一種氣壓揚水機的製作方法

2023-05-26 08:22:46 4

專利名稱：一種氣壓揚水機的製作方法
技術領域：
本發明涉及水利機械領域，特別涉及一種氣壓揚水機。
背景技術：
中國專利文獻CN1673551公開了一種空壓揚水機，它包括兩個通過帶有進、出水口和進氣、排氣控制機構及控制排氣機構的箱體，在所述至少一個進氣口上設置有進氣管和進氣閥塞，該進氣管的管口與進氣閥塞對應配合，該進氣閥塞與控制排氣機構連接，該發明提供了一種自動控制靈活，可靠性好，成本較低且能有效控制進氣的氣壓揚水機，但是在箱體停止排水後水箱向外排氣時，這些被排出得氣體氣壓被白白的浪費掉，從而造成能源的很大浪費。 中國專利文獻CN 2921395Y公開了一種氣壓揚水機，它包括一個帶有進水口、排水管和進氣口、排氣口及控制進氣機構和控制排氣機構的以及揚水的箱體，一級揚水的排氣口與帶有進水口、排水管、排氣口的二級揚水的箱體的進氣口連通，二級揚水的箱體內設置有控制排氣機構；二級揚水的排氣口可與和二級揚水相同結構的三級揚水的進氣口連接，三級揚水的排氣口可與四級揚水的進氣口連接，依次類推連接即可。上述專利文獻由於採用了二級揚水箱體的進氣口與一級揚水箱體的排氣口連通，這樣一級揚水箱體中已經做功完畢的高壓氣體在向二級揚水箱體中排放的過程中仍然做功，排出水，提高了高壓氣體的利用率。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下缺點(I)上述專利文獻中的氣壓揚水機的上水方式是由第一個揚水機排氣進入第二個揚水機，第二個揚水機進入第三個，這樣多個揚水機所揚的水在不同的高度使用，其結構複雜，並且最後的壓縮氣體直接排放至大氣，使這部分壓縮氣體得不到有效利用；(2)在實現上述氣壓揚水的過程中，排水管中走的是只是水相，在將排水管中的水壓至一定高度時需要克服排水管中水的重量進行做功，需要較高的揚程氣壓，若能在較低的氣壓下能達到同樣的揚程，不但可以降低設備損耗，而且可以實現高效率揚水。(3)另外，上述專利所提供的技術方案不能實現連續揚水，揚水效率低。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是在較低的氣壓下達到同樣揚程，實現高效揚水。為了實現上述發明目的，本發明提供了一種氣壓揚水機。所述技術方案如下一種氣壓揚水機，包括箱體，置於水體中，所述箱體內部被分成兩筒體，兩所述筒體上分別設有進水閥，並在兩所述筒體的上部分別設有排氣口；排氣調節閥，分別設置於兩所述筒體的排氣口處；控制進氣閥，分別設置於兩所述筒體內，並與連接於進氣系統的進氣管連通，用於分別控制進入兩所述筒體內氣體的排放；
出水管，其進水口分別置於靠近兩所述筒體的底部，其排水口同排水系統連接；其中一根所述出水管的進水口位置低於另一根所述出水管的進水口位置，兩所述筒體的所述出水管匯合形成一排水總管，所述排水總管的充水量大於等於進水口位置較高的所述出水管所在筒體一次所能排出的最大水量；兩所述排氣口分別通過排氣管同所述排水總管相連通；兩所述出水管上各設有一單向排水閥，兩所述排氣管上各設有一單向排氣閥；所述排氣調節閥與所述控制進氣閥之間設有聯動機構，所述聯動機構控制所述排氣調節閥開通時所述控制進氣閥關閉，所述控制進氣閥開通時所述排氣調節閥關閉。所述排氣調節閥包括排氣閥體和浮球閥芯；所述控制進氣閥包括進氣閥體和進氣閥芯； 所述聯動機構包括一連杆和懸垂體，所述連杆分別同所述浮球閥芯和進氣閥芯絞接；所述連杆的一端相對所述筒體鉸接，其可沿鉸接軸上下擺動；所述懸垂體的上端與所述連杆通過軟繩連接，其下端通過軟繩同一連接件固定連接。