本發(fā)明屬于動力機械領域，特別涉及一種新能源的活塞式液體重力機。

背景技術：

隨著全球化石能源日漸減少和環(huán)境污染嚴重，尋求更高效和更清潔的新能源受到了各國政府的重視。

目前，新能源領域的太陽能、風能發(fā)展較為成熟，應用日趨廣泛。但也存在發(fā)電成本高和發(fā)電不穩(wěn)定，受氣候、環(huán)境以及場地限制等不利因素。存在“靠天吃飯”問題。

技術實現要素：

為了解決化石能源和已有清潔能源的不足， 本發(fā)明提出一種活塞式液體重力機設計方案，其特點是：在大口徑進液窗口快速開啟和關閉作用下，利用大于工作缸體容積三倍以上的柱狀液體重力能量推動缸活塞下行做功，將液體重力能量轉換為機械能量，實現機械對外做功。

其技術方案主要包括：1.能量儲存系統(tǒng) 2.配液控制系統(tǒng) 3.能量轉換系統(tǒng) 4.輔助系統(tǒng)。

1. 所述能量儲存系統(tǒng)包括：儲液罐、液體。

所述儲液罐上部為長方形，底部為正方形，也可設計為上下都是圓形。儲液罐內裝有液體，液體高度為缸體高度的3—12倍（圖1是3倍）；底部設有進液窗口和排液窗口，儲液罐底部與工作缸缸體對接，儲液罐內用隔板隔離出密閉回液管道，回液管道截面面積根據不同的整機轉速需要（回液管道及排液窗口的截面面積越大，機器轉速越高，反之則低）可分別設計為缸體截面面積的1/5、1/4、1/3或1/2，高度低于液面10—20cm，排液窗口設計為常開(無開關裝置)；進液窗口的截面面積為缸體截面面積4/5、3/4、2/3或1/2（在實際工作中進液窗口的進液量是進液窗口和排液窗和截面面積之和），進液窗口的快速開啟和關閉由進液窗內的多葉片開片關控制。

所述長方形儲液罐底部與缸體對接處從方形漸變成圓形，儲液罐底部與缸體采用法蘭對接，中墊間密封墊，外周用螺絲螺帽夾緊，活塞裝入缸體內。

2.所述配液控制系統(tǒng)包括：主控制齒輪、時控齒輪、時控撥桿、時控轉盤、開關控制臂、橡膠輪、時控小齒輪、時控轉盤定位盤時控轉盤定位搖臂、多葉片控制齒輪組、多葉片開關、進液窗口、排液窗口、回液管道。

所述主控制齒輪緊配合安裝在曲軸中心軸機架外側一端；時控撥桿固定在時控齒輪上，時控齒輪用軸承安裝在機架上與主控制齒輪嚙合；橡膠輪用軸承安裝在開關控制臂外端，開關控制臂固定在時控轉盤上，時控小齒輪、時控轉盤定位盤和時控轉盤同軸緊配合安裝后用軸承安裝在機架上，時控轉盤定位搖臂固定在機架上；時控小齒輪與多葉片控制齒輪組主動齒輪嚙合，主動齒輪與被動齒輪嚙合并控制同軸上的多葉片開關片的開啟和關閉。

工作過程說明：上述主控制齒輪轉動1/2圈，時控齒輪轉動1圈并通過時控撥桿撥動時控轉盤上的橡膠輪使時控轉盤轉動1/4圈（90度），時控轉盤上的時控小齒輪帶動多葉片各自轉動1/4圈（90度），實現了進液窗口多葉片開關的快速開啟和關閉，開啟和關閉的速度是曲軸轉速的1/8；改變主控制齒輪與時控齒輪傳動比，可使多葉片開關的開關速度是曲軸轉速的1/16。

進一步說明：所述進液窗口和多葉片開關，是一種快速開啟和關閉進液窗口的機構。進液窗口為長方形，內壁平整光滑；多葉片開關的特征是：葉片多，開關轉速快，阻力小密封性好；外形相似光滑薄壁圓管的1/2（半圓）形狀，長度充滿進液窗口內壁兩側，表面包裹耐油彈性橡膠，中心軸與半圓形葉片用放射形支桿多點連接，中心軸兩端用軸承安裝在進液窗口壁兩壁外側用密封圈密封，外側一端安裝傳動齒輪（見圖4.5.6）。

