发明内容
本发明所要解决的技术问题是:采用一种连续排水提水方式,使低位蓄水池中的水能在较低气压下实现高位能的提水,提高其发电能力。
本发明提供了一种气压扬水蓄能系统及位能发电系统。
一方面本发明提供了一种气压扬水蓄能系统,所述技术方案如下:
一种气压扬水蓄能系统,包括低位蓄水池、高位蓄水池、供能装置和提水装置,所述供能装置用于为所述提水装置提供能量,用于将所述低位蓄水池内的水提至所述高位蓄水池中;
所述提水装置为气压扬水机,所述供能装置通过气路同所述气压扬水机的进气管连接,所述气压扬水机包括:
筒体,置于所述低位蓄水池中,所述筒体内部被分成两筒体,两所述筒体上分别设有进水阀,并在两所述筒体上部分别设有排气口;
排气调节阀,分别设置于两所述筒体的排气口处;
控制进气阀,分别设置于两所述筒体内,并与连接于供能装置的进气管连通,用于分别控制进入两所述筒体内气体的排放;
出水管,其进水口分别置于靠近两所述筒体的底部,其出水口汇合形成一排水总管,所述排水总管同所述高位蓄水池的进水管连接;
其中一根所述出水管的进水口位置低于另一根所述出水管的进水口位置,所述排水总管的充水量大于等于进水口位置较高的所述出水管所在筒体一次所能排出的最大水量;
两所述排气口分别通过排气管同所述排水总管相连通;
两所述出水管上各设有一单向排水阀,两所述排气管上各设有一单向排气阀;
所述排气调节阀与所述控制进气阀之间设有联动机构,所述联动机构控制所述排气调节阀开通时所述控制进气阀关闭,所述控制进气阀开通时所述排气调节阀关闭。
进一步,所述排气调节阀包括排气阀体和浮球阀芯;
所述控制进气阀包括进气阀体和进气阀芯;
所述联动机构包括:一连杆和悬垂体,所述连杆分别同所述浮球阀芯和进气阀芯铰接;
所述连杆的一端相对所述筒体铰接,其可沿铰接轴上下摆动;
所述悬垂体的上端与所述连杆通过软绳连接,其下端通过软绳同一连接件固定连接。
优选地,所述进气阀芯为一滑锥杆,其一端同所述连杆铰接,其另一端设置于所述进气阀体内,所述滑锥杆的自由端成型一锥形结构;
所述进气阀体内成型一锥形开口结构和与所述筒体相连通的排气孔,所述锥形开口结构与所述锥形结构相适配;
所述排气孔为设置于所述进气阀体上的径向排气孔,所述径向排气孔靠近所述锥形开口结构的大头端设置。
进一步优选,所述浮球阀芯包括:阀杆和浮球,所述阀杆固定于所述浮球的上端,所述浮球的下端同所述连杆铰接;
所述排气阀体包括:阀壳和设置于所述阀壳内的胶套,所述胶套具有一中空的通气孔,所述阀杆的上端设置于所述胶套的通气孔内,所述阀杆同所述胶套相适配控制所述筒体内气体的排放。
最优选,两所述筒体由上筒体和下筒体上下连接而成,所述上筒体的容水量大于或等于所述排水总管的充水量;
所述上筒体的上端设有同所述下筒体连通的密闭腔室,所述下筒体的排气口设置于所述密闭腔室上,所述控制进气阀和连杆设置于所述密闭腔室内,所述悬垂体设置于所述下筒体内;所述下筒体同所述密闭腔室相连通的连接管上设有多个排气孔,进入所述下筒体内的气体通过所述排气孔进入所述密闭腔室内。
进一步最优选,所述上筒体和所述下筒体之间设有过滤网层,所述下筒体的下方设有同其连接的腔室,所述腔室与所述下筒体通过单向进水阀连通,所述过滤网层内的水通过一连接管同所述腔室相连通,所述上筒体的下端通过所述单向进水阀同所述过滤网层相连通。
优选,所述供能装置为风力空气压力机,其包括:风力传动系统和空压机,所述空压机包括箱体、驱动轮和气缸,所述气缸设置于所述箱体上,所述驱动轮设置于所述箱体内并套置固定于所述风力传动系统的驱动轴上,所述驱动轮的驱动面上成型有闭合的滑轨结构,所述气缸的活塞连杆作用端约束于所述驱动轮的滑轨结构并沿所述滑轨结构滑动,所述气缸所产生的压缩气体通过排气总管输送至储气室,所述储气室通过气路同所述气压扬水机的进气管连接;