優選地，所述進氣閥芯為一滑錐杆，其一端同所述連杆鉸接，其另一端設置於所述進氣閥體內，所述滑錐杆的自由端成型一錐形結構；所述進氣閥體內成型一錐形開口結構和與所述筒體相連通的排氣孔，所述錐形開口結構與所述錐形結構相適配。優選地，所述排氣孔為設置於所述進氣閥體上的第一徑向排氣孔，所述第一徑向排氣孔靠近所述錐形開口結構的大頭端設置。所述浮球閥芯包括閥杆和浮球，所述閥杆固定於所述浮球的上端，所述浮球的下端同所述連杆鉸接；所述排氣閥體包括閥殼和設置於所述閥殼內的膠套，所述膠套具有一中空的通氣孔，所述閥杆的上端設置於所述膠套的通氣孔內，所述閥杆同所述膠套相適配控制所述筒體內氣體的排放。進一步優選，所述閥殼內成型一凸環，所述凸環將所述閥殼分割為上部的連接腔和下部的通氣腔，所述排氣管同所述連接腔螺紋連接，所述通氣腔同所述筒體的排氣口相連通；所述膠套的上部卡置於所述凸環的上端面，其下部設置於所述閥殼的通氣腔內，所述膠套上設有連通所述通氣孔和所述通氣腔的第二徑向排氣孔。所述膠套的通氣孔下部為錐形孔，其上部為同所述錐形孔的小頭端相連通的柱形孔，所述柱形孔的內徑小於所述錐形孔的小端直徑，所述第二徑向排氣孔靠近所述錐形孔的小頭端設置。優選，懸垂體為一上部開口的塑料瓶或橡膠球。最優選，兩所述筒體由上筒體和下筒體上下連接而成，所述上筒體的容水量大於或等於所述排水總管的充水量；所述上筒體的上端設有同所述下筒體連通的密閉腔室，所述下筒體的排氣口設置於所述密閉腔室上，所述控制進氣閥、和連杆設置於所述密閉腔室內，所述懸垂體設置於所述下筒體內；所述下筒體同所述密閉腔室相連通的連接管上設有多個排氣孔，進入所述下筒體內的氣體通過所述排氣孔進入所述密閉腔室內。所述上筒體和所述下筒體之間設有過濾網層，所述下筒體的下方設有同其連接的腔室，所述腔室與所述下筒體通過單向進水閥連通，所述過濾網層內的水通過一進水管同所述腔室相連通，所述上筒體的下端通過所述單向進水閥同所述過濾網層相連通。本發明實施例提供的技術方案的有益效果是(I)將雙筒體氣壓揚水機的出水管合併為一個排水總管，各自排氣管順出水管流出方向混入管內、各自排氣閥的上端有單向閥、揚水機在工作過程水流助力排氣，在運行過程中，由於其中一個筒體內的氣體排放，所排放的氣體沿排水總管上升並帶動另一筒體內的水進入排水總管內同其混合，從而實現水帶動氣，氣帶動水形成互助的上升推動力，由於排水總管中的水摻雜著氣體，二者相互作用降低了水管壓力，從而實現高效率揚水。(2)兩筒體進行交替排水和排氣，實現了氣壓揚水連續揚水，提高了揚水效率。
(3)本發明將專利文獻CN 2921395Y中的所排放氣體進行二次利用，由於上述專利文獻中的氣壓揚水泵所排氣體是做完功的廢氣，使廢氣進入排水總管，使排水總管所承受水的重量變輕，並且排氣過程助力上水，在氣壓排出過程至低氣壓時，上水壓力助力於排氣，隨著氣體在排水總管上升的過程會進一步膨脹，其膨脹佔近70%排水總管的容積，氣壓揚水進入排水總管的揚水效率可提高100-200 %上水量。經測定表明，在相同的初始條件下，達到同樣揚程，使用本發明的揚水機所用氣壓要低於使用對比專利的揚水機所用氣壓值的50%，降壓效果十分明顯。


