本發(fā)明涉及發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種設隔振墊的多級儲能限壓循環(huán)驅(qū)動輪機發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

汽車發(fā)動機進行發(fā)電時，是由內(nèi)燃機活塞推動曲柄，把氣缸的直線運動轉(zhuǎn)化為曲柄的旋轉(zhuǎn)運動，曲柄旋轉(zhuǎn)去驅(qū)動發(fā)電機，從而發(fā)電。其缺點是：燃料點火時，活塞轉(zhuǎn)到頂點附件，曲軸在頂點附件承擔氣缸的最高壓力，摩擦損耗很大，總效率下降很明顯。

也可將氣缸與永磁直線發(fā)電機直接相連，省掉曲軸，用氣缸的直線往復運動，推動永磁直線發(fā)電機的直線往復運動，這樣也可發(fā)電，但有幾大缺點： 1.容易造成永磁發(fā)電機的部分退磁或全部退磁，造成發(fā)電功率和發(fā)電效率的雙雙大幅下降，因為其永磁直線發(fā)電機太接近氣缸，溫度很高，很容易退磁。 2. 直線往復式運動發(fā)電機反而不是一個線性系統(tǒng)，因為其磁場位置和線圈不是線性關(guān)系，其阻滯力不是線性的，兩端的阻滯力和中段的阻滯力是不一樣的，不好控制。作為對比，旋轉(zhuǎn)發(fā)電機反而更加接近線性，其阻滯力與轉(zhuǎn)角的關(guān)系反而更加平穩(wěn)和線性。 3直線永磁發(fā)電機由于種種原因，性能難以保證，價格也居高不下，難以大規(guī)模量產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種隔振限壓效果好的能夠通過封閉空間內(nèi)的液體將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樗啓C的旋轉(zhuǎn)去驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的設隔振墊的多級儲能限壓循環(huán)驅(qū)動輪機發(fā)電裝置，解決了往復直線運動通過曲軸驅(qū)動發(fā)電機和無曲軸驅(qū)動直線電機進行發(fā)電所存在的不足。

以上技術(shù)問題是通過下列技術(shù)方案解決的：一種設隔振墊的多級儲能限壓循環(huán)驅(qū)動輪機發(fā)電裝置，包括發(fā)電機和輪機系統(tǒng)，所述輪機系統(tǒng)包括驅(qū)動所述發(fā)電機的水輪機和驅(qū)動水輪機旋轉(zhuǎn)的循環(huán)液流機構(gòu)，所述循環(huán)液流機構(gòu)包括缸體段、同缸體段密封滑動連接在一起液壓活塞和穩(wěn)定流向水輪機的液流壓力的多級限壓機構(gòu)，所述循環(huán)液流機構(gòu)設有隔振墊。使用時通過發(fā)動機氣缸的活塞的直線往復運動驅(qū)動液壓活塞做往復運動（或通過其他力源驅(qū)動）而使得循環(huán)液流機構(gòu)內(nèi)的液體產(chǎn)生循環(huán)運動而驅(qū)動水輪機旋轉(zhuǎn)，水輪機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動發(fā)動機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)發(fā)電。流體輪機由于不是熱機，不受卡諾極限的限制，且管道中的流體輪機也不受貝茲極限的限制，由于避免了在曲軸頂點發(fā)力的難題，其流體動能到旋轉(zhuǎn)機械能的轉(zhuǎn)換效率極高，輕易達92%，甚至達98%。現(xiàn)代的水電站，其流體動能-旋轉(zhuǎn)動能的轉(zhuǎn)換效率，基本上都是百分之九十幾。也即，曲軸造成的效率損耗，在流體輪機上基本不存在。從而客服了曲軸驅(qū)動的不足。由于本技術(shù)方案不需要采用直線發(fā)電機，所以能夠克服直線發(fā)電機的不足。設計多級限壓機構(gòu)能夠使得流經(jīng)水輪機的水壓的穩(wěn)定性好。設置隔振墊，隔振效果好。

