本发明涉及减少流体阻力（含摩擦阻力、粘压 阻力及类似性质的阻力）并兼具推进功能 (加 压功能)的方法及在各领域实现的典型应用装� �。

背景技术

长期以来人们寻找减少流体阻力方法时， 注意力以往只集中和局限在型体方面， 即探索 物体的流线型方面， 现在的高速列车、 导弹、 汽车等空气减阻设计仍停在这一阶段。 创立边 界层理论后， 经多年发展， 按减小粘性阻力的不同途径可将减阻方法大致 划分为四类， 一类 是局部改变边界附近流体的方法， 如气垫船技术、 空气润滑技术， 其减阻力潜力是可观的， 但在全部边界实现粘性和比重都大不相同的粘 性流体的置换的具体技术与工艺措施仍难以完 全解决， 推广有困难， 目前主要应用于交通与机械工程领域。 二类是通过边界层温度的改变 和控制， 或通过吸气等措施以改变层流边界层流速分布 以减少粘性阻力， 在航空等外流领域 研究应用较多， 这在大量专著中已有详细探讨， 其减阻效果有限。 三类用高分子稀液注入附 壁区减阻， 可用于原油、 水等流体减阻， 但高分子聚合物价格昂贵， 受剪切力时易失效， 且 减阻效果有限。 四类是采用适当的边界材料 （弹性材料） 来使边界充分柔顺， 以使它易产生 动力响应， 随层流附面层 T S波波动而振动， 这是由仿生学研究发展起来的， 但其减阻效果 仍然有限。 而减少形状阻力则基本上仍停留在探索物体的 流线型线方面， 也有一些技术如在 被减阻物体内部布置一个通道联接首、 尾部， 使流体经通道由前端排往后端， 减少前后端压 力差从而减少粘压阻力， （例如所谓的喷水推进技术）， 但通道入口形状阻力及内表面流体摩 擦阻力较大， 从而影响了减阻效果及实际应用场合。 还有一个方法是让物体的边界面随着流 体运动而运动， 这个早年的发现早就有直观的实验进行了验证 ， 但由于难以实现和在实际中 应用， 几乎为人们遗忘， 且其技术方案的减阻效果有限。 这些减阻方法在各种减阻力学教材 及专著中均有大量论述;目前各类推进装置 （加压泵装置）则主要提供推进力或压力， 而与减 少流体阻力没有什么关系。

申请人在 2006年提出一个国际申请号为 PCT/CN2006/001825的发明 "一种减少流体阻力 的方法及装置"， 以及在中国以减阻推进装置名义申请并获得授 权的发明内容大致相同的 ZL200610106732.4号发明专利， 该减阻方法是在需要减阻的物体表面依次布置 至少一层、 每 层不少于一重的可活动壁面从而将边界面与物 体表面分离， 使其能与流体共同运动， 通过人 为干预将表面附近流体置换且使其分层按一定 方式有序流动，各层分别承担一定的相对速度 ， 使边界面能以较小运行阻力来减少与流体相对 速度甚至于以超出流体运动速度的速度运动从 而减少甚至消除流体阻力； 在外流减阻情形及部分内流减阻中， 连接物体前后端的内部通道 表面及物体两侧布置多层多重活动壁面， 当使用驱动装置向活动边界面施加驱动力使边 界面 运动速度大于流体速度时或对流体施加驱动力 时， 出现推力状态， 同时前部出现负压， 后部 出现正压， 从而与部分粘压阻力相抵消且流体摩擦阻力消 失， 在外流状态时并可减少形状阻 力； 该发明提出了通过人工干预使边界层附近流体 分层有序流动从而减少流体摩擦阻力的方 法， 并提出了对流体流动实行人工干预的成套典型 装置， 主要是仿照皮带输送机用托辊托住 运动的皮带而设计用许多转筒托住各类膜结构 循环往复运动构成所谓"活动壁面"， 通过使部 署在需减阻物体表面的多层多重"活动壁面"分� ��有序运动， 由于边界面处的流体与边界面相 对速度为零从而带动每层每重"活动壁面"附近� ��体分层有序流动。

该发明考虑的运行环境过于理想， 所提出的实现这一构想的人工干预装置在实际 应用中 碰到许多难以解决的问题； 如在外流情形时， 由于流体摩擦阻力与形状阻力往往是共同出现 的， 现有运动物体外表一般都是流线型， 而该装置循环路径是直线， 在外表面加装该装置就 会破坏流线型线， 从而引起新的形状阻力， 除作为推进器时可以利用抽吸效应减少一部分 首 尾部压力差（与喷水推进类似）外， 其余不管是外流还是内流状况对减少形状阻力 没有功效， 因此甚至往往得不偿失； 而且外流应用中的运行环境往往非常恶劣， 而该装置对于垂直于其 运动方向的不平衡压力几乎没有大的抵抗能力 ， （作为 "活动边界"的软膜上没有什么孔洞， 迎 流面积很大）， 实际应用时稍微大一点的波涛、气流等不平衡 压力都会使"活动壁面"变形而产 生接触摩擦甚至破坏装置运行， 若使用 "履带 "或密布转筒来向流线型线靠拢， 则会增加机械 阻力并引起相应的一系列问题； 在内流应用领域， 因为要使用大量轴承、 转筒等转动部件， 这些部件易损坏， 维修量大， 而且大都固定于原位， 即使是活动软膜也局限于某一区域运动， 所以维修困难， 例如成百上千公里长的石油或水煤浆输送管道 （或长距离调水管道） 等要经 常打开去分段维修里面的各类部件， 及给轴承加注润滑油， 这在实际操作中都是不可能接受 的； 活动壁面每层及每重之间均有一定尺寸要求， 内流应用时本来就空间狭窄的管沟、 渠沟 里面在设置诸多机构， 其有效过流面积就更小了， 这也是难以推广的； 再说内流管沟不可能 是全程笔直的， 它必然有大量的转折和高低起伏， 若每一个转弯都要用多个直线段来联结， 都非但不减少局部损失反而会引起新的局部阻 力， 若使其中的流体加速， 即使能减少大部分 摩擦阻力， 而增加的局部阻力仍很可观， 没有实际应用意义。 以及许多诸如此类的问题。 发明内容

本发明的目的是对上述背景技术即发明 （PCT/CN2006/001825 ) "—种减少流体阻力的方 法及装置"进行改进从而提出一种克服了上述� �陷的流体减阻方法及相应的减阻推进装置，� � 于减阻方法则提出新的改进使之成为能同时高 效减少形状阻力的方法， 分别提出其在内、 外 流及旋转流领域的典型应用装置；并对于相应 与之配套使用的减少流体摩擦阻力的 "多重活动 壁面减阻推进装置"一并进行相应的改进形成� �套完整的系统，使其各个应用领域的实际应� � 产品结构变得紧凑而能应用于较小的管道沟渠 ， 能适应在曲线表面运行而且厚度变薄， 抵抗 不均衡力的能力成倍、 成十倍提高， 取消绝大部分固定于原位的轴承及转筒等转动 部件， 维 修方便， 并能在许多场合取代多种输送机。 新的减阻方法及减阻推进装置将能高效减少流 体 摩擦阻力和形状阻力 （或其他类似阻力）， 且可广泛应用于水利、 航空、 航海、 水下运动、 交 通运输、 国防、 管道输送等领域的流体减阻， 并兼具推进功能 （加压功能）。