為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發明所提供的氣壓揚水機結構圖；圖2是圖I中的聯動控制進氣結構圖；圖3是圖2中的控制進氣閥結構圖；圖4是圖I中的排氣調節閥結構圖；圖5是圖4中的膠套結構示意圖。圖中1_箱體、11-上筒體、12-下筒體，2-進水閥、3-排氣口、4排氣管、51-連杆、52-懸垂體、53-支架、54、進氣接頭、6-進氣管、7-出水管、8-控制進氣閥、81-進氣閥體、811-錐形開口結構、812-第一徑向排氣孔、82-滑錐杆、821-錐形結構；9-排氣調節閥；90-軟繩、91-排氣閥體、911-閥殼、9111-凸環、9112-連接腔、9113-通氣腔、912-膠套、9121-通氣孔、91211-錐形孔、91212-柱形孔、9122-第二徑向排氣孔；92-浮球閥芯、921-閥杆、922-浮球；10-單向排水閥、20-單向排氣閥、30-排水總管、40-連接管、401-出氣孔、50-腔室、60-進水管、70-過濾網層、80-密閉腔室。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。如圖I所示，本發明提供了一種氣壓揚水機，包括以下幾部分，密閉的箱體1，置於水體中，所述箱體I內部被分成兩筒體11、12，兩所述筒體11、12上分別設有進水閥2，並在兩所述筒體11、12的上部分別設有排氣口 3 ;排氣調節閥9，分別設置於兩所述筒體11、12的排氣口 3處；控制進氣閥8，分別設置於兩所述筒體11、12內，並與連接於進氣系統的進氣管6連通，用於分別控制進入兩所述筒體11、12內氣體的排放； 出水管7，其進水口分別置於靠近兩所述筒體11、12的底部，其排水口同排水系統連接；其中一根所述出水管I的進水口位置低於另一根所述出水管7的進水口位置，兩所述筒體11、12的所述出水管7匯合形成一排水總管30，所述排水總管30的充水量大於等於進水口位置較高的所述出水管7所在筒體一次所能排出的最大水量；兩所述排氣口 3分別通過排氣管4同所述排水總管30相連通；兩所述出水管7上各設有一單向排水閥10，兩所述排氣管4上各設有一單向排氣閥20 ；所述排氣調節閥9與所述控制進氣閥8之間設有聯動機構，所述聯動機構控制所述排氣調節閥9開通時所述控制進氣閥8關閉，所述控制進氣閥8開通時所述排氣調節閥9關閉。其中的兩筒體可以採用階梯式設置，也可以採用平行設置或其它形式的排列方式，只要保證兩齣水管7的進水口的位置差即可。其中的聯動機構如圖2所示。排氣調節閥9包括排氣閥體91和浮球閥芯92 ；控制進氣閥8包括進氣閥體81和進氣閥芯82 ；聯動機構包括一連杆51和懸垂體52，連杆51分別同所述浮球閥芯92和進氣閥芯82鉸接；連杆51的一端相對所述筒體鉸接，其可沿鉸接軸上下擺動；懸垂體52的上端與連杆通過軟繩90連接，其下端通過軟繩同一連接件固定連接，在圖I中其懸垂體52的下端通過軟繩90繫於出水管上。筒體11、12內水位上升，浮球閥芯92帶動連杆51上移，浮球閥芯92關閉排氣調節閥9，進氣閥芯82開啟控制進氣閥8，實現進氣排水；筒體11、12內水位下降，懸垂體52拉動連杆51下移，浮球閥芯92開啟排氣調節閥9，進氣閥芯82關閉控制進氣閥8，實現進水排氣。圖3所示為控制進氣閥結構圖，進氣閥芯為一滑錐杆82，其上部同連杆51鉸接，其下部設置於進氣閥體81內，這裡的進氣閥體81固定於一支架53上，支架53同筒體的固定連接，滑錐杆82的下端成型一錐形結構821，進氣閥體81內成型一同錐形結構821相適配的錐形開口結構811和同筒體相連通的排氣孔，控制進氣閥8的進氣接頭54與進氣系統通過進氣管6連通，風力機所產生的壓力氣體通過進氣管6進入同其連通的控制進氣閥8內，這裡的錐形開口結構可以採用橡膠等氣密性材料製成，有利於氣體的密封。滑錐杆82下移時，其下端的錐形結構821同錐形開口結構811實現密封連接，滑錐杆82上移時，錐形開口結構811開啟，壓力氣體由排氣孔排入筒體11、12內，其中的排氣孔為設置於進氣閥體81上的第一徑向排氣孔812，第一徑向排氣孔812靠近錐形開口結構811的大頭端設置。