所述驱动轴设置于所述滑轨结构的中心,垂直于所述气缸活塞连杆的轴线方向上还设有一连杆导向机构,所述连杆导向机构同所述活塞连杆滚动连接;
所述连杆导向机构包括多个导向轮,所述导向轮通过连杆固定于所述气缸的缸体内壁上;多个所述导向轮均布于所述活塞连杆的外圆周上,并同所述活塞连杆滚动连接。
进一步地,所述滑轨结构由多段弧形滑轨首尾连接而成,多段所述弧形滑轨连接后形成一凹凸相间分布的闭合滑轨结构;
所述弧形滑轨包括上行的排气弧形滑轨和下行的吸气弧形滑轨,所述排气弧形滑轨和吸气弧形滑轨分别由外凸圆弧段、直线段和内凹圆弧段连接而成,所述直线段分别同所述外凸圆弧段和内凹圆弧段相切,所述外凸圆弧段的端部对应于所述气缸的上止点位置,所述内凹圆弧段的端部对应于所述气缸的下止点位置。
优选地,所述滑轨结构成型于所述驱动轮的外圆端面上,所述的弧形滑轨为成型于所述驱动轮外圆端面上的凹槽,所述凹槽的一侧成型有防脱保持架,所述活塞连杆的作用端设有一轴承,所述轴承容置于所述凹槽内,并受所述防脱保持架约束,所述驱动轮旋转时,设置于所述活塞连杆作用端的轴承绕所述弧形滑轨作周期性往复运动。
进一步优选,所述供能装置还包括太阳能供能装置和气泵装置,所述气泵装置同所述太阳能供能装置电连接,所述气泵装置的排气管同所述气压扬水机的进气管连通,所述气压扬水机同所述气泵装置之间的连接气路上设有单向进气阀。
另一方面本发明还提供了一种气压扬水位能发电系统,包括所述的气压扬水蓄能系统和设置在所述高位蓄水池下部的水力发电机,所述水力发电机在高位蓄水池中的水的带动下实现发电,所述高位蓄水池中的水经所述水力发电机发电后汇入所述低位蓄水池。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是:
(1)本发明是通过气压扬水机将低位蓄水池中的水提至高位蓄水池中,将双筒体气压扬水机的排水管合并为一个排水总管,各自排气管顺出水管流出方向混入排水总管内、各自排气阀的上端有单向阀,扬水机在工作过程水流助力排气,在运行过程中,由于其中一个筒体内的气体排放,所排放的气体沿排水总管上升并带动另一筒体内的水进入排水总管内同其混合,从而实现水带动气,气带动水形成互助的上升推动力,由于排水总管中的水掺杂着气体,一定程度上降低了排水总管内液体的重量,从而实现高效率扬水。
(2)本发明的两筒体进行交替排水和排气,其整个气压扬水过程是一个连续的过程,进而提高了提水效率。
(3)通过利用气压扬水机将低水位蓄水池内的水输送至高水位蓄水池中,此位能的改变是通过风力空气压力机所储存的风能,通过将风能释放将低水位蓄水池中的水输送至高水位蓄水池,然后利用高水位蓄水池的高位能进行发电,整个过程都是采用了自然界的风力作用,充分利用风能的作用实现水的位能提升。
(4)为了更好的利用自然资源,本发明还在系统中添加了太阳能供能装置,通过收集太阳能将光能转换为电能,然后利用所产生的电能使电动气泵进行压缩空气,然后将这部分压缩空气同风力空气压力机所产生的压缩空气一起输送至扬水机中提水,从而实现气压扬水机的高效扬水,提高了工作效率。
(5)本发明可以直接对产生的电能进行即时利用,需要电时,将高水位蓄水池开放并进行发电,如果不需要电,只进行高水位蓄水池的蓄能,通过高水位蓄水池和低水位蓄水池的反复转换,充分利用水资源,提高了高水位蓄水池和低水位蓄水池的利用率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1所示为一种气压扬水蓄能系统,包括低位蓄水池2、高位蓄水池1、供能装置和提水装置,提水装置同所述供能装置连接,用于将所述低位蓄水池2内的水提至所述高位蓄水池1中,这里的提水装置为气压扬水机3,供能装置通过气路同所述气压扬水机3的进气管36连接。
