一种采用静态压力实现动态做功的转换装置及转换方法，该装置包括转子、输出轴、至少一组压力转换组，输出轴与所述转子不共线，输出轴包括主轴颈，主轴颈上设置有第一轴颈和第二轴颈，第一轴颈、第二轴颈、主轴颈不共线；压力转换组包括两个压力转换机构，压力转换机构包括套筒、第一腔体，第一腔体内设置有活塞，活塞上铰链连接有连杆，同一组压力转换组中的两个压力转换机构的连杆分别铰链连接至输出轴的第一轴颈、第二轴颈。本发明专利技术的压力转换机构在随转子转动的过程中，套筒和活塞的距离持续变化，活塞通过连杆推动输出轴旋转一定的角度，使得输出轴和转子之间形成的压力势能位差转变为持续推动输出轴的转动力，从而提高输出轴的输出动力。的输出动力。的输出动力。
【技术实现步骤摘要】
一种采用静态压力实现动态做功的转换装置及转换方法
[0001]本专利技术涉及能源领域，具体涉及一种采用静态压力实现动态做功的转换装置及转换方法。
技术介绍
[0002]发动机是为所需动力设备提供动力来源的装置，属能量转换装置。例如汽车发动机是将汽油/柴油的热能通过在密封汽缸内燃烧后膨胀气体，推动活塞作功，转变为机械能来实现动力转换。又例如火力发电是利用可燃物燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气压力推动蒸气机，蒸气机带动发电机来发电，实现能量转化。
[0003]随着能源转换装置种类的多元化发展，将重力、压力进行转换，提高能源利用效率的方式开始受到广泛关注。专利技术人在专利CN114567122A中提供了一种利用重力进行发电的设备，其其利用了重力具有固定的方向性且恒定不变的特点，使得物体在重力作用下与从动内轮相连的齿条推动棘轮转动，再把重力转换器输出轴转动的动力送到大功率发电机发电，实现重力到电能的转换。
[0004]为克服重力转换装置仅在竖直方向上做功的问题，专利技术人在专利CN115765314A和专利CN115833472A中，利用静态压力使得转子在受定子线圈驱动而旋转的过程中，能够持续通过推动机构向压力传动机构施加挤压力，进而产生额外做功，增加输出动力。压力转换装置实现静态压力动态做功的过程需要压力传动机构/方式具有高转换效率，且转换过程具有较高的稳定性。因此，有必要对现有的压力传动方式进行探索和完善。
技术实现思路
[0005]本专利技术的一个目的在于提供一种采用静态压力实现动态做功的转换装置，该转换装置利用中轴线不共线的转子和输出轴做同步不同心的转动，在转动过程中，转子和输出轴之间设置的至少一组压力转换单元的套筒和活塞的相对位置持续变化，进而使得活塞上铰接的推杆能够推动输出轴旋转，将施加于输出轴上的静态压力转化对输出轴的动态做功，不仅能够有效地提高输出轴的输出动力，而且简化了压力转换机构，压力转换过程更加稳定、安全可靠。
[0006]本上述目的通过下述技术方案实现：
[0007]一种采用静态压力实现动态做功的转换装置，包括转子、位于转子内的输出轴、以及连接于转子和输出轴之间的至少一组压力转换组，所述输出轴与所述转子不共线，所述输出轴包括主轴颈，所述主轴颈上设置有第一轴颈和第二轴颈，所述第一轴颈、第二轴颈、主轴颈不共线；所述压力转换组包括两个压力转换机构，所述压力转换机构包括固定连接于转子内壁上的套筒，所述套筒内设置有第一腔体，所述第一腔体内设置有可沿套筒移动的活塞，所述活塞上铰链连接有连杆，同一组压力转换组中的两个压力转换机构的连杆分别铰链连接至输出轴的第一轴颈、第二轴颈。
[0008]本技术方案中，与现有技术中的压力循环发电装置类似的是，转换装置包括转子，转子内设置的输出轴用于连接外部负载，例如发电机的转子。转子和输出轴不共线，以使得输出轴和转子之间形成压力势能位差。转子在牵引电机的驱动下转动，带动输出轴旋转，转子与输出轴产生同步而不同心的转动。通过转子和输出轴之间的压力转换组，将转子施加于压力转换组的挤压力转换为压力转换组对输出轴的推动力，进而推动输出轴转动。
[0009]本技术方案中，与现有技术不同的是输出轴、压力转换组的设置方式，以及输出轴和压力转换组的连接方式。
[0010]具体地，输出轴包括主轴颈，主轴颈上设置有若干第一轴颈和第二轴颈。主轴颈、第一轴颈、第二轴颈可以依次交替连接，也可以两端为主轴颈，中间为第一轴颈、第二轴颈交替连接。主轴颈的中轴线为输出轴的中轴线，输出轴两端的主轴颈可通过轴承安装于升降机构上，以调整输出轴的中轴线与转子的中轴线之间的偏移量，进而调节转子内壁通过压力转换组对输出轴施加的压力。第一轴颈、第二轴颈、主轴颈三者的中轴线两两不共线，也即第一轴颈、第二轴颈相对于主轴颈存在偏移距离。
[0011]一个压力转换组对应一根第一轴颈和一根第二轴颈。压力转换组中包含两个压力转换机构，两个压力转换机构的结构相同，区别在于各自套筒在转子内壁上的安装位置，以及连杆所铰接的轴颈。压力转换机构包括的套筒固定安装于转子的内壁上，在转子随牵引电机转动的过程中，套筒同步旋转。套筒内设置有第一腔体，第一腔体内的活塞可以沿套筒的轴向移动，套筒的底面和活塞的底面之间的第一腔体内可以设置润滑油，也可以不设置。活塞上铰链连接有连杆，连杆上铰链连接有第一轴颈或第二轴颈，因此，连杆既可以相对于活塞翻转一定角度，也可以相对于轴颈翻转一定的角度。
