一種儲能式微水頭流體能抽水系統的制作方法
【專利摘要】一種儲能式微水頭流體能抽水系統，該系統由流體采能機構、變速機構、曲柄連桿機構、柱塞式氣泵、儲氣筒、氣壓馬達、轉子式水泵、水錘泵及管道組成，其中流體采能機構與變速機構聯接，變速機構通過曲柄連桿機構與柱塞式氣泵聯接，柱塞式氣泵的氣泵出氣管連接儲氣筒，儲氣筒的氣筒出氣管連接氣壓馬達，氣壓馬達聯接轉子式水泵，轉子式水泵的水泵出水口連接水錘泵。該系統不但克服了傳統抽水系統需要電力或燃油作為動力能源的缺點；也克服了傳統利用水能抽水的抽水機難以利用微水頭作為動力源的缺點；而且由于其采用了儲氣筒作為儲能動力源，大大提高了其工作時的效率有效解決了傳統利用微水頭抽水的系統抽水緩慢、瞬時功率差等缺點。
【專利說明】一種儲能式微水頭流體能抽水系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種抽水系統，特別是一種儲能式微水頭流體能抽水系統，屬節能環保和機械設計領域。
【背景技術】
[0002]傳統的抽水方式是利用電能或者燃油燃燒產生的能量作為抽水裝置的動力能源來驅動抽水裝置實現抽水，在此過程中要浪費大量的傳統能源。而且，在很多偏遠的地方電能很難供應，傳統燃油又很難運輸到達，利用傳統的方法實現抽水顯然不現實，因此如果能利用水的勢能實現抽水將具有廣闊前景。目前有一類抽水系統是利用水流進行發電，然后再用電力驅動抽水機進行抽水，此方法對于大型河流或者具有明顯落差的水流能夠實現，但是面對水流平緩、水流落差較小的水流，此類系統由于發電效率較低難以達到預期發電目的。而另一類抽水系統直接采用水流驅動抽水機進行抽水，其也很難克服面對水流平緩、水流落差較小的水流無能為力的缺點。目前雖然有部分抽水系統采用變速機構將采能機構系從平緩水流處獲得的轉速進行增速來驅動水泵抽水或采用水錘泵來對水流進行二次增壓等方式實現了利用微水頭流體抽水的功能，但是此類系統仍然存在抽水效率低等缺點。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本實用新型提供了一種儲能式微水頭流體能抽水系統，該系統克服了上述困難，其不但實現了利用微水頭流體能抽水的功能，而且其利用儲氣筒進行儲能，大大提高了其工作時的效率，解決了傳統利用微水頭抽水的系統時抽水緩慢、瞬時功率差
等缺點。
[0004]解決本實用新型的技術方案是:本實用新型提供了一種儲能式微水頭流體能抽水系統，該系統由流體采能機構、變速機構、曲柄連桿機構、柱塞式氣泵、儲氣筒、氣壓馬達、轉子式水泵、水錘泵及管道組成，其中流體采能機構與變速機構聯接，變速機構通過曲柄連桿機構與柱塞式氣泵聯接，柱塞式氣泵的氣泵出氣管連接儲氣筒，儲氣筒的氣筒出氣管連接氣壓馬達，氣壓馬達聯接轉子式水泵，轉子式水泵的水泵出水口連接水錘泵。
[0005]所述的管道包括氣壓管道和水管，氣壓管道包括柱塞式氣泵上的氣泵進氣管和氣泵出氣管、儲氣筒上的氣筒出氣管，水管包括低壓水管、中壓水管、高壓水管。
[0006]所述的變速機構為增速機構，其作用是將流體采能機構傳遞給它的轉速增大后傳遞給曲柄連桿機構帶動柱塞式氣泵運動以實現柱塞式氣泵向儲氣筒內壓入大氣的功能。
[0007]所述的轉子式水泵和水錘泵為市售部件，其結構和原理為本【技術領域】的技術人員所熟知，這里不再闡述。
[0008]進一步的，所述的轉子式水泵和水錘泵之間的中壓水管上安裝有流量控制閥。
[0009]進一步的，變速機構、曲柄連桿機構、柱塞式氣泵、儲氣筒、氣壓馬達、轉子式水泵、水錘泵安裝在躉船上，所述的流體采能機構通過穩定支架固定在躉船底部。