作為優(yōu)選，所述循環(huán)液流機構(gòu)還包括外水腔、壓力提升箱和位于外水腔內(nèi)的內(nèi)水腔，所述缸體斷設置在所述內(nèi)水腔內(nèi)，所述液壓活塞將所述內(nèi)水腔分隔為兩個液壓腔，所述液壓腔通過朝向液壓腔內(nèi)開啟的第一單向閥同所述外水腔連通，所述液壓腔通過朝向壓力提升箱內(nèi)開啟的第二單向閥同所述壓力提升箱連通，所述多級限壓機構(gòu)設置在所述壓力提升箱上，所述壓力提升箱設有同所述外水腔連通的回流通道，所述水輪機設置在所述回流通道內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述多級限壓機構(gòu)包括至少兩個限壓儲能缸，所述限壓儲能缸包括設有進液口的儲能缸缸體、位于儲能缸缸體內(nèi)的儲能缸活塞和驅(qū)動活塞朝向進液口移動的儲能彈簧，所述儲能缸缸體的側(cè)壁上還設有泄流口，所述儲能缸活塞設有朝向進液口所在側(cè)開啟的第三單向閥，所有的限壓儲能缸通過一個限壓儲能缸的進液口同另一個限壓儲能缸的泄壓口連接在一起的方式串聯(lián)連接在一起，第一個限壓儲能缸的進液口同壓力提升箱連通。當壓力提升箱內(nèi)的壓力升高時，驅(qū)動第一個限壓儲能缸內(nèi)的儲能彈簧壓縮儲能且實現(xiàn)限壓，當壓力上升到第一個限壓儲能缸的進液口同液流口連通時，液體經(jīng)液流口流向第二個限壓儲能缸的進液口，第二個限壓儲能缸進行同上述第一個限壓儲能缸的儲能限壓過程，以此類推，直到壓力穩(wěn)定在只能夠使第一個限壓儲能缸的儲能缸活塞同液流口對齊的位置。當壓力下降時則各級限壓儲能缸中的彈簧釋放能量且使限壓儲能缸缸體內(nèi)的液體回流到壓力提升箱內(nèi)。本技術(shù)方案限壓效果好，且進行限壓時能夠進能量進行儲存使得在壓力降低時進行釋放而維持壓力穩(wěn)定。

作為優(yōu)先，所述泄壓口設有一個出口端、至少兩個沿儲能缸缸體深度方向分布的進口端和將所有的進口端同出口端連通沿儲能缸缸體深度方向延伸的圓柱形連通段，所述連通段內(nèi)可轉(zhuǎn)動地密封連接有同所述出口端連通的調(diào)壓管，所述調(diào)壓管同每一個所述進口端等高的部位都設有連通孔，所述連通孔沿所述調(diào)壓管的周向錯開。能夠通過使不同的液流口同連通孔對齊來調(diào)整所需要限壓的壓力大小。

作為優(yōu)選，所述發(fā)電機連接在所述外水腔的外部，所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸伸入所述外水腔內(nèi)后同所述水輪機的轉(zhuǎn)軸連接在一起，所述外水腔內(nèi)密封連接有彈性密封套設在所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上的錐形密封套。進行密封裝配時方便。由于密封套為彈性結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生磨損后能夠在彈力的作用下進行補償，故不容易產(chǎn)生密封不良現(xiàn)象。

作為優(yōu)先，所述發(fā)電機、錐形密封套和外水腔的箱壁之間形成密封腔，所述密封腔設有同彈性氣囊連接在一起的氣道。安裝時先使氣囊壓扁，然后進行裝配，裝配好后松開氣囊，氣囊產(chǎn)生吸氣作用從而使得密封腔內(nèi)產(chǎn)生負壓，從而起到提高密封效果的作用。

作為優(yōu)選，所述發(fā)電機通過螺栓配合螺母同所述循環(huán)液流機構(gòu)連接在一起，所述螺母包括環(huán)形螺母本體和設置在螺母本體內(nèi)周面上的內(nèi)螺紋，所述螺母本體的內(nèi)周面上設有沿螺母的一端延伸至另一端的通槽，所述通槽將所述內(nèi)螺紋沿螺母本體的周向斷開，所述螺母本體設有穿過所述通槽的一側(cè)側(cè)壁后螺紋連接在通槽的另一側(cè)側(cè)壁上的通槽槽寬調(diào)節(jié)螺釘。在螺母鎖緊后鎖緊通槽槽寬調(diào)節(jié)螺釘而使得通槽寬度縮小，縮小的結(jié)果為使得內(nèi)螺紋的更緊地抱緊在螺栓上，從而使得螺母和螺栓之間不容易產(chǎn)生松動而導致發(fā)電機連接松動。

