[发明专利]重力势能动力机

说明书

本发明是一种利用重力和浮力使若干重锤上下循环转动从而带动轮轴转动输出功的重力势能动力机。

目前的各种动力机都是要靠能源驱动才能转动，由于依赖各种燃料带来了地球资源的减少、环境的污染和经济成本的增加等各种问题。对水利、太阳能和风能等再生能源的利用虽然好些，但往往要受自然条件和技术水平的限制，在相当一段时期还不能成为能源的主流。在对地球重力的利用方面，尽管有很多方案但由于难以解决重物下落后靠自然力往返至原高处的难题至今未见有成功的先例。

本发明的目的是要提供一种重力势能动力机以利用地球重力和浮力使多个重锤不断上下往返做功从而获取地球能量，缓解全球日趋严重的能源危机和环境污染。

本发明的目地是这样实现的，它的主要原理是利用地球引力将若干个整体比重小于或等于箱中液体比重的重锤(以下简称为锤)，从距地高位处依次被齿带上的凸起物所托活挂在上下纵向的位于液箱外的齿带上。当锤在上方受重力落至齿带上时，齿带拉动齿轮转动产生动力。在锤从上到下的过程中靠锤产生的动力或外力带动换块进出低液位箱和开闭闸门。当锤落至距地低位处后先进入低液位箱再通过高低两箱间的可控闸门进入高液位箱，然后通过液体的浮力将锤浮升至原高位处。锤被顶出或被捞出液箱后再移至齿带上，如此反复循环从而带动园轮转动做功。要做到这个循环，关键是要使锤进入低液位箱时箱内液体不能被挤出损失，只能暂时间接与锤替换位，待锤进高液位箱时要能在高液压下回位。根据以上原理和关键要求本发明主要有二大类型。这两大类型都是要使伸入低液位箱内以代替液体体积的物块即伸缩换位块(简称换块)，在出箱为锤腾出空间后能在高液压下回位，只是出箱和回位方式不同。第一大类是斜挡型，它是对换块在箱内部分制成斜面或弧面采用另一物块(以下简称主动块)上的斜面或弧面遮挡换块受压斜面，使换块在低液位箱内外伸缩出入时始终保持不受高液压的影响。第二大类是往复液压型。这类是采用往复液压方法，当换块要伸出箱外时利用高液位压出换块回位时再利用高液位将其压回箱。这一类有两种形式，一是无阀塞板式。它是靠至少两组高液位管的阀门轮换开闭对换块塞板正反面轮换施压使换块进出箱。二是带阀塞板式。本发明的两大类型都是低液位箱位于高液位箱的偏下方有闸口通往高液位箱。在闸口有多种形式的闸门以靠外力控制高低液箱的液体断通。在低液位箱外壁板的孔洞口连接有一段进锤管道，其一端通到低液位箱(以下简称低箱)内，在管端口上或可安有单向阀门或在进锤管道另一端有棘爪装置和内壁镶有密封材料，以防高低液箱连通时高液位箱(以下简称高箱)液体将锤顶回和液出。当上方锤下压下方锤通过进锤管道向低箱孔洞推进时，前锤进入管道其后面的锤紧随其后堵住洞口。前锤通过管道或顶开单向阀门或直接进入低液箱或压下杠杆托起换块以为自己腾出空间。然后通过外力控制机构开启高低液箱间的闸门使两箱液体连通，已进入低箱的锤便上浮至高箱上口。锤脱离低箱后再关闭闸门，这时下一个锤即可进入低箱。当锤上浮时已出箱的换块也回位。锤浮至高箱上口时被多个锤自顶出或被上移锤装置从液体中移出至箱外齿带的凸起物上。第一类斜挡型的主动块上或连接有吸磁材料或连有杆状物伸出箱外与现有技术中的往复运动机构连接并受外力作用，主动块在做往复运动时其斜面推动换块进出低箱。斜挡型还可以有另种形式即换块斜面为弧面与凸轮式的主动块轮面向贴。凸轮轴伸出低箱与转动机构连接受外力作用转动使换块进出。第二类的无阀塞板式是在换块伸出低箱外部分有大于其截面积的塞板，它穿入直接或间接固定在地上封闭的筒状物内(以下称液压筒)与筒内壁无间隙滑配不漏液。在筒壁上位于塞板上和下面两方向上有开口，口上连接有筒管。在筒管内或外壁面上穿套有可轴向运动的管状物称高液位管(以下简称高管)。该管两端间有阀门，当需使换块伸出低箱时用外力开启塞板下面高管的阀门同时关闭另一高管的阀门。当需使换块回箱时将两个高管的阀门开闭程序互换或全开即可。此形式也可只要塞板上面的高管，塞板下面不要而靠换块在箱内下端被杠杆托起，但液压筒内塞板下面应与大气相同。第二种带阀塞板式主要是换块塞板上有单向活动阀门。在塞板上面液压筒壁板上开口有带阀门的上高管穿入并可轴向运动。该管下端与塞板连接壁板上并有出液口。在塞板下面的液压筒壁有开口其上有带阀门的高管称下高管。上和下两高管上部之间可有管将它们内通连接。换块在低箱内部分与杠杆的一端活动式相接，杠杆另一端对向进锤管口，杠杆两端之间有支点。本发明在使用时所有液箱和高管内均注满液体。带阀塞板使用时当锤进入液箱压下杠杆一端同时换块塞板被低箱内的杠杆另一端上抬时阀打开同时关上高管的阀门，塞板上面的液体通过阀被挤至塞板下面，压下的液体又将塞板下已关闭阀的下高管顶起。换块需回低箱时将上下两个高管上的阀打开高液压即将塞板和换块压回低箱，同时塞板下的液体也被压进下高管然后又从下高管上端流向上高管。本形式还需有泄压箱和与其他阀门开闭程序相反的泄压阀。在锤进入低箱前需先开泄压阀泄压然后锤才能进，高低箱液连通前先关泄压阀。本发明中所有的开闭阀的动力均可是现有技术中的各种能源和锤下落的重力，各种传力机构也均是现有技术中的各种往复、转动和连接等机械电子机构。以上二类的锤上浮到液箱上口时或被上移锤装置移至齿带上方或由下锤顶出至齿带上方。上移锤装置分为正反杠杆式或传送带式或转轮式等多种。上移锤装置安在液箱上口，当锤上浮至它开口朝下的孔洞内或贴靠到板上之后，采用外力使上移锤装置转动或移动将锤送至液箱外齿带的上部再进行下落开始下一个循环。也可用安装在液箱上口的传送带将锤移出。以上两类都需要将若干锤挂在上下往复的传力齿带上，每条齿带均套在一上一下至少两个齿轮和轴上，轴架在支架上。在齿轮和轴上再连接有输出动力的轮或轴。