阅读说明：本技术 一种具有推进功能的离心机 (Centrifuge with advancing function ) 是由 夏善胜 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种具有推进功能的离心机,离心锥壳的底部设置传动箱,电机通过传动箱带动离心锥壳旋转,离心锥壳上部外侧设有力交换器,集水管的一端与进液孔连通,所述集水管的另一端连接抽水组件的进水口,抽水组件的出水口与抽水管连通,所述抽水管的另一端与螺旋管或V形管密封连接,引导管贴接于离心锥壳的内壁上。本发明循环高速失衡与平衡的过程,使离心机整体带动所需推动的物体做高速运动,抗干扰能力强,可以安装在小型及中大型飞行设备的内部,在悬停静止时内部高速旋转且不对周围的环境造成扰动,只需要提供离心机旋转的扭力即可实现多向自由位移,资源利用率高,运动过程稳定,运动速度上限高,提速过程迅速。(The invention relates to a centrifugal machine with a propelling function, wherein a transmission case is arranged at the bottom of a centrifugal conical shell, a motor drives the centrifugal conical shell to rotate through the transmission case, a force exchanger is arranged on the outer side of the upper part of the centrifugal conical shell, one end of a water collecting pipe is communicated with a liquid inlet hole, the other end of the water collecting pipe is connected with a water inlet of a water pumping assembly, a water outlet of the water pumping assembly is communicated with a water pumping pipe, the other end of the water pumping pipe is hermetically connected with a spiral pipe or a V-shaped pipe, and a guide pipe is attached to the inner wall. The invention circulates the processes of high-speed unbalance and balance, enables the centrifuge to integrally drive an object to be pushed to move at a high speed, has strong anti-interference capability, can be installed in small and medium-large flying equipment, rotates at a high speed when hovering and standing still, does not disturb the surrounding environment, can realize multidirectional free displacement only by providing the torque force of the rotation of the centrifuge, and has the advantages of high resource utilization rate, stable movement process, high upper limit of movement speed and rapid speed increase process.)

一种具有推进功能的离心机

技术领域

本发明涉及推进设备技术领域，尤其是一种具有推进功能的离心机。

背景技术

飞行器要离开地面持续飞行离不开推进设备的支持，传统的推进设备通常利用大量的化石燃料或高能物质来驱动，以反作用力推动飞行器前进，在这一过程消耗大量能源，且在燃料燃烧过程中产生大量废气和废液，污染环境。同时传统推进设备的加速过程受到的限制较多，燃料驱动技术复杂，能耗大，能量转换效率低，安全性能较差。此外一些小型的飞行器也需要合适的驱动设备，由于体积和结构原因，并不能适用大型飞行器，例如飞机和火箭的所采用的推进技术，如果将现有的推进设备简化后安装于小型飞行器上，其实用性、安全性也让人堪忧。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种具有推进功能的离心机，当离心锥壳高速旋转时，通过定时启闭控制开关，使本发明不断受到指向特定方向的离心力牵引和抛物推进，实现定向高速推进位移。

本发明所采用的技术方案如下：

一种具有推进功能的离心机，包括离心锥壳，离心锥壳的底部设置传动箱，电机通过传动箱带动离心锥壳旋转，离心锥壳上部外侧设有力交换器，力交换器固接于外部支架上并与离心锥壳的上部侧壁形成间隙；力交换器的结构为：包括缓冲外壳，缓冲外壳的中部设有集液槽，集液槽的开口与离心锥壳的侧壁相对设置，集液槽的槽底面中部开设进液孔；集液管的一端与进液孔连通，集液管的另一端连接抽液组件的进水口，抽液组件的出液口与抽液管连通，抽液管的另一端与引导管的下端密封连接，引导管上端向离心锥壳外侧垂直弯折并贯穿离心锥壳的侧壁，引导管的上端管口与力交换器的集液槽相对设置，引导管的中部还安装有控制开关。

其进一步技术方案在于：

离心锥壳的上半部为圆柱形壳体，离心锥壳的下半部为倒置的圆锥形壳体；力交换器与离心锥壳相对的上下两端形成弧形面，弧形面的直径与离心锥壳上半部圆柱状壳体的直径相同；

离心锥壳的上半部圆柱形壳体直径与下半部圆锥形壳体顶部直径相同；

引导管为紧贴离心锥壳内壁面设置的直线管体，与引导管相对的离心锥壳内壁面上还设置有配重平衡组件；

配重平衡组件的质量与安装有控制开关的引导管质量相同；

配重平衡组件为与引导管对称设置的管状结构，且管状结构上安装有平衡配重块；

引导管为螺旋状结构，引导管上半段为紧贴离心锥壳圆柱状壳体内壁的直管结构，与直管结构相对的离心锥壳内壁面上还设置有平衡配重块，引导管下半段为与离心锥壳的圆锥状壳体内壁贴合的螺旋管结构；

