一种设计、制造、组装液力机的方法与流程

文档序号:24882391发布日期:2021-04-30 13:02阅读:72来源:国知局
一种设计、制造、组装液力机的方法与流程

流体机械、新能源。



背景技术:

蒸汽机、内燃机采用燃烧化石燃料的方式,使用不可再生的化石能源,因此带来环境污染。人们渴望并且一直在寻求可再生清洁能源替代,期望改变能源使用方式,保护地球的自然环境,然而迄今为止摆脱使用一次性化石能源的目标没有实现。



技术实现要素:

地球上重力是始终存在的,在自然状态下离开地面的物体受重力的牵引始终趋向地面运动,最终物体落回地面或被地面附着物支撑,其重力由地面承接而失去运动的空间,运动停止不能为用。

自然状态下液体在容器中的自重及落差高度产生液压,容器底部连接管路则管路中的液体落差越大、压强越大。运用“封闭容器中液体压强的大小变化向容器的各个方向均匀传递”的原理,运用液体压强延管路传递的特性,运用流体机械(例如液压缸及活塞)能够将液体压强转化为推力的功能,运用多条管路中阀门的开、关状态可以改变液体压强传递路径的功能,可以设计、制造、组装一套装置,装置核心部件利用液体压强产生推力,装置的其它部件通过不断改变不同管路中阀门的开、关状态,使得液体压强的传递路径不断改变,使得装置核心部件产生的推力不断变换空间位置及方向,使得装置的运动部件能够产生持续的周期性、往复式循环运动。

本发明是针对设计、制造、组装一套装置所提出的新的技术方案,是一种设计、制造及组装一套装置方法,以下是组成这套装置的部件及部件的功能说明:

(1)、容器:在这套装置中设置两个容器,一位于高处,一个位于低处。位于高处的容器内的液体自重及落差高度产生液体压强;位于低处的容器是液体循环交换的储液池,两个容器内的液体通过装置的核心部件实现循环交换。

(2)、装置的核心部件命名为《合体缸》:合体缸底部设有液体输入、输出的管路接口,液体压强延管路传递至合体缸内,合体缸具有两个方面的功能:一方面转化液体压强产生推力,另一方面循环交换高、低两个容器内的液体,使得流出高位容器的液体能够得到回补,使高位容器产生的液压永不衰减,使得经管路传递至合体缸内的液体压强始终稳定。合体缸具有的液体循环回补功能是整个装置能够产生持续运动的理论基础,这个功能使装置运动部件产生的持续运动不违反能量守恒定律。

(3)、运动单元:《合体缸》成对结合为用构成运动单元。整套装置中设置a、b两个运动单元,a、b运动单元在各自的运动中相互作用,在不同时序分别驱动四组机械传动部件,每组机械传动部件驱动两条管路的阀门组转动,控制阀门开、关状态。a运动单元驱动b运动单元的液压管路的阀门组转动,控制阀门开、关状态;同理b运动单元驱动a运动单元的液压管路的阀门组转动,控制阀门开、关状态。管路阀门的开、关状态改变液体压强的传递路径,因此液体压强经核心部件《合体缸》转化出的推力可以不断改变空间位置及方向,从而使的a、b两个运动单元能够持续产生周期性往复式循环运动,并且可以对外输出动力。

(4)、液压管路:液体的压强延管路传递,改变管路的流通状态可以变换液体压强延管路传递的路径。

(5)、管路阀门:不同管路中阀门的开、关状态,控制液体压强延管路传递,阀门开启液体压强延管路传递,阀门关闭液体压强传递终止于阀门。

(6)、机械传动部件:转动阀门组开启与关闭需要短时的动力驱动,机械传动部件联接不同管路的阀门组与运动单元,运动单元在运动过程中通过传动触点按时序给机械传动部件提供短时动力,机械传动部件按时序获得短时动力,驱动不同管路的阀门组转动,控制阀门的开启与闭合。

(7)、运动单元与机械传动部件的传动触点:驱动阀门转动的动力来自装置中的运动单元,在a、b运动单元两端分别设置两个传动触点,并在对应联接的机械传动部件上设置相应的传动触点。a运动单元在单向运动的一个径程中,在开始与结束两个阶段分别按时序通过传动触点在短位移内给对应的机械传动部件提供短时动力,对应的机械传动部件按时序获得短时动力,驱动、控制b运动单元的不同管路的阀门组的开启与闭合,以此控制b运动单元的运动的启动与制动;同理b运动单元也在运动过程中按时序通过传动触点给对应的机械传动部件提供短时动力,对应的机械传动部件按时序获得短时动力,驱动、控制a运动单元的不同管路的阀门组的开启与闭合,以此控制a运动单元的运动的启动与制动。

