动力增强装置的原理及结构

付洪峰

（胜利石油管理局井下作业中心临盘作业中心，山东 德州 251507）

1 动力系统现状

目前所使用的燃油动力设备、电力动力设备及其他动力设备可直接输出动力驱动设备运转，使能源损耗与所产生的效能持平，不能更有效地实现低能高效，降低废气、热量排放及环境保护的要求.

2 工作原理

1）在油田修井设备（修井机）的工作过程中，如图1 所示。当动力源驱动滚筒旋转，将钢丝绳缠绕在滚筒上，钢丝绳长度缩短，通过固定滑轮和游动滑轮，使游动滑轮上升，动力源驱动滚筒加速旋转，游动滑轮加速上升，这时断开动力源，滚筒会在惯性下继续带动游动滑轮继续上升一段距离。

图1 修井设备工作原理图

通过这一现象可以确定，断开动力源后，滚筒在惯性的作用下会继续旋转，并带动游动滑轮的上升，于是在切断动力源开始到滚筒惯性力消失这段时间内，游动滑轮上升的这段距离没有动力输入所以没有燃料损耗，证明在惯性作用下的滚筒无消耗也可以产生效能。

2）在公园或小区内，经常会见到一种滚筒式的健身器材，如图2 所示。在使用滚筒式健身器材时，人站在滚筒上蹬动滚筒，开始时需用较大的力越后来越省力，并使滚筒转速由低到高，当滚筒达到高转速后人离开健身器材，滚筒在惯性的作用下保持高速旋转，一段时间后，滚筒由高转速逐渐减慢为低转速，这时人再次蹬动滚筒，很轻松地就使滚筒达到高转速了。这一现象表明，滚筒从静止到开始旋转需要较大的动力，达到高速旋转的滚筒转速会逐渐地减慢，转速逐渐减慢的滚筒只需较小的动力就可以使滚筒再次达到高转速，从第一次驱动滚筒至高转速的人离开，到再次驱动转速变低的滚筒至高转速，中间的时间滚筒一直旋转，无外力介入，也就是说滚筒这段时间内产生的动能无消耗，如果使滚筒一直保持高速旋转只需使用小量外力介入就可以实现。

图2 滚筒式健身器材

3 当前主要动力系统

目前设备的动能配置是根据设备所需的动力配备相符的动力源，如下页图3 所示。电动马达接通电源直接带动设备3 和设备4 工作，设备3 和设备4工作所需的动力要与电动马达产生的动能相符，才能正常工作。

如下页图3 所示，如果电动马达在接通电源后，产生的动力低于带动设备3 和设备4 所需的动力，该设备组不能正常工作，使其正常工作需要更换大于电动马达动力的电动马达及配套电源，造成设备成本和能源消耗增加。

图3 设备组

根据以上情况，为了减少设备制造成本和降低能源消耗，研发高速旋转的滚筒惯性产生的能量参与动力输出的动力增强装置，目前常规的动能设备工作状态是如图3 所示的设备组在电动马达在接通电源后，产生的动力低于设备3 和设备4 所需的动力，该设备组不能正常工作时，在设备组内加入滚筒2 和由电源8 带动辅助马达。

4 动力增强装置

在如图3 所示的设备组中，加入滚筒和辅助的加速设备，如图4 设备组所示，电动马达接通电源7通过皮带轮组带动滚筒旋转，同时辅助马达接通电源8，利用单向轴承的单向性辅助电动马达带动滚筒旋转，使滚筒达到高速旋转后，切断电源，辅助马达停止工作，电动马达单独带动滚筒使其保持高速旋转，输出动力使设备3 和设备4 持续的正常运转，并使灯泡5 和灯泡6 亮起。

图4 设备组

图4 所示的装置的有效效果是，电动马达接通电源7 利用皮带轮组使滚筒保持高速、匀速旋转，并且克服多个皮带轮组和轴承的摩擦阻力后成功的带动了图3 所示的电动马达在电源7 的配合下不能带动的设备3 和设备4，使设备3 和设备4 正常运转，并使灯泡5 和灯泡6 亮起。

这台动力增强装置在工作中，电动马达成功地捕捉滚筒高速旋转产生的势能，并加入到由电动马达所驱动的装置中并输出动力，电动马达的动力输出使滚筒保持高速匀速旋转，使整个装置以稳定的状态长时间运行。

在图4 所示的装置中，滚筒是由外圈厚重中间，支撑部位直径较大，中间部位空洞结构的金属或其他材质的部件，目前，以电动机和发电机为例，低消耗高效率的电动机和发电机拥有高科技技术，使用效率越来越高，捕捉并利用滚筒高速旋转产生的效能，并合理地应用到生产设备中，就会产生更多的效能，所以有一部分的效能是由滚筒高速旋转产生的，于是这一部分效能的产生以图4 的装置为例，除电动马达消耗了电能，滚筒产生的效能没有消耗电能，现在的电一般由发电厂来完成，常见的有水力发电、风力发电、火力发电、太阳能发电等。这一些电能的产生利用水能风能燃料能太阳能产生，这些能量的产生是需要条件的，而如图4 的装置由惯性产生的效能，成本低，无污染，而且不受条件限制，随时可以摄取的能量。

5 结语

图4 设备组中的电动马达成功地带动了图3 设备组中电动马达需要更换大功率电动马达才能带动的设备3 和设备4，实现了“小牛可以拉动大车”，根据其工作原理的可靠性，可以使原本产生能量很小的设备产生出更大的能量，动力增强装置，成功地捕捉高速旋转的滚筒产生的能量，并使其作为动力输出，其中增强出来的这部分能量没有消耗能源，没有产生排放，没有产生热量，没有产生噪音，利用滚筒的高速旋转使动力增强的装置，其结构简单、稳定性高、可靠性高，在电力、机械、制造、生活、运输等领域会产生较高的实用价值。