为达到上述目的， 本发明主要采用这样的技术方案：

一、 单程循环路径- 在需减阻的物体表面布置一层至少一重的一到 多重可活动的薄壳或薄膜或其他固体构 件， 即背景技术中的"活动壁面"，其外形与物体表� ��相近，其运动路径是自物体表面起点（在 外流中往往是运动体艏部、 头部， 在内流中往往是管、 沟输送起点位置）顺着流体流动方向 分层有序运动至物体表面尾部 （在外流中往往是运动体尾部， 在内流中往往是管、 沟输送终 点）， 与背景技术中沿着被减阻物体表面的同一侧或 另一侧返回不同，本发明则另设路径返回 起点而不是沿其表面返回， 再开始下一个循环， 即单程循环路径： 内流领域一般都用于输送流体或固体物料系统 ， 系统组成与背景技术基本类似， 但因功 能改进而有所不同， 一般由起点处理装置、 终点处理装置、 外管、 内管 (及特殊包装容器）、 悬浮润滑流体、 减阻膜片、 驱动装置（或能源动力源装置）等组成， 如图 1所示意， 在起点设 置起点处理装置， 在终点设置终点处理装置， 用可抵抗流体压力的外管道 （也包括自终点另 行返回起点的回程外管道）柔顺地（指转弯、 上下坡等处弯管转弯弧度较大， 不会突然转折） 连接成一个封闭的系统， 盛装及运送流体或固体物料的是可在外管中运 动的刚性可以启闭的 内管， 在起点处理装置处理后内管 （一般还包括减阻膜片） 按预定的速度梯度前进， 但内管 (及减阻膜片） 可以转弯、 上下， 运动到终点后经终点处理装置处理后依次逐重 开启， 卸料 后内管 （及减阻膜片） 反向闭合并沿着回程外管道进入回程， 重回起点处理装置处理后重新 开启再装料然后又能重新闭合进入下一个循环 ， 即单程循环路径。 这样几乎所有活动部件都 将定期循环通过路径上任意的某一点， 在任意位置均可设置维修更换点， 这就解决了背景技 术难以解决的维护问题， 并简化了装置机构， 使之能应用于较小管、 沟。 内、 外管间的整个 系统中充满悬浮流体 (悬浮流体也可兼作润滑流体）， 类似于一个狹长的流体连通器， 形成封 闭的悬浮系统； 在起点设专门处理机械严格计量使内管 （或特殊包装容器） 及其所装流体或 物料容重与悬浮流体比重相同或相近， 从而使内管处于类似于失重的悬浮状态， 这就解决了 各类输送系统中为了克服物料重力而引起的一 系列问题； 这样转弯或上下时的向心浮力也刚 好等于离心力， 同时又在内管和基底相应位置分别设置永磁物 质形成永磁悬浮系统以进一步 保证内管在运行时的相对位置， 再加上转弯时的不均衡荷载由内管的内张力承 担一部分， 解 决了类似于输送机技术中一直难以解决的转弯 、 上下坡的问题。

外流时在解决了形状阻力问题后 （后面会叙述） 也就摆脱了流线型线的限制， 运动物体 表面大部分都可设计成直线或其他较简单的线 条， 也就是规则的几何体， 从而为背景技术中 用人工干预使边界面附近流体分层有序流动来 减少摩擦阻力的方法铺平了道路。 在需摩擦减 阻的运动物体表面布置一层至少一重的一到多 重可活动的固体构件（减阻膜片）， 即背景技术 中的"活动壁面"，其截面形状与运动物体外形� ��面相近，与内流不同的是最外一层"活动壁面 " 即外管是类似于刚性体， 再在外管与基底之间布设多重可分层有序运动 形成速度梯度的减阻 膜片 （即活动壁面）， 其运动路径是自物体表面起点 （往往是运动体艏部、 头部）， 顺着流体 流动方向分层有序运动至物体表面尾部 （往往是运动体尾部，：)， 与背景技术中沿着被减阻物 体表面的同一侧或另一侧返回不同， 本发明则另设路径返回起点而不是沿其表面返 回， 再开 始下一个循环， 即单程循环路径； 如图 2所示意， 沿着运动体内部开辟一条通道连接艏艉部作 为"活动壁面"的回程路径。

二、 不均衡压力抵抗：

背景技术未能解决抵抗不均衡压力的问题， 它考虑的运行环境非常理想， 它的运动轨迹 是直线， 对不均衡压力非常敏感， 而实际应用环境往往是非常复杂、 恶劣的， 不均衡压力流 大都垂直于其运行表面， 而活动壁面是封闭无孔洞的面， 其迎流面积很大， 因而产生较大的 形变， 从而引起很大的接触摩擦阻力乃至破坏其运行 ； 为此本发明采取的措施是减少其相对 于不均衡压力流的迎流面积， 即在活动壁面 （减阻膜片） 上大量开设孔洞等减少其表面积， 或者说采用网格状、 条栅状的刚性构件来组成"活动壁面"， 如图 3所示意， 柔性的横向联系构 件和刚性竖向条栅状构件外都是空洞。 这样大部分压力将直接作用于基底， 只有小部分作用 于活动壁面的构件上； 也可将条栅状的刚性构件设置成可绕其中的转 轴转动的类似于机翼的 流线型截面的构件，如图 4所示意， 它可随着垂直于运动方向的流体作用力变化而 调整迎流夹 角 θ， 从而自动产生恢复力矩， 进一步提高抵抗不均衡压力流的能力。这里要 注意的是背景技 术中各层各重活动壁面带动其两侧流体流动是 每重活动壁面相对于其附近流体都是一个边界 面， 在边界面上流体与边界相对速度为零， 因剪切力作用而形成速度梯度， 它依靠的是流体 的粘性； 而本发明所述活动壁面与其附近的流体相互作 用依靠的是不同的网格状、 条栅状的 刚性构件不断地划过同一区域，流体在构件上 产生绕流阻力而带动该区域流体运动状态改变 ， 虽然名称相同， 结构及运动方式相似， 但工作原理有根本区别。