如图2所示,气压扬水机3包括:
筒体31,置于所述低位蓄水池2中,所述筒体31内部被分成两筒体311、312,两所述筒体311、312上分别设有进水阀32,并在两所述筒体311、312上部分别设有排气口33;
排气调节阀39,分别设置于两所述筒体311、312的排气口33处;
控制进气阀38,分别设置于两所述筒体311、312内,并与连接于供能装置的进气管36连通,用于分别控制进入两所述筒体311、312内气体的排放;
出水管37,其进水口分别置于靠近两所述筒体311、312的底部,其出水口汇合形成一排水总管330,所述排水总管330同所述高位蓄水池1的上水管10连接;
其中一根所述出水管37的进水口位置低于另一根所述出水管37的进水口位置,两所述筒体311、312的所述出水管37汇合形成一排水总管330,所述排水总管330的充水量大于等于进水口位置较高的所述出水管37所在筒体一次所能排出的最大水量;
两所述排气口33分别通过排气管34同所述排水总管330相连通;
两所述出水管37上各设有一单向排水阀310,两所述排气管34上各设有一单向排气阀320;
所述排气调节阀39与所述控制进气阀38之间设有联动机构,所述联动机构控制所述排气调节阀39开通时所述控制进气阀38关闭,所述控制进气阀38开通时所述排气调节阀39关闭。
其中的两筒体可以采用阶梯式设置,也可以采用平行设置或其它形式的排列方式,只要保证两出水管37的进水口的位置差即可。
其中的联动机构如图2所示。
排气调节阀39包括排气阀体391和浮球阀芯392;
控制进气阀38包括进气阀体381和进气阀382;
联动机构包括:一连杆351和悬垂体352,连杆351分别同所述浮球阀芯392和进气阀芯382铰接;
连杆351的一端相对所述筒体铰接,其可沿铰接轴上下摆动;
悬垂体352的上端与连杆通过软绳390连接,其下端通过软绳同一连接件固定连接,在图1中其悬垂体352的下端通过软绳390系于出水管37上。
筒体311、312内水位上升,浮球阀芯392带动连杆351上移,浮球阀芯392关闭排气调节阀39,进气阀芯382开启控制进气阀38,实现进气排水;
筒体311、312内水位下降,悬垂体352拉动连杆351下移,浮球阀芯392开启排气调节阀39,进气阀芯382关闭控制进气阀38,实现进水排气。
图3所示为控制进气阀结构图,进气阀芯为一滑锥杆382,其上部同连杆351铰接,其下部设置于进气阀体381内,这里的进气阀体381固定于一支架353上,支架353同筒体的固定连接,滑锥杆382的下端成型一锥形结构3821,进气阀体381内成型一同锥形结构3821相适配的锥形开口结构3811和同筒体相连通的排气孔,控制进气阀38的进气接头354与进气系统通过进气管36连通,风力机所产生的压力气体通过进气管36进入同其连通的控制进气阀38内,这里的锥形开口结构可以采用橡胶等气密性材料制成,有利于气体的密封。
滑锥杆82下移时,其下端的锥形结构3821同锥形开口结构3811实现密封连接,滑锥杆382上移时,锥形开口结构3811开启,压力气体由排气孔排入筒体311、312内,其中的排气孔为设置于进气阀体381上的第一径向排气孔3812,第一径向排气孔3812靠近锥形开口结构3811的大头端设置。
