專利名稱：：負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種液體補(bǔ)償裝置，尤其是一種利用負(fù)壓進(jìn)行液體補(bǔ)償?shù)呢?fù)壓液體補(bǔ)te農(nóng)且ο
背景技術(shù)：
：如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的浮體m在空氣中下降、在液體中上浮的示意圖，一個(gè)密度小于水但遠(yuǎn)大于空氣的物體M在地心引力的作用下會(huì)在高H處作自由落體運(yùn)動(dòng)，反之，在浮力作用下，浮體m會(huì)在水深h處作離開地心的上浮運(yùn)動(dòng)。如果讓這一對力(重力和浮力)結(jié)合起來，讓浮體m在浮力作用下上升至高H處并轉(zhuǎn)移到空中來，在重力作用下下降至深h處再轉(zhuǎn)移到液體中去，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。公知的托里拆利實(shí)驗(yàn)中使用的水銀柱在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的高度是76厘米，如圖2所示，為公知的托里拆利實(shí)驗(yàn)示意圖，水柱的高度為10.33米，水柱直徑可以大到幾十厘米數(shù)量級。但是現(xiàn)有技術(shù)中沒有利用托里拆利實(shí)驗(yàn)原理的，利用負(fù)壓進(jìn)行液體補(bǔ)償?shù)呢?fù)壓液體補(bǔ)償裝置。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，以實(shí)現(xiàn)重力和浮力的結(jié)合。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，包括第一箱體，該箱體頂部具有上通孔，底部具有下通孔；上密閉門，密閉設(shè)置在所述上通孔外側(cè)；下密閉門，密閉設(shè)置在所述下通孔外側(cè)；抽氣管道，該抽氣管道通過上密閉門與所述第一箱體相導(dǎo)通，用于抽取所述第一箱體內(nèi)的氣體；第二箱體，置于所述下通孔的下方，與所述第一箱體內(nèi)的液體導(dǎo)通。上密閉門內(nèi)與上通孔之間具有密封用的膨脹和收縮時(shí)直徑可變的第一密封圈。下密閉門內(nèi)與下通孔之間具有密封用的膨脹和收縮時(shí)直徑可變的第二密封圈。還包括第一控制器，用于控制所述上密閉門密閉所述上通孔。第二控制器，用于控制所述下密閉門密閉所述下通孔。所述抽氣管道上具有電磁閥，用于在真空泵抽氣時(shí)控制所述抽氣管道的開合。所述下通孔連接有喇叭口狀的導(dǎo)向裝置。所述第一箱體為圓柱形，直徑大于5米，高度大于8米，并且灌注有水。因此，本發(fā)明的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)了重力和浮力的結(jié)合。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的浮體m在空氣中下降、在液體中上浮的示意圖2為公知的托里拆利實(shí)驗(yàn)示意圖；圖3為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖4為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的第一工作示意圖；圖5為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖6為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三；圖7A為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的第二工作示意圖之一；圖7B為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的第二工作示意圖之二；圖7C為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的第二工作示意圖之三；圖8為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之四；圖9為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之五；圖10為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之六；圖IlA為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的第三工作示意圖之一；圖IlB為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的第三工作示意圖之二。