專利名稱：虹吸式流體動力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
虹吸式流體動力裝置技術(shù)領(lǐng)域本文實施例涉及一種動力裝置，尤其涉及一種借助于虹吸原理來實現(xiàn)流 體動力輸出的虹吸式流體動力裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的流體系統(tǒng)大都需要利用流體泵或者流體馬達來產(chǎn)生高壓流體，這 樣需要消耗大量的電力或者燃油，造成能源的浪費?，F(xiàn)有的水力發(fā)電站多是利用大自然水力的落差來實現(xiàn)的，但是，這樣受 到自然條件的限制。在污水處理工廠，需要將污水從下水道抽出，進而進行凈化處理。在此 過程中需要消耗大量的電力，同時也有較多的污水流動未轉(zhuǎn)化從動力，而造 成浪費。因此，需要有一種虹吸式流體動力裝置，其可以環(huán)保節(jié)能地提供穩(wěn)定的 流體動力。發(fā)明內(nèi)容為此，本文實施例提供了一種虹吸式流體動力裝置，其可以借助于較小 的初始動力來實現(xiàn)穩(wěn)定的流體動力輸出。在一個實施例中，提供了一種虹吸式流體動力裝置，其包括U型虹吸 管、流體供給單元以及動力輸出單元。該U型虹吸管大致豎直設(shè)置，包括 流體入口 、流體出口以及位于該流體出口的上游并靠近該流體出口設(shè)置的定 壓腔室，該定壓腔室具有擴展式管道內(nèi)徑。流體供給單元位于該流體入口附 近，用于將流體以一定壓力經(jīng)由該流體入口供給到該U型虹吸管內(nèi)。動力 輸出單元，包括輸出軸以及圍繞該輸出軸設(shè)置的若干旋轉(zhuǎn)葉輪，來自該流體 出口的流體驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)葉輪，進而帶動該輸出軸對外做功。其中，該定壓腔室的大致呈圓柱狀，其內(nèi)徑大于該U型虹吸管其它部 分的內(nèi)徑。
在一個實施例中，該動力輸出單元為水4侖發(fā)電機組或者蒸汽發(fā)電機組。 在又一 個實施例中，該流體供給單元為液壓馬達或者蒸汽鍋爐。 在又一個實施例中，該流體供給單元為采用液體工作的浮臺式液壓缸機
構(gòu)，該浮臺式液壓缸機構(gòu)包括在液面上浮動的浮臺；具有圓柱形腔室的壓 力缸，與該浮臺相連接，且隨該浮臺做上下浮動；以及圓柱形的活塞部，該 活塞部相對于該U型虹吸管固定，且該活塞部與該壓力缸相配合。該圓柱 形腔室分別與該流體入口和外界流體源單向連通，使得當(dāng)該壓力缸靠近該活 塞部滑動時，壓縮液體經(jīng)該流體入口進入U型虹吸管，當(dāng)該壓力缸遠(yuǎn)離該 活塞部滑動時，液體從外界流體源進入該圓柱形腔室。
在另 一個實施例中，該流體供給單元為采用液體工作的浮臺式液壓缸機 構(gòu)，該浮臺式液壓缸機構(gòu)包括在液面上浮動的浮臺；具有圓柱形腔室的壓 力缸，該壓力缸相對于該U型虹吸管固定；以及圓柱形的活塞部，與該浮 臺相連接，隨該浮臺做上下浮動，且該活塞部與該壓力缸相配合。該圓柱形 腔室分別與該流體入口和外界流體源單向連通，使得當(dāng)該活塞部靠近該壓力 缸滑動時，壓縮液體經(jīng)該流體入口進入U型虹吸管，當(dāng)該活塞部遠(yuǎn)離該壓 力缸滑動時，液體從外界流體源進入該圓柱形腔室。
其中，該浮臺的上下浮動是通過與該浮臺相連的升降機構(gòu)實現(xiàn)的。該升 降機構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，與該浮臺相連接，可相對于該浮臺做旋轉(zhuǎn)運動； 以及由密度小于液體的材料組成的浮子，與該可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件相連接，并可在該 可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)帶動下從大致位于該浮臺之下的第 一位置旋轉(zhuǎn)到大致位 于該浮臺之上的第二位置，反之亦然。當(dāng)該浮子從該第一位置旋轉(zhuǎn)到該第二 位置時，該浮臺在該浮子浮力的作用下向下運動。當(dāng)該浮子從該第二位置旋 轉(zhuǎn)到該第 一位置時，該浮臺在該浮子浮力的作用下向上運動。
根據(jù)本實用新型的虹吸式流體動力裝置利用虹吸的原理，同時結(jié)合定壓
腔室可實現(xiàn)較高效率的動力輸出。