三、 运行定位：

为解决活动壁面在运行时容易跑偏的问题， 本发明在各重活动壁面上分别设置凹凸槽道 来保证其运行及相对运动位置； 内流时当内管运行速度过大而引起较大的流体 阻力时， 由于 基底与内管是刚性的， 空间位置基本保证， 在基底与内管之间再依次布设一到多重硬度适 当 之软膜（减阻膜片）， 同背景技术中的"活动壁面"类似， 各重减阻膜片之间可互相移动， 并因 两侧流体动力平衡而形成速度梯度； 为防止内管卡住， 内管直径与各重软膜厚度之和控制在 一定范围内， 如基底内径的 90%到 95%之间， 如图 22所示意。 膜片按一定的速度梯度运动从 而带动流体分层有序运动， 达到减阻目的。 为解决内、 外管及减阻膜片 （活动壁面） 在运行 时运动位置定位的问题， 本发明在内、 外管及减阻膜片 （活动壁面） 上分别设置凹凸槽道来 保证其运行及相对运动位置，如图 5所示意，此为内流应用时的情形，基底上设� �的是凹槽道， 第一重活动壁面（减阻膜片）上的凸槽道（条 ）与之相吻合， 而第二重活动壁面（减阻膜片） 上的凸槽道（条）与第一重活动壁面（减阻膜 片）上的凹槽道相吻合， 以此类推， 重重咬合, 互为凹凸槽道， 直至内管上； 同时设法用流体动力及永磁悬浮力控制内管运 动状态， 如图 5 所示意， 内管外壁及外管内壁上设置一定数量互相对应 的凹凸槽道的同时， 槽道上覆盖同极 异性磁铁（如橡胶磁体）， 当内管悬浮于外管中向前运行时槽道可以引导 内管运动方向， 同时 槽道间的流体可以进行半封闭设计， （如相邻减阻膜片端部仿照螺旋密封沿着相对 运动方向 布置细小条纹或螺纹产生反向压力， 或减阻膜片及内外管壁形成的流体通道仿照迷 宫纹路设 计从而形成类似于迷宫密封的情形），在直行 段内管碰撞甚至于被外管卡住的可能性不大。 在 转弯段， 虽然理论上说内管容重与悬浮用的流体比重相 等， 从而使向心浮力等于转弯时所需 的离心力， 但实际操作中容重可能有偏差， 从而产生不平衡力， 当内管向某一侧偏心移动时， 槽道间的流体可以看成是半封闭的， 该侧流体过流面积减少， 流速加大， 从而使向心浮力加 大， 形成恢复力矩； 同时当内管向某一侧偏移时， 槽道空隙减少， 槽道上的同极异性磁体推 斥力加大， 形成又一个恢复力矩， 即使发生碰撞， 其时间会很短， 正压力变小从而使摩擦阻 力减少， 能量损失也很小。 这样一来就可保证转弯时内管正常运行， 如果内外管之间有多重 减阻用膜实际上也是相同的原理， 具体分析此处略。

在图 22所示意结构中， 请注意 66和 67组成的槽道之间的流体并未设减阻膜片而相� ��速度 较有减阻膜片的那一部分要大得多； 我们知道， 在与此类似的密闭容器水力输送技术中， 当 流体速度不断增加到一定界限时， 沉在水底的容器会离开管道底部， 也就是所谓"起底速度"， 这个现象说明流体与容器间的作用力方向是背 向管道内壁指向管道中心、 垂直于密闭容器外 壁指向其内部的， 而且两个固壁面之间及与流体相对速度越大、 距离越小其作用力越大； 在 这里也是同样道理， 相对来说就有上下两个由流体动力产生的指向 管道中心的力来保证内管 运行位置。 实际上这种相对速度较大的 "定位槽道"（暂定名）布置不止两个， 它可布设多个， 如图 26所示意， 内管截面为多边形并布设了多个定位槽道； 而且槽道上的凹凸槽条 （无论是 内管壁上还是外管内壁上的） 带有一定硬度和弹性， 而且当内管向某一侧偏移时凹凸槽条将 会接近并使两个定位槽道间的流体处于半封闭 态（凹凸槽条上也可仿照螺旋密封设置），从 而 使流体速度增加在转弯时向心浮力增加形成恢 复力矩； 而凹凸槽条的弹性也会产生接触弹力 使内管复位。

减阻膜片上的凹凸槽道上的磁铁极性相邻位置 可以是不同的， 或间隔一个不设磁铁， 这 样在回程时各重减阻膜片就可根据需要互相重 叠， 从而从较小截面的回程管道中返回， 在起 点经起点处理装置处理后再重新分开。

同样旋流领域及外流领域相应场合也可作类似 布置， 各重间与基底互相约束， 从而保证 了各重减阻膜片的相对位置和运行次序。

四、 曲线路径活动壁面设置：

采取以上措施后就可沿曲线路径或在曲线面上 布置一到多重可活动壁面（减阻膜片）了， 如图 6所示意的是一个比较典型的特例，在一段曲� �面上的凹凸两面分别布置一到多重活动壁 面， 在凸面上的情形与外流常见情形相似， 任取一小段进行受力分析， 在其上受到两端自身 产生的拉力， 自身质量因曲线运动而产生的离心力， 附近流体因离心运动而产生向外的作用 力， 这几个力处于平衡， 若有不均衡压力流的话， 如果压力流是自基底向外， 两端自身拉力 的增加会抵消其作用， 若是自外而内， 则自身质量因曲线运动而产生的离心力及附近 流体因 离心运动而产生向外的作用力将会与之相抵消 ， 调整自身单位质量及运动速度、 曲率半径或 基底迎流位置就可增加抵抗不均衡压力的能力 ； 在凹面上的情形与内流常见情形是相似的， 任取一小段进行受力分析， 在其上受到两端自身产生的拉力， 自身质量因曲线运动而产生的 离心力， 附近流体因离心运动而产生向基底的作用力， 这几个力处于平衡， 若有不均衡压力 流的话， 如果压力流是自外指向基底， 两端自身拉力的增加会抵消其作用， 而且基底反作用 力会提供流体曲线运动的离心力， 后面会提出如何消除流体对转弯处的冲击力。 若是自基底 向外， （这种情况并不多见）， 则自身质量因曲线运动而产生的离心力及附近 流体因离心运动 而产生向外的作用力将会与之相抵消， 并进一步在整个循环路径上设置张紧机构； 自身拉力 (或内张力） 的增加会使产生内张力的转筒轴承阻力增加， 这在实际应用中是可以接受的， 虽然相邻活动壁面间的接触摩擦不可避免， 本发明设计的原则是减少两接触面的正压力以 减 少摩擦损失， 如在外流应用中由于循环路径比较短， 可以在槽道表面敷设同极永磁物质以减 少可能接触面的正压力， 或在某些槽道上安装有强力永磁轴承的转轮， 这虽然会大大增加造 价， 但相对于减阻效果是可以接受的； 在内流应用中， 由于采取了后面所述的减少乃至消除 形状阻力的措施， 不均衡压力流将不太复杂， 在如图 7所示意的两个邻近转弯点， 如果转弯半 径 R1与 R2大致相等的话， 其交接处的活动壁面内张力大小相等， 方向相反， 即互相抵消， 甚 至可取消用于产生内张力的转筒， 内流设计时各种转弯处及外流某些需转弯的情 形均可按这 一方法处理， 即活动壁面转弯时它自身质量所需离心力、 其上所受流体作用力等各种内外力 均由其自身的内张力承担， 而不是另设托辊等机械装置来承担。