進一步說明：所述回液管道和排液窗口的平面面積越大，機器轉速越高，能量轉換效率越低；反之則轉速低，能量轉換效率高。

3. 所述能量轉換系統(tǒng)包括：缸體、活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、曲軸。

所述活塞環(huán)裝入活塞槽內，連桿小頭用軸承裝活塞銷，活塞銷兩端與活塞連接，活塞裝入缸體，連桿大頭用軸承與曲軸連接；兩缸共用一個曲軸，曲軸中心軸兩端用軸承安裝在機架上，主控制齒輪、功率輸出輪、剎車碟片緊固在機架外曲軸中心軸上，剎車蹄和剎車手柄固定在機架上。

工作過程說明：當多葉片開關處于開啟狀態(tài)時，儲液罐內的液體高度以缸體高度的3—12倍柱狀重力推動首缸活塞下行做功，活塞下行至下止點時進液窗口多葉片開關關閉，與此同時次缸進液窗口多葉片開關開啟，次罐內的液體以3—9倍的柱狀壓力推動次缸活塞下行做功的同時將首缸缸體內液體從排液窗口排入回液管道，以此類推，四缸以1.3.2.4順序循環(huán)工作，實現整機做功。

進一步說明：若設定儲液罐內液體高度是缸體容積的6倍，排液窗口和回液管道平面面積是進液窗口和排液窗口之和的1/3，動力與阻力比是6:2.67，（不計磨察力）能量轉換率大于50%；在保證穩(wěn)定安全的前提下，儲液罐內液體高度越高，能量轉換效率越高。

所述曲軸，用兩缸共用一曲軸，兩缸以上曲軸之間采用萬向器連接。

所述排液窗口為常開，無開關控制機構。

4. 所述輔助系統(tǒng)包括：（1）費油回收機構 橡膠皮碗、回油管接口、回油管、公用廢油池、回油泵、回油分配管。（2）制動機構 制動碟片、剎車蹄、制動手柄。

（1）所述橡膠皮碗套在缸體底部，回油管接口插入回油管，回油管另一端接入共用油池，回油泵將共用油池內廢油送入回油量分配管；回油分配管在每個儲液罐處設置回油量調節(jié)閥，以使各灌回油量均衡。

（2）所述制動碟片安裝在曲軸中心軸上，剎車蹄和制動手柄安裝在機架上。制動機構是整機的剎車，是讓整機停止工作，以便維修保養(yǎng)。

本發(fā)明的有益效果在于：1.將回液管道設在儲液罐內，縮短了回液路程，減少了阻力，降低了生產成本。2.多葉片開關實現了進液窗口的快速開啟和關閉，半圓形葉片有效減小了旋轉阻力。3 多葉片開關快速開啟和關閉與較大口徑排液窗口及回液管道配合，大幅度提高了整機轉速，從而使液體重力機進入實用性階段邁出了一大步。

附圖說明

附圖是為了對發(fā)明方案做出更直觀的示意說明，以下是附圖標注說明：

1.儲液罐 2.液體 3.回液管道 4.缸體 5.活塞 5a活塞銷 6.活塞環(huán) 7.連桿 8.曲軸 9.進液窗口 10.排液窗口 11.進液窗口多葉片開關 12.進液窗口多葉片開關軸 13.多葉片開關控制齒輪組 14.時控小齒輪 15.時控轉盤 16.開關控制臂 17.橡膠輪 18.時控開關撥桿 19.時控齒輪 20. 主控制齒輪 21. 時控轉盤定位器 22.廢油收集橡膠碗 23.回油管接口 24. 回油管 25.公用廢油池 26.回油泵 27.回油分配管 28.功率輸出輪 29.制動機構回油分配管 30.機架 31.油量分配調節(jié)閥 32.制動碟片 33.剎車蹄 34制動手柄 35.功率輸出輪 。

