揉动式流体机械

——揉动式流体机械新世纪的动力技术原创史无前论的理论和设计中华特大发明，国际领先揉动技术是中国学者蒋子刚发明的一类新型流体和动力机械技术的总称，具有完全的中华知识产权。跨内燃机、泵、马达、压缩机、热泵、真空泵、流体传动、流体输送、流体计量、流体控制等多个应用领域。该成果是一项特大型的中华科技创新成果，在中国及国际上均具有学术原创和技术领先的地位。目录第一部份公司简介第二部份公司发展战略第三部份揉动力学和揉动机械第四部份油田注水泵简介第一部份公司简介北京巨匠动力技术有限公司是揉动技术的创立者和应用开拓者。揉动技术是中国学者蒋子刚先生发明的一类新型流体和动力机械技术的总称，具有完全的中华知识产权，是一项特大型的中华科技创新成果，在中国及国际上均具有学术原创和技术领先的地位。北京巨匠动力技术有限公司以原创发明技术开发、专利申请技术实施许可及产业化应用为主要业务，技术实力雄厚，确保向用户提供最优质的产品设计与技术服务并实现公司长远发展战略。公司还聘请了知名专家、教授作为工程技术或经营管理顾问，并与有关高等院校、科研机构建立了合作关系。第二部份公司发展战略一、公司的发展领头人1、理论功底深厚，工程经验丰富2、勤奋创新37年，硕果累累3、二次获突出贡献奖励4、位卑未敢忘忧国的爱国者5、21世纪中国第一个PCT专利申请人二、科学型发明的数学纲领和产业化战略一、公司发展的领头人——学者型发明家蒋子刚先生1、理论功底深厚，工程经验丰富：蒋子刚1965年考入清华大学工程力学数学系，毕业后分配到军工单位工作，文革后考取清华大学热能工程系二年制进修生和解放军南京通信工程学院研究生，曾长期在军队和地方从事前沿课题研究，担任过高工、经理、董事、总工、总经理等技术和管理职务，是一位具有坚实的理论基础和丰富的创新经验的工程技术专家。一、公司发展的领头人——学者型发明家蒋子刚先生2、勤奋创新37年，硕果累累：蒋子刚勤奋博学，富于创造才能。37年来，共完成发明创造200多项，其中属于重大的、原创性的发明即有几十项。所发表的成果中，列为国家级重点项目2项，获得省部级以上奖励7项次。其中，基于马尔可夫模型的“AUTOWAY”项目经国家级评审达到“国际领先”水平并引起轰动，各全国和地方媒体有过逾百次的报道或专题采访。一、公司发展的领头人——学者型发明家蒋子刚先生3、二次获突出贡献奖励：蒋子刚的勤奋工作和不间断的发明创造受到高度评价，在军工单位和总参部队工作期间，分别于1978年和1984年两次获得突出贡献奖励。4、位卑未敢忘忧国的爱国者：蒋子刚以发展祖国的科技事业为己任。1989年和1991年，他两次谢绝美国硅谷一家IT公司邀请他赴美担任公司副总裁的机会，一心留在祖国搞发明，无怨无悔。一、公司发展的领头人——学者型发明家蒋子刚先生5、21世纪中国第一个PCT专利申请人：蒋子刚从1985年以来却投入数十万资金申请了十多项专利，包括花去约3万美元的美、英、法、德多国及PCT专利。“转筒式液环真空泵/压缩机”是21世纪中国第一项PCT专利申请项目，蒋子刚是发明人和申请人。二、科学型发明的数学纲领和产业化战略将形归纳为数和将数演绎为形的数学纲领科学型发明，理论演绎，非经验主义。“开放、开明、合作、共赢”的产业化方针大型发明的产业化是宏大的事业，需要千百万人的社会化协作，反对任何封闭、保守、独占、排他的狭隘观念，贯彻八字方针快速产业化。