五、 可启闭内管、 外管转弯段及其他构件特殊结构- 不管内流、 外流还是旋流， 布置活动壁面时均需覆盖被减阻物体整个表面 ， 而需要在横 截面上划分为多个单元， 各个单元均有自由度， 难以固定或约束， 例如在内流圆管中理想的 状态是很多重同轴心的的圆管一重管套一重管 ， 按预定的速度梯度前进， 但圆管可以转弯、 上下， 运动到终点后各重圆管都必须开启， 重回起点后又能重新闭合， 这就要求设计出可方 便地开启关闭、 而运行时横截面为可抵抗流体荷载的刚体、 沿运动方向可转弯的活动壁面， 为此本发明采取的方案是在内管在其横截面上 每隔相应距离布设如图 8所示意的可启闭的刚 架结构， 所示意的单元构件外形是一个多边形， 各个单元构件由转动轴连接， 多边形单元构 件在转动轴两边的两个内角分别为 α、 β， 各单元向某一侧卷合到一定程度后因相邻边角 的限 制而不能再向内卷， 进行密封后成为可抵抗内外压力的刚架结构； 注意一下单元构件上两边 的边角角度 α、 β并不相等， 向一侧卷合可有较大的截面积， 翻过来向另一侧卷合则会有部分 单元重叠而形成一个较小截面积的刚架， 可适应回程管道截面积一般都要缩小的要求。 与圆 管输送机技术中输送带形成圆管及打开由引导 托辊来控制类似， 如图 11所示意， 本发明中内 管的开闭都在起点终点处由引导托辊或引导凹 、 凸槽道来控制。 在运行过程中虽然说因基底 空间尺寸的限制， 刚架不太可能打开， 密封作用不一定很大， 但为了适应复杂的运行环境， 也可加设密封插销， 如图 9所示意， 密封插销 25伸入预留的插销孔 26之中， 由于密封插销 25 伸入插销孔较长， 要打开需要较大的空间， 在运行时因基底空间尺寸的限制而不会被打开 ， 从而形成稳定的密封。 密封插销设于专门设置的活动壁面上， 它的开闭也都在起点终点处由 引导托辊或引导凹、 凸槽道来控制， 这样只要安排好引导托辊或引导凹、 凸槽道的位置， 内 管的开合都可自动完成。

刚架结构根据需要确定其间距， 并控制刚架间管材的硬度， 从而限定内管的最小转弯半 径， 图 6是沿曲线路径布置一到多重减阻膜片的状态� �意图， 图 7是在曲线面上内管运行及布 置一到多重减阻膜片的状态示意图， 这样转弯时它自身质量所需离心力、 其上所受流体作用 力及变化等各种内外力均由其自身的内张力承 担， 连续转弯时其内力可互相抵消， 也增加了 抵抗不均衡压力流的能力。

长距离管线有很多转弯段， 外管的弯管段有精度要求例如横截面面积和槽 道位置基本不 变等， 按现有的施工技术不可能满足， 因此接头处用管均为工厂大批量预制， 它采用与内管 类似的结构从而满足精度及现场拼装工艺要求 ： 如图 21所示意， 转弯段外管仿照内管采用有 一定刚度的软管， 其中每隔一定间距镶嵌有刚性骨架 65， 或者说有点像玩具蛇一样逐节连接 在一起， 刚架间距及管材的软硬度限定了它弯曲时的最 小曲率半径， 施工时可以自动弯成所 需曲率； 但软管是不能抵抗较大的流体压力的， 所以必要时再在其外面套一个直径大得多的 耐压的 "保护套管" 63 , "保护套管"与外管软管之间可采用固定机构定� ��或灌注混凝土之类的 胶结料。 "保护套管"没有严格的精度及工艺要求， 可以很方便地按现有技术施工。

因内管卸料后 （尤其是运送固体物料时） 比重可能有所改变， 因此内管上往往还设有比 重调节装置（也可设置于物料的特殊包装容器 上），可用类似于密封容器车的耐压容器来设 置， 在起点密封容器打开并充入轻质流体 （如空气)， 然后关上， （接缝处有 0型圏一类的密封）， 从而有较大的浮力， 因往往系统内压力设计为较高于外界及容器内 流体压力， 因此容器不会 打开； 到达终点卸料后， 在终点处理装置处理后密封容器打开排出轻质 流体 （甚至将其排出 系统之外）， 换装悬浮流体（如水）并返回， 从而达到调整内管比重之目的， 图 25是设置在包 装容器上的比重调节装置结构示意。 如悬浮流体或轻质流体在起点和终点仍不平衡 而又不便 于在起、 终点摄入或排除轻质、 悬浮流体的话， 也可在起、 终点之间再设专门管道调节系统 来调整不平衡流体量。

驱动装置（或能源动力源装置）：现有管道容 器输送或成型制品管道输送的动力装置传递 能量的效率都很低（有的只有 10%)， 结构较复杂， 能量损耗较大， 但能耗中的大部分都是用 于克服重力所产生的阻碍， 例如克服高差所需能量、 输送机中向前运动时克服因重力引起的 摩擦阻力做功， 由此引发出一系列问题； 而本发明系统相当于一个封闭、狹长的液体联 通器， 连通器中各个点的势能是相等的， 当其中的物体 （不管是流体还是盛装在容器的固体） 容重 与润滑流体相同时其运动状态与失重状态类似 ， 在起始端处理装置克服流体压力将目标物体 装入系统中的泵类机械 （或起类似作用的机械） 已经传递了克服重力高差所需的能量， 所以 在运行过程中只需传递克服流体阻力所需的能 量， 这在总能耗中只占很小的一部分， 即使新 的驱动动力源装置效率不高也已经无关紧要。

新驱动装置采用的是与直线电机类似的特殊驱 动装置结构， 如图 23所示意， 它以内管上 的永磁体 （橡胶磁） 为次级， 初级是一个类似于传动带的装置， 其上暗敷的导线通以直流电 对次级施加驱动力。不同的是这个特殊直线电 机的初级、次极都是运动的， 且运动速度一致， 因此两者紧紧贴在一起也不会有磨损， 其磁隙极小， 充分发挥了直线电机传递能量的效率很 高的优势。

