本發(fā)明涉及能量發(fā)生領域,具體涉及一種提高水錘效應產(chǎn)生動能的裝置。
背景技術:
水錘效應是指在水管內(nèi)部,管內(nèi)壁光滑,水流動自如。當打開的閥門突然關閉,水流對閥門及管壁產(chǎn)生一個壓力。由于管壁光滑,后續(xù)水流在慣性的作用下,水壓迅速達到最大,這就是水利學當中的水錘效應,也就是正水錘。相反,關閉的閥門在突然打開后,也會產(chǎn)生水錘,叫負水錘,也有一定的水壓,但沒有前者大。
目前對于水錘效應的研究,除了如何克服水錘效應產(chǎn)生的破壞作用,已經(jīng)開始關注到水錘效應如何帶來能量的探索,利用這部分能量充分應用在發(fā)電或者其他領域,節(jié)約了能源,同時避免消耗其他能量帶來的環(huán)境污染問題。如公開號為cn104632511a的中國專利就公開了一種提高水錘效應產(chǎn)生動能的裝置,但是該技術方案中發(fā)生水錘效應的地方是在處于殼體與傳動輪之間的壓力倉,因此,水錘效應很大一部分做功發(fā)生在壓力倉的內(nèi)壁等其他部件上,即不能轉化為轉輪的動能輸出,做功效率較低。
技術實現(xiàn)要素:
綜上所述,為了克服現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種提高水錘效應產(chǎn)生動能的裝置。
本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:一種提高水錘效應產(chǎn)生動能的裝置,包括殼體、傳動輪和轉軸,所述傳動輪通過所述轉軸可轉動的密封在所述殼體內(nèi),并且所述轉軸延伸出所述殼體的外部;
所述傳動輪的外周邊緣設有方形的缺口,所述缺口軸向將所述傳動輪貫穿,其包括第一缺口、第二缺口和第三缺口;在所述殼體的外部設有水箱,所述水箱通過第一水管和第二水管連通所述殼體的內(nèi)部并交替向三個所述缺口內(nèi)輸送水流,所述第一水管和所述第二水管上分別設有通過將其開啟或關閉來使對應的缺口內(nèi)的水流發(fā)生水錘效應的第一電磁閥和第二電磁閥,所述殼體的側壁上設有將所述缺口內(nèi)發(fā)生水錘效應后的水流排出的出水口;
所述缺口內(nèi)且相對于其開口的一側設有具有兩個相對斜面的契形結構,并且所述契形結構的尖部水平朝向所述缺口內(nèi)與契形結構相對的一側,所述契形結構將其所在缺口的一側的水錘效應抵消掉,從而使發(fā)生的水錘效應集中在所述缺口內(nèi)與契形結構相對的一側做功并驅動傳動輪連續(xù)轉動輸出動能。
本發(fā)明的有益效果是:該產(chǎn)生動能的裝置,由于發(fā)生水錘效應的地方為傳動輪上缺口與殼體的內(nèi)壁形成的腔體內(nèi),水錘效應做功主要發(fā)生在傳動輪上,極大的提高了水錘效應的做功率,輸出的動能較大。
在上述技術方案的基礎上,本發(fā)明還可以做如下改進:
進一步,所述第一缺口、所述第二缺口和所述第三缺口內(nèi)的契形結構的尖部朝向相對于所述傳動輪的中心呈順時針方向或逆時針方向布置。
采用上述進一步技術方案的有益效果為:保證水錘效應驅動傳動輪的轉動的方向一致,增加輸出的動能。
進一步,所述水箱內(nèi)裝有高壓水。
采用上述進一步技術方案的有益效果為:高壓水可以增強水錘效應的效果,從而提高水錘效應對傳動輪的做功率,增加輸出的動能。
進一步,所述出水口通過回流管連通向所述水箱提供高壓水的回壓室。
采用上述進一步方案的有益效果是:發(fā)生水錘效應做功后的水流再次回收利用,節(jié)約水資源。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的主視示意圖;
圖2為傳動輪的俯視示意圖。
附圖中,各標號所代表的部件列表如下:
1、殼體,2、傳動輪,3、轉軸,4-1、第一缺口,4-2、第二缺口,4-3、第三缺口,5、水箱,6-1、第一水管,6-2、第二水管,7-1、第一電磁閥,7-2、第二電磁閥,8、出水口,9、契形結構。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述,所舉實例只用于解釋本發(fā)明,并非用于限定本發(fā)明的范圍。