[0010]進一步的，所述的流體采能機構上有寬大的葉片，寬大的葉片能有效攔截微落差水流蓄積大量的水能，以實現水流推動葉片帶動葉輪旋轉。
[0011]進一步的，所述的流體采能機構和變速機構之間增加了蓄能飛輪，在水流流速不穩定的條件下能夠有效調節輸入到變速機構的轉速，使轉速保持均勻。
[0012]進一步的，所述的蓄能飛輪和變速機構之間安裝了離合器，可方便的實現動力的接通和切斷。
[0013]所述的蓄能飛輪和離合器的結構和原理為技術員人員所熟知，這里不在闡述。
[0014]進一步的，所述的氣壓馬達和轉子式水泵通過聯軸器連接。
[0015]進一步的，所述的柱塞式氣泵的氣泵進氣管連接有空氣過濾器，空氣過濾器能有效過濾空氣中的灰塵。
[0016]進一步的，所述的柱塞式氣泵的氣泵進氣管處安裝有進氣單向閥，柱塞式氣泵的氣泵出氣管處安裝有出氣單向閥。進氣單向閥只能使空氣單向流進柱塞式氣泵，出氣單向閥只能使空氣單向流出柱塞式氣泵。進氣單向閥和出氣單向閥為市售元件。
[0017]進一步的，所述的儲氣筒上有安全限壓閥，當儲氣筒內的氣壓大于安全限壓閥所限定的氣壓范圍時，安全限壓閥打開放出儲氣筒內多余氣體。
[0018]進一步的，儲氣筒上的氣筒出氣管上有氣體開關，當需要抽水時，氣體開關打開，氣體由儲氣筒進入氣壓馬達由氣壓馬達的排氣孔排出并推動氣壓馬達帶動轉子式水泵旋轉實現抽水。
[0019]進一步的轉子式水泵的水泵進水口連接低壓水管，轉子式水泵的水泵出水口通過中壓水管與水錘泵的連接，水錘泵通過高壓水管連接到遠端蓄水池。
[0020]進一步的，所述的低壓水管的一端連接一個文丘里管，文丘里管連接一個過濾器，在文丘里管和轉子式水泵之間的低壓水管上安裝有進水控制閥。所述的文丘里管和過濾器為市售元件。由于文丘里管具有對流體阻力小等優點，更有利于利用水能。
[0021]進一步的，所述的轉子式水泵的水泵進水口處安裝有進水單向閥，進水單向閥只允許水流單向流向轉子式水泵內部。進水單向閥為市售元件。
[0022]進一步的，所述的水錘泵與高壓出水管的連接處安裝有出水控制閥。
[0023]本實用新型的工作原理是:水流推動流體采能機構旋轉，流體采能機構帶動蓄能飛輪旋轉，同時流體采能機構和蓄能飛輪的轉動能量通過離合器傳遞到變速機構，變速機構將獲得的轉速進行增速后傳遞給曲柄連桿機構，曲柄連桿機構帶動柱塞式氣泵運動將外界空氣壓縮到儲氣筒內保存，當需要抽水時打開儲氣筒的氣筒出氣管上的氣體開關，壓縮空氣由儲氣筒進入氣壓馬達內部推動氣壓馬達帶動轉子式水泵運轉進行抽水，水流經文丘里管、低壓水管、轉子式水泵、中壓水管抽到水錘泵，水錘泵再將流進其內部的水流進行增壓后經高壓出水管輸送到遠端蓄水池，實現抽水功能。
[0024]當水流落差較小時，由于流體采能機構的葉輪很寬大，其能夠攔截大量水流以蓄積大量的勢能來推動其旋轉，最終實現利用微水頭流體抽水的功能。
[0025]低壓水管上的進水控制閥和中壓水管上的流量控制閥能有效幫助用戶調節水的流量。
[0026]本實用新型的有益之處是:本實用新型提供了一種儲能式微水頭流體能抽水系統，該系統不但克服了傳統抽水系統需要電力或燃油作為動力能源的缺點，解決了特殊地區抽水困難的問題；也克服了傳統利用水能抽水的抽水機難以利用微水頭作為動力源的缺點；而且由于其采用了儲氣筒作為儲能動力源，大大提高了其工作時的效率有效解決了傳統利用微水頭抽水的系統抽水緩慢、瞬時功率差等缺點。此系統的使用節約了能源，對江河微落差水流動水利用起到了根本性的改變，實現了節能減排。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的結構和原理圖。
