【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可再生能源，特别是一种利用外力平衡优化能量传递的装置和方法。
技术介绍
1、可再生能源是来自大自然的能源，包括太阳能、风力、地热、潮汐等，其中，潮汐是重力场产生的，因此，重力场能量属于可再生能源。潮汐发电间接利用了重力场能源，但是人们不能控制潮汐发生的时间、地点和大小。美国专利（us 8919111 b2）“利用浮力获得液体内能量的装置和方法”，该专利是通过物理现象的发现，利用该技术将重力场能量转换为机械能，能在任意时间、地点和空间应用重力场能量，实现了人为对重力场能量的控制性应用，具有很好的应用前景。
2、上述专利文件记载的装置，是把地球重力转换为机械能的装置，该装置在本专利技术中称为：重力转换器。重力转换器的结构属于液力机械，人们可以复制专利技术，也可以通过完善能量传递结构实现产业化。在装置系统中，存在外部和重力场两个不同性质的能量传递子系统，其中，外部能量转换为机械能，能量传递是守恒的，重力场能量以浮力的形式转换为液体重力做功，也就是，外部能量是闭环传递的，是为浮力传递提供条件的。由于外部能量传递与向装置中输入液体的量有关，在应用中为了获得更大的输出功率，需要很多的液体流量，因此，需要单独设计大型的外部能量传递装置，不仅成本高而且能量损失大。另一个影响能量转换效率的因素是密封产生的摩擦损失。因此，如何利用装置固有的结构和能量传递特征优化能量传递，即：节省液体输送成本、提高输出功率和减少密封损失,是该技术应用中需要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利
2、本专利技术的目的是这样实现的：一种利用外力平衡优化能量传递的装置，用于重力转换器的外力传递，重力转换器包括：壳体（1）、浮体（2）、输出轴（2-1）、进出液口（1-1）和进出气口（1-2）；还包括：气体输送装置、能量补偿装置和密封装置（3）；气体输送装置分别与壳体（1）的进出气口（1-2）和能量补偿装置连接；能量补偿装置与壳体（1）连接；密封装置（3）位于壳体（1）和浮体（2）之间，并固定在壳体（1）上，将壳体（1）分成两个工作室，所述的两个工作室为液体密封室和空气密封室，密封装置（3）的密封面与浮体（2）密封，为动密封。
3、所述的气体输送装置是利用重力转换器产生的气压传递外力的装置，包括：气体换向器（4）和稳压罐（5）；气体换向器（4）连通壳体（1）的进出气口（1-2）和稳压罐（5）；稳压罐（5）与能量补偿装置连接。
4、所述的能量补偿装置是输送液体的装置，包括：水箱（6）和增压泵（7）；水箱（6）与稳压罐（5）连通；水箱（6）的底部与增压泵（7）的输入端连通，增压泵（7）的输出端与壳体（1）的进出液口（1-1）连通。
5、所述的气体换向器（4）是实现管道之间的换向输送的装置；所述的气体换向器包括：控制器和阀门，阀门安装在相对应的管道上，控制器控制阀门实现管道之间的自动换向输送。
6、所述的工作室以安装在壳体（1）中线的密封装置（3）划分，中线的一侧为液体密封室，另一侧为空气密封室；两个工作室的体积相同；所述的液体密封室是浮体（2）能产生液体浮力的密封室；所述的空气密封室为不产生液体浮力的密封室。
7、优选的，所述的液体密封室和空气密封室的顶部分别设有第一进出气口（1-5）和第二进出气口（1-7），在第一进出气口（1-5）和第二进出气口上分别连接有第一排气阀（1-6）和第二排气阀（1-8）；所述的排气阀为浮球式排气阀，有液体浮力时关闭，无液体浮力时打开；底部分别设有第一进出液口（1-1）和第二进出液口（1-3），在第一进出液口（1-1）和第二进出液口（1-3）上分别连接有第一截止阀（1-2）和第二截止阀（1-4）。
8、优选的，所述的气体换向器（4）采用二位四通转换阀；二位四通转换阀一侧的t和p二个端口分别与液体密封室的第一进出气口（1-5）和空气密封室的第二进出气口（1-7）连接；二位四通转换阀另一侧的a端口与稳压罐（5）连接，另一个b端口与大气相通；稳压罐（5）的一个出口连接到水箱（6）的上端，第一进出气口（1-5）与稳压罐（5）连通时，同时第二进出气口（1-7）与大气连通；第二进出气口（1-7）与稳压罐（5）连通时，同时第一进出气口（1-5）与大气连通。