(8)、单向阀门:管路液压自动驱动开、关状态的阀门,控制液体单向流动,实现液体循环。装置的核心部件经单向阀门吸入低处容器q内的液体,并经单向阀门注入回补高位容器g,合体缸底部管路接口处的单向阀门可以选择在接口处内置或外置。

整套装置的实物原型机,目前局限于人力、物力、财力的原因未能制造。然而经过理论计算,整套装置设计的各功能功能部件协同工作能够产生永续的周期性、往复式循环运动。

这套装置的核心部件是《合体缸》,其内部构造的方案设计是整套技术方案的理论基础;装置的两个运动单元各自联接机械传动部件,相互驱动对方管路的阀门组转动,控制阀门开、关状态,启动的制动运动单元,控制运动单元的运动状态。这个控制阀门开、关状体的时序、逻辑算法的方案设计是整套装置能够自动运行的关键,是整套技术方案的要点。

附图说明

1、装置各部件的命名,部件的构造及功能:

装置核心部件的构造,各部件在整套装置系统中的位置及名称,各部件间相互作用的原理,如图1、图2、图3所示。

如图2所示,装置中利用液体压强产生推力的部件是装置的核心部件,命名为《合体缸》。《合体缸》由《液压缸》及《活塞缸》构成,合体缸成对为用构成运动单元,运动单元产生运动并输出动力。

如图1所示,运动单元由一对《合体缸》组成,《合体缸》的《液压缸》及《活塞缸》的内部构造设计方案为:《液压缸》由双层缸套构成,《活塞缸》具有活塞柱与液压缸的双重功能,液压缸与活塞缸之间用密封圈封闭,活塞缸在液压缸中可以伸缩,并共同形成《合体缸》的两个相互隔离的腔室。《合体缸》的两个腔室按照空间位置分别命名为《合体缸内腔室》和《合体缸外腔室》。合体缸的底部设置液压管路接口,对应《合体缸内腔室》得底部位置设置输入、输出接口,对应《合体缸外腔室》的底部位置也设置输入、输出接口。活塞缸在《合体缸内腔室》的液体压强作用下产生内推力,内推力使得活塞缸能够伸出液压缸;而活塞缸在外部推力作用下,又能回缩进液压缸。

如图2所示,整套装置中两个运动单元产生运动,a、b两个运动单元的运动形态是周期性、往复式循环运动,而且此动彼停,往与复运动的位移距离相等,该位移距离标识为h、命名为径程。

如图2所示,a运动单元的两端设置两个传动触点ac1和ac2,对应的机械传动部件上设置对应的传动触点gac1和gac2;同样b运动单元的两端设置两个传动触点bc1和bc2,对应的机械传动部件上设置对应的传动触点gbc1和gbc2。a运动单元在运动一个径程的开始与结束两个阶段,按时序分别在两个位置通过触点接触给对应的机械传动部件提供短时动力,使得机械传动部件能够按时序驱动b运动单元的不同管路的阀门组转动,控制阀门的开、关状态,以此变换液体压强的传递路径,启动、制动b运动单元;同理b运动单元以同样的方式驱动a运动单元的不同管路的阀门组转动,控制阀门的开、关状态,变换液体压强的传递路径,启动、制动a运动单元。液体压强传递路径的变换,使《合体缸》产生的推力在空间位置及方向上不断发生变化,从而使得a、b两个运动单元产生持续的运动。

如图2所示,a、b运动单元上的传动触点与对应的机械传动部件上的传动触点,其接触传动的方式可以是直线锯齿接触咬合齿轮锯齿,运动单元上的触点为直线锯齿,机械传动部件上的触点为齿轮锯齿。此处传动触点的方案设计仅是一种可能性的表达,应该有更好的传动触点方案设计。

如图2所示,整套装置由部件《容器》、《活塞缸》、《液压缸》、《合体缸》、《运动单元》、《触点》、《机械传动部件》、《管路》、《阀门》组成。整套装置的4个《液压缸》完全相同,4个《活塞缸》完全相同,4个《合体缸》完全相同,a、b两个运动单元完全相同,四个《机械传动部件》完全相同。一个运动单元左侧《活塞缸》向右运动至顶点的同时,右侧《活塞缸》回缩至底点,反之相同。