滑錐杆82通過將其錐形結構821插入控制進氣閥8的錐形開口結構811內，進而將第一徑向排氣孔812密封住，實現停止向筒體11、12內排氣，反之則實現向筒體內的排氣。圖2和圖4所示，浮球閥芯92包括閥杆921和浮球922，閥杆921固定於浮球922的上端，浮球922的下端同連杆51鉸接，排氣閥體91包括閥殼911和設置於閥殼911 內膠套912，膠套912具有一中空的通氣孔9121，閥杆921的上端設置於膠套912的通氣孔9121內，閥杆921同膠套912相適配控制筒體內氣體的排放。見圖4和圖5所示，閥殼911內成型一凸環9111，凸環9111將閥殼911分割為連接腔9112和通氣腔9113，排氣管4同連接腔9112螺紋連接，通氣腔9113同筒體的排氣口3相連通；膠套912的上部卡置於凸環9111的上端面，其下部設置於所述閥殼911的通氣腔9113內，膠套912上設有連通通氣孔9121和通氣腔9113的第二徑向排氣孔9122 ;浮球922上浮並帶動閥杆921上移，閥杆921將第二徑向排氣孔9122與通氣孔9121阻斷。見圖5所示，膠套912的通氣孔9121由錐形孔91211和同錐形孔91211的小頭端相連通的柱形孔91212組成，柱形孔91212的內徑小於錐形孔91211的小端直徑，第二徑向排氣孔9122靠近錐形孔91211的小頭端設置。懸垂體52為一上部開口的塑料瓶或橡膠球。圖I中兩筒體所採用最優選的布置方式，採用上下布置，兩所述筒體由上筒體11和下筒體12上下連接而成，其中上筒體的容水量大於或等於排水總管30的充水量；下筒體12上的密閉腔室80設置於所述上筒體11的上端，所述下筒體12內設有同其密閉腔室80相連通的連接管40，所述連接管40貫穿所述上筒體11並插入所述下筒體12內，置於所述下筒體12內的所述連接管40上設有多個出氣孔401。其中上筒體11和下筒體12之間還設置一個過濾網層70，在下筒體12的下方設有一同過濾網層70相連通的密閉腔室50，腔室50和下筒體12通過單向進水閥2連通，過濾網層70內的水通過一進水管60同所述腔室50相連通，所述上筒體11的下端設有同所述過濾網層70相連通的單向進水閥2，過濾網層70中的水通過所述進水閥2進入所述上筒體11內，過濾網層70的設置可以使排出來的水更加乾淨，避免河水中的髒東西將揚水機堵塞。使用時，將箱體豎直放入河水中，並將水位淹沒過排水總管30上的排氣管4，還沒有啟動之前水通過過濾網層70分別通過進水閥2進入上下筒體11、12內，直至將兩筒體11、12灌滿為止，然後將控制進氣閥8內注入壓力氣體，此時的排氣調節閥9處於關閉狀態，而控制進氣閥8開啟，壓力氣體通過進氣管6分別進入兩筒體11、12內，由於上筒體11內的壓差大，因此上筒體11首先進行氣壓排水，水通過出水管7進入排水總管30，直至將水排出，隨著上筒體11內的水位下降，浮球922也跟著下降，此時的懸垂體52也跟著水位下降，懸垂體52下降到一定位置，會通過軟繩90拉動連杆51使連杆51復位，進而將上筒體11的控制進氣閥8關閉，即時完成進氣過程，此時的上筒體11的排氣調節閥9開啟，同時進行進水和排氣，氣體沿著排氣管4進入排水總管30內，由於上筒體11在排氣過程中在排水總管30內形成低氣壓，這樣會帶動下筒體12內的水進入排水總管30內，使二者混合外排。下筒體12進行進氣排水，而上筒體11則進行進水排氣，上筒體11排水帶動下筒體12排氣，下筒體12排氣又要助力排水，二者相互作用；當上筒體11完成排水轉為排氣時，則下筒體12對應完成排氣轉為排水過程，上筒體11的排氣帶動下筒體12進行排水，下筒體12的排水助力於排氣，二者相互作用周期循環下去，實現連續揚水過程。下表是使用本發明的揚水機同對比專利的揚水機所測實驗數據對照，從對照表中可以很好的看出，在相同的初始條件下，達到同樣揚程，使用本發明的揚水機所用氣壓要低於使用對比專利的揚水機所用氣壓值的50%，降壓效果十分明顯。