在起、 终点处理装置克服流体压力将目标物体装入 （卸出） 系统中的泵类机械往往需作 特殊设计，尤其是目标物体是固体或高粘性物 料时往往采用置换的方法进出系统， （一般流体 也可用现有的各类压力泵传递能量）， 可将目标物料经过精确计量后装入特殊包装容 器内，特 殊包装容器截面形状与内管相适应， 在内管内也可随内管一起转弯、 上下等， 也可带有比重 调节装置， 随物料性质及运行需要该容器可以是耐压的， 也可以是柔软的， 也可具备防水及 易于装卸目标物料等特别功能 （现有技术很容易做到这一点， 故其详细结构在此不再赘述）； 类似于泵的将目标物料或特殊包装容器装入系 统的机械 （进出泵） 可如图 24所示意， 它有一 个耐压泵缸 74 (缸室），泵缸上有开闭进出口的活动密封板 72、开闭系统出入口的活动阀板 73， 及相关的一些辅助机构， 在起始端经过精确计量装入特制包装容器 （容器上往往有调节比重 装置并已调好） 的固体物料进入系统可分几个步骤， 第一步当活动密封板 72打开同时活动阀 板 73关闭时， 盛装固体物料的特制包装容器进入耐压泵缸 74缸室内， 第二步活动密封板 72关 闭， 这时泵缸可以抵抗压力， 活动阀板 73打开， 包装容器进入系统内， 同时系统内的悬浮流 体被置换出来进入 74缸室内， 第三步活动阀板 73关闭， 再将耐压泵缸 74缸室内的置换出来的 悬浮流体通过压力泵抽入系统内， 第四步打开活动密封板 72, 开始下一个循环； 到达终点后 卸料用泵装置也与进料用泵装置基本相同， 但物料卸出系统的步骤正好相反； 某些有防水要 求的情形在第二歩时置换出来的也有可能是压 力气体 （为保证物料在进入内管前不与悬浮流 体接触而用相同压力的气体代替悬浮液），在 双向运输时置换出来的也可以是装有从终端对 运 过来的物料的特制包装容器， 有时起始站高程比终点站高或相反， 因这些情况不同相应的泵 类结构组成及设计也会不一样， 这些现有技术很容易做到， 此处不再赘述。

此外在超长距离运输及矿井井下上运等场合时 ， 往往起点、 终点高差极大， 为抵抗极高 的悬浮流体压力造成外管及泵类机构结构复杂 ， 造价高昂， 可以将一个大高差的系统分成几 段高差小得多的两到多个子系统， 相当于中间有几个转运站， 这些转运站的起、 终点处理装 置与上述原系统结构是基本一样的， 不过因不需重新装料，往往可以省去精确计量 装料装置。

在外流应用时部分构件结构也可参照内流情形 设计， 但外流状态时基底位于外管、 减阻 膜片里侧所以有些细节略有不同， 由于要抵抗较大不均衡压力时外管及减阻膜片 是有大量孔 洞的， 实际上外管与膜片已无大的区别， 故其结构也可设计成如图 27所示意， 例如基底截面 为多边形， 在基底各个角点上设置粘有同极磁体的 (凹)凸槽条作为基础， 沿着整个循环路径 设置一圈， 再在其上设置一圈可沿着凸条运动的 （凸） 凹槽条， 构成外管的张紧机构， 两者 互相排斥， 但又互为槽道， 互相约束运动位置， 在循环路径上有曲线段时可依照图 6、 图 7所 示意的原则设计， 使转弯时它自身质量所需离心力、 其上所受流体作用力及变化等各种内外 力均由其自身的内张力承担， 连续转弯时其内力可互相抵消， 这样 （凹） 凸条就像传动带一 样有内张力， 再加上槽道的定位作用， 它在竖向剖面上成为稳定的结构； 横截面上， 各个角 点的 （凹） 凸条竖向条栅状构件联系， 因外管、 减阻膜片在回程时要求缩进， 故竖向条栅状 构件类似可伸缩的套管， 如图 10所示意， 包括其中的可縮进段内伸段及可縮进段外包段 ， 在 外表面时构件拉伸到最大长度并可承担内张力 ， 也可直接采用可拉伸弹缩的构件。 为了抵抗 复杂外力， 通过在槽道表面敷设同极永磁物质、 或在某些循环路径上安装有强力永磁轴承的 转轮、调整条栅状的刚性构件迎流夹角 Θ等手法预先在外管、减阻膜片上施加一个向� ��的张力， 这样横截面上的多边形就类似于刚体， 这一层减阻膜片成了一个稳定的运动结构； 依同样的 方法由里向外依次布置一到多重可依一定速度 梯度运动的减阻膜片； 为进一步加强结构抵抗 复杂外界干扰能力， 在两个角点间可适当增加槽道的数目。 当横截面上的多边形 （或其他形 状） 因故不能闭合时， 可同时在不能闭合的两端设置可产生电磁力等 非接触力的装置传递中 断的内力， 使横截面仍为稳定结构。

与内流状态内管及减阻膜片类似， 外管及减阻膜片开合等均由引导装置引导其开 闭、 运 动。 减阻膜片也同样可设计成能叠合的， 驱动装置也可采用图 23所示意的类似结构， 也可在 凹凸条上敷设导线使上、 下级槽道互为初极、 次极的直线电机方式来驱动。

六、 减少形状阻力的方法：

当流体与固体相冲击时， 因流体与固壁面相对速度大， 又成一定角度甚至垂直冲击， 后 面的流体因惯性冲开前面的流体直接与固壁撞 击， 所以流体与固壁面的碰撞能量、 动量损失 极大， 这是形状阻力的主要组成部分， 如能阻断流体在转向时对固壁面的直接冲击， 就可解 决形状阻力减阻的问题。 按上文中介绍的流体力学的习惯方式将本发明 在各个领域的一系列 减阻装置应用设计归纳为方法。

如图 13所示意的一个圆筒， 内由许多直叶片 37分割成许多充满流体的小格， 直叶片 37与 圆筒壁 38固定在一起， 当圆筒旋转时， 筒中的流体每时每刻都在改变方向， 但因叶片的约束 等同于固体， 与固壁 38间并无直接冲击， 也就没有能量及动量损失。

我们现在让圆筒壁固定不动， 让叶片与流体做圆周运动， 如图 12所示意， 在圆筒壁上加 设减少摩擦阻力的多重活动壁面 36， 任取一个小格来分析， 上部三角形区域的流体因速度及 方向与叶片相近甚至相同， 受直叶片约束受力状态与固体类似， 没有冲击损失； 再看与圆筒 壁交界处， 由于叶片始终垂直于筒壁， 相应带动流体速度方向与筒壁切线方向大致相 同， 故 基本没有冲击损失， 此时筒壁对流体的作用力可分解为两个： 一个平行于筒壁面切线方向的 剪切力即流体摩擦阻力， 此处用活动壁面 36来予以减阻； 一个是垂直于筒壁切线方向， 用来 提供流体转向所需的向心力， 在这个转向过程中由于将流体的运动状态固态 化从而使我们没 有看到其他场合流体转向时不可避免的流固冲 击。

因此， 本发明提出减少形状阻力的方法是： 在流体中间每隔一定间距垂直于其运动速度 方向插入叶片状固体（装置或机械）， 将流体分成多个限定的区域， 从而限制其流动使其运动 状态固态化， 这就使其不能因惯性直接冲击固定壁， 同时使叶片状装置 （机械） 运动速度方 向与预设的固定壁切线方向一致， 使固定壁对流体的反作用力及叶片状装置对流 体的作用力 垂直于流体运动方向从而强制干预流体流动使 其沿着固定壁逐步改变速度方向而避免流固冲 击损失。