[0012]工作时，各压力转换机构的套筒随转子同步转动。在压力转换机构随转子转动的一个周期/一圈中，由于输出轴的中轴线与转子的中轴线存在偏移距离，例如，在竖直方向上，输出轴中轴线低于转子中轴线一段距离，这将使得压力转换机构的套筒从转子顶部旋转至转子底部的过程中，套筒与活塞之间的距离逐渐减小，套筒旋转至转子底部时，活塞与套筒之间的距离最小，活塞在套筒内处于行程低位，此时活塞与第一/第二轴颈之间的距离为D，当连杆的长度L被设置为大于D时，连杆将推动第一/第二轴颈旋转一定角度以使得压力转换机构能够通过转子底部，从而促使输出轴旋转一定角度。同理地，当压力转换机构的套筒从转子的底部旋转至转子顶部的过程中，套筒与活塞之间的距离将逐渐增大，当套筒旋转至转子顶部时活塞在套筒内达到行程高位。以此类推，当转子转动一圈时，各压力转换机构均推动输出轴旋转一定的角度，通过接力的形式实现静态压力的循环动态做功。
[0013]本专利技术中，压力转换机构采用套筒和活塞的方式，使得在转子转动过程中套筒和活塞的距离持续变化，在变化过程中，活塞通过连杆推动输出轴旋转一定的角度，从而使得输出轴和转子之间形成的压力势能位差转变为持续推动输出轴的转动力，从而提高输出轴的输出动力，同时，相较于现有的齿轮结构，活塞、套筒、连杆、曲轴输出轴的方式的能量转换更加稳定，且零部件的加工生产及零部件的匹配要求更低，结构也更加简化，可靠性更高。
[0014]本专利技术中，同一组压力转换组中的两个压力转换机构可以有多种实施方式，原理上只要在活塞处于行程低位或行程低位附近时，连杆能够推动输出轴旋转一定的角度即可实现能量的转换。
[0015]在部分优选的实施例中，为了提高输出效率，同一组压力转换组中，当一个压力转换机构的活塞接近行程低位时，另一个压力转换机构的活塞接近行程高位，第一轴颈的中轴线与主轴颈的中轴线构成第一平面，第二轴颈的中轴线与主轴颈的中轴线构成第二平面，所述第一平面和第二平面不共面。
[0016]本技术方案中，两个压力转换机构的连杆之间的夹角接近180
°
，从而使得当一个压力转换机构从行程高位向行程低位移动的过程中，其能持续推动输出轴旋转一定的角度，而当该压力转换机构从行程低位向行程高位移动时，另一个压力转换机构又从行程高位向行程低位移动，进而接力、持续推动输出轴旋转，提高输出动力。
[0017]为了提高循环的稳定性，两个压力转换机构的连杆间的夹角不等于180
°
。也即，第一轴颈的中轴线和主轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用静态压力实现动态做功的转换装置，包括转子(6)、位于转子(6)内的输出轴(4)、以及连接于转子(6)和输出轴(4)之间的至少一组压力转换组，所述输出轴(4)与所述转子(6)不共线，其特征在于，所述输出轴(4)包括主轴颈(41)，所述主轴颈(41)上设置有第一轴颈(42)和第二轴颈(43)，所述第一轴颈(42)、第二轴颈(43)、主轴颈(41)不共线；所述压力转换组包括两个压力转换机构，所述压力转换机构包括固定连接于转子(6)内壁上的套筒(71)，所述套筒(71)内设置有第一腔体(73)，所述第一腔体(73)内设置有可沿套筒(71)移动的活塞(72)，所述活塞(72)上铰链连接有连杆(8)，同一组压力转换组中的两个压力转换机构的连杆(8)分别铰链连接至输出轴(4)的第一轴颈(42)、第二轴颈(43)。2.根据权利要求1所述的一种采用静态压力实现动态做功的转换装置，其特征在于，同一组压力转换组中，当一个压力转换机构的活塞(72)接近行程低位时，另一个压力转换机构的活塞(72)接近行程高位，第一轴颈(42)的中轴线与主轴颈(41)的中轴线构成第一平面，第二轴颈(43)的中轴线与主轴颈(41)的中轴线构成第二平面，所述第一平面和第二平面不共面。3.根据权利要求1所述的一种采用静态压力实现动态做功的转换装置，其特征在于，包括至少两组压力转换组，任意两组压力转换组所在的平面之间存在夹角。4.根据权利要求1所述的一种采用静态压力实现动态做功的转换装置，其特征在于，所述第一腔体(73)内设置有润滑油(11)。5.根据权利要求4所述的一种采用静态压力实现动态做功的转换装置，其特征在于，所述活塞(72)内设置有与...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗业富，吴波，
申请(专利权)人：华汽动力科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：
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