滑锥杆382通过将其锥形结构3821插入控制进气阀38的锥形开口结构3811内,进而将第一径向排气孔3812密封住,实现停止向筒体311、312内排气,反之则实现向筒体内的排气。
图3和图4所示,浮球阀芯392包括:阀杆3921和浮球3922,阀杆3921固定于浮球3922的上端,浮球3922的下端同连杆351铰接,排气阀体391包括:阀壳3911和设置于阀壳3911内胶套3912,胶套3912具有一中空的通气孔39121,阀杆3921的上端设置于胶套3912的通气孔39121内,阀杆3921同胶套3912相适配控制筒体内气体的排放。
见图5和图6所示,阀壳3911内成型一凸环39111,凸环39111将阀壳3911分割为连接腔39112和通气腔39113,排气管34同连接腔39112螺纹连接,通气腔39113同筒体的排气口33相连通;胶套3912的上部卡置于凸环39111的上端面,其下部设置于所述阀壳3911的通气腔39113内,胶套3912上设有连通通气孔39121和通气腔39113的第二径向排气孔39122;浮球3922上浮并带动阀杆3921上移,阀杆3921将第二径向排气孔39122与通气孔39121阻断。
见图6所示,胶套3912的通气孔39121由锥形孔391211和同锥形孔391211的小头端相连通的柱形孔391212组成,柱形孔391212的内径小于锥形孔391211的小端直径,第二径向排气孔39122靠近锥形孔391211的小头端设置。
悬垂体352为一上部开口的塑料瓶或橡胶球。
图2中两筒体所采用最优选的布置方式,采用上下布置,两所述筒体由上筒体311和下筒体312上下连接而成,其中上筒体的容水量大于或等于排水总管330的充水量;
下筒体312上的密闭腔室380设置于所述上筒体311的上端,所述下筒体312内设有同其密闭腔室380相连通的连接340,所述连接管340贯穿所述上筒体311并插入所述下筒体312内,置于所述下筒体312内的所述连接管340上设有多个出气孔3401。
其中上筒体311和下筒体312之间还设置一个过滤网层370,在下筒体312的下方设有一同过滤网层370相连通的密闭腔室350,腔室350和下筒体312通过单向进水阀32连通,过滤网层370内的水通过一进水管360同所述腔室350相连通,所述上筒体311的下端设有同所述过滤网层370相连通的单向进水阀32,过滤网层370中的水通过所述进水阀32进入所述上筒体311内,过滤网层370的设置可以使排出来的水更加干净,避免河水中的脏东西将扬水机堵塞。
使用时,将筒体竖直放入河水中,并将水位淹没过排水总管330上的排气管34,还没有启动之前水通过过滤网层370分别通过进水阀32进入上下筒体311、312内,直至将两筒体311、312灌满为止,然后将控制进气阀38内注入压力气体,此时的排气调节阀39处于关闭状态,而控制进气阀38开启,压力气体通过进气管36分别进入两筒体311、312内,由于上筒体311内的压差大,因此上筒体311首先进行气压排水,水通过出水管37进入排水总管330,直至将水排出,随着上筒体311内的水位下降,浮球3922也跟着下降,此时的悬垂体352也跟着水位下降,悬垂体352下降到一定位置,会通过软绳390拉动连杆351使连杆351复位,进而将上筒体311的控制进气阀38关闭,即时完成进气过程,此时的上筒体311的排气调节阀39开启,同时进行进水和排气,气体沿着排气管34进入排水总管330内,由于上筒体311在排气过程中在排水总管330内形成低气压,这样会带动下筒体312内的水进入排水总管330内,使二者混合外排。