抽液组件包括用于储存集液管流入液体的蓄液池，以及将液体从蓄液池中引入抽液管中的泵体；

传动箱包括箱体，箱体内安装有相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，第二锥齿轮与电机的输出轴配合，第一锥齿轮与传动轴配合，传动轴与输出轴垂直设置，传动轴的中心开设液体通道，液体通道的下端与抽液管配合，液体通道的上端与引导管配合；

集液管内安装有交叉间隔设置的缓冲减速叶片，集液管的直径大于引导管的直径。

本发明的有益效果如下：

本发明结构合理，操作方便，本发明通过向特定方向增加物质，让局部离心力增大达到失衡状态，离心机指定方向产生离心牵引，且因物质逃逸产生的抛物推进，使离心机整体产生推进偏移，随后让引起离心力失衡的物质迅速逃离，使本发明恢复到平衡状态，通过循环高速失衡与平衡的过程，本发明能整体带动所需推动的物体做高速运动，抗干扰能力强，可以安装在超大型、小型和微型飞行或需要位移的设备内部或外部，在静止时不对周围的环境造成扰动，只需要提供离心机旋转的扭力，通过两个或多个离心机相互协作即可实现多向自由位移，资源利用率高，运动过程稳定，运动速度可随离心机转速提高而增大，速度上限高，提速过程迅速。离心质量、旋转半径、自转速度决定离心机的驱动力大小，稳定可控。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图(内部流动物质为液体)。

图2为图1的另一视角示意图(力交换器局部剖视)。

图3为本发明的另一整体结构示意图(内部流动物质为固体)。

图4为本发明的力交换器局部结构示意图。

图5为离心锥壳与力交换器位置关系俯视图。

图6为本发明的传动箱与电机连接结构示意图。

图7为本发明的集液管内部结构示意图。

其中：1、离心锥壳；2、引导管；3、控制开关；4、电机；5、抽液管；6、抽液组件；7、集液管；8、传动箱；9、力交换器；10、平衡配重块；11、缓冲减速叶片；12、固体流动物质；

401、输出轴；

801、箱体；802、第一轴承；803、传动轴；804、第一锥齿轮；805、第二锥齿轮；806、液体通道；807、第二轴承；

901、缓冲外壳；902、弧形面；903、进液孔；904、集液槽。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明包括离心锥壳1，离心锥壳1的底部设置传动箱8，电机4通过传动箱8带动离心锥壳1旋转，离心锥壳1上部外侧设有力交换器9，力交换器9固接于外部支架上并与离心锥壳1的上部侧壁形成间隙；力交换器9的结构为：包括缓冲外壳901，缓冲外壳901的中部设有集液槽904，集液槽904的开口与离心锥壳1的侧壁相对设置，集液槽904的槽底面中部开设进液孔903；集液管7的一端与进液孔903连通，集液管7的另一端连接抽液组件6的进水口，抽液组件6的出液口与抽液管5连通，抽液管5的另一端与引导管2的下端密封连接，引导管2上端向离心锥壳1外侧垂直弯折并贯穿离心锥壳1的侧壁，引导管2的上端管口与力交换器9的集液槽904相对设置，引导管2的中部还安装有控制开关3。

离心锥壳1的上半部为圆柱形壳体，离心锥壳1的下半部为倒置的圆锥形壳体。离心锥壳1的上半部圆柱形壳体直径与下半部圆锥形壳体顶部直径相同；力交换器9与离心锥壳1相对的上下两端形成弧形面902，弧形面902的直径与离心锥壳1上半部圆柱状壳体的直径相同。

引导管2为紧贴离心锥壳1内壁面设置的直线管体，与引导管2相对的离心锥壳1内壁面上还设置有配重平衡组件。配重平衡组件的质量与安装有控制开关3的引导管2质量相同。配重平衡组件为与引导管2对称设置的管状结构，且管状结构上安装有平衡配重块10。

引导管2为螺旋状结构，引导管2上半段为紧贴离心锥壳1圆柱状壳体内壁的直管结构，与直管结构相对的离心锥壳1内壁面上还设置有平衡配重块10，引导管2下半段为与离心锥壳1的圆锥状壳体内壁贴合的螺旋管结构。

抽液组件6包括用于储存集液管7流入液体的蓄液池，以及将液体从蓄液池中引入抽液管5中的泵体。传动箱11包括箱体801，箱体801内安装有相互啮合的第一锥齿轮804和第二锥齿轮805，第二锥齿轮805与电机4的输出轴401配合，第一锥齿轮804与传动轴803配合，传动轴803与输出轴401垂直设置，传动轴803的中心开设液体通道806，液体通道806的下端与抽液管5配合，液体通道806的上端与引导管2配合。集液管7内安装有交叉间隔设置的缓冲减速叶片11，缓冲减速叶片11主要用于增加阻力和交换动力，集液管7的直径大于引导管2的直径。