[0028]圖中各標號依次表示:流體采能機構(I)、穩定支架(2)、蓄能飛輪(3)、離合器
(4)、變速機構(5)、曲柄連桿機構(6)、柱塞式氣泵(7)、進氣單向閥(8)、出氣單向閥(9)、氣泵出氣管(10)、限壓閥(11)、儲氣筒(12)、氣體開關(13)、聯軸器(14)、水泵出水口
(15)、中壓水管(16)、流量控制閥(17)、水錘泵(18)、出水控制閥(19)、躉船(20)、高壓水管(21)、遠端蓄水池(22)、轉子式水泵(23)、水泵進水口(24)、進水單向閥(25)、低壓水管
(26)、過濾器(27)、文丘里管(28)、氣壓馬達(30)、氣泵進氣管(31)、空氣過濾器(32)、氣筒出氣管(33)。
[0029]【具體實施方式】
[0030]以下結合實施例和附圖對本實用新型作進一步描述，由于以下所述僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護不限于此，任何本【技術領域】的技術人員所想到的變化或替代，都涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
[0031]一種儲能式微水頭流體能抽水系統，該系統由流體采能機構(I)、變速機構(5)、曲柄連桿機構(6)、柱塞式氣泵(7)、儲氣筒(12)、氣壓馬達(30)、轉子式水泵(23)、水錘泵
(18)及管道組成，其中流體采能機構(I)與變速機構(5)聯接，變速機構(5)通過曲柄連桿機構(6 )與柱塞式氣泵(7 )聯接，柱塞式氣泵(7 )的氣泵出氣管(10 )連接儲氣筒(12 )，儲氣筒(12)的氣筒出氣管(33)連接氣壓馬達(30)，氣壓馬達(30)聯接轉子式水泵(23)，轉子式水泵(23 )的水泵出水口( 15 )連接水錘泵(18 )。
[0032]所述的管道包括氣壓管道和水管，氣壓管道包括柱塞式氣泵(7)上的氣泵進氣管
(31)和氣泵出氣管(10)、儲氣筒(12)上的氣筒出氣管(33)，水管包括低壓水管(26)、中壓水管(16)、高壓水管(21)。
[0033]所述的變速機構(5)為增速機構，其作用是將流體采能機構(I)傳遞給它的轉速增大后傳遞給曲柄連桿機構(6)帶動柱塞式氣泵(7)運動以實現柱塞式氣泵(7)向儲氣筒
(12)內壓入大氣的功能。
[0034]所述的轉子式水泵(23)和水錘泵(18)為市售部件，其結構和原理為本【技術領域】的技術人員所熟知，這里不再闡述。
[0035]進一步的，所述的轉子式水泵(23 )和水錘泵(18 )之間的中壓水管(16 )上安裝有流量控制閥(17)。
[0036]進一步的，變速機構(5)、曲柄連桿機構(6)、柱塞式氣泵(7)、儲氣筒(12)、氣壓馬達(30)、轉子式水泵(23)、水錘泵(18)安裝在躉船(20)上，所述的流體采能機構(I)通過穩定支架(2 )固定在躉船(20 )底部。
[0037]進一步的，所述的流體采能機構(I)上有寬大的葉片，寬大的葉片能有效攔截微落差水流蓄積大量的水能，以實現水流推動葉片帶動葉輪旋轉。
[0038]進一步的，所述的流體采能機構(I)和變速機構(5)之間增加了蓄能飛輪(3)，在水流流速不穩定的條件下能夠有效調節輸入到變速機構(5)的轉速，使轉速保持均勻。
[0039]進一步的，所述的蓄能飛輪(3)和變速機構(5)之間安裝了離合器(4)，可方便的實現動力的接通和切斷。