下筒体312进行进气排水,而上筒体311则进行进水排气,上筒体311排水带动下筒体312排气,下筒体312排气又要助力排水,二者相互作用;当上筒体311完成排水转为排气时,则下筒体312对应完成排气转为排水过程,上筒体311的排气带动下筒体312进行排水,下筒体312的排水助力于排气,二者相互作用周期循环下去,实现连续扬水过程。
下表是使用本发明的扬水机同对比专利的扬水机所测实验数据对照,从对照表中可以很好的看出,在相同的初始条件下,达到同样扬程,使用本发明的扬水机所用气压要低于使用对比专利的扬水机所用气压值的50%,降压效果十分明显。
本发明所用供能装置为风力空气压力机5。
如图7所示为本发明的整体结构示意图。
图中所示的一种风力空气压力机5主要包括:风力传动系统、调向轴座516、空压机、储气室517和尾翼机锁装置。
其中的风力传动系统包括:风叶514、驱动轴530、风叶轴座515和尾翼51,驱动轴贯穿风叶轴座515并同空压机箱体512内的驱动轮固定连接,尾翼51通过尾翼连杆54固定于空压机箱体512的一侧面,尾翼连杆同箱体512铰接,所述风叶轴座515同调向轴座516旋转连接。
调向轴座516,包括旋转座5161和固定座5162组成,其中的旋转座5161同所述风叶轴座515的下端固定连接,旋转座5161同固定座5162之间可旋转连接,旋转座5161的中轴线上设置一贯穿的压力气通道544和同压力气通道544相连通的进气管543,储气室517同压力气通道544连通,风力传动系统可绕调向轴座516旋转。
空压机,包括箱体512、驱动轮56和至少一个气缸511,气缸511设置于箱体512上,驱动轮56设置于箱体512内并套置固定于风力传动系统的驱动轴530上,驱动轮56的驱动面上成型有闭合的滑轨结构,气缸511的活塞连杆527作用端约束于驱动轮56的滑轨结构并沿滑轨结构滑动,每个气缸511的活塞连杆527上设置有垂直于所述气缸活塞连杆527轴线的连杆导向机构531,连杆导向机构531同活塞连杆527垂直设置,共对称设置四个连杆导向机构531,分别从四个方向上限制其摆动,气缸工作时只需其在上下方向移动,以确保气缸511在吸气和排气时的运行平稳。
所述连杆导向机构531包括多个导向轮5312,所述导向轮5312通过连杆5311固定于所述气缸511的缸体内壁上;多个所述导向轮5312均布于所述活塞连杆527的外圆周上,并同所述活塞连杆527滚动连接,这里的导向轮5312可以为滚动轴承或滑动轴承。
储气室517,设置于所述调向轴座516的下方,调向轴座516同储气室517通过气密元件546密封连接,所述固定座5162的下端固定在储气室517的上端,置于空压机上的排气总管535上设有单向排气阀513,排气总管535同旋转座5161上的轴座进气管543相连通,所述排气总管535内的气体依次通过轴座进气管543、压力气通道544排入所述储气室517内,如图14和图16所示,储气室517内的压缩气体通过气路同气压扬水机3的进气管36连通。
如图10、图11和图12所示,其中的驱动轴530设置于滑轨结构的中心,滑轨结构由多段弧形滑轨529首尾连接而成,多段所述弧形滑轨529连接后形成一凹凸相间分布的闭合滑轨结构,活塞连杆527的作用端作用于滑轨结构上并受其约束;弧形滑轨529包括上行的排气弧形滑轨和下行的吸气弧形滑轨,排气弧形滑轨和吸气弧形滑轨呈对称设置,且同气缸511的运行轨迹相适配;驱动轮56旋转并带动活塞连杆527的作用端沿着弧形滑轨529作上下周期性往复运动,实现气缸511的增速排气和吸气过程。
图10是两倍增速的驱动轮结构图,驱动轴旋转一周设置于箱体512上的气缸11需要进行两次吸排气过程,主要用于小型风机上。