根據(jù)本實用新型的虹吸式流體動力裝置當(dāng)用在污水處理工廠時，在U 型虹吸管的出水口端設(shè)置供給馬達，將污水以一定壓力供給到U型虹吸管內(nèi)。盡管此時U型虹吸管的出水口的水平高度會高于入水口的水平高度。 ^^是該液壓馬達的供給壓力可以抵消該高度差，使得虹吸力可以將污水從入 水口吸向出水口。由于在出水口的上部設(shè)有定壓腔室，可以保證出水口處的 穩(wěn)定的壓力。只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)置出水口的結(jié)構(gòu)，防止空氣倒吸入定壓腔室，就 可以實現(xiàn)虹吸的作用，同時穩(wěn)定出水口的水壓。根據(jù)本實用新型的虹吸式流體動力裝置當(dāng)用在現(xiàn)有鍋爐發(fā)電工廠時，由于定壓腔室的內(nèi)徑較大，可以儲存一定壓力的蒸汽。進而增強鍋爐發(fā)電設(shè)備 的穩(wěn)定性。


可參考附圖通過實例更加具體地描述本實用新型，其中附圖并未按照比例繪制，在附圖中圖1是顯示了根據(jù)本實用新型第一實施例的虹吸式流體動力裝置的示意圖；圖2是顯示了根據(jù)本實用新型第二實施例的虹吸式流體動力裝置的示 意圖；圖3是顯示了用于根據(jù)本實用新型第三實施例的虹吸式流體動力裝置 的流體供給單元的示意圖，其中，浮臺處于上升的最高點；以及 圖4顯示了圖3所示的實施例，其中浮臺處于下降的最低點。
具體實施方式
在附圖中采用類似的附圖標(biāo)記來標(biāo)示類似的部件，為了簡潔起見，有時 同 一部件在不同視圖中出現(xiàn)，但是僅在某些視圖中對其進行了標(biāo)示。請參考圖1,其顯示了根據(jù)本實用新型第一實施例的虹吸式流體動力裝 置100的示意圖。此虹吸式流體動力裝置100包括U型虹吸管llO、流體 供給單元120以及動力輸出單元130。 U型虹吸管110大致為U型，且大致 豎直設(shè)置，其包括流體入口 112、流體出口 114以及位于流體出口 114的上 游并靠近流體出口 114設(shè)置的定壓腔室116。流體供給單元為液壓馬達120， 位于流體入口 112附近，用于將流體12以一定壓力經(jīng)由流體入口 112供給到U型虹吸管110內(nèi)。此實施例中，動力輸出單元130為水4侖發(fā)電才幾組， 包括輸出軸138以及圍繞輸出軸138設(shè)置的若千旋轉(zhuǎn)葉輪132，來自流體出 口 114的流體可驅(qū)動旋轉(zhuǎn)葉輪132,進而帶動輸出軸138轉(zhuǎn)動并對外做功。 輸出軸138的轉(zhuǎn)動可帶動發(fā)電機組其它轉(zhuǎn)動部件(圖未示)旋轉(zhuǎn)，進而實現(xiàn) 發(fā)電。此外，從動力輸出單元130的流出口 136流出的流體可以回流入流體 容器10內(nèi)(圖未示)，供循環(huán)使用。
定壓腔室116大致呈圓柱狀，且具有擴展式管道內(nèi)徑，其內(nèi)徑大于U 型虹吸管110其它部分的內(nèi)徑。由于定壓腔室116具有較大的直徑，可以保 證較大且穩(wěn)定的壓力傳遞到流體出口 114。因此，定壓腔室116可起到定壓 的作用。
需要說明的是，本實施例是采用例如水的液體作為動力介質(zhì)的。但是并 不限于此，比如可以采用蒸汽來作為介質(zhì)。則此時的流體供給單元可釆用蒸 汽鍋爐，相應(yīng)的動力輸出單元可采用蒸汽發(fā)電機組。
請參考圖2,其顯示了根據(jù)本實用新型第二實施例的虹吸式流體動力裝 置200的示意圖。與第一實施例的虹吸式流體動力裝置IOO相類似，此虹吸 式流體動力裝置200包括U型虹吸管210、流體供給單元220以及動力輸 出單元230。 U型虹吸管210包括流體入口 212、流體出口 214以及定壓腔 室216。動力輸出單元230包括輸出軸238、若干旋轉(zhuǎn)葉輪232以及流出口 236。
與第一實施例不同的是，本實施例的虹吸式流體動力裝置200的流體供 給單元220為采用液體22工作的浮臺式液壓缸機構(gòu)。浮臺式液壓缸機構(gòu)220 包括在液面上浮動的浮臺221;具有圓柱形腔室226的壓力缸224，與浮 臺221相連接，且隨浮臺221做上下浮動；以及圓柱形的活塞部222,活塞 部222相對于U型虹吸管210固定，且活塞部222與壓力缸224相配合。 圓柱形腔室226通過活塞部222內(nèi)的管道223與流體入口 212單向連通。圓 柱形腔室226還通過單向閥225與外界流體源22單向連通。當(dāng)壓力缸224 靠近活塞部222滑動時，壓縮液體經(jīng)流體入口 212進入U型虹吸管210，當(dāng) 壓力缸224遠(yuǎn)離活塞部222滑動時，液體22從外界流體源進入圓柱形腔室 226。需要說明的是，在本實施例中，活塞部222固定，而壓力缸224隨浮臺 221上下運動。然而，不受限于此，也可以將壓力缸固定，而將活塞部與浮 臺相連接并隨浮臺運動。在本實施例中，浮臺的上下運動可以隨液面的自然漲落(比如在大海中 的潮沙運動)獲得。也可以在容器20上設(shè)置相應(yīng)的升降機構(gòu)(比如齒輪組 或者滑輪組或者杠桿組件)來實現(xiàn)。