颈。

外转筒7的上下两端的内腔部位设置有用于安装上轴承12和下轴承6的内孔台阶，在外转筒7的上轴承12的下部和下轴承6的上部部位还分别安装有内密封件(用于防止中内筒24外面的水渗入上轴承12和下轴承6)，在水能助力转盘9的内孔(用于穿装上内筒23)壁上和外转筒下压盖4(安装在外转筒7的下端)的内孔壁上还分别安装有外密封件(用于防止水由上渗入上轴承12和由下渗入下轴承6)。

外转筒7套装在内筒上，水能助力转盘9安装在外转筒7的上端。

水能助力转盘9的中间带有向下、用于上轴承12外圈定位的凸圈。

水动力构件是由引水管8、喷水箱10和活塞构件构成，喷水箱10安装在水能助力转盘9的上面边缘部位，其一端开有喷水孔11，另一端安装活塞构件；活塞构件是由活塞20和活塞杆28构成，活塞20安装在喷水箱10的内腔中，活塞杆28安装在活塞20的一端部(另一端部面向喷水箱10的中部)，活塞杆28穿出喷水箱10的另一端面的活塞杆孔(其端部抵住动力输出组件的混合动力输出承接杆19)。

引水管8的下端连通内筒(即：中内筒24的外柱面内凹所形成的空腔)、上端穿过水能助力转盘9后连通喷水箱10的内腔。

外能助力组件是由外能助力动力输入盘5和锁紧件26构成，外能助力动力输入盘5是皮带轮或链轮或齿轮或其它能够传输旋转运动的构件(本例设置为皮带轮)，安装在外转筒7的下部，由锁紧件26(是螺母或卡环或其它能够固定定位的构件)固定。

动力输出组件安装在水能助力转盘(9)上面、内筒的顶部，是由混合动力输出主轴16、混合动力输出轴套17、混合动力输出轴承18、混合动力输出承接杆19和混合动力输出盘15构成。

混合动力输出主轴16为倒“t”形的阶梯轴，安装在上内筒23的上顶面；混合动力输出轴套17的内腔中安装有混合动力输出轴承18(混合动力输出轴承18可设置为一个或多个，当为两个时，分为混合动力输出上轴承和混合动力输出下轴承，分别安装在混合动力输出主轴16的上部和下部，同时，在相邻两个之间加装衬套13)、并套装在混合动力输出主轴16上。在混合动力输出轴套17的下端内腔，还安装有混合动力输出轴密封件22(用于防止喷水箱10喷出水渗入到混合动力输出轴承18中)。

混合动力输出盘15套装在混合动力输出轴套17的上端、并由压板14固定；混合动力输出承接杆19的一端连接混合动力输出轴套17下部的外柱面(在所述合动力输出承接杆19与混合动力输出轴套17之间，还可以设置混合动力输出承接盘21，该混合动力输出承接盘21的中间安装在混合动力输出轴套17的下部，混合动力输出承接杆19安装在混合动力输出承接盘21的边缘)，另一端置于活塞杆28的尾端。混合动力输出盘15为皮带轮或链轮或齿轮或其它能够传输旋转运动的构件(本例设置为皮带轮)。

使用前，先将机座3固定在基础上，再将山泉水通过引水管连接到动力水输入管连接法兰1并与动力水输入管2连通。然后，将外能助力动力源通过皮带连接外能助力动力输入盘5，将混合动力输出盘15通过皮带连接动力输出装置(如发动机或其它动力转换装置等)。

使用时，山泉水通过引水管进入动力水输入管2中，然后进入到中内筒24的内腔，再由其筒壁上的泄水孔25进入到由中内筒24的外柱面内凹所形成的空腔中，再由该空腔分别进入到引水管8和喷水箱10中，进一步由喷水箱10一端的喷水孔11喷出，同时，将活塞20连同活塞杆28推动向喷水箱10的另一端，由于活塞杆28的尾端抵住混合动力输出承接杆19，则进而推动混合动力输出盘15旋转。与此同时，外能助力动力源通过皮带带动外能助力动力输入盘5旋转，进而带动水能助力转盘(9)连同喷水箱10和活塞杆28转动。由于喷水箱10一端的喷水孔11喷出的水所产生的反向推力与活塞杆28推动混合动力输出承接杆19的推力达到平衡，因而，外能助力动力源所需要的动力较小，仅需推动水能助力转盘(9)连同喷水箱10和活塞杆28转动即可，但是，由于外能助力动力源的推动作用，使得水能助力转盘(9)连同混合动力输出盘15的旋转速度得到提高，从而使得混合动力输出盘15的输出功率得到提升，进而，山泉水的动力转换效率得到较大的提高。

本发明的高效混合动力输出装置，适合于交通不便和电力短缺的山区使用。