2、核心部件《合体缸》内部构造设计需满足的条件及容器g与容器q的液体循环分析:

如图1所示,见运动单元e-e剖面标注,设r为液压缸外层缸套的内半径,设r为液压缸内层缸套的内半径,设a为液压缸内层缸套的壁厚。

如图2所示,以a运动单元为例,设v2为左侧《活塞缸》运动一个径程h,由“容器g”经管路及“阀门af1”注入《合体缸内腔室》的液体总量,设v1为左侧《活塞缸》运动一个径程h,由“储液池q”经管路及“单向阀df4”吸入《合体缸外腔室》的液体总量,合体缸的内部构造需要满足设计条件:《合体缸外腔室》吸入液体的总量大于等于《合体缸内腔室》排出液体的总量,即:v1≥v2…………算式①

因:v1=∏r2×h-∏(r+a)2×h,v2=∏r2×h。

若使:v1≥v2

则需:∏r2×h-∏(r+a)2×h≥∏r2×h,r2-(r+a)2≥r2,r2≥r2+(r+a)2

则需:r≥√(2r2+2ar+a2)…………算式②

由算式②可知,r的数值能够确定,设计满足需要的合体缸不存在障碍。

由《合体缸》内部构造设计的约束条件:算式①:v1≥v2

算式②:r≥√(2r2+2ar+a2)

可知,v2由容器g流出,注入《合体缸内腔室》,最终排出至容器q;而v1由容器q吸入,进入《合体缸外腔室》之后,最终被压迫注入容器g,因此从高位容器g中流出的液体能够得到等量或超量回补,容器g中的液体不会减少只会增加,或者不增不减。

r>√(2r2+2ar+a2)时,则v1>v2容器g内的液体将会增加,其液体自重及高度落差产生的压强p随容器g内液体的增加而增大,当r=√(2r2+2ar+a2)时,则v1=v2容器g内液体保持不变,其产生的压强p不增不减。

v1不能小于v2否则容器g内流出的液体得不到足够补充,容器g内的液体产生的压强p将逐步衰减,运动单元的运动将不能持续。

两个合体缸的内、外腔室在运动中交替的循环交换g、q两个容器内的液体,合体缸的这个功能使得流出高位容器g的液体能够得到等量或超量回补,因此高位容器g产生的液体压强不会衰减只会增强,合体缸的这个功能是整个装置能够产生持续运动而不违法能量守恒定律的理论基础。

3、装置产生运动的原理:

如图2所示,b运动单元的管路连接及阀门设置与a运动单元完全相同,因此绘图省略。“容器g”位于高处,其功能为产生液压,设其产生的液体压强为p;“容器q”位于低处,其功能为液体循环交换的储液池。

如图3所示,分析产生运动的原理:以a运动单元为例,当阀门组af1、af3开启,阀门组af2、af4关闭状态下,容器g产生的液体压强经管路及“阀门af1”传递至左侧《合体缸内腔室》,液体压强p在《合体缸内腔室》均匀传递至左侧《活塞缸》的喇叭口顶部,并在左侧《活塞缸》的喇叭口顶部产生内推力,设该推力为f1。推力f1使左侧《活塞缸》向右运动伸出,使运动单元产生运动。

如图2所示,设a运动单元向右单向运动的一个径程为h,一个径程内注入左侧《合体缸内腔室》的液体总量为v2(体积);左侧《活塞缸》向右运动伸出之时,其《合体缸外腔室》经管道及“单向阀df4”吸入储液池q中的液体,一个径程内《合体缸外腔室》吸入的液体总量为v1(体积)。左侧《活塞缸》伸出的之时,由于右侧《合体缸》的管路阀门af2关闭、af3开启,使得右侧《合体缸内腔室》失压,右侧《活塞缸》受压回缩,因此右侧《合体缸内腔室》中前期由容器g注入的液体,经由开启状态的管道阀门af3排出至储液池q,排出液体的总量等于v2(体积),同步右侧《合体缸外腔室》中前期从容器q吸入的液体,经“单向阀df2”被推力f1压迫注入容器g,注入液体的总量等于v1(体积),其所以能够被压迫注入可由计算得知:

