一種利用水力學(xué)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的方法及水力學(xué)活塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動(dòng)力輸出的方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種利用水力學(xué)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的方法及水力學(xué)活塞。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞，是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體中作往返運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，是將燃料燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械部件，目前活塞種類多樣，廣泛使用于發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，船舶發(fā)動(dòng)機(jī)等，但推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力都直接或間接來源于燃料燃燒。隨之產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)則是地球可燃資源的日益枯竭和燃燒排放物對地球環(huán)境的嚴(yán)重污染。水資源廣泛存在于地球上，除生產(chǎn)生活用水外，從能源角度對水資源的利用大量體現(xiàn)在水利發(fā)電。水重力和水浮力是水本身固有的特性，重力使得物體下落，浮力使得物體上升，利用此特征，可以擴(kuò)大活塞的動(dòng)力來源，并且無污染，綠色環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明根據(jù)水的自身特性，提供一種利用水力學(xué)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的方法及水力學(xué)活塞，從而利用水的重力使得活塞下降，再利用水對活塞的浮力使得活塞上升，實(shí)現(xiàn)活塞上下往返運(yùn)動(dòng)，達(dá)到能量輸出的目的。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種利用水力學(xué)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的方法，首先在缸體內(nèi)設(shè)置一個(gè)由重力艙和浮力艙組成的活塞體，所述的活塞體與動(dòng)力輸出裝置連接，然后在活塞體上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的1/2個(gè)周期內(nèi)向重力艙內(nèi)注入一定量的水，再將這部分水由重力艙排入缸體與活塞體之間的間隙內(nèi)，浮力艙開始與水接觸，從而通過浮力艙產(chǎn)生的浮力將活塞體由下始點(diǎn)不斷向上推動(dòng)，直至重力艙內(nèi)的水排干時(shí)活塞體被推動(dòng)至上始點(diǎn)，此時(shí)在活塞體上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的1/2個(gè)周期內(nèi)再次向重力艙內(nèi)注入與上次等量的水，在向重力艙內(nèi)注水的同時(shí)，將缸體與活塞體之間的間隙及缸體底部內(nèi)的水向外排出，從而通過重力艙產(chǎn)生的重力將活塞體由上始點(diǎn)不斷向下推動(dòng)，此時(shí)缸體與活塞體之間的間隙及缸體底部內(nèi)的水排干，而重力艙又重新注水完成，活塞體再次回到下始點(diǎn)，重復(fù)上述過程便可實(shí)現(xiàn)活塞體上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)力輸出裝置輸出動(dòng)力。
[0005]前述的重力艙位于浮力艙之上，且浮力艙所產(chǎn)生的浮力大于活塞體自重和浮力艙所能加入的最大水量的重力。
[0006]前述的動(dòng)力輸出裝置可以與單個(gè)缸體的活塞體連接，或者同時(shí)與多個(gè)缸體的活塞體并聯(lián)。
[0007]同時(shí)，本發(fā)明還提供一種由上述利用水力學(xué)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出的方法構(gòu)建的水力學(xué)活塞，包括缸體、與缸體相配套的活塞體、以及與活塞體連接的動(dòng)力輸出裝置，所述的活塞體由上方的重力艙和下方的浮力艙組成，且活塞體與缸體內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙，活塞體通過導(dǎo)向裝置與缸體內(nèi)壁滾動(dòng)連接；在缸體的上方設(shè)置有蓄水池，在蓄水池的入水口設(shè)置有與外界水源連接的定時(shí)電磁閥，所述的蓄水池通過重力艙供水裝置與重力艙的內(nèi)腔連通，重力艙的內(nèi)腔通過重力艙排水裝置與活塞體和缸體內(nèi)壁之間的間隙連通，活塞體和缸體內(nèi)壁之間的間隙通過缸體排水裝置與缸體下方的外部排水系統(tǒng)連接。
[0008]前述的動(dòng)力輸出裝置為曲軸輸出裝置或皮帶輸出裝置。
[0009]前述的重力艙供水裝置、重力艙排水裝置及缸體排水裝置為虹吸管或閥門。