第三部份揉动力学及揉动机械一、揉动运动1、传统的运动方式2、揉动运动二、揉动力学理论三、揉动式流体机械1、揉动技术的优势2、揉动式流体机械3、揉动技术的应用方向1、两种传统运动方式之一——活塞往复运动1、两种传统运动方式之二——叶轮圆周运动2、揉动运动揉动是动力机械的运动方式创新揉动是牵连性公转和逆向惯性自转的合成揉动方式结构简单，力系自平衡，明显优于瓦特-奥托-狄塞尔一直沿用的活塞往复式运动其质点线速度降数量级的特点，又在机构力学和流体动力学性能上超越了叶轮转动方式，体现了全面替代非容积式的技术优势（1）揉动原理示意图（2）揉动运动的一种——摆揉二、揉动力学理论构建相关基础理论——机构运动学机构动力学流体动力学可压缩流体热力学定义了近百名词术语设计了6种揉动机构及其相应的约束和运动方式——基于牛顿力学推导了用于参数设计和功能性分析的几十方程式——基于牛顿方程和伯努利方程等1、揉动技术的优势大幅度降低成本，主要应用降低到几分之一大幅度提高效率，主要应用提高20%以上应用广泛，能改变大部分行业的技术面貌可为解决能源危机和环境危机作出很大贡献2、揉动式流体机械揉动式液压泵/马达揉动式井下无电源通风排水一体机锅炉给水泵风电加压泵揉动式流体马达3、揉动技术应用方向（1）揉动式内燃机（2）揉动式泵和压缩机（3）揉动式流体马达（4）揉动式流体传动系统（5）更多的应用系统（1）揉动式内燃机燃气膨胀做功机构揉动的内燃机，主要由揉动变容机构、同轴驱动的揉动式定比配流加压泵组、正时喷嘴和同步工作的定容加热脉冲燃烧室组成，具有传统内燃机无法比肩的高压缩比、高效率、高功率密度、低污染、免润滑、寿命长诸优势。现行内燃机的效率是35%至38%，新发明能将其提高到60%。（2）揉动式泵和压缩机包含揉动变容机构并由其对流体加压赋能的机械泵，依据介质物相的不同，可分为液体加压泵、二相流泵、压缩机、真空泵、二相流真空泵等设计或应用类型。揉动泵的效率最高可达95%，揉动式等温压缩机的效率可达88%，并且成本可降低50%以上，最多的可达80%。对比现有活塞式压缩机，其效率不到40%，并且体积庞大，价格昂贵，噪声特别严重。揉动式压缩机工况（3）揉动式流体马达直接由流体压力驱动的揉动变容式发动机，是揉动式流体机械的重要应用类型，液压马达、气动马达是其分别设计的应用类型。揉动式流体马达的效率可达95%，成本可降至柱塞马达的若干分之一，因而极具效率和成本的优势。揉动式自适应通风排水一体机（4）揉动式流体传动系统由揉动式泵或压缩机与揉动式流体马达组成的传递动力、改变转速和扭矩的高效传动系统，其变速比在需求范围内无实际的工艺限制，其简单方便性、高效性和低维护特性突出，在大部分的机械设备或系统中代替机械传动，效率倍增，而成本只及后者的若干分之一。（5）揉动其他的应用系统更令人振奋的是，依据蒋子刚的设计和论证，应用揉动技术的新动力汽车、新动力火车、喷水推进船、高适应性风电系统、无坝水电系统、气源水源地源热泵系统、海水淡化系统、天水留用系统、科学抗洪系统、泥石流灾害防治系统、瓦斯透水类矿难防治系统等，更是交通、能源、环境、资源和安全领域的重大技术创新。理论分析表明，这些技术足以改变行业技术面貌，是解决当前的世界性危机的关键性技术创新。它们的功能是开创性的，技术经济性能无与伦比。第四部份揉动技术具体范例（一）揉动式聚能型双目标风电系统（二）揉动式汽车动力系统（三）揉动式无坝水电系统（四）揉动式油田注水泵已经和即将推出的产品全部具有震撼性的经营前景揉动式压缩机和真空泵——用于风机、气泵和真空泵领域，效率可超80%，成本降低2/3以上。揉动式高压泵和马达——用于油田注水、锅炉给水和传动，效率达94%，成本降低2/3以上。揉动式阻风与发电双目标风电系统——风力发电兼风沙治理和台风减防，千瓦成本降低80%。揉动式无坝水电与海流发电系统——开创性的能源和环保新技术，发电成本降低80%~90%。瓦斯透水矿难防治系统——根治矿难、事故率和损失率降低数量级的系统，成本降低2/3以上。揉动式汽车动力系统——世界上最先进的汽车动力系统，效率提高1倍以上，成本降低2/3以上。揉动式火车动力系统——世界上最先进的火车动力系统，效率提高1倍以上，成本降低2/3以上。揉动式喷水推进系统——大中小型船舶的高效推进系统，效率提高1倍以上，成本降低2/3以上。（一）揉动式聚能型双目标风电系统1、风电技术现状风电技术自上世纪中期诞生以来，经历了各式各型技术的长期实践和竞争，在全世界流行的技术路线和系统结构似乎已逐步趋于统一。