如图1所示,设《合体缸内腔室》顶部,即《活塞缸》喇叭口顶部的承压面积为s,则:s=∏r2,如图3所示,因左、右《活塞缸》产生的推力f1、f2大小相等方向相反,所以推力绝对值:

|f1|=|f2|=ps,

所以|f1|=|f2|=p∏r2…………算式③

如图3所示,a运动单元的左侧推力f1压迫右侧《活塞缸》回缩,使得右侧《合体缸外腔室》中的液体产生压强,设该压强设为pf。由于右侧《合体缸外腔室》的几何形状不规则,故将右侧《合体缸外腔室》底部,即《液压缸》底部的环带状面积设定为产生压强pf的受力面积,该面积设为sf,如此产生压强pf的受力面积最大,压强pf与受力面积sf成反比,故此设定时压强pf是极小值(pf的极大值是设定《合体缸外腔室》的尖顶面积为受力面积,尖顶面积为零,则pf无穷大)。

当pf>p时,右侧《合体缸外腔室》中的液体将被推力f1压迫注入容器g,以下证明:pf>p。因为:sf=∏r2-∏(r+a)2…………算式④

所以:pf=f1/sf=f1/∏r2-∏(r+a)2,代入算式③:f1=p∏r2

所以:pf=p∏r2/∏r2-∏(r+a)2,pf/p=r2/r2-(r+a)2

因为:r2>r2-(r+a)2,r2/r2-(r+a)2>1

所以:pf/p=r2/r2-(r+a)2>1,pf/p>1

所以:pf>p…………算式⑤

由算式⑤可知,右侧《合体缸外腔室》中的液体能够被推力f1压迫注入容器g;同理当管路阀门的开、关状态转变为:阀门组af2、af4开启,阀门组af1、af3关闭时,左侧《活塞缸》内推力f1消失,而右侧《活塞缸》内推力f2产生,使右侧《活塞缸》向左伸出,压迫左侧《活塞缸》回缩,左侧《合体缸外腔室》中前期吸入液体v1被推力f2压迫注入容器g。因此通过控制a运动单元液压管路的阀门组af1、af3及阀门组af2、af4,按时序交替开启与闭合,能够使a运动单元产生左、右往复运动;同理b运动单元产生运动的原理相同。

4、装置输出动力分析:

如图3所示,装置能够输出的动力的大小可由计算得知。以a运动单元为例,推力f1、f2需要交替出力将左、右《合体缸外腔室》中自容器q吸入的液体v1,交替压迫注入容器g,因此推力f1、f2能够对外输出的动力会有部分损耗。f1、f2扣除损耗后的推力可以对装置之外的设备输出动力,用以驱动外部设备产生能量。扣除损耗后的推力可由计算得出:设f1、f2扣除损耗后的剩余推力的绝对值为|fc|,则fc成为可以输出的动力。设力损耗的绝对值为|fs|,则:|fc|=|f1|-|fs|=|f2|-|fs|。力损耗fs的数值是一个抽象出来的概念,并不单独存在,其物理特征是隐含在f1、f2之中。由前述算式⑤:pf>p可知,图2中“单向阀df1”或“单向阀df2”必然自动开启,两个《合体缸外腔室》内吸入的液体v1会交替注入“容器g”。由此分析力损耗fs的数值:

当fs/sf=p时,单向阀df1或单向阀df2处于临界状态,当fs/sf>p时,单向阀df1或单向阀df2自动开启,《合体缸外腔室》内的液体被压出,而单向阀df1或单向阀df2一旦开启,则fs/sf不需要继续增大,因此计算力损耗fs只需fs/sf=p即可,所以绝对值:

|fs|=psf代入前述算式④:sf=∏r2-∏(r+a)2

|fs|=p[∏r2-∏(r+a)2],|fs|=p∏r2-p∏(r+a)2

因输出动力的绝对值:|fc|=|f1|-|fs|=|f2|-|fs|

代入前述算式③:|f1|=|f2|=p∏r2

则输出动力绝对值:|fc|=p∏r2-[p∏r2-p∏(r+a)2]

|fc|=p∏(r+a)2…………算式⑥

由算式⑥可知,当对外输出动力fc=p∏(r+a)2时,装置运动单元的运动处于临界状态,当fc>p∏(r+a)2时,pf<p运动单元将停止运动;当fc<p∏(r+a)2时,pf>p运动单元能够运动,而且装置对外能够输出的动力与容器g产生的压强p成正比,压强p越大则装置对外输出的动力越大。