因各领域情况不同所以实现的机械装置及组合 设计大不一样， 并需结合减少摩擦阻力功 能的设计， 即在需要减少流体摩擦阻力的场合对边界层附 近流体进行人工干预使其分层有序 流动从而减少摩擦阻力， 而完成流体阻力的减少过程。 进一步对叶片状装置和人工干预装置 施加驱动力， 使之以超过流体运动速度的速度运动， 并对流体施加作用力， 从而产生推 进力成为推进装置。虽然它从专利申请角度可 能应该属于装置， 但按上文中介绍的流体力 学的习惯方式， 将本发明在各个领域的一系列减阻（推进）装 置应用设计结构归纳为"方法"。

因各领域情况不同所以实现的装置大不一样， 在外流时涉及形状阻力减阻和摩擦阻力减 阻， 首先是将运动体头、 尾部形状阻力问题解决以摆脱流线型线的限制 ， 再在其狭长的两侧 布置摩擦阻力减阻装置 （暂定名本体减阻器）， 如图 2所示意； 对于形状阻力减阻本发明的方 案是在运动体头部布置迎流减阻器将运动体迎 流面途经路径上的流体分散并改变一个较小的 速度方向后转向排往两侧比较长的距离上， 因为集中排到某一狭小区域将导致出口处流体 压 力太大而不利于减阻;同时往往设置尾部加压� �将运动体尾部附近两侧流体逐步集中并引导 其排往尾部以抵消尾部低压区。 使流体转向的机械可以是如图 15所示意的流体转向滑片泵， 它是仿照滑片泵设计的， 不同的是因滑片与固定壁 44的摩擦损耗太大， 而泵的尺寸比较大， 所以在滑动叶片 44的尾部设滑轮， 滑轮沿着转筒内预设的两个固定轨道 （一、 二） 43和 46滚 动从而控制叶片运动位置； 它的叶片也可以用图 16所示意的可伸縮叶片代替从而成为流体转 向伸缩叶片泵， 可伸縮叶片的第三级叶片构件 51套在第二级叶片构件 50内并可伸缩， 50又套 在第一级构件 49内并可伸缩， 在构件 49、 50、 51上可仿照直线电机驱动方式布设电路， 使上 下级构件互为直线电机的初极、 次极以控制叶片的伸缩， 这种叶片反应速度快， 适应恶劣环 境。 两台泵联用可组成如图 17所示意的双转型流道， 它使流体经过两次转向后速度方向只改 变了一个小的角度差 φ, 流体与运动体的动能、动量损失极小。双转型 流道适用于进口部位到 出口部位比较宽的情况。 也可只用一台泵构成如图 18所示意的单转型流道， 它只经过一次转 向， 而且只转一个很小的角度 φ， 它适用于迎流面较窄的情况。 单转型流道也可使用如图 20 所示意的直线型伸缩叶片转向泵， 该泵由转筒 62上缠绕可活动壁面而成， 可活动壁面上设置 图 16所示意的可伸缩叶片 60， 在转向段内侧设有引导轨道 61引导该处叶片运动路径， 叶片可 以在一段较长距离上逐渐插入流体中从而减少 了入口处叶片角度与流体速度方向不一而造成 的动量、 能量损失， 叶片縮进时带动流体运动也对流体转向有辅助 作用 （对气体来说作用更 加重要）。各种流道依次布置于迎流面上， 如图 19所示意， 被减阻运动体横截面上的流体被划 分成多个区域， 每个区域的流体都进入对应的单转、 双转型流道， 在改变了一个小的速度方 向后分散排在运动体艏部前方较长的距离上， 再流向运动体尾部， 使其形状阻力大大减少。

上述方案因湿面积 （或与流体接触面积） 大为增加故流体摩擦阻力成倍增加， 各型流道 中也可采用前面内流场合所述减少摩阻的方案 分别或组合布设多重减阻膜片以减少流体摩擦 阻力， 当流体速度较大时则更要注意摩擦减阻组合设 计， 同时设计使叶片伸缩速度尽可能减 少以避免机械阻力造成的次生能量损失及复杂 机械设计， 必要时使用固定叶片， 或减少叶片 高度并加密叶片间距； 而且一般都设计成推进装置。

在单转型流道布设表面可运动的减阻泵类机构 则也可安装如图 28所示意的泵类机械， 该 泵类机械的基底为预设曲率半径的弧形固定板 （或结构支撑板） 85， 基底上布设凹 /凸槽， 以 此为运行轨道，再在该凹 /凸槽上布置一到多重可沿着固定板运动的凹 /凸槽条 86,交错缠绕于 有多个不同轮径的转轮的转筒上， 以不同转轮半径控制其运动速度从而形成速度 梯度， 凹 /凸 槽条表面可覆有同极磁体， 凹 /凸槽条之间用连接件连接， 连接件依照具体情形可以是柔性、 刚性的， 也可以像外流一样是有很多孔洞的， 从而形成一重到多重沿着曲线运动的减阻膜片 ("活动壁面 "）， 剖面结构如图 29所示意， 最外一重上布设固定或可伸縮叶片， 为防止最外层 槽条跑偏往往设随流体运动的定位杆 （板） 89， 与流道上另一面上的槽条接触形成有约束的 类似于刚体的稳定结构， 以保证竖向定位。 转筒结构如图 30所示意， 转轴 87上布有多个不同 半径的同心转轮 88， （图中只是示意减阻膜片速度控制关系，同心 转轮 88结构与背景技术是一 样的）。与背景技术类似， 在减阻膜片回程的另一侧布设一个类似的运动 方向相反的结构； 这 一机械的缺点是留下部分面积处于迎流面积区 域，（也可仿照背景技术中减少安装厚度的措 施 并调整转筒等机构的位置以减少迎流面积）， 引起形状阻力， 故在其头部加上迎流减阻块， 将 该区域流体分散并转向排往两侧比较长的距离 上， 由于尺寸较小， 往往难以布置可运动的减 阻膜片， 故也可只布设流线型导流叶片 90， 将流体改变一个较小的速度后导向两侧。 其在流 道表面的组合方式可如图 31所示意。 在双转型流道中的装置结构则如图 32所示意， 其组合方 式也类似于图 31所示意。

上述各种泵或机械（包括迎流减阻器、尾部加 压器）、人工干预装置均可进一步设计成可 对流体施加驱动力的推进装置或加压泵， （这些与背景技术、 现有技术基本相似， 不再赘述） 迎流减阻器装置稍做相应改进再倒过来运行安 在尾部（暂定名尾部加压器）， 照上述步骤 反过来运行， 就可实现将运动体尾部附近两侧流体逐步集中 并引导其排往尾部以抵消尾部低 压区的构想， 从而消除流线型线的影响。