[0040]所述的蓄能飛輪(3)和離合器(4)的結構和原理為技術員人員所熟知，這里不在闡述。
[0041]進一步的，所述的氣壓馬達(30)和轉子式水泵(23)通過聯軸器(14)連接。
[0042]進一步的，所述的柱塞式氣泵(7)的氣泵進氣管(31)連接有空氣過濾器(32)，空氣過濾器(32)能有效過濾空氣中的灰塵。
[0043]進一步的，所述的柱塞式氣泵(7 )的氣泵進氣管(31)處安裝有進氣單向閥(8 )，柱塞式氣泵(7)的氣泵出氣管(10)處安裝有出氣單向閥(9)。進氣單向閥(8)只能使空氣單向流進柱塞式氣泵(7)，出氣單向閥(9)只能使空氣單向流出柱塞式氣泵(7)。出氣單向閥
(9)和出氣單向閥(9)為市售元件。
[0044]進一步的，所述的儲氣筒(12)上有安全限壓閥(11)，當儲氣筒(12)內的氣壓大于安全限壓閥(11)所限定的氣壓范圍時，安全限壓閥(11)打開放出儲氣筒(12)內多余氣體。
[0045]進一步的，儲氣筒(12)上的氣筒出氣管(33)上有氣體開關(13)，當需要抽水時，氣體開關(13)打開，氣體由儲氣筒(12)進入氣壓馬達(30)由氣壓馬達(30)的排氣孔排出并推動氣壓馬達(30)帶動轉子式水泵(23)旋轉實現抽水。
[0046]進一步的，轉子式水泵(23)的水泵進水口(24)連接低壓水管(26)，轉子式水泵(23 )的水泵出水口( 15 )通過中壓水管(16 )與水錘泵(18 )的連接，水錘泵(18 )通過高壓水管(21)連接到遠端蓄水池(22)。
[0047]進一步的，所述的低壓水管(26 )的一端連接一個文丘里管(28 )，文丘里管(28 )連接一個過濾器(27)，在文丘里管(28)和轉子式水泵(23)之間的低壓水管(26)上安裝有進水控制閥。所述的文丘里管(28)和過濾器(27)為市售元件。由于文丘里管(28)具有對流體阻力小等優點，更有利于利用水能。
[0048]進一步的，所述的轉子式水泵(23 )的水泵進水口( 24 )處安裝有進水單向閥(25 )，進水單向閥(25)只允許水流單向流向轉子式水泵(23)內部。進水單向閥(25)為市售元件。
[0049]進一步的，所述的水錘泵(18)與高壓出水管的連接處安裝有出水控制閥(19)。
[0050]本實用新型的工作原理是:水流推動流體采能機構(I)旋轉，流體采能機構(I)帶動蓄能飛輪(3)旋轉，同時流體采能機構(I)和蓄能飛輪(3)的轉動能量通過離合器(4)傳遞到變速機構(5)，變速機構(5)將獲得的轉速進行增速后傳遞給曲柄連桿機構(6)，曲柄連桿機構(6)帶動柱塞式氣泵(7)運動將外界空氣壓縮到儲氣筒(12)內保存，當需要抽水時打開儲氣筒(12)的氣筒出氣管(33)上的氣體開關(13)，壓縮空氣由儲氣筒(12)進入氣壓馬達(30)內部推動氣壓馬達(30)帶動轉子式水泵(23)運轉進行抽水，水流經文丘里管
(28)、低壓水管(26)、轉子式水泵(23)、中壓水管(16)抽到水錘泵(18)，水錘泵(18)再將流進其內部的水流進行增壓后經高壓出水管輸送到遠端蓄水池(22)，實現抽水功能。
[0051]當水流落差較小時，由于流體采能機構(I)的葉輪很寬大，其能夠攔截大量水流以蓄積大量的勢能來推動其旋轉，最終實現利用微水頭流體抽水的功能。
【權利要求】