具体实施方式

如图3所示,将容器g置于高处,容器q置于低处,在合适位置固定a、b运动单元;按需排布a、b运动单元的管路,使管路的阀门能够集中分组排列,使其能够与传动部件连接,并固定于合适的位置。

如图3所示,b运动单元的管路连接及阀门设置与a运动单元完全相同,因此绘图省略。

如图3所示,装置中a、b运动单元的管路阀门集中分组排列,设定阀门组:①af1、af3,②af2、af4,③bf1、bf3,④bf2、bf4均为同轴柱栓阀门,柱栓旋转一次可控制一组两个阀门同时开启或关闭。

如图3所示,四组同轴柱栓阀门组通过四组机械传动部件(图中以直线表示仅为机理示意,可以是刚性杆件或其它)分别连接至对应a、b运动单元的四个联动触点。图中所示的触点传动方案仅为机理示意,表达实现设计、制造的可能性。

如图3所示,a运动单元在自左向右运动一个径程h的开始与结尾两个阶段,a运动单元上的两个触点ac1和ac2分别在开始及结尾两个时段,按时序分别触动两个机械传动部件上的触点gac1和gac2给两个触点提供短时动力,触点gac1和gac2按时序分别在两个时段获得短时动力并储存动能,并分别在触点ac1和ac2触动并越过触点gac1和gac2之后,释放动能带动机械传动部件驱动控制b运动单元的两组管路阀门:③bf1、bf3和④bf2、bf4的闭合与开启;同理b运动单元在自右向左运动一个径程h的开始与结尾两个阶段,b单元上的两个触点bc2和bc1也分别在开始与结尾的两个时段,按时序分别触动两个机械传动部件上的触点gbc2和gbc1并提供短时动力,触点gbc2和gbc1也按时序分别在两个时段获得短时动力并储存动能,并分别在触点bc2和bc1触动并越过触点gac1和gac2之后,释放动能带动机械传动部件驱动控制a运动单元的两组管路阀门:①af1、af3和②af2、af4的开启与闭合。

以下分解说明整套装置中a、b两个运动单元的运动过程,分析运动过程可以明了按时序、分步骤控制不同管路阀门的开、关状态,使a、b运动单元自动产生持续的周期性、往复式循环运动的时序、逻辑算法。

如图3所示,装置初始状态时,人工设定阀门组:①af1、af3关闭,②af2、af4开启;③bf1、bf3开启,④bf2、bf4关闭。

如图3所示,装置启动运行时:

1、人工顺序驱动阀门组:②af2、af4关闭,①af1、af3开启,此为“第一个时序段”。a单元开始自左向右运动。此时b单元右侧活塞缸触底在液压缸内处于静止状态,因阀门组:③bf1、bf3初始设定开启,推力f1尚存,具有向右运动趋势。

2、a单元在自左向右运动一个径程h的开始阶段,a单元上的ac1触点短时间内触动且穿越机械传动部件的gac1触点,此为“第二个时序段”。在ac1触点触动且穿越gac1触点的过程中,a单元上的ac1触点给机械传动部件的gac1触点提供短时动力,机械传动部件的gac1触点在“第二个时序段”获得短时动力并储存动能。在ac1触点越过gac1触点之后,机械传动部件释放动能驱动b单元的管路阀门组:③bf1、bf3关闭。由此b单元推力f1消失,制动b单元向右运动趋势。之后a单元继续向右运动。

3、a单元在自左向右运动一个径程h的结尾阶段,a单元上的ac2触点短时间内触动且穿越机械传动部件的gac2触点,此为“第三个时序段”。在ac2触点触动且穿越gac2触点的过程中,a单元上的ac2触点给机械传动部件的gac2触点提供短时动力,机械传动部的触点gac2在“第三个时序段”获得短时动力并储存动能。在ac2触点越过gac2触点之后,机械传动部件释放动能驱动b单元的管路阀门组:④bf2、bf4开启,由此b单元推力f2产生,启动b单元自右向左运动。而a单元继续自左向右运动。