由于這些機構(gòu)均是本領(lǐng)域常見的技術(shù)， 在此不再詳細(xì)介紹。請參見圖3和圖4,其顯示了根據(jù)實用新型又一實施例的虹吸式流體動 力裝置的流體供給單元的兩個運動狀態(tài)。該流體供給單元310包括具有圓柱 形腔室332的壓力缸330以及與浮臺350相連接的活塞部354。圓柱形腔室 332的出液口 336與U型虹吸管的流體入口 (圖未示)相連接。圓柱形腔室 332的入液口 335與液體容器370相連4妄。該流體供給單元310浮臺350的上下浮動是通過與浮臺350相連的升降 機構(gòu)實現(xiàn)的。該升降機構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件390,與浮臺350相連接，可相 對于浮臺350做旋轉(zhuǎn)運動；以及由密度小于液體360的材料組成的浮子392， 與可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件390相連接。浮子392可在可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件390的旋轉(zhuǎn)帶動下從大 致位于浮臺350之下的第一位置旋轉(zhuǎn)到大致位于浮臺350之上的第二位置， 反之亦然。通過適合地選擇浮子392的材料以及大小，使得當(dāng)浮子392從第 一位置旋轉(zhuǎn)到第二位置時，浮臺350在浮子392浮力的作用下向下運動。當(dāng) 浮子392從第二位置旋轉(zhuǎn)到第一位置時，浮臺350在浮子392浮力的作用下 向上運動。在本實施例中，壓力缸330相對于液體容器370以及U型虹吸管位置 固定。下面結(jié)合圖3和圖4來介紹流體供給單元310的工作過程。圖3所示的 浮臺350處于上升的最高點，此時，浮子392位于浮臺350最下面的第一位 置。由于浮子392全部處于液面之下，其浮力最大，使得浮臺350上升的也 最高。同時，活塞部354均位于壓力缸330的靠上端部。隨著可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件 3卯帶動浮子392從第一位置朝向浮臺350的兩側(cè)逐步散開式旋轉(zhuǎn)，部分浮 子392逐步露出液面，浮臺350所受浮力相應(yīng)地減少。因此浮臺350會帶動活塞部354逐步下降。活塞部354在壓力缸330內(nèi)的下降會將啦文功液體經(jīng)由 液體入口 335吸入壓力缸330的圓柱形腔室332內(nèi)。如圖4所示，當(dāng)浮子 392旋轉(zhuǎn)到位于浮臺350最上面的第二位置時，浮臺350下降到最低點，同 時活塞部354位于壓力缸330的靠下端部。
隨著可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件390帶動浮子392從第二位置朝向浮臺350的兩側(cè)逐步 散開式旋轉(zhuǎn)，部分浮子392逐步進入液面，浮臺350所受浮力相應(yīng)地增加。 因此浮臺350會帶動活塞部354逐步上升?；钊?54在壓力缸330內(nèi)的上 升會迫使受壓液體從液體出口 336流出進而進入U型虹吸管的流體入口 。 如圖3所示，當(dāng)浮子392旋轉(zhuǎn)到位于浮臺350最下面的第一位置時，浮臺 350上升到最高點。
需要說明的是，本實施例中示意地顯示了兩組浮子，他們分布于浮臺的 兩側(cè)。但是，并不受限于此，例如可以根據(jù)需要在浮臺的周圍設(shè)置多組升降 機構(gòu)。并且浮子的數(shù)量和大小均可根據(jù)浮臺以及壓力缸的重量以及實際需要 的流體輸出進行調(diào)整。
本文中所用到的方位用詞"上"、"下，，、"左，，、"右"等類似用詞 均是相對的，是出于方便描述而采用的稱呼。如果在不同的應(yīng)用中變化了視 圖觀察點，則上述方位用詞也需要相應(yīng)地變化。
以上參照附圖說明了本實用新型的各種優(yōu)選實施例，但是只要不背離本 實用新型的實質(zhì)和范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對其進行各種形式上的修改 和變更，都屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種虹吸式流體動力裝置，包括U型虹吸管，所述U型虹吸管大致豎直設(shè)置，包括流體入口、流體出口以及位于所述流體出口的上游并靠近所述流體出口設(shè)置的定壓腔室，所述定壓腔室具有擴展式管道內(nèi)徑；流體供給單元，位于所述流體入口附近，用于將流體以一定壓力經(jīng)由所述流體入口供給到所述U型虹吸管內(nèi)；以及動力輸出單元，包括輸出軸以及圍繞所述輸出軸設(shè)置的若干旋轉(zhuǎn)葉輪，來自所述流體出口的流體驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)葉輪，進而帶動所述輸出軸對外做功。