1.一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:該系統由流體采能機構(I)、變速機構(5)、曲柄連桿機構(6)、柱塞式氣泵(7)、儲氣筒(12)、氣壓馬達(30)、轉子式水泵(23)、水錘泵(18)及管道組成，其中流體采能機構(I)與變速機構(5)聯接，變速機構(5)通過曲柄連桿機構(6)與柱塞式氣泵(7)聯接，柱塞式氣泵(7)的氣泵出氣管(10)連接儲氣筒(12)，儲氣筒(12)的氣筒出氣管(33)連接氣壓馬達(30)，氣壓馬達(30)聯接轉子式水泵(23 )，轉子式水泵(23 )的水泵出水口( 15 )連接水錘泵(18 )。
2.根據權利I所述的一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:所述的轉子式水泵(23)和水錘泵(18)之間的中壓水管(16)上安裝有流量控制閥(17);所述的水錘泵(18)與高壓出水管的連接處安裝有出水控制閥(19)。
3.根據權利I所述的一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:所述的變速機構(5)、曲柄連桿機構(6)、柱塞式氣泵(7)、儲氣筒(12)、氣壓馬達(30)、轉子式水泵(23)、水錘泵(18)安裝在躉船(20)上，所述的流體采能機構(I)通過穩定支架(2)固定在躉船(20)底部。
4.根據權利I所述的一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:所述的流體采能機構(I)和變速機構(5)之間增加了蓄能飛輪(3);所述的蓄能飛輪(3)和變速機構(5)之間安裝了離合器(4)。
5.根據權利I所述的一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:所述的柱塞式氣泵(7)的氣泵進氣管(31)連接有空氣過濾器(32)。
6.根據權利I所述的一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:所述的柱塞式氣泵(7)的氣泵進氣管(31)處安裝有進氣單向閥(8)，柱塞式氣泵(7)的氣泵出氣管(10)處安裝有出氣單向閥(9)。
7.根據權利I所述的一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:所述的儲氣筒(12)上有安全限壓閥(11);所述的儲氣筒(12)上的氣筒出氣管(33)上有氣體開關(13)。
8.根據權利I所述的一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:所述的轉子式水泵(23)的水泵進水口(24)連接低壓水管(26)，轉子式水泵(23)的水泵出水口(15)通過中壓水管(16)與水錘泵(18)的連接，水錘泵(18)通過高壓水管(21)連接到遠端蓄水池(22)。
9.根據權利I所述的一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:所述的低壓水管(26)的一端連接一個文丘里管(28)，文丘里管(28)連接一個過濾器(27)，在文丘里管(28 )和轉子式水泵(23 )之間的低壓水管(26 )上安裝有進水控制閥。
10.根據權利I所述的一種儲能式微水頭流體能抽水系統，其特征在于:所述的轉子式水泵(23 )的水泵進水口( 24 )處安裝有進水單向閥(25 )。
【文檔編號】F04B35/01GK203570524SQ201320795808
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】林鵬 申請人:林鵬