图11是三倍增速的驱动轮结构图,驱动轴旋转一周设置于箱体512上的气缸11需要进行三次吸排气过程,主要用于小型风机上。
图12是六倍增速的驱动轮结构图,箱体512上设置多个气缸511,驱动轴530旋转一周,箱体512上的单个气缸511需要完成六次的吸排气过程,主要用于大型风机上。
当然也可以根据情况设置多倍增速的驱动轮56,只需改变滑轨结构上吸气弧形轨道和排气弧形轨道的数量即可设计出实现不同增速的驱动轮56。
图13所示为驱动轮56的滑轨结构线形图,排气弧形轨道和吸气弧形轨道为相同弧形的结构,即分别由外凸圆弧段5291、直线段5292和内凹圆弧段5293连接而成,其中的直线段5292分别同外凸圆弧段5291和内凹圆弧段5293相切,外凸圆弧段5291的端部对应于气缸511的上止点位置,内凹圆弧段5293的端部对应于气缸511的下止点位置。
下表对气缸511的活塞连杆在上行和下行运行至各个行速阶段的解释
行速阶段 |
轨迹形状 |
工作状态 |
扭矩 |
行程 |
上行上段 |
外凸圆弧段 |
高气压储气缓冲 |
大 |
小 |
上行中段 |
直线段 |
气体压缩加速 |
小 |
大 |
上行下段 |
内凹圆弧段 |
改变行程方向缓冲 |
大 |
小 |
行速阶段 |
轨迹形状 |
工作状态 |
扭矩 |
行程 |
下行上段 |
外凸圆弧段 |
改变行程方向缓冲 |
大 |
小 |
下行中段 |
直线段 |
吸气加速 |
小 |
大 |
下行下段 |
内凹圆弧段 |
吸气还原大气压力 |
大 |
小 |
其中的弧形滑轨529也可以为正弦形滑轨,滑轨结构展开后形成一波形相同的正弦波结构;多个正弦形滑轨首尾连接所成型的滑轨结构内接于以驱动轮56的轴线为圆心的圆,滑轨结构上成型有多个正弦形滑轨连接凹点,其中的连接凹点为气缸511由吸气状态转为排气状态的转折点。下行凹点转为改变上行初步转折缓冲点。
如图10和图11所示,其中的滑轨结构成型于驱动轮56的外圆端面上,而弧形滑轨529为成型于驱动轮56外圆端面上的凹槽533,凹槽533的一侧成型有防脱保持架534,所述活塞连杆527的作用端设有一轴承532,轴承532容置于凹槽533内,并受防脱保持架534约束,驱动轮56旋转时,设置于活塞连杆527作用端的轴承532绕弧形滑轨529作周期性往复运动。
轴承532设置于活塞连杆527的端部,轴承532为滑动轴承或滚动轴承。
图10-12中所示的箱体512呈圆柱形,其上部圆柱面上设置有偶数个同滑轨结构滑动连接的气缸511,各个气缸511同箱体512的圆柱面垂直设置,相邻两气缸511所形成的中心夹角相等,各个所述气缸511上的排气管相串接后同排气总管连通。
图10和图11所示的气缸511活塞的润滑是通过驱动轮56运转时自动完成的,对于小型风机其行速快,仅仅依靠驱动轮56所产生的离心力即可将箱体512内的润滑油带入气缸511内,从而使气缸511得以润滑;对于大型风机,由于驱动轮56的直径较大,且旋转速度慢,位于箱体512底部的润滑油无法通过离心力的作用带入气缸511内,因此需要在箱体512内设置一液压油泵,如图12所示,其中的液压油泵由液压缸540及套置固定于驱动轴530上的凸轮536组成,液压缸540的活塞杆538端部设有滑动轴承542,滑动轴承542与液压缸540缸体之间的活塞杆538上套置有供液压缸540执行吸油动作的复位弹簧541,驱动轴530旋转并带动凸轮536旋转使液压缸540的活塞杆538端部沿凸轮536的外端面作往复运动;液压缸540上设有吸油口和出油口539,液压缸的出油口539同多个油管537连接,多个油管537同多个气缸511的缸体内腔一一对应连通,从而依靠风力所产生的动力即可实现对箱体512上各个缸体的润滑。