9、所述的与大气连通，包括浮体（2）与壳体（1）之间的气体，无回收价值时直接排入大气，有回收价值时将气体补入稳压罐（5）或产生机械能。
10、所述的增压泵（7）是提升液体的装置，为离心泵或变频恒压管道泵。
11、所述的水箱（6）为液体密封室、压力水箱或水池。
12、所述的稳压罐（5）是调节气压的气体存储容器，为储气罐或膨胀罐。所述的容器有输气口、安全阀；所述的调节压力包括减少气压波动以及调整出气压力；调整出气压力的方法，为采用节流或减压阀等。
13、所述的能量补偿装置是一种气缸式能量补偿装置，包括：气缸（10）和电机（11）；气缸（10）与壳体（1）的侧面连接；电机（11）与气缸（10）连接；
14、所述的气缸（10）是利用空气密封室内的预置气体输送液体的装置，包括：缸体（10-1）、柱塞（10-2）、输气口（10-3）和驱动杆（10-4）；缸体（10-1）与壳体（1）的一侧的侧面连接，缸体（10-1）上设有输气口（10-3）；驱动杆（10-4）与柱塞（10-2）连接，并穿过缸体（10-1）的封头，位于封头外的驱动杆（10-4）上设有变速箱，变速箱与电机（11）连接；所述的侧面包括轴向侧面或径向侧面；所述的气缸（10）为柱塞缸或伸缩柱塞缸。
15、所述的伸缩柱塞缸的柱塞是能够伸缩的柱塞，包括：缸体（10-1）、伸缩柱塞、输气口（10-3）和驱动杆（10-4）；缸体（10-1）与壳体（1）的一侧的侧面连接，缸体（10-1）上设有输气口（10-3）；驱动杆（10-4）与伸缩柱塞连接，并穿过缸体（10-1）的封头，位于封头外的驱动杆（10-4）上设有变速箱。
16、所述的伸缩柱塞位于缸体（10-1）内，包括：伸缩管、端板（10-5）和滑轨（12）；伸缩管的一个端口与缸体（10-1）的内壁密封连接，另一个端口与端板（10-5）密封连接；端板（10-5）的内侧与驱动杆（10-4）连接；所述的端板（10-5）的边沿设置有滑套，滑套安装在滑轨（12）上，滑轨（12）固定在壳体（1）的内侧。
17、所述的密封装置（3）为：滑动密封、或者为滚动密封；所述的滚动密封包括：轴密封（3-1）和壁密封；
18、所述的轴密封（3-1）套接在浮体（2）两侧的输出轴（2-1）上，位于壳体（1）和浮体（2）之间；两侧的轴密封（3-1）在输出轴（2-1）底部连接为一体；对壳体（1）、浮体（2）和输出轴（2-1）之间的间隙实施密封；
19、所述的壁密封包括侧壁密封和顶壁密封，结构相同，安装本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.利用外力平衡优化能量传递的装置，用于重力转换器的外力传递，重力转换器包括：壳体（1）、浮体（2）、输出轴（2-1）、进出液口（1-1）和进出气口（1-2）；其特征在于，还包括：气体输送装置、能量补偿装置和密封装置（3）；气体输送装置分别与壳体（1）的进出气口（1-2）和能量补偿装置连接；能量补偿装置与壳体（1）连接；密封装置（3）位于壳体（1）和浮体（2）之间，并固定在壳体（1）上，将壳体（1）分成两个工作室，所述的两个工作室为液体密封室和空气密封室；密封装置（3）的密封面与浮体（2）密封，为动密封。
2.根据权利要求1所述的利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征在于，所述的气体输送装置是利用重力转换器产生的气压传递外力的装置，包括：气体换向器（4）和稳压罐（5）；气体换向器（4）连通壳体（1）的进出气口（1-2）和稳压罐（5）；稳压罐（5）与能量补偿装置连接。
3.根据权利要求1所述的利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征在于，所述的能量补偿装置是输送液体的装置，包括：水箱（6）和增压泵（7）；水箱（6）与稳压罐（5）连通；水箱（6）的底部与增压泵（