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的虹吸式流體動力裝置，其中，所述定壓腔室 大致呈圓柱狀，其內(nèi)徑大于所述U型虹吸管其它部分的內(nèi)徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的虹吸式流體動力裝置，其中，所述動力輸出 單元為水輪發(fā)電機組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的虹吸式流體動力裝置，其中，所述動力輸出 單元為蒸汽發(fā)電機組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的虹吸式流體動力裝置，其中，所述流體供給 單元為液壓馬達。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的虹吸式流體動力裝置，其中，所述流體供給 單元為蒸汽鍋爐。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的虹吸式流體動力裝置，其中，所述流體供給 單元為采用液體工作的浮臺式液壓缸機構(gòu)，所述浮臺式液壓缸機構(gòu)包括在液面上浮動的浮臺；具有圓柱形腔室的壓力缸，與所述浮臺相連接，且隨所述浮臺做上下浮 動；以及圓柱形的活塞部，所述活塞部相對于所述U型虹吸管固定，且所述活 塞部與所述壓力缸相配合；其中，所述圓柱形腔室分別與所述流體入口和外界流體源單向連通，使得當(dāng)所述壓力缸靠近所述活塞部滑動時，壓縮液體經(jīng)所述流體入口進入U 型虹吸管，當(dāng)所述壓力缸遠(yuǎn)離所述活塞部滑動時，液體從外界流體源進入所述圓柱形腔室內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的虹吸式流體動力裝置，其中，所述流體供給 單元為采用液體工作的浮臺式液壓缸機構(gòu)，所述浮臺式液壓缸機構(gòu)包括在液面上浮動的浮臺；具有圓柱形腔室的壓力缸，所述壓力缸相對于所述U型虹吸管固定；以及圓柱形的活塞部，與所述浮臺相連接，隨所述浮臺做上下浮動，且所述 活塞部與所述壓力缸相配合；其中，所述圓柱形腔室分別與所述流體入口和外界流體源單向連通，使 得當(dāng)所述活塞部靠近所述壓力缸滑動時，壓縮液體經(jīng)所述流體入口進入U 型虹吸管，當(dāng)所述活塞部遠(yuǎn)離所述壓力缸滑動時，液體從外界流體源進入所 述圓柱形腔室內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的虹吸式流體動力裝置，其中，所述浮臺
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的虹吸式流體動力裝置，其中，所述升降機構(gòu) 包括可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，與所述浮臺相連接，可相對于所述浮臺做旋轉(zhuǎn)運動；以及 由密度小于液體的材料組成的浮子，與所述可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件相連接，并可在大致位于所述浮臺之上的第二位置，反之亦然，當(dāng)所述浮子從所述第一位置旋轉(zhuǎn)到所述第二位置時，所述浮臺在所述浮 子浮力的作用下向下運動，當(dāng)所述浮子從所述第二位置旋轉(zhuǎn)到所述第一位置時，所述浮臺在所述浮 子浮力的作用下向上運動。
專利摘要本實用新型提供了一種虹吸式流體動力裝置，其包括U型虹吸管、流體供給單元以及動力輸出單元。該U型虹吸管大致豎直設(shè)置，包括流體入口、流體出口以及位于該流體出口的上游并靠近該流體出口設(shè)置的定壓腔室，該定壓腔室具有擴展式管道內(nèi)徑。流體供給單元位于該流體入口附近，用于將流體以一定壓力經(jīng)由該流體入口供給到該U型虹吸管內(nèi)。動力輸出單元包括輸出軸以及圍繞該輸出軸設(shè)置的若干旋轉(zhuǎn)葉輪，來自該流體出口的流體驅(qū)動該旋轉(zhuǎn)葉輪，進而帶動該輸出軸轉(zhuǎn)動。根據(jù)本實用新型的虹吸式流體動力裝置利用虹吸的原理，同時結(jié)合定壓腔室可實現(xiàn)高效率的動力輸出。
文檔編號F01D1/06GK201401267SQ200920129820
公開日2010年2月10日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者余煒盛 申請人:余煒盛