揚程沒過水泵使用本發明所測使用對比專利所 (m ) 距水面深度(m )氣壓值(MPa ) 測氣壓值(MPa )
20I0. I0.2
4020. 20. 4----
6030. 30. 6
8040. 40. 8
10050. 5I. 0
12060. 6I. 2
140I0. 7I. 4
16080. 8I. 6
18090. 9I. 8200101.02.0上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.ー種氣壓揚水機，包括 箱體(I)，置於水體中，所述箱體(I)內部被分成兩筒體(11、12)，兩所述筒體(11、12)上分別設有進水閥(2)，並在兩所述筒體的上部分別設有排氣ロ(3)； 排氣調節閥(9)，分別設置於兩所述筒體的排氣ロ(3)處； 控制進氣閥(8)，分別設置於兩所述筒體(11、12)內，並與連接於進氣系統的進氣管(6)連通，用於分別控制進入兩所述筒體(11、12)內氣體的排放； 出水管(7)，其進水口分別置於靠近兩所述筒體的底部，其排水ロ同排水系統連接； 其特徵在幹， 其中一根所述出水管的進水口位置低於另ー根所述出水管的進水口位置，兩所述筒體(11、12)的所述出水管(7)匯合形成一排水總管(30)，所述排水總管(30)的充水量大於等於進水口位置較高的所述出水管所在筒體一次所能排出的最大水量； 兩所述排氣ロ⑶分別通過排氣管⑷同所述排水總管(30)相連通； 兩所述出水管(7)上各設有ー單向排水閥(10)，兩所述排氣管(4)上各設有ー單向排氣閥(20)； 所述排氣調節閥(9)與所述控制進氣閥(8)之間設有聯動機構，所述聯動機構控制所述排氣調節閥(9)開通時所述控制進氣閥(8)關閉，所述控制進氣閥(8)開通時所述排氣調節閥(9)關閉。
2.根據權利要求I所述的氣壓揚水機，其特徵在幹， 所述排氣調節閥(9)包括排氣閥體(91)和浮球閥芯； 所述控制進氣閥(8)包括進氣閥體(81)和進氣閥芯； 所述聯動機構包括ー連杆(51)和懸垂體(52)，所述連杆(51)分別同所述浮球閥芯和進氣閥芯鉸接； 所述連杆(51)的一端相對所述筒體鉸接，其可沿鉸接軸上下擺動； 所述懸垂體(52)的上端與所述連杆通過軟繩(90)連接，其下端通過軟繩同一連接件固定連接。
3.根據權利要求2所述的氣壓揚水機，其特徵在幹， 所述進氣閥芯為一滑錐杆(82)，其一端同所述連杆(51)鉸接，其另一端設置於所述進氣閥體(81)內，所述滑錐杆(82)的自由端成型ー錐形結構(821)； 所述進氣閥體(81)內成型一錐形開ロ結構(811)和與所述筒體相連通的排氣孔，所述錐形開ロ結構(811)與所述錐形結構(821)相適配。
4.根據權利要求3所述的氣壓揚水機，其特徵在幹， 所述排氣孔為設置於所述進氣閥體(81)上的第一徑向排氣孔(812)，所述第一徑向排氣孔(812)靠近所述錐形開ロ結構(81)的大頭端設置。