具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖3所示，為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一，包括第一箱體1，該箱體頂部具有上通孔11，底部具有下通孔12；上密閉門21，密閉設(shè)置在上通孔11外側(cè)；下密閉門22，密閉設(shè)置在下通孔12外側(cè)；抽氣管道3，該抽氣管道3通過上密閉門21與第一箱體1相導(dǎo)通，用于抽取第一箱體1內(nèi)的氣體；第二箱體4，置于下通孔12的下方，與第一箱體1內(nèi)的液體導(dǎo)通。另外，上密閉門21內(nèi)與上通孔11之間具有密封用的膨脹和收縮時(shí)直徑可變的第一密封圈210，下密閉門22內(nèi)與下通孔12之間具有密封用的膨脹和收縮時(shí)直徑可變的第二密封圈220。第一密封圈210在一個(gè)控制器的控制下，通過壓縮空氣的進(jìn)氣和放氣來控制第一密封圈210的直徑；第二密封圈220也可以在一個(gè)控制器的控制下，通過壓縮空氣的進(jìn)氣和放氣來控制第二密封圈220的直徑。由此也可以利用一個(gè)控制器和一個(gè)三通氣閥來實(shí)現(xiàn)。還包括第一控制器51，用于控制上密閉門21密閉所述上通孔11，第二控制器52，用于控制下密閉門22密閉下通孔12，抽氣管道3上具有電磁閥6，用于在真空泵抽氣時(shí)控制抽氣管道3的開合，下通孔12連接有喇叭口狀的導(dǎo)向裝置120。第一箱體1為圓柱形，直徑大于5米，高度大于8米，并且灌注有水高度最佳為9.02米。如圖4所示，為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的工作示意圖，在托里拆利的水柱實(shí)驗(yàn)中如果讓浮體m在離液面一定高度處自由落體下降，到達(dá)第二箱體4的水面時(shí)浮體m具有動(dòng)能，該動(dòng)能使浮體m在慣性的作用下沿弧型軌道潛入水深h處；下端的喇叭口狀的導(dǎo)向裝置120，浮體m在h處進(jìn)入導(dǎo)向裝置120，續(xù)而進(jìn)入第一箱體中的水柱10中上浮。這樣，重力和浮力這一對方向相反的力在第二箱體4的水池中完成了傳遞，浮體m可以連續(xù)運(yùn)動(dòng)。如果浮體m在離第二箱體4的水面30厘米處自由落體下降，進(jìn)入水中后輕松地進(jìn)入第一箱體1的水柱內(nèi)部并上浮，直浮至水柱頂部才停下。上浮后的浮體m高度超過原來高度的十幾倍，也就是說浮體m在經(jīng)過該裝置后勢能增加了十幾倍。如果水柱高10米，那浮體m增加的勢能就是三十多倍，這個(gè)增加的勢能為浮體m的運(yùn)動(dòng)提供了能量來源。浮體m在下降過程中利用自身重力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，在離第二箱體4的水面約30厘米處與發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條脫離，利用慣性進(jìn)入水中，然后輕松而自然浮進(jìn)水柱中，這個(gè)過程沒有施加任何外力。如圖5所示，為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二，浮體m上浮至第一箱體水柱頂部后由于頂部是密封的，浮體m要提出水面進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)，就必須把上密閉門21設(shè)計(jì)成可移動(dòng)打開的，利用第一控制器來控制上密閉門21，這樣浮體m在上密閉門21打開的時(shí)間內(nèi)就可以提出水面。如圖6所示，為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三，為了防止水位下降，在第一箱體1底端的下密閉門22，在打開上密閉門21之前必須先關(guān)閉下密閉門22，在浮體m出水后再關(guān)閉上密閉門，打開下密閉門22，仍維持托里拆利水柱狀態(tài)。由于啟閉上密閉門21和下密閉門22、抽氣補(bǔ)液等需要消耗能量，只要證明浮體m在水柱頂端所具有的勢能大于循環(huán)運(yùn)動(dòng)一次所消耗的能量，那么浮體m就可以循環(huán)運(yùn)動(dòng)。常規(guī)的抽真空耗能比較大，按經(jīng)典公式t=V/S.LnPl/P2,如果把浮體m體積代人式中，由于Pl是大氣壓，為1.013XIO5(Pa)，LnPl/P2通常是一個(gè)大于1的數(shù)值，所以抽真空的時(shí)間是浮體m體積與真空泵額定抽速比值的幾倍到幾十倍，而抽真空消耗能量是真空泵的電機(jī)功率與時(shí)間的乘積，所以通常認(rèn)為抽真空的能耗是很大的。