作為優(yōu)選，所述通槽有兩條。鎖緊效果要且度螺紋的破壞效果小。

作為優(yōu)選，所述兩條通槽沿螺母本體的周向均勻分布。能夠有效防止螺母產(chǎn)生局部脆弱現(xiàn)象。

作為優(yōu)選，螺母本體的外周面上設有助力槽。驅(qū)動螺母轉(zhuǎn)動時方便。

作為優(yōu)先，所述隔震墊的底面設有形變腔，所述形變腔內(nèi)設有隔板，所述隔板將所述形變腔分割成上儲液腔和下儲液腔，所述擱板設有連通所述上儲液腔和下儲液腔的主阻尼通道，所述主阻尼通道內(nèi)設有吸能板，所述吸能板穿設有可沿上下方向滑動的阻尼桿，所述阻尼桿設有支阻尼通道，所述下形變腔的下端設有朝向下儲液腔內(nèi)部拱起的碗形橡膠蓋。使用時，將液體填充在形變腔內(nèi)，本發(fā)明產(chǎn)生的振動傳遞給隔震墊而導致形變腔變形時，形變腔變形而驅(qū)動位于其內(nèi)的液體在上儲液腔和下儲液腔之間來回流動、吸能板和阻尼桿的晃動，液體流動以及吸能板和阻尼桿晃動過程中將振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏牡?。如果振動較小而不足以促使形變腔變形時，此時只有液體的晃動，液體晃動時阻尼桿產(chǎn)生晃動而吸能，設置阻尼桿能夠提高對高頻低幅振動的吸收作用，使得本發(fā)明不但能夠吸收高振幅的振動能量、還能吸收低振幅的振動能量，因此隔振效果更加。

作為優(yōu)選，所述阻尼桿沿上下方向延伸，所述阻尼桿的軸向兩端都伸出所述吸能板，所述阻尼桿的兩個軸向端面都為球面。能夠使得液體接受到非上下方向的振動時也能夠驅(qū)動阻尼桿沿上下方向運行而吸能。吸能效果好。

作為優(yōu)選，所述阻尼桿為圓柱形，所述阻尼桿的兩個軸向端面上都設有若干沿阻尼桿周向分布的擴容槽。能夠通過吸能桿同液體的接觸面積，以提高吸能效果和感應靈敏度。對水平方向的振動也能夠夠產(chǎn)生響應而吸能，吸收振動能量的可靠性更好。

作為優(yōu)選，所述隔震墊內(nèi)設有骨架，所述骨架為沿上下方向伸縮的螺旋彈簧。既能提高隔震墊的剛度以滿足支撐要求，同時還能夠進一步提高對高幅振動的吸收效果。

作為優(yōu)選，所述形變腔位于所述骨架所圍成的空間的內(nèi)部。骨架還能夠?qū)π巫兦坏淖冃云鸬綄蜃饔?，使得形變腔能夠可靠地變性而?qū)動液體流動而實現(xiàn)吸能。

本發(fā)明具有下述優(yōu)點：能夠通過水輪機將直線往復運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，從而能夠?qū)崿F(xiàn)無曲軸對旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的驅(qū)動而實現(xiàn)發(fā)電；隔振效果好；循環(huán)液流機構(gòu)的壓力穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為多級限壓機構(gòu)的放大的示意圖。

圖3為限壓儲能缸的放大示意圖。

圖4為圖1的C處的局部放大示意圖。

圖5為螺母的軸向示意圖。

圖6為圖1的C處的局部放大示意圖。

圖7為圖6的D處的局部放大示意圖。

圖8為圖7的E處的局部放大示意圖。

圖中：發(fā)電機2、發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸21、輪機系統(tǒng)3、循環(huán)液流機構(gòu)31、外水腔311、氣道3111、螺栓3112、補液腔3113、壓力提升箱312、回流通道3121、內(nèi)水腔313、缸體段3131、液壓活塞3132、液壓腔3134、連桿315、第一單向閥316、第二單向閥317、密封套318、密封腔319、氣囊310、水輪機32、螺母7、螺母本體71、內(nèi)螺紋72、通槽73、通槽的一側(cè)側(cè)壁731、通槽的另一側(cè)側(cè)壁732、通槽槽寬調(diào)節(jié)螺釘74、助力槽75、隔震墊8、形變腔81、上儲液腔811、下儲液腔812、隔板82、橡膠蓋83、骨架84、主阻尼通道85、吸能板86、阻尼桿87、軸向端面871、擴容槽872、支阻尼通道88、多級限壓機構(gòu)9、第一個限壓儲能缸91-1、第二個限壓儲能缸91-2、進液口911、儲能缸缸體912、儲能缸活塞913、儲能彈簧914、泄流口915、出口端9151、進口端9152、連通段9153、調(diào)壓管916、連通孔9161、第三單向閥917。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