圖1從正面示意出了4缸活塞式液體重力機總體樣式，包括儲液罐、液體、能量轉換系統(tǒng)和時控系統(tǒng)的構造關系。

圖2從側面示意出活塞式液體重力機單缸總體樣式，包括儲液罐、液體、能量轉換系統(tǒng)和時控系統(tǒng)的構造關系。

圖3示意出多葉片開關控制齒輪組、時控小齒輪、時控轉盤的結構關系。

圖4從側面示意出多葉片開關開啟狀態(tài)。

圖5從側面示意出多葉片開關關閉狀態(tài)。

圖6從頂部示意出進液窗口、排液窗口3:1與缸的結構關系，其中，多葉片開關處于關閉狀態(tài)。

圖7示意出時控轉盤定位器的結構。

具體實施方案

圖1示意出了活塞式液體重力機的總體結構，可作為具體實施方案的參考。

活塞式液體重力機包括：1.儲液罐 2.液體 3.回液管道 4.缸體 5.活塞 5a活塞銷 6.活塞環(huán) 7.連桿 8.曲軸 9.進液窗口 10.排液窗口 11.進液窗口多葉片開關 12.進液窗口多葉片開關軸 13.多葉片開關控制齒輪組 14.時控小齒輪 15.時控轉盤 16.開關控制臂 17.橡膠輪 18.時控開關撥桿 19.時控齒輪 20. 主控制齒輪 21. 時控轉盤定位器 22.廢油收集橡膠碗 23.回油管接口 24. 回油管 25.公用廢油池 26.回油泵 27.回油分配管 28.功率輸出輪 29.制動機構回油分配管 30.機架 31.油量分配調節(jié)閥 32.制動碟片 33.剎車蹄 34制動手柄 35.功率輸出輪 。

所述儲液罐1上部為長方形，底部為正方形，儲液罐1內裝有液體2，液體高度為缸體容積的6倍（圖1是3倍），缸體上部高出液面25cm；底部設有進液窗口9和排液窗口10。儲液罐1內隔離出密閉回液管道3，回液管道截面面積為缸體截面面積的1/3，高度低于液面15cm，排液窗口設計為常開(無開關裝置)；進液窗口9截面面積為缸體體截面面積的2/3，進液窗口9的開啟和關閉由進液窗內的多葉片開關11控制。

所述儲液罐1底部與缸體4對接處從方形漸變成圓形，儲液罐1底部與缸體4采用法蘭對接，中墊間密封墊，外周用螺絲螺帽夾緊，活塞5裝入缸體4內。

所述儲液罐1底部正方形為進液窗口9和排液窗口10，開關葉片11兩端中心軸12采用密封軸承分別安裝在儲液罐1底部正方形兩壁上，開關葉片11之間、開關葉片11與罐體壁接觸處的密封措施是，對開關葉片11表面包裹防油彈性橡膠。

所述連桿7小頭用軸承和活塞銷5a與活塞5連接，活塞5裝入缸體4，連桿7大頭用軸承與曲軸8連接；兩缸共用一個曲軸，曲軸中心軸兩端用軸承安裝在機架30，主控制齒輪20安裝在機架外曲軸中心軸一端。

所述主控制齒輪20與時控齒輪19嚙合，時控撥桿18固定在時控齒輪19上；開關控制臂16固定在時控轉盤15上，橡膠輪17用軸承連接在時控開關臂16外端，時控小齒輪14和時控轉盤定位器21同軸固定在時控轉盤15上，時控小齒輪14與葉片控制齒輪組13嚙合，葉片控制齒輪組主或被動齒輪組13與進液窗口多葉片開關11同軸安裝。

所述時控轉盤定位器16a控制時控轉盤15及多葉片開關11的準確位置。

所述曲軸8采用兩缸共用一曲軸方式，曲軸8兩端中心軸用軸承安裝在機架30上，兩曲軸之間采用萬向器連接。

所述費油回收機構包括：橡膠皮碗22回油管接口23回油管24公用廢油池25回油泵26回油分配管27；所述橡膠皮碗22套在缸體4，回油管24a一端套在回油管接口23上，另一端放入公用廢油池25固定，回油管24公用廢油池25；所述回油管24b一端套在回油泵26上回油管接口27b上；所述回油泵25放入公用廢油池25固定，回油分配管27固定在儲液罐1上。

所述制動機構包括： 制動碟片32剎車蹄33制動手柄34；所述制動碟片32安裝在曲軸8中心軸上，剎車蹄33和制動手柄34安裝在機架上。