仔細(xì)分析抽真空公式后發(fā)現(xiàn)如果使抽真空前后的壓強(qiáng)比P1/P2縮小，讓其接近l，LnPl/P2就將趨向于0，抽真空的時(shí)間就會(huì)大大縮短。本發(fā)明托理拆利水柱表面積是可以通過增加第一箱體中水柱的半徑來加大的，水柱表面積增加就可以降低LnP1/P2，這樣就可以減小抽真空時(shí)間，達(dá)到較小的抽真空耗能。其二，第一箱體水柱的上部實(shí)際上不同于金屬密封容器，由于其空間體積的可變性，在上部壓強(qiáng)低于下部壓強(qiáng)時(shí)水柱是作為一個(gè)連通器，水位在上升復(fù)位時(shí)大氣壓強(qiáng)做出了明顯的貢獻(xiàn)。如圖7所示，為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的第二工作示意圖，如圖7B所示，提出浮體m，水面下降一個(gè)等同于浮體m體積的空間，這時(shí)關(guān)閉上密閉門，第一箱體水柱上部空間內(nèi)的壓強(qiáng)還是一個(gè)大氣壓，但打開下密閉門22時(shí)情況有了變化，第一箱體水柱表面的壓強(qiáng)遵守氣態(tài)方程和托里拆利原理。由氣態(tài)方程有P。·Vf=P'·AV..............(1)由托里拆利原理和圖7C所示有P0=P'+ρ·g·h'③P'=P0-P·g·h'.....................(2)設(shè)關(guān)閉上密閉門21，打開下密閉門22平衡后的水柱表面體積為Δν，水柱表面平衡壓強(qiáng)為P’P0·Vf=P'‘AV=P'·π·R2·(h"h')P'=P0·Vf/3.14159XR2X(h_h')..............(3)式中Pci·Vf是常數(shù)，R是水柱半徑，h-h'是抽真空前后的水柱高度差，由公式可見，平衡壓強(qiáng)P'與水柱半徑成平方反比的關(guān)系。由公式(3)可見，水柱表面壓強(qiáng)是可以人為控制的，增加第一箱體1的水柱半徑，就可以減小LnP'/P"，同時(shí)還可以減小抽真空前后水柱高度h-h'的差值。設(shè)浮體m出水，關(guān)閉上密閉門21打開下密閉門22后的水柱平衡高度h'=9m浮體m體積Vf=0.28m3，h_h'=0.02m,h=0.02+h'=9.02m,P'=P0-ρ·g·h'=1.013X105-103Χ9·8X9=1.31XIO4(Pa)代入P'=P0‘Vf/3.14XR2X(h-h')有:1.31XIO4=1.013XIO5XO.28/3.14156XR2X0.02得R=5.87(m)對應(yīng)h=9.02m的水柱上部壓強(qiáng)P“P"=P0-P·g·h=1.013Χ105-103Χ9·8X9.02=1.2904XIO4(Pa)P'/P"=1.31/1.2904=1.0152LnP'/P"=0.0151AV=3ir2(h-h')=3.14156X5.8332X0.02=2.165(m3)ZX-70A型旋片式真空泵的抽速S=0.07立方米/秒t=AV/S·LnP'/P"=2.165/0.07X0.0151=0.467(S)分別以不同的水柱高度8、9、10米和不同的h-h'=2、3、4、5毫米代入上式計(jì)算得表一，表一為h_h'取不同值時(shí)水柱半徑與抽真空時(shí)間對照表Wh—P'P'‘rP;/P'‘LnAVtW(Pa)(m)Py/P77(s)(J)(m)(m)(Pa)_____Jn^)___100.023.3X3.104X11.6971.0630.06128.5957.515___IO3IO3_______90.021.311.290X5.8701.01520.01512.1650.4672569___XlO4IO4________80.022.292.270X4.441.00880.00881.2390.156___XlO4IO4________100.033.3X3.006X9.551.09780.09338.59511.456___IO3IO3_______90.031.311.281X4.7931.0230.02272.1650.7023861___XIO4IO4______<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>h'為水柱抽真空前水位低點(diǎn)h:水柱抽真空后水位高點(diǎn)Vf:浮體體積Vf=0.28m31)P'=P0-P·g·h'(P〃=P0-P·g·h)2)抽真空時(shí)間t=AV/S·LnP'/P"3)P'=P0·Vf/3.14Xr2X(h_h')4)抽真空耗用能量W=P·t(P真空泵功率)由表一可見，h-h'選擇的越小，半徑就越大，抽真空前后的壓強(qiáng)比P'/P"越接近l，LnP'/P"越接近0，抽真空耗用的能量也越低。