4.根据权利要求1所述的利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征是：所述的水箱（6）包括：液体密封室、压力水箱或水池。
5.根据权利要求1所述的利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征在于，所述的能量补偿装置是一种气缸式能量补偿装置，包括：气缸（10）和电机（11）；气缸（10）与壳体（1）的侧面连接；电机（11）与气缸（10）连接；
6.根据权利要求5所述的利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征在于，所述的伸缩柱塞缸的柱塞是能够伸缩的柱塞，包括：缸体（10-1）、伸缩柱塞、输气口（10-3）和驱动杆（10-4）；缸体（10-1）与壳体（1）的一侧的侧面连接，缸体（10-1）上设有输气口（10-3）；驱动杆（10-4）与伸缩柱塞连接，并穿过缸体（10-1）的封头，位于封头外的驱动杆（10-4）上设有变速箱；
7.根据权利要求1所述的一种利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征在于，所述的密封装置（3）包括：滑动密封和滚动密封；
8.一种利用外力平衡优化能量传递的方法，其特征在于，在水箱（6）内预置液体，在空气密封室内预置压强为P的气体；预置的气体压强P施加给液体，将液体输送到液体密封室；液体密封室的浮体（2）以输出轴（2-1）为轴，向空气密封室转动压缩预置的气体，并从输出轴（2-1）输出扭矩；被压缩的预置气体提供给水箱（6）。
9.根据权利要求8所述的一种利用外力平衡优化能量传递的方法，其特征在于，能量传递的具体方法：
10.一种利用外力平衡优化能量传递装置,其特征在于，还包括：二个重力转换器、分水器和分水器控制器；所述的二个重力转换器结构相同，分别为A机组和B机组；A机组的第一进出气口（1-5）和B机组的第二进出气口（1-7）与气体换向器（4）连通，气体换向器（4）与稳压罐（5）连通；A机组的第一进出液口（1-1）和B机组的第二进出液口（1-3）与增压泵（7）之间有分水器连通，分水器连接分水器控制器；
...【技术特征摘要】
1.利用外力平衡优化能量传递的装置，用于重力转换器的外力传递，重力转换器包括：壳体（1）、浮体（2）、输出轴（2-1）、进出液口（1-1）和进出气口（1-2）；其特征在于，还包括：气体输送装置、能量补偿装置和密封装置（3）；气体输送装置分别与壳体（1）的进出气口（1-2）和能量补偿装置连接；能量补偿装置与壳体（1）连接；密封装置（3）位于壳体（1）和浮体（2）之间，并固定在壳体（1）上，将壳体（1）分成两个工作室，所述的两个工作室为液体密封室和空气密封室；密封装置（3）的密封面与浮体（2）密封，为动密封。
2.根据权利要求1所述的利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征在于，所述的气体输送装置是利用重力转换器产生的气压传递外力的装置，包括：气体换向器（4）和稳压罐（5）；气体换向器（4）连通壳体（1）的进出气口（1-2）和稳压罐（5）；稳压罐（5）与能量补偿装置连接。
3.根据权利要求1所述的利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征在于，所述的能量补偿装置是输送液体的装置，包括：水箱（6）和增压泵（7）；水箱（6）与稳压罐（5）连通；水箱（6）的底部与增压泵（7）的输入端连通，增压泵（7）的输出端与壳体（1）的进出液口（1-1）连通。
4.根据权利要求1所述的利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征是：所述的水箱（6）包括：液体密封室、压力水箱或水池。
5.根据权利要求1所述的利用外力平衡优化能量传递的装置，其特征在于，所述的能量补偿装置是一种气缸式能量补偿装置，包括：气缸（10）和电机（11）；气缸（10）与壳体（1）的侧面...
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