參見圖1，一種設隔振墊的多級儲能限壓循環(huán)驅(qū)動輪機發(fā)電裝置，包括發(fā)電機2和輪機系統(tǒng)3。

輪機系統(tǒng)3包括循環(huán)液流機構(gòu)31和水輪機32。循環(huán)液流機構(gòu)31包括外水腔311、壓力提升箱312和位于外水腔內(nèi)的內(nèi)水腔313和多級限壓機構(gòu)9。壓力提升箱312和內(nèi)水腔313都位于外水腔311內(nèi)。內(nèi)水腔313內(nèi)設有缸體段3131。缸體段313滑動密封連接有液壓活塞3132。液壓活塞3132連接有伸出外水腔311的連桿315。液壓活塞3132將內(nèi)水腔313分隔為兩個液壓腔3134。液壓腔3134通過朝向液壓腔內(nèi)開啟的第一單向閥316同外水腔311連通。液壓腔3134通過朝向壓力提升箱內(nèi)開啟的第二單向閥317同壓力提升箱312連通。多級限壓機構(gòu)9設置在壓力提升箱312上。壓力提升箱312設有同外水腔311連通的回流通道3121。水輪機32設置在回流通道3121內(nèi)。發(fā)電機2通過螺栓3112配合螺母7固定在外水腔31的外部。發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸21伸進外水腔311后同水輪機的轉(zhuǎn)軸321連接在一起，具體為花鍵連接。外出液箱311同補液腔3113連通。外出液箱311設有隔振墊8。

隔震墊8的底面設有形變腔81。形變腔81內(nèi)設有隔板82。隔板82將形變腔81分割成上儲液腔811和下儲液腔812。下形變腔812的下端設有橡膠蓋83。橡膠蓋83為朝向下儲液腔812內(nèi)部拱起的碗形。隔震墊8內(nèi)設有骨架84。骨架84為沿上下方向伸縮的螺旋彈簧。形變腔81位于骨架84所圍成的空間的內(nèi)部。

多級限壓機構(gòu)9包括至少兩個限壓儲能缸9本實施例中為兩個限壓儲能缸，兩個限壓儲能缸為第一個限壓儲能缸91-1和第二個限壓儲能缸91-2。限壓儲能缸包括設有進液口911的儲能缸缸體912、位于儲能缸缸體內(nèi)的儲能缸活塞913和驅(qū)動活塞朝向進液口移動的儲能彈簧914。第一個限壓儲能缸91-1的進液口同壓力提升箱312連通。

參見圖2，儲能缸缸體912的側(cè)壁上還設有泄流口915。泄壓口泄流口915設有出口端9151、進口端9152和圓柱形連通段9153。進口端9152有6個。6個進口端9152沿儲能缸缸體912深度方向分布。連通段9153為沿儲能缸缸體912深度方向延伸的圓柱形。連通段9153將所有的進口端9152同出口端9151連通。連通段9153內(nèi)可轉(zhuǎn)動地密封連接有同出口端9151連通的調(diào)壓管916。儲能缸活塞913設有朝向進液口側(cè)開啟的第三單向閥917。第二個限壓儲能缸91-2的進液口同第一個限壓儲能缸91-1的泄壓口的出口端9151連接在一起而實現(xiàn)串聯(lián)連接在一起。

參見圖3，調(diào)壓管916設有6個同每一個所述進口端等高的部位都設有連通孔9161。6個連通孔9161同6個進口端9152一一對應地等高。6個連通孔9161沿調(diào)壓管916的周向錯開。

參見圖1到圖3，進行限壓的過程為，首先進行壓力設定，具體設定過程為：根據(jù)需要限壓到的壓力（即壓強）要求，轉(zhuǎn)到調(diào)壓管916到同所需要的壓力對應的進口端9152等高的連通孔9161同該進口端9152對齊，使得該進口端9152同出口端9151連通（沒有同連通孔9161對齊的進口端9152則不被調(diào)壓管916封堵住）。壓力=彈簧同對應進口端9152對齊時的彈力除以限壓缸活塞的面積。