由表一可見AV只與水柱工作點(diǎn)h'有關(guān)，而與水柱半徑無關(guān)，水柱半徑越大，LnP'/P"就越小，當(dāng)水柱半徑足夠大時(shí)，LnP'/P"就趨向于0。因此ΔΥ只與水柱工作點(diǎn)h'的高度有關(guān)，而與水柱半徑無關(guān)，當(dāng)水柱半徑增大時(shí)，水柱表面積增大，抽真空前壓強(qiáng)P'到抽真空后壓強(qiáng)P"的變化率減小，LnP'/P"—0，導(dǎo)致抽真空時(shí)間縮短，最終使浮體m復(fù)位消耗的能量下降。由上，抽真空恢復(fù)水柱高度的能量可以通過增加水柱半徑來減小，而水柱所能達(dá)到的高度就是浮體m能達(dá)到的高度，只要證明浮體m恢復(fù)高度的能量消耗小于其提升得到的勢能，那么浮體m的連續(xù)運(yùn)動(dòng)就有可能實(shí)現(xiàn)。如圖8所示，為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之四，消耗的能量由以下幾個(gè)部分組成1)浮體m進(jìn)入第一箱體的水柱10后關(guān)閉下密閉門22、充氣下密閉門的第二密封圈，打開上密閉門21；2)提出浮體m;3)關(guān)閉上密閉門21，充氣上密閉門內(nèi)的第一密封圈，放氣下密閉門的第二密封圈，打開下密閉門22;(此時(shí)水柱高度h'，表面壓強(qiáng)P')4)抽真空水柱恢復(fù)水位高度。(此時(shí)水柱高度h，表面壓強(qiáng)P")1、啟閉上下密閉門各一次消耗能量Wiaian由于上下密閉門交替啟閉上密閉門關(guān)閉時(shí)下密閉門打開，是標(biāo)準(zhǔn)的托里拆利水柱狀態(tài)，下密閉門的上下兩個(gè)面所受的合外力為0，反之下密閉門關(guān)閉時(shí)上密閉門所受的合外力也為0，所以在計(jì)算時(shí)只要考慮下密閉門自身重量就可以。設(shè)下密閉門的質(zhì)量為m，為了使啟下閉密閉門的能量最小，選取了下密閉門的直徑盡可能小，設(shè)計(jì)一個(gè)連接口，如圖9所示，為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之五，不考慮第一箱體1的水柱半徑的影響，下密閉門22在關(guān)閉時(shí)要求能完全封閉第一箱體1內(nèi)的水柱，下密閉門22的尺寸應(yīng)大于下通孔12的直徑?？紤]下密閉門22要有移動(dòng)余量。如圖10所示，為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之六，取下密閉門門體長度是1.5倍的下通孔(直徑0.8米)的直徑為1.2米，寬度略大于水柱直徑為0.9米，厚度要考慮承受水柱重量，取0.08米，下密閉門體22的質(zhì)量m密=V密·p密=1.2X0.9X0.08=0.0864·p密下密閉門門體的材料可以選擇輕質(zhì)合金材料，一是在大面積承重時(shí)不發(fā)生形變；二是能保證門體的平整度，在與水柱底端吻合時(shí)能完全密閉下通孔；三是門體材料盡量輕，以減少開、關(guān)下密閉門的能量消耗。選擇以鎂系材料的合金，密度小于2X103kg/m3。設(shè)p密=2X103kg/m3m密=0.0864·p密=172.8(kg)由于下密閉門門體是平行運(yùn)動(dòng)，采用機(jī)械摩擦理論，在加入滾動(dòng)摩擦后可以使摩擦系數(shù)小于0.05，實(shí)驗(yàn)中實(shí)測摩擦系數(shù)只有0.012。這里取摩擦系數(shù)μ為0.05，推動(dòng)下密閉門22門體的力F推門=m密·g·μ取門體打開與關(guān)閉的實(shí)際移動(dòng)距離S=0.8m，開關(guān)下密閉門外力所做的功W啟閉下門=Fltn·S·2=m下密·g·μ·S·2代入m密=172.8g=9.8μ=0.05S=0.8得W啟閉下門=135.5(J)同理上密閉門21也設(shè)計(jì)一個(gè)連接口，其消耗能量等同于下密閉門22，浮體m在循環(huán)運(yùn)動(dòng)中打開上下密閉門各一次，啟閉上下密閉門耗費(fèi)的能量W啟閉門=W啟閉上門+W啟閉下門=271(J)上下密閉門在啟閉過程中消耗能量271焦耳。2、上下密閉門充氣密封橡膠圈消耗的能量W充氣密―能如圖11所示，為本發(fā)明負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置的第三工作示意圖，下密閉門22在關(guān)閉后和第一箱體1的水柱體之間在不完全密封時(shí)會(huì)發(fā)生泄漏，為了保證密封，在常用的凹槽密封圈工藝中把第二密封圈220改為空心，加入充氣工藝可以有效的實(shí)現(xiàn)密封。由圖可見采用充氣膨脹的原理，只需很少的氣體就可以使橡膠圈膨脹壓緊門體，使門體與水柱完全密封。確保密閉門與水柱體緊密結(jié)合而無滲漏。