在内流领域管沟转弯时的情形可用如图 14所示的方式， 光滑的固定壁 40上本来布有本发 明所述的减少流体摩擦阻力的多重可活动壁面 （减阻膜片）， 现在最内重活动壁面（内管） 内 沿着垂直于运动方向按预定间距布设随同流体 一起运动的叶片 42， 从而限定了流体对固定壁 40的冲击， 这样既减少了摩擦阻力， 又减少了形状阻力， 当然设计时内流转弯半径尽可能加 大， 叶片布设密度、 高度越大效果越好， 因叶片的主要作用是阻断流体对固定壁 （即管壁） 的冲击， 所以叶片间距与高度之间的关系是沿着叶片顶 端作平行于该处流体运动速度方向的 直线与管壁交点处就是下一叶片应该布设的最 大间距。 而减阻膜片上也作类似处理， 即膜片 上有垂直于运动方向按预定间距布设随同流体 一起运动的短叶片或突起用于减少形状阻力。

叶片可以结合内管中的可启闭刚性骨架设置， 但为了清刮及维修方便等原因叶片群往往 与内管分离而单独连接在一个特殊的连接杆件 上成为类似于内管的结构， 叶片可仿照内管中 的骨架结构设计， 这样叶片群结构在内管闭合时就包裹在内管中 ， 在到终点内管打开时叶片 群即可与内管分离、 用专门装置清刮后向另一侧闭合， 再包裹于内管中进入回程。

七、 旋转流领域实现及应用系统装置：

旋转流领域实现和应用的装置比较简单， 其横剖面如图 12所示意， 圆筒内由许多直叶片 37组成的旋转轴将整个空间分割成许多充满流� ��的小格， 但直叶片 37也可根据具体情形设计 成曲面叶片， 显然叶片限定并与流体共同运动使形状阻力基 本消除， 与固定筒壁的流体摩擦 阻力再用多重减阻膜片来消除， 同时仿照内流状态在膜片上采用互为槽道、 膜片上设永磁悬 浮装置、设计成可用流体动力控制膜片的结构 等， （为抵抗不均衡压力及卸料等特殊需要减阻 膜片也可以像下述的外流场合的膜片一样布有 大量孔洞或采用网格状、 条栅状的刚性构件来 组成）， 以控制各重减阻膜片的相对位置和运行次序。 其他具体结构因根据具体情况可采用与 内、 外流场合相同或相近技术或者采用其他现有技 术可轻易解决， 此处不再赘述。

背景技术相对于现有技术的有益效果本发明基 本上都具备， 而且本发明相对于背景技术 来说它解决了在减少流体摩擦阻力的同时减少 形状阻力的问题， 相对于现有技术及背景技术 有突破性的减阻效果， 解决了曲线面布设活动壁面的难题， 并使抵抗恶劣运行环境中不均衡 压力流的能力成倍提高， 而且在外流领域外形上突破了传统的流线型线 的约束， 使各领域应 用产品制造工艺简单， 成本下降； 在内流领域通过设置单程循环运行路径解决了 背景技术难 以解决的维护问题， 并简化了装置机构， 使之能应用于较小管、 沟， 这对于动辄数十、 数百 乃至上千公里的内流输送管道应用尤为重要； 在旋流领域它同时解决了粘性阻力及形状阻力 减阻， 使旋流分离器等应用产品可以突破大型化的瓶 颈； 当其作为输送机使用时， 它突破了 输送机械很难转弯、 升降、 密封、 大型化等局限， 并使能耗降低， 运量大增。 本发明方法简 单， 装置简便， 相对于现有技术成本低廉， 利于工业化推广， 它是流体减阻技术的重大突破， 能广泛应用于水利、 航空、 航海、 水下运动、 交通运输、 国防、 管道输送等领域的流体减阻， 并兼具推进功能 （加压功能)。