[0010]前述的重力艙和浮力艙的橫截面為圓形、橢圓形或矩形，且浮力艙與重力艙的對接面為向上凸起的錐形面，其目的是為方便重力艙內(nèi)的水通過重力艙排除，同時(shí)增大浮力艙的體積，提供更大浮力。
[0011 ] 前述的浮力艙為完全封閉的殼體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部填充有空氣。
[0012]前述的缸體底部設(shè)置有緩沖底座，在緩沖底座與浮力艙的底部之間設(shè)置有可隨浮力艙上下移動(dòng)的隔水柵欄，隔水柵欄所圍成的空腔通過進(jìn)排氣管與缸體外部連通。這樣便可使隔水柵欄內(nèi)部空腔與缸體內(nèi)水體絕對分隔，不僅可以避免浮力艙底部出現(xiàn)壓力差，提高浮力艙的工作效率，而且還可以減小用水量，節(jié)約用水。
[0013]前述的導(dǎo)向裝置由設(shè)置在缸體內(nèi)壁上的導(dǎo)軌和設(shè)置在活塞體外壁上的導(dǎo)輪構(gòu)成，確?；钊w上下運(yùn)動(dòng)的單向性，并保障活塞體與缸體不會發(fā)生碰撞和摩擦。
[0014]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明利用水的重力使得活塞體下降，再利用水對活塞體的浮力使得活塞體上升，實(shí)現(xiàn)活塞體上下往返運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)力輸出裝置達(dá)到能量輸出的目的。因此，本發(fā)明的整個(gè)動(dòng)力輸出過程無需消耗燃料，無污染，并且消耗水量小，對水位高差要求不高，不但可在河流高差較大處梯級建設(shè)使用，亦可在不具備較大高差的河流及湖泊處使用，還可以利用工業(yè)和生活廢水使用。此外，本發(fā)明只要水流不斷，活塞體可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行，無需額外提供能量，無需人員操作。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為蓄水池開始向重力艙供水的的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為重力艙開始向缸體內(nèi)供水的的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為活塞體上升時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為活塞體上升至上始點(diǎn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為活塞體下降時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為活塞體下降返回至下始點(diǎn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明:1_缸體，2-重力艙，3-重力艙排水裝置，4-缸體排水裝置，5-浮力艙，6-導(dǎo)向裝置，7-隔水柵欄，8-排氣管，9-緩沖底座，10-外部排水系統(tǒng)，11-重力艙供水裝置，12-蓄水池，13-定時(shí)電磁閥，14-動(dòng)力輸出裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]本發(fā)明的實(shí)施例:水力學(xué)活塞的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括缸體1、與缸體I相配套的活塞體、以及與活塞體連接的動(dòng)力輸出裝置14，所述的動(dòng)力輸出裝置14為曲軸輸出裝置，所述的活塞體由上方的重力艙2和下方的浮力艙5組成，所述的重力艙2和浮力艙5的橫截面為圓形，且浮力艙5與重力艙2的對接面為向上凸起的錐形面，所述的浮力艙5為完全封閉的殼體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部填充有空氣?；钊w與缸體I內(nèi)壁之間設(shè)置有間隙，活塞體通過導(dǎo)向裝置6與缸體I內(nèi)壁滾動(dòng)連接，所述的導(dǎo)向裝置6由設(shè)置在缸體I內(nèi)壁上的導(dǎo)軌和設(shè)置在活塞體外壁上的導(dǎo)輪構(gòu)成。在缸體I的上方設(shè)置有蓄水池12，在蓄水池12的入水口設(shè)置有與外界水源連接的定時(shí)電磁閥13 ;所述的蓄水池12通過重力艙供水裝置11與重力艙2的內(nèi)腔連通，重力艙2的內(nèi)腔通過重力艙排水裝置3與活塞體和缸體I內(nèi)壁之間的間隙連通，活塞體和缸體I內(nèi)壁之間的間隙通過缸體排水裝置4與缸體I下方的外部排水系統(tǒng)10連接。另外，在缸體I底部設(shè)置有緩沖底座9，在緩沖底座9與浮力艙5的底部之間設(shè)置有可隨浮力艙5上下移動(dòng)的隔水柵欄7，隔水柵欄7所圍成的空腔通過進(jìn)排氣管8與缸體I外部連通。
[0019]前述的重力艙供水裝置11、重力艙排水裝置3及缸體排水裝置4為虹吸管。
[0020]本發(fā)明的工作原理:初始狀態(tài)下，由重力艙2和浮力艙5組成的活塞體位于缸體I底部，隔水柵欄7收攏，此時(shí)設(shè)在在蓄水池12入水口處的定時(shí)電磁閥13打開，開始向蓄水池12內(nèi)注水，當(dāng)蓄水池12內(nèi)的水位達(dá)到重力艙供水裝置11的排水水位時(shí)(即虹吸管的最高點(diǎn))，定時(shí)電磁閥13關(guān)閉，并由重力艙供水裝置11