限壓的過程為：當壓力提升箱312內(nèi)的壓力升高時，驅(qū)動第一個限壓儲能缸內(nèi)的儲能彈簧壓縮儲能且實現(xiàn)限壓，當壓力上升到第一個限壓儲能缸的儲能缸活塞移同出口端連通的進口端同進液口連通時，液體經(jīng)液流口流向第二個限壓儲能缸的進口端，第二個限壓儲能缸進行同第一個限壓儲能缸的儲能限壓過程，以此類推，直到壓力穩(wěn)定在只能夠使第一個限壓儲能缸的儲能缸活塞同可以溢流的液流口進口端對齊的位置，從而實現(xiàn)限壓。當壓力下降時則各級限壓儲能缸中的彈簧釋放能量且使限壓儲能缸缸體內(nèi)的液體回流到壓力提升箱內(nèi)。

參見圖4，外水腔311內(nèi)密封連接有錐形密封套318。密封套318位彈性橡膠套。密封套318彈性密封套設在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸21上。發(fā)電機2、錐形密封套318和外水腔311的箱壁之間形成密封腔319。密封腔319設有同彈性氣囊310連接在一起的氣道3111。

通過密封套318對發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸進行密封的過程為。裝配過程中按壓住氣囊310使氣囊容積縮小，然后將發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸伸入密封套318同水輪機的轉(zhuǎn)軸321連接在一起，使得密封套318密封套設在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上，且使形成密封腔319，然后松開氣囊310，氣囊在自身彈力的作用下?lián)伍_，撐開結(jié)果為在密封腔內(nèi)產(chǎn)生負壓，從而使得密封套318更加可靠地密封在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上。

參見圖5，螺母7包括環(huán)形螺母本體71和設置在螺母本體內(nèi)周面上的內(nèi)螺紋72。螺母本體71的內(nèi)周面上設有兩條通槽73。通槽73從沿螺母7的軸向一端延伸至另一端。通槽73將內(nèi)螺紋72沿螺母本體71的周向斷開。螺母本體71設有穿過通槽的一側(cè)側(cè)壁731后螺紋連接在通槽的另一側(cè)側(cè)壁732上的通槽槽寬調(diào)節(jié)螺釘74。兩條通槽73沿螺母本體71的周向均勻分布。螺母本體71的外周面上設有助力槽75。

參見圖6，擱板82設有若干條主阻尼通道85。主阻尼通道85連通上儲液腔811和下儲液腔812。主阻尼通道85內(nèi)設有吸能板86。

參見圖7，吸能板86中穿設有若干可沿上下方向滑動的阻尼桿87。阻尼桿87沿上下方向延伸。阻尼桿87的軸向兩端都伸出吸能板86。阻尼桿87為圓柱形。阻尼桿87設有支阻尼通道88。支阻尼通道88連通吸能板86上下方的空間（即連通上下儲液腔）。阻尼桿87的兩個軸向端面871都為球面。

參見圖8，阻尼桿87的兩個軸向端面871上都設有若干擴容槽872。擴容槽872沿阻尼桿87周向分布。

參見圖1，使用時，通過隔震墊8對本發(fā)明進行支撐，在上儲液腔811和下儲液腔812內(nèi)都裝滿液體（當然也可以在制作時灌裝液體）。產(chǎn)生的振動傳遞給隔震墊8而導致形變腔81變形時，使得液體在上儲液腔811和下儲液腔812之間來回流動、吸能板86和阻尼桿產(chǎn)生晃動，液體流動以及吸能板和阻尼桿晃動過程中將振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏牡?。如果振動較小而不足以促使形變腔變形時，此時只有液體的晃動，液體晃動時阻尼桿產(chǎn)生晃動而吸能。

本發(fā)明發(fā)電的過程為，通過發(fā)動機氣缸或其他力源驅(qū)動液壓活塞做左右方向的往復直線運動，活塞做直線往復運動時驅(qū)動液體以外水腔→內(nèi)水腔→壓力提升箱→外水腔之間進行單向循環(huán)，從而驅(qū)動水輪機32旋轉(zhuǎn)，水輪機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。