附图说明

图 1是内流应用装置系统示意图；

图 2是外流应用装置系统示意图；

图 3是上面有大量孔洞的减阻膜片结构示意图；

图 4是减阻膜片上可转动的坚向条栅状构件截面� �意图；

图 5是在内流各重减阻膜片上互设槽道的位置关� �示意图；

图 6是在曲线面上布置减阻膜片的示意图；

图 7是内流状态时两个相邻转弯点布置减阻膜片� �意图；

图 8是内 （外） 管各单元组成刚性横截面结构示意图；

图 9是在内管刚性横截面结构上设置密封插销的� �意图；

图 10是外流用竖向条栅状构件中的可缩进段结构� ��意图；

图 11是引导装置引导内管或减阻膜片开闭、 运动示意图；

图 12是流体在固定圆筒内随直线叶片旋转运动的� ��意图；

图 13是流体在圆筒随圆筒与直线叶片一起旋转运� ��的示意图；

图 14是内流时安装叶片的示意图；

图 15是流体转向滑片泵结构示意图；

图 16是可伸缩叶片结构示意图；

图 17是双转型流道布置示意图；

图 18是单转型流道布置示意图；

图 19是迎流减阻器头罩上各个流道布置示意图；

图 20是直线型伸縮叶片转向泵结构和相应单转流� ��及其组合示意图；

图 21是外管弯管结构示意图；

图 22是减阻膜片布置示意图；

图 23是驱动装置结构示意图；

图 24是进出泵装置结构剖面示意图；

图 25是比重调节装置结构剖面示意图；

图 26是定位槽道结构剖面示意图；

图 27是外流结构横剖面示意图；

图 28是单转型流道表面可运动的泵的结构示意图� ��

图 29是单转型流道表面可运动的泵的横剖面示意� ��；

图 30是单转型流道表面可运动的泵的转筒结构示� ��图；

图 31是单转流道表面可运动的泵的组合方式示意� ��； 图 32是双转型流道表面可运动的泵的结构示意图� ��

附图中： 1、 内流输送起点及起点处理装置； 2 、 内流输送终点及终点处理装置； 3、 内 流输送外管道； 4 、 专设的内管及减阻膜片、 悬浮流体回程用外管道； 5 、 设于管、 沟内表 面的一重到多重减阻膜片及内管； 6、 外流运动物体表面； 7、 专设的减阻膜片、 润滑流体回 程用内部管道； 8、 布设于运动体表面的一重到多重减阻膜片； 9、 运动体迎流减阻器头罩； 10、 减阻膜片上柔性的横向联系构件； 11、 减阻膜片上的刚性竖向条栅状构件； 12、 转动轴; 13、 可转动的竖向条栅状构件； 14、 内流管、 沟的固定表面； 15、 内流管、 沟的固定表面上 的凹槽道； 16、 内流表面第一重减阻膜片及其上的凹、 凸槽道； 17、 内流表面第二重减阻膜 片及其上的凹、 凸槽道； 18、 内流表面第三重减阻膜片 （或内管）及其上的凹、 凸槽道； 19、 曲线面上的减阻膜片； 20、 固定壁面或基底； 21、 内流管、 沟的固定壁面或基底； 22、 内流 中连续转弯的内管 （及减阻膜片）； 23、 内管刚性横截面结构中连接单元构件上的转轴 ； 24、 内管刚性横截面结构上的单元构件； 25、 刚性横截面结构密封连接用插销； 26、 刚性横截面 结构上的密封插销孔； 27、 外流用竖向条栅状构件中的可縮进段内伸段； 28、 外流用竖向条 栅状构件中的可縮进段外包段； 30、 引导托辊； 31、 引导凸槽道； 32、 引导凹槽道； 34、 内 管及减阻膜片； 35、 固定圆筒壁； 36、 旋流时的多重减阻膜片； 37、 直线旋转叶片； 38、 与 直线叶片连在一起的圆筒壁； 40、 内流管沟壁； 41、 内流时的内管及减阻膜片； 42、 减少形 状阻力的叶片； 43、 固定轨道一； 44、 滑动叶片； 45、 泵壳； 46、 固定轨道二； 47、 叶片尾 部的滑轮； 48、 泵转轴； 49、 第一级叶片构件； 50、 第二级叶片构件； 51、 第三级叶片构件; 52、 流体转向泵； 53、 双转型流道一； 54、 双转型流道二； 55、 双转型流道三； 56、 双转型 流道四； 57、 单转型流道一； 58、 流线型头罩； 59、 运动体艏部固壁； 60、 可伸缩叶片； 61、 引导轨道； 62、 转筒； 63、 内流中外管的保护套管； 64、 内流状态中的外管弯管； 65、 外管 弯管中的刚架结构； 66、 内管上的橡胶磁铁； 67、 基底上的橡胶磁铁； 68、 内管壁及减阻膜 片； 69、 基底； 70、 驱动转筒； 71、 暗敷通电导线的初级； 72、 进出口活动密封板； 73、 开 闭系统出入口的活动阀板； 74、 耐压泵缸； 75、 0型密封圏； 76、 密封容器盖板； 77、 特制 包装容器及封口； 78、 用于调节比重的耐压容器； 79、 外管壁； 80、 内管的凹凸条； 81、 内 流态时外管上的凹凸条； 82、 外流运动体基底及其上的 （凹） 凸条； 83、 外管上 （凹） 凸条 组成的槽道； 84、各重减阻膜片上（凹）凸条间的连接件； 85、 固定板（或结构支撑板）； 86、 凹 （凸)槽条； 87、 转轴； 88、 转轮； 89、 定位杆 （板）； 90、 流线型导流叶片。

具体实施方式

实施例 1

利用本发明设计出经过改进的旋流分离器： 设其直径为一米， 横截面如图 12所示意， 沿 内壁设五重到十重有大量空洞的减阻膜片， 每重上设有多个槽道， 厚度及间距合一厘米， 共 5 到 10厘米； 直线叶片设 40片， 片厚 2毫米， 通过转轴与动力装置相连接而驱动料液高速旋 转、 分离。 此分离器不但使能耗大为降低， 而且使料液与器壁的磨耗减少， 并消除了大型化的瓶 颈。

实施例 2

某两地建造引水管道， 总长 80公里， 高差约 12米， 管径为 2米， 截面如图 22所示意， 沿内 壁设二十重减阻膜片， 每重及基底上设有 30个槽道， 厚度及间距合 5毫米， 共 10厘米； 并设置 四个定位槽道， 内管上每隔一米设有如图 8、 9所示意的可启闭刚架， 每隔 50厘米安有 10厘米 高的直叶片， 叶片群可与内管分离， 管道最小转弯半径控制在 200米以上， 由于基本消除了摩 擦阻力和局部阻力， 水流可以十米每秒的高速运行； 内管及减阻膜片到达终点后打开、 向另 一侧翻卷进入回程； 减阻膜片则在终点处理装置处理后部分重叠并 重新组合并进入回程， 回 程管径为 30厘米， 自终点返回起点， 与来水管道并行。

实施例 3

某大型矿山设立自山顶向分厂输送矿石的管道 ， 长度约 120公里， 管径为 40厘米， 截面如 图 26所示意， 沿内壁设三重减阻膜片， 每重及基底上设有 15个槽道， 厚度及间距合 5毫米， 共 1.5厘米； 并设置六个定位槽道； 内管用带钢丝绳芯的输送带改制而成， 其上每隔一定距离设 有如图 8、 9所示意的可启闭刚架， 可以抵抗一定不均衡压力形成稳定结构； 矿石初步粉碎， 经起点处理装置精确称量后盛入特制包装容器 ， 为加快装料速度往往并列多台起点、 终点处 理装置， 特制包装容器为不能抵抗管内流体压力的软包 装， 其上附有能抵抗流体压力的比重 调节装置， 装料时倒出比重调节装置中的调节流体 （水） 装入空气后封闭， 并将矿石装入特 制包装容器， 并经前面所述特殊泵装入系统， 内管上设置永磁体， 驱动装置为前面所述的特 殊直线电机， 管道最小转弯半径控制在 200米以上， 悬浮流体采用水， 比重为 1， 装料时严格 控制内管及特制包装容器容重为 0.98到 1.02之间， 内管到达终点经终点处理装置处理后打开、 向另一侧翻卷、 卸出特制包装容器并带已经调节比重后的空包 装容器随悬浮流体进入回程， 回程管径为 20厘米， 自终点返回起点， 与来料管道并行， 所留下特制包装容器经特殊泵卸出 系统， 卸除矿石， 比重调节装置打开并装入水调节好比重后再经 特殊泵装入系统进入回程； 在上述过程中特殊泵置换出来的水用普通高压 水泵压入系统。

实施例 4

根据本发明技术设计出新型船舶， 由于突破了流线型线的限制， 船体设计为长方体， 如 图 2所示意， 船宽 12米， 深 6米， 长约 120米， 表面安装 20重减阻膜片减少摩擦阻力， 每重及基 底上设有 200个槽道， 厚度及间距合 5毫米， 共 10厘米， 各重减阻膜片使用图 10所示意的可伸 缩条栅状构件限定了拉伸长度而使图 27所示意横截面成为刚体， 回程通道设于船体内部， 为 一直径 2米的方形通道，沿着循环路径上亦设置永磁� �浮系统产生张紧力使竖向剖面也成为稳 定结构而具备抵抗波涛压力的能力； 迎流减阻器流道构成如图 19所示意， 两边每边划为 12个 宽为 50厘米、 深为 6米的区域， 相应地设立 11个流道， 其中双转型流道 6个， 单转型流道 5个， 每个流道入口宽度为 50厘米， 深 6米， 迎流减阻器头罩总长约 40米； 双转型流道转向泵采用图 32所示意的表面可活动的装置， 其流道上的相应组合也类似于图 31所示意； 单转型流道转向 泵采用图 28所示意的表面可活动的装置， 其流道上的相应组合如图 31所示意； 尾部加设与迎 流减阻器结构类似的尾部加压器， 但安装及运行方向相反； 或者不设尾部加压器， 尾部仍为 流线型逐步向后缩进， 该部分减阻膜片设置按照曲线路径活动壁面设 置原则布置。