當(dāng)打開氣閥時(shí)橡膠圈內(nèi)的氣體迅速放掉，橡膠圈收縮，門體與水柱體分離，這時(shí)打開密閉門，水柱體內(nèi)的水與水池中的水又互融為一體，形成托里拆利水柱裝置。經(jīng)過測算，充氣橡膠圈的內(nèi)園直徑2厘米，充氣后達(dá)到3.5厘米，水柱直徑80厘米，增加的內(nèi)園體積為(0.01752-0.Ol2)X3.14X0.8X3.14=1.63(L)實(shí)驗(yàn)證明功率為1.5千瓦的空氣壓縮機(jī)可在1秒內(nèi)產(chǎn)生2公斤的壓縮空氣9.9升，打開電磁閥門的耗能忽略不計(jì)，充氣一次耗能為W充氣密封耗能=P·t⑦=1500X〔1.63/9.9〕X2次=494(J)3、浮體m出水助提消耗能量1雌浮體m出水時(shí)，利用起重機(jī)的起吊原理進(jìn)行計(jì)算，機(jī)械效率按80%計(jì)算(目前起重機(jī)的提升效率可達(dá)90%以上)，消耗的能量W助提=m浮·g·h/0.8=254X9.8X1+0.8=3112(J)這里，提請讀者注意在提升浮體m過程中，雖然耗費(fèi)了3112焦耳能量，但浮體m重心高度由8.5米提高到9.5米，勢能又增加了2490焦耳。實(shí)際提升耗能只有622焦耳。4、抽真空使水柱恢復(fù)高位消耗的能量Wiws浮體m進(jìn)入第一箱體1的水柱后要排開自身體積大小的液體，浮體m出水后，水位將要下降一個(gè)高度，該體積由空氣來填充。為了保證浮體m下次能浮至水柱頂部必須維持水柱液面高度，只要抽去第一箱體1頂端的空氣，形成負(fù)壓，根據(jù)連通器的原理利用大氣壓強(qiáng)作用在水池水面上就可以使水柱中水位上升。負(fù)壓補(bǔ)液裝置。根據(jù)上述的計(jì)算，取水柱工作點(diǎn)9米，如果水柱半徑取5.87米，抽真空時(shí)間為0.467秒，ZX-70A型旋片式真空泵的電機(jī)功率為5500瓦特；W抽真空=P·t=5500X0.467=2569(J)5、浮體m位于水柱頂部時(shí)的勢能Effftm設(shè)第一箱體1內(nèi)的水柱工作點(diǎn)為9米，浮體m自身高度1米，體積Vffftm約為0.28立方米(設(shè)計(jì)值)，提升機(jī)提升后的高度就是10米，浮體m的重心高度就是9.5米，取浮體m密度為0.9XIO3公斤/立方米，浮體m的質(zhì)量m浮體m=V浮體m·P浮如⑤=0.28X0.9252公斤浮體m位于水柱頂部時(shí)(重心高度8.5米+提升1米)具有的勢能〔浮體m重心高度9.5米〕Effftm=m·g·h=252X9.8X9.5=23647(J)6、浮體m提升的勢能大于消耗的能量消耗的能量=(1)+(2)+(3)+(4)=271+494+3112+2569=6446(J)提升浮體m消耗能量平均按80%的電動(dòng)機(jī)效率計(jì)算W消耗=6446/0.8=8057.5(J)浮體m被系統(tǒng)提升得到的勢能為23647焦耳，大于提升浮體m消耗的能量8057.5焦耳。對由氣態(tài)方程P。·Vf=P'·AV和托里拆利原理P'=PQ-p·g·h推導(dǎo)出來的公式(3)P'=P0-Vf/3.14XR2X(h_h')以及抽真空公式t=AV/S·LnP'/P"進(jìn)行進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)抽真空的時(shí)間主要取決于浮體m提出水柱后的平衡壓強(qiáng)P'與恢復(fù)浮體m高度h所對應(yīng)的壓強(qiáng)P"之比，可以通過增加水柱半徑來使P'/P"最小，抽真空時(shí)間越短，耗能就越小(參見圖7所示)。抽真空的體積△V是由水來填充的，填充的水是從水柱底部補(bǔ)充上來的，托里拆利水柱的高度可以達(dá)到10.334米，如果按10米的工作點(diǎn)計(jì)算，ΔV體積的水提升的勢能為ΔΕ=m·g·Ah=AV·P·g·AhAV=Jir2(h_h，)代入ΔΕ=πT2(h-h‘)·ρ·g·Δh................(4)提升這部分水需要消耗的能量為W=P·t=P·AV/S·LnP'/P"=P·Ji·r2(h-h')/S·LnP'/P"..........................(5)比較(4)式和(5)式，兩式同時(shí)劃去π·r2(h-h')，(4)式變?yōu)棣う?P·g·Ah............................(6)式中，P=103kg/m3、、g=9.8N/m2、Ah=IOm代入，ΔΕ=9.8X104(J)(5)式變?yōu)閃=P/S·LnP'/P".........................(7)式中P是真空泵的電機(jī)功率，這里選用的是5500瓦特的旋片式真空泵，S是真空泵的抽速，為0.07m3/s,代入(7)式W=5500/0.07XLnP'/P"=7.857XIO4XLnP'/P"比較(6)(7)兩式的運(yùn)算結(jié)果，LnP'/P"可以通過水柱半徑來調(diào)節(jié)，使其小于0.1以下(見表一)，這樣抽真空的耗能可以小于7.8XIO3焦耳以下，(6)式提升水所得到的勢能明顯大于(7)式提升水所消耗的能量。