4、b单元自右向左运动一个径程h的开始阶段,b单元上的bc2触点短时间内触动且穿越机械传动部件的gbc2触点,此为“第四个时序段”。在bc2触点触动且穿越gbc2触点的过程中,b单元上的bc2触点给机械传动部件的gbc2触点提供短时动力,机械传动部件的gbc2触点在“第四个时序段”获得短时动力并储存动能。在bc2触点越过gbc2触点之后,机械传动部件释放动能驱动a单元的管路阀门组:①af1、af3关闭。因此a单元推力f1消失,制动a单元向右运动,a单元位于右侧暂时处于静止状态,之后b单元继续向左运动。

5、b单元在自右向左运动一个径程h的结尾阶段,b单元上的bc1触点短时间内触动且穿越机械传动部件的gbc1触点,此为“第五个时序段”。在bc1触点触动且穿越gbc1触点的过程中,b单元上的bc1触点给机械传动部件的gbc1触点提供短时动力,机械传动部件的gbc1触点在“第五个时序段”获得短时动力并储存动能。在bc1触点越过gbc1触点之后,机械传动部件释放动能驱动a单元的管路阀门组:②af2、af4开启。因此a单元推力f2产生,复又启动a单元自右向左运动返回。而b单元继续自右向左运动。

6、a单元自右向左运动返回的开始阶段,a单元上的ac2触点短时间内触动且穿越机械传动部件的gac2触点,此为第六个时序段”。在ac2触点触动且穿越gac2触点的过程中,a单元上的ac2触点给机械传动部件的gac2触点提供短时动力,机械传动部件的gac2触点在“第六个时序段”获得短时动力并储存动能。在ac2触点越过gac2触点之后,机械传动部件释放动能驱动b单元的管路阀门组:④bf2、bf4关闭,因此b单元推力f2消失,制动b单元向左运动,b单元位于左侧暂时处于静止状态,之后a单元继续向左运动返回。

7、a单元自右向左运动返回的结尾阶段,a单元上的ac1触点短时间内触动且穿越机械传动部件的gac1触点,此为“第七个时序段”。在ac1触点触动且穿越gac1触点的过程中,a单元上的ac1触点给机械传动部件的gac1触点提供短时动力,机械传动部件的gac1触点在“第七个时序段”获得短时动力并储存动能。在ac1触点越过gac1触点之后,机械传动部件释放动能驱动b单元的管路阀门组阀门组:③bf1、bf3开启,由此b单元推力f1产生,启动b单元自左向右运动返回。而a单元继续右向左运动返回。

8、b单元自左向右运动返回的开始阶段,b单元上的bc1触点短时间内触动且穿越机械传动部件的gbc1触点,此为“第八个时序段”。在bc1触点触动且穿越gbc1触点的过程中,b单元上的bc1触点给机械传动部件的gbc1触点提供短时动力,机械传动部件的gbc1触点在“第八个时序段”获得短时动力并储存动能。在bc1触点越过gbc1触点之后,机械传动部件释放动能驱动a单元的管路阀门组:②af2、af4关闭。由此a单元推力f2消失,制动a单元自右向左运动返回,a单元位于左侧暂时处于静止状态。之后b单元继续向右运动返回。

9、b单元自左向右运动返回的结尾阶段,b单元上的bc2触点短时间内触动且穿越机械传动部件的gbc2触点,此为“第九个时序段”。在bc2触点触动且穿越gbc2触点的过程中,b单元上的bc2触点给机械传动部件的gbc2触点提供短时动力,机械传动部件的gbc2触点在“第九个时序段”获得短时动力并储存动能。在bc2触点越过gbc2触点之后,机械传动部件释放动能驱动a单元的管路阀门组:①af1、af3开启。由此a单元推力f1产生,启动a单元再次自左向右运动。而b单元继续左向右运动返回。

10、b单元在“第九个时序段”再次启动a单元自左向右运动,标志整套装置产生的运动自“第九个时序段”进入第二个周期。装置运动的第一个周期,由人工驱动管路阀门组:①af1、af3开启。装置运动进入第二个周期,b单元的机械传动部件自动驱动管路阀门组:①af1、af3开启。此时可以观察到a、b运动单元的其它阀门组的状态,阀门组:②af2、af4关闭(在“第八个时序段”关闭);阀门组:③bf1、bf3开启(在“第七个时序段”开启),阀门组:④bf2、bf4关闭(在“第六个时序段”关闭),阀门组的开、关状态全部回归到第一个运动周期的“第一个时序段”的状态。装置运动进入第二个周期后,管路阀门组的开、关状态,全部由运动单元自动控制,并依次重复第一至第八个时序段的阀门组的开启与关闭动作,不再需要人工干预。自此若无人工或其它外部干预,a、b机组将此停彼动相互作用进入循环,周而复始永不停止。