目前，水平轴、三叶片、锥形管式塔结构已成为主流的采能结构形式。在功率调节方式上，失速功率调节方式（叶片固有失速特性）仍然在大量采用，而变桨距调节方式（叶片攻角随风速变）也正在迅速发展，后者具有较好的出力和安全特性，但其结构较为复杂，成本较高。在变速恒频技术方面，产生了多种控制和励磁的方法，其中双馈式异步发电机技术具有较高的竞争优势。2、现有风电技术的瓶颈一塔一轮一电机的机组结构存在适应性差、风力利用窗口小、设备效益低的系统性缺陷;追求单机功率规模的路线使抗灾害性风力的结构强度成本剧增，构成成本竞争的第一瓶颈;风叶轮超低转速与发电机经济转速相差两个数量级，采用大变比机械传动技术开销很大;大型风电机组设备异常笨重，运输不便，起重和安装施工困难，致使项目建设工期很长。结构、传动、控制等技术难题导致千瓦成本居高不下，使风电价格长期依赖于社会补贴；风电机组的大型化导致技术的复杂化，设备设计和制造能力门槛高，严重制约产业发展；架设高功率大尺度的风电机组有损城乡景观，噪声污染严重，与环境生态利益矛盾突出。3、揉动式聚能型双目标风电系统揉动技术演绎应用所构成的“揉动式流体传动聚能型双目标风电系统”，是一种与现行技术完全不同的新技术系统。该系统有针对性地、逐个地突破了现行风电技术的瓶颈，创造了技术路线、技术范式、技术功能和经济技术性能的新境界。“揉动式流体传动聚能型双目标风力发电系统”由高适应性风叶轮、揉动式流体传动系统、风力－扭矩自调节器组成。这是一种分布式配置的、具有跨多个数量级的环境和资源适应性的新型风电系统。该系统具有微风发电、灾害性风力避让等优异的运行特性，其千瓦成本较现行技术降低80%，发电时间增加30%。这是在社会和工程系统论高度上进行创新所产生的效果。而揉动式流体传动技术则是实现系统性革新的技术关键。4、揉动式聚能型双目标风电系统的三大特征（1）.原理特征:采能发电各自独立，揉动式传动，微风效率大风安全两优化。（2）.结构特征:多杆叶轮-揉动泵采能，流体传动，驱动高速马达-发电机组。大量叶轮－揉动泵单元采能，流体传动，高速大功率马达－发电机机组输出。。风叶轮带自适应偏航机构，具有微风大迎角、大风小迎角之变角度特性。（3）.能流特征:(风动能→轴功→流体压力能)×n→(轴功→电能)×1。高速马达与发电机联轴，经济速度运转，传动效率高,电机成本大幅降低。5、揉动式聚能型双目标风电系统的七大优势控制优势：风力自适应，自动稳频稳压。特性优势：变扭变速，发电特性全面提升。效率优势：发电时间增30%，效率增至50%左右。安全优势：轴向力、弯矩限幅，降99.9%。环境优势：无碍景观，土地极少，无噪声。工期优势：实际平均等效工期缩短约80%。成本优势：安全、机组、工期成本大幅度降低。揉动式风电加压泵采风结构工作原理原理：风叶轮带动加压泵的主轴旋转，揉动机构工作，泵出压力流体至流体马达；泵座的可回转结构带动采能系统（风叶轮－加压泵）迎风向转动。参数（加压泵）：功率：3KW转速：30-60r/min流量：0.24L/S压力：6.25-12.5Mpa重量：51kg效率：97%揉动式流体马达工作原理来自加压泵－集流箱的压力流体驱动本马达高速运转，其转速与发电机经济转速相适配。（二）揉动式汽车动力系统1、一般汽车驱动方式驱动方式优点缺点前驱驱动力比较大，起步和爬坡有力，不会出现推头的侧滑，其重心靠后或居中操控性较好设计复杂,传动系统占的空间大，路面滑时易打滑，转向过度时易甩尾，制造成本比较高后驱结构简单紧凑，节省空间，操控转向好，制造成本较低驱动力不足，易出现侧滑，转向不足时有“推头”问题。重心靠前，易发生转向不足四驱驱动力大，而且分布均衡，越野性能好，适合冰雪湿滑路面，不易打滑系统复杂，制造成本和维护成本都高，并且比两驱方式更费燃油超级全轮驱动使功率和扭矩输出时不再需要减速齿轮，即减轻了重量又提高了功率输出的效率，减少了能量损失，提供了更好的空间可利用，制动系统就安装在马达内部，外转子安装与转向机构不会形成干扰轮内电动马达正反力