5.根據權利要求2-4任一所述的氣壓揚水機，其特徵在幹， 所述浮球閥芯(92)包括閥杆(921)和浮球(922)，所述閥杆(921)固定於所述浮球(922)的上端，所述浮球(922)的下端同所述連杆(51)鉸接； 所述排氣閥體(91)包括閥殼(911)和設置於所述閥殼(911)內的膠套(912)，所述膠套(912)具有一中空的通氣孔(9121)，所述閥杆(921)的上端設置於所述膠套(912)的通氣孔(9121)內，所述閥杆(921)同所述膠套(912)相適配控制所述筒體內氣體的排放。
6.根據權利要求5所述的氣壓揚水機，其特徵在幹， 所述閥殼(911)內成型ー凸環(9111)，所述凸環(9111)將所述閥殼(911)分割為上部的連接腔(9112)和下部的通氣腔(9113)，所述排氣管(4)同所述連接腔(9112)螺紋連接，所述通氣腔(9113)同所述筒體的排氣ロ(3)相連通； 所述膠套(912)的上部卡置於所述凸環(9111)的上端面，其下部設置於所述閥殼(911)的通氣腔(9113)內，所述膠套(912)上設有連通所述通氣孔(9121)和所述通氣腔(9113)的第二徑向排氣孔(9122)。
7.根據權利要求6所述的氣壓揚水機，其特徵在幹， 所述膠套(912)的通氣孔(9121)下部為錐形孔(91211)，其上部為同所述錐形孔(91211)的小頭端相連通的柱形孔(91212)，所述柱形孔(91212)的內徑小於所述錐形孔(91211)的小端直徑，所述第二徑向排氣孔(9122)靠近所述錐形孔(91211)的小頭端設置。
8.根據權利要求2所述的氣壓揚水機，其特徵在幹， 所述懸垂體(6)為ー上部開ロ的塑料瓶或橡膠球。
9.根據權利要求2-8任一所述的氣壓揚水機，其特徵在幹， 兩所述筒體由上筒體(11)和下筒體(12)上下連接而成，所述上筒體(11)的容水量大於或等於所述排水總管(30)的充水量； 所述上筒體(11)的上端設有同所述下筒體(12)連通的密閉腔室(80)，所述下筒體(12)的排氣ロ設置於所述密閉腔室(80)上，所述控制進氣閥(8)、和連杆(51)設置於所述密閉腔室(80)內，所述懸垂體(6)設置於所述下筒體(12)內；所述下筒體(12)同所述密閉腔室(80)相連通的連接管(40)上設有多個排氣孔(401)，進入所述下筒體(12)內的氣體通過所述排氣孔(401)進入所述密閉腔室(80)內。
10.根據權利要求9所述的氣壓揚水機，其特徵在幹， 所述上筒體(11)和所述下筒體(12)之間設有過濾網層(70)，所述下筒體(12)的下方設有同其連接的腔室(50)，所述腔室(50)與所述下筒體(12)通過單向進水閥(2)連通，所述過濾網層(70)內的水通過ー進水管￠0)同所述腔室(50)相連通，所述上筒體(11)的下端通過所述單向進水閥(2)同所述過濾網層(70)相連通。
全文摘要
本發明公開了一種氣壓揚水機，包括箱體、排氣調節閥、控制進氣閥和出水管，箱體內部被分成兩筒體，兩所述筒體上分別設有進水閥、排氣調節閥、控制進氣閥和出水管，其中一筒體內的出水管的進水口位置低於另一筒體內出水管的進水口位置，兩筒體的出水管匯合形成一排水總管，所述排水總管的充水量大於等於進水口位置較高的所述出水管所在筒體一次所能排出的最大水量；兩排氣口分別通過排氣管同所述排水總管相連通；排氣調節閥與控制進氣閥之間設有聯動機構，通過聯動實現兩筒體的交錯排氣和排水過程，使其中一個筒體在排氣時，另一筒體實現排水，進而水摻雜著氣一起排入排水總管中，使排水總管中水柱的重量降低，在同種條件下提高了排水揚程。
文檔編號F04F1/06GK102705270SQ20121002061
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月30日 優先權日2012年1月30日
發明者張延勝 申請人:新泰市風龍王設備有限公司