11.任何时候需要a、b机组停车,只需人工干预同时复位四组阀门于初始设定状态,既:①af1、af3关闭,②af2、af4开启;③bf1、bf3开启,④bf2、bf4关闭。并且离合一次机械传动部件上的触点gac1、gac2、gbc1、gbc2,消除运动剩余,使a、b机组回归初始位即可。

12.若需再次启动装置运动,重复“第一个时序段”的动作,人工顺序驱动阀门组:②af2、af4关闭,①af1、af3开启。之后a运动单元开始运行,a、b运动单元自动进入周期性、往复式循环运动。

由以上运动分析可知,整套装置是一个自我完备的系统,装置人工启动后若无其它干预,装置自动控制阀门的开、关状态,运动持续不停。而容器g内的液体虽不断流出,却又自动得到等量或超量回补,因此容器g内液体的自重及落差产高度产生的液体压强永不衰减,装置a、b运动单元产生的周期性、往复式运动永远不会停止,而且运动中推力f1或f2始终存在,装置可以连接外部系统,实现对外动力输出。

另一方面,装置中产生液压的“容器g”,其内部液体体积的动态变化,还有巨大的发掘潜力。由算式①:v1≥v2和算式②:r≥√(2r2+2ar+a2)可知,调整合体缸内部构造的设计尺寸,使得r>√(2r2+2ar+a2),如此v1>v2,容器g中的液体将会不断增加,增加的液体可以如图3所示,加一个泄压阀排出了事。然而这是一个奇特的现象,类比的描述是“水往高处流”,这个现象有巨大应用价值,值得深度发掘。

本发明的方案设计可以向三个方面拓展:

第一方面,在装置运动单元的两个合体缸之间加入永磁材料的磁芯,磁芯随运动单元往复运动,在磁芯的位移范围内外套加入导电线圈,磁芯的往复运动使得导电线圈切割磁力线产生电能,可以生产电力。

第二方面,设想在装置中成对增加运动单元,容器g产生的液体压强p不会衰减,而装置的输出动力将会增加。

第三方面,设想将图3所示的“容器g”,改为上部封闭的容器,且在容器g上加装一个预置压力输入的单向阀门接口,容器g内液体之外预留气体加压空间,如此容器g可以通过加压气体传导压力至液体而预先储存液压。预存液压产生的液体压强同样可以传递至《合体缸》,如此压强p的不再依赖液体的自重及空间落差,而可以人为设定。预先储存液压的整个装置,运行状态不会发生变化,而且预先储存的液压因为合体缸构造设计的算式①:v1>v2的缘故,只会增加不会衰减。如此一来这个装置不依赖液体的自重及高度落差也能利用液体压强转化出推力,使得运动单元产生持续的运行并且可以输出动力。

设想通过封闭“容器g”而预先储存液压的装置,可以与现有的内燃发动机技术相结合,用来设计新型发动机。设想以现有的内燃发动机技术为基础,改变其燃油缸及活塞利用燃油燃烧获取动能的方式,以装置中的合体缸利用液体压强获取动能方式替代。设想设计新型发动机,以装置中的运动单元替代现有内燃发动机的燃油缸及活塞;以装置中的管路阀门控制系统替代现有内燃发动机的燃油电子点火系统;以装置中液体在管路、容器中循环流动传递压强的系统替代现有内燃发动机的燃油输送系统。如此设计的新型发动机,其产生的是可再生清洁能源。

综述,如果抽象的观察,可以发现本发明酷似古代文明的太极阴阳学说,一幅太极阴阳图活脱脱就是这套装置的抽象写照。a、b两个运动单元就像是太极图的阴阳鱼,动为阳、静为阴,阴阳互抱,阴阳互换,阳尽阴生,阴尽阳生,永续不断。阀门就像是太极图阴阳鱼的眼睛,太极图中阴阳鱼的眼睛是阴阳转换的玄机,而装置中阀门是控制运动单元动与静的枢纽。本发明的装置,其运动单元的运动形态,与太极图表达的含义实在是妙合无间,所述装置可以说是太极图哲学思想的物理印证。

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