另外,在箱体512上设置有用于启闭空压机工作状态的尾翼机锁装置,如图8和图9所示,其包括:
尾翼杆固定架59,固定于所述箱体512上,所述尾翼杆固定架59设置于所述尾翼连杆54固定端的斜上方;
锁定机构510,设置于所述尾翼杆固定架59上;
关机时,拉动所述尾翼51,使所述尾翼连杆54沿铰接轴58旋转,使所述尾翼连杆54旋转至所述尾翼杆固定架59处,并通过锁定机构510将所述尾翼连杆54位置锁定。
尾翼杆固定架59包括两个上下水平设置的上连接板591和下连接杆592,两所述连接板591、592的一端分别同所述箱体512固定连接,两所述连接板591、592之间形成一锁定空间;
锁定机构510包括:拉杆522、套筒525和回位弹簧521;
所述套筒525的上端同所述下连接板592固定连接,所述套筒525内设置一限位板524,所述下连接板592和所述限位板524上各成型一通孔549,所述拉杆522设置于所述套筒525内并贯穿所述限位板524和所述下连接板592上的通孔549,所述拉杆522的下端设有一拉杆挂环526;
所述拉杆522上部设有一弹簧支撑托板523,所述回位弹簧521设置于所述套筒525内并套置于所述拉杆522的上部,所述回位弹簧521的上端作用于所述弹簧支撑托板523上,其下端作用于所述限位板524上,所述拉杆522上设有一同所述限位板524卡扣连接的卡槽548,回位弹簧521同拉杆522间隙配合。
尾翼连杆54上固定一套环519,为了便于关机,在拉杆522的上端设置一个楔形面5221,关机时套环519可沿着楔形面5221上移进入锁定空间。
如图9所示为关机时的状态图,在空压机的上端固定一滑轮57,在尾翼51上也设置一滑轮57,在锁定机构510的上方设置一固定于箱体512侧面的连接杆518,连接杆518的端部固定一挂环53,拉绳52的一端系于挂环53上,另一端依次绕过尾翼51和空压机上的滑轮57并在拉绳52的端部系接以拉环55。关机时可用一个上端带有拉钩的长杆拉动拉绳52端部的拉环55,尾翼连杆54带动尾翼51沿着铰接轴58向着斜上方转动,直至将尾翼连杆54上的套环519套置于下连接板592上为止,然后通过旋转位于锁定机构510下端的拉杆挂环526使卡槽548脱离限位板524,回位弹簧521的上端回弹并带动所述拉杆522上移使所述拉杆522的上端穿过所述下连接板592通孔进入锁定空间,进而将套环519锁定。
开机时如图8所示,向下拉动拉杆522下端的拉杆挂环526使拉杆522下移至卡槽548接近限位板524的位置,此时尾翼连杆54上的套环519脱离拉杆的上端,尾翼连杆54带动尾翼51沿着铰接轴58向着斜下方复位至工作状态,然后通过旋转拉杆522将卡槽548卡置于限位板524上,从而完成开机过程。
对于大型或中型空气压力机,为了减少运行时气缸511所产生的负荷,实现风力空气压力机在微风下的平稳运行,在空压机上设置了泄压阀547,可有效提高整套系统设置的效率,提高空气压力机的利用率,使其在微风下可以运转工作。
如图12所示,排气总管535共设置至少两路排气支管550,每路排气支管550同设置相应数量的气缸511上的排气管相连通,各路所述排气支管550汇合后同所述排气总管535连接;其中一路排气支管550通过一单向排气阀513同所述排气总管535连通;其余各路排气支管5550分别通过一泄压阀5547和单向排气阀513同所述排气总管535连通;当风力较小时,同所述风力强度相对应的一路所述泄压阀547开启,同所述泄压阀547相连接的各个气缸511所产生的压力空气外排至大气。