如圖1和2所示,一種提高水錘效應產(chǎn)生動能的裝置,包括殼體1、傳動輪2和轉軸3,所述傳動輪2通過所述轉軸3可轉動的密封在所述殼體1內(nèi),并且所述轉軸3延伸出所述殼體1的外部。
所述傳動輪2的外周邊緣設有方形的缺口,所述缺口軸向將所述傳動輪2貫穿,其包括第一缺口4-1、第二缺口4-2和第三缺口4-3;在所述殼體1的外部設有水箱5。所述水箱5內(nèi)裝有高壓水,其通過第一水管6-1和第二水管6-2連通所述殼體1的內(nèi)部并交替向三個所述缺口內(nèi)輸送水流,所述第一水管6-1和所述第二水管6-2上分別設有通過將其開啟或關閉來使對應的缺口內(nèi)的水流發(fā)生水錘效應的第一電磁閥7-1和第二電磁閥7-2,所述殼體1的側壁上設有將所述缺口內(nèi)發(fā)生水錘效應后的水流排出的出水口8。所述出水口8通過回流管連通向所述水箱5提供高壓水的回壓室。
所述缺口內(nèi)且相對于其開口的一側設有具有兩個相對斜面的契形結構9,并且所述契形結構9的尖部水平朝向所述缺口內(nèi)與契形結構9相對的一側,所述第一缺口4-1、所述第二缺口4-2和所述第三缺口4-3內(nèi)的契形結構9的尖部朝向相對于所述傳動輪2的中心呈順時針方向或逆時針方向布置。所述契形結構9將其所在缺口4的一側的水錘效應抵消掉,從而使發(fā)生的水錘效應集中在所述缺口內(nèi)與契形結構9相對的一側做功并驅動傳動輪2連續(xù)轉動輸出動能。
下面介紹一個該裝置的工作過程:
最開始,第一缺口4-1的初始狀態(tài)與第一水管6-1對接起來,第二缺口4-2、第三缺口4-3的初始狀態(tài)與水管錯開不對接。然后開啟第一電磁閥7-1,向第一缺口4-1與殼體1的內(nèi)壁形成的腔體內(nèi)輸送高壓水,初始水壓驅動傳動輪2轉動。轉動一段距離,第一缺口4-1與第一水管6-1錯開不對接、與對應的出水口8對接排出內(nèi)部水流,關閉第一電磁閥7-1,與此同時,第二缺口4-2與第二水管6-2對接起來并開啟第二電磁閥7-2,第三缺口4-3朝著第一出水管6-1的方向轉動。第一電磁閥7-1的關閉會對第一水管6-1產(chǎn)生水錘效應。水壓傳遞到水箱5,由于第二電磁閥7-2處于開啟狀態(tài),水箱5的水壓通過第二水管6-2從第二電磁閥7-2進入第二缺口4-2與殼體1的內(nèi)壁形成的腔體內(nèi)。水壓從第二缺口4-2的開口端進入其內(nèi)部,其向水流進入方向的兩側傳遞,即第二缺口4-2內(nèi)契形結構9所在的一側以及與契形結構9相對的一側。契形結構9為具有兩個相對斜面,水壓通過兩個斜面對契形結構9做功,由于兩個斜面相對設置,從而水壓在契形結構9上的做功可以抵消掉,水壓只在第二缺口4-2內(nèi)與契形結構9相對的一側做功,從而便可以驅動傳動輪2轉動。隨著傳動輪2的轉動,第二缺口4-2與第二水管6-2錯開不對接、與對應的出水口8對接排出內(nèi)部水流,,而此時第三缺口4-3與第一水管6-1對接起來,同樣采用上述控制,即關閉第二電磁閥7-2并開啟第一電磁閥7-1,第二電磁閥7-2的關閉會對第二水管6-2產(chǎn)生水錘效應,水壓傳遞到水箱5又通過第一水管6-1進入第三缺口4-3與殼體1的內(nèi)壁形成的腔體內(nèi),水錘效應在第三缺口4-3內(nèi)做功。以此類推,緊接著第一缺口4-2與第二水管6-2接通,再次于第一缺口4-2內(nèi)發(fā)生水錘效應,按照上述控制方式于第一缺口4-1、第二缺口4-2和第三缺口4-3內(nèi)不斷交替的發(fā)生水錘效應,水錘效應便可以連續(xù)驅動轉輪4轉動,從而便可以通過轉軸3持續(xù)輸出動能。另外,由于缺口處于傳動輪2上的外周邊緣位置,其距離傳動輪2中心的距離相較于其他位置要更遠,因此,水錘效應對傳動輪2做功的力臂就更長,從而提高了對傳動輪2的做功效率,輸出更大的動能。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。