传动箱8中安装有与传动轴803配合的第一轴承802，以及与输出轴401配合的第二轴承，使传动过程承载稳定。

本发明包含如下两个实施例：

实施例1：如图1所示，为内部流动物质为液体的离心机结构，此时引导管2与配重平衡组件构成V型管结构。将本发明安装于需要推进的物体上，电机4驱动离心锥壳1高速旋转，此时引导管2中的液体被控制开关3截住，无法往上运动。控制开关3可以为电磁阀，也可以为其他能按需启闭的开关结构，控制开关3通过电气线路连接外部的控制模块。当引导管2的上端管口旋转至与力交换器9相对时，控制开关3收到一组快速开启和关闭指令，部分液体会进入位于控制开关3上部的引导管2中。由于引导管2中的物质突然增加，打破离心力平衡，使本发明受到朝向力交换器9方向的牵引力。由于引导管2上端管口并未封闭，液体向外侧逃逸，在逃逸过程中做抛物质运动，产生的物质惯性动能大部分被力交换器吸收，小部分被集水槽904收集，通过进液孔903和集水管7后流入抽水组件6中。此时因离心牵引和抛物推进使本发明产生失衡运动，进而发生位移，本发明带动需要推进的物体做高速运动。抽水组件6中的液体可以通过抽水管5流回引导管2中，实现循环利用。

实施例2：如图2所示，为内部流动物质为固体的离心机结构。其工作原理与内部流动物质为液体的离心机相似，区别在于：固体流动物质12为球体或易流动的颗粒，本事实例中采用球体。引导管2上半段紧贴离心锥壳1的圆柱状壳体内壁，下半段为与离心锥壳1的圆锥状壳体内壁贴合的螺旋状结构，采用螺旋状结构既可以使固体流动物质12顺利通过，也能使固体流动物质12通过引导管2时动态平衡；抽水组件6需要调整为可以将固体流动物质12推入引导管2内并使其持续上行的气动组件。抽水管5和集水管7需要调整为直径可供固体流动物质12通过且内壁光滑的管状结构。

引导管2的管内液体或固体在高速自转离心力和压力作用下流动至控制开关3处，在回转过程中受力平衡，不会向四面摇晃。

当控制开关3在指定方向打开，液体或固体物质在指定方向瞬间增加，局部离心力变大，失衡物质将会努力摆脱绕圆旋转，在弧形区产生直线离心力，推动转桶向指定方向移动。

离心锥壳1虽然高速自转，但轴心没有发生任何位移，在控制开关3打开之后出现的物质是高速直线运动状态，由于受到离心锥壳1约束，所以离心力是始终存在的，这部分物质必然会牵引或推动没有发生位移的离心锥壳1朝指定方向运动。

当控制开关3关闭时，流动物质高速逃离转桶，在力交换器9内减速，若管内的流动物质为金属固体，还可在外部设置电磁感应装置进行发电，回收部分电能。当流动物质把惯性势能转移给力交换器9，力交换器9受力前移，整个离心机在前行位移中达到平衡状态。减速后液体或固体沿管道流回，实现往复循环运动，产生持续的推进作用。

为节省空间，所述螺旋状结构也可以压缩成平面螺旋结构，此时在不改变工作原理的前提下，可以大幅减少空间占用，适用于飞行背包等安装空间较小的场合。

本发明的原理为：

离心机在自转过程中，如果没有阀门控制螺旋管内高速移动并处于逃逸状态的液体，则不会始终保持某一方向的离心力；

高速直线运动状态的物质，在经过无论是静止还是自转的弧形阻挡面时，都会进行力学变向产生离心力，推动这个弧形阻挡面一起向前移动；

通过水枪喷出去的液体，存在相互作用力，而且大小相等方向相反。而通过此款离心机甩出的物质，仅产生单方向逃脱的惯性势能。

流动物质在控制开关3以下的引导管2里流动时处于平衡状态，不会发生水平旋转方向的失衡。离心锥壳1虽然高速旋转，但其轴心没有发生任何位移，在控制开关3打开之后上部管体内出现流动物质，这部分流动物质处于高速直线运动状态，由于受到离心锥壳1的约束，所以离心力是始终存在的，高速位移的具有很大惯性势能的流动物质与离心锥壳1脱离时，必然会牵引或推动没有发生位移的离心锥壳一起前移。在控制开关3打开释放物质产生局部偏重的过程中，会在指定方向产生离心力失衡，带动整个离心机向指定方向发生偏移。在物质逃离过程中，充分利用物质的势能惯性，在力交换器9中受到阻力而减缓流速，让其势能惯性产生的动能转移到力交换器9上，力交换器9受力前移，再次带动离心机前移，减速后的液体或固体物质可循环利用。这一原理在真空中同样适用，因而具有应用于宇宙深空的前景，可以作为宇宙航行器的驱动装置。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。