以上運(yùn)算結(jié)果表明用托里拆利水柱制成的裝置通過抽真空提升水的勢能明顯要大于抽真空消耗的能量。綜上，本發(fā)明的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置是一個(gè)大型連通器，一端是工作端(負(fù)壓端、也就是抽真空端)，另一端與大氣壓相連，當(dāng)工作端氣壓比大氣壓強(qiáng)低時(shí)，液體則向工作端上什，上什的高度遵守托里拆利原理Ρ=ρ·g·h。利用重力(地心引力)和浮力這一對方向相反的力、以托里拆利實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的浮體m勢能提升裝置，結(jié)合上、下密閉門的啟閉可以實(shí)現(xiàn)物體上下循環(huán)的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)和計(jì)算表明位于9米高處物體的勢能不但可以使浮體m產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，而且有富裕能量可以發(fā)電。最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。權(quán)利要求一種負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，其特征在于包括第一箱體，該箱體頂部具有上通孔，底部具有下通孔；上密閉門，密閉設(shè)置在所述上通孔外側(cè)；下密閉門，密閉設(shè)置在所述下通孔外側(cè)；抽氣管道，該抽氣管道通過上密閉門與所述第一箱體相導(dǎo)通，用于抽取所述第一箱體內(nèi)的氣體；第二箱體，置于所述下通孔的下方，與所述第一箱體內(nèi)的液體導(dǎo)通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，其特征在于所述上密閉門內(nèi)與上通孔之間具有密封用的膨脹和收縮時(shí)直徑可變的第一密封圈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，其特征在于所述下密閉門內(nèi)與下通孔之間具有密封用的膨脹和收縮時(shí)直徑可變的第二密封圈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，其特征在于還包括第一控制器，用于控制所述上密閉門密閉所述上通孔。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，其特征在于還包括第二控制器，用于控制所述下密閉門密閉所述下通孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，其特征在于所述抽氣管道上具有電磁閥，用于在真空泵抽氣時(shí)控制所述抽氣管道的開合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，其特征在于所述下通孔連接有喇叭口狀的導(dǎo)向裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，其特征在于所述第一箱體為圓柱形，直徑大于5米，高度大于8米，并且灌注有水。全文摘要本發(fā)明涉及一種負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置，包括第一箱體，該箱體頂部具有上通孔，底部具有下通孔；上密閉門，密閉設(shè)置在所述上通孔外側(cè)；下密閉門，密閉設(shè)置在所述下通孔外側(cè)；抽氣管道，該抽氣管道通過上密閉門與所述第一箱體相導(dǎo)通，用于抽取所述第一箱體內(nèi)的氣體；第二箱體，置于所述下通孔的下方，與所述第一箱體內(nèi)的液體導(dǎo)通。還包括第一控制器，用于控制所述上密閉門密閉所述上通孔。第二控制器，用于控制所述下密閉門密閉所述下通孔。所述抽氣管道上具有電磁閥，用于在真空泵抽氣時(shí)控制所述抽氣管道的開合。所述下通孔連接有喇叭口狀的導(dǎo)向裝置。因此，本發(fā)明的負(fù)壓液體補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)了重力和浮力的結(jié)合。文檔編號F03B17/02GK101832220SQ200910119508公開日2010年9月15日申請日期2009年3月12日優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日發(fā)明者竇少春申請人:竇少春