图12所示出了设置两路排气支管550的情况,共设置四个气缸511,其中每两个气缸511设置为一组,并分别同各自的排气支管550连接,其中一路排气支管550通过一单向排气阀513同排气总管535连通;另一路排气支管550同另外两个气缸511的排气管连接后输出,然后依次通过一泄压阀547和单向排气阀513同排气总管535连通,在箱体512上还设置了减压气孔528,如图11所示。
对于多组气缸511的大型空气压力机,也可以设置三路以上的排气支管550,若设置三路排气支管,其中一路排气支管550通过单向排气阀513直接同排气总管535连通,另外两路排气支管550分别通过一个泄压阀547和一个单向排气阀513同排气总管535连通,其中的两个泄压阀547可以针对不同风速进行设置,可以适应不同风速下的空气压力机运行,当到达一定风速时,其对应这一风速级别的泄压阀547工作并执行泄压动作。
其中的泄压阀547如图15、图16和图17所示,所述泄压阀547设置于所述箱体512上,其包括阀壳5471、旋转阀芯5472和风力操作机构,所述旋转阀芯5472设置于所述阀壳5471内,二者密封连接,所述旋转阀芯5472内部成型一气流通道5479,所述阀壳5471上设有两个呈一旋转角的排气孔5473和同所述排气支管550相连通的进气孔5470,所述旋转阀芯旋转时,所述阀壳的进气孔5470通过所述气流通道5479同两所述排气孔5473中的其一相连通。
图中所示的所述气流通道5479起始于所述旋转阀芯5472的端部并同设置于所述阀壳5471底部的进气孔5470相连通,所述气流通道5479终止于所述旋转阀芯5472的柱状弧面上,所述旋转阀芯5472旋转并使所述气流通道5479同成型于所述阀壳5471柱形侧壁上的两个呈90度旋转角的排气孔5473一一对应连通,也可呈其它角度的旋转角,这里不限于90度旋转角;
其中一个排气孔5473同所述进气管543连通,另一个排气孔5473同外界大气连通。
所述风力操作机构设置于所述旋转阀芯5472的端部,其根据风力大小操作所述旋转阀芯5472执行旋转动作。
所述风力操作机构包括:
旋转轴5475,固定于所述旋转阀芯5472端部,可以设置用于限制旋转轴5475旋转角度的限位块5478,限位块的位置可以设置在阀壳上,也可以设置于箱体512上其它可以固定的位置;
取风挡板,包括一个取风面较大的大块取风挡板5476和一个取风面较小的小块取风挡板5474,两所述取风挡板5474、5476呈90度固定于所述旋转轴5475上,所述大块取风挡板5476和小块取风挡板5474均垂直于风向设置,这里两取风挡板5474、5476所形成的角度不限于90度,也可为其它角度,其最初状态可以将大块取风挡板5474设置于竖直位置,而小块取风挡板5476设置在水平避风的位置,此时的初始位置为泄压阀547处于微风时的位置,即气缸511所产生的压力气体部分外排至大气中,当然,这里的取风挡板也可以设置一个,主要用于依靠风力启动旋转阀芯5472产生旋转;
碟簧5477,其一端固定于所述限位块5478上,其另一端绕所述旋转轴5475固定于所述其中一个取风挡板上;
风速较大时,风力驱动大块取风挡板5476,使大块取风挡板5476依次带动所述旋转轴5475、旋转阀芯5472旋转90度,使旋转阀芯5472中的气流通道5479旋转至同进气管543相连通的排气孔5473的位置,气缸511内的压力空气直接通过旋转阀芯5472内的气流通道5479进入同储气室517相连通的进气管543,然后进入压力气通道544排入储气室517内,此时所有的气缸511所排放的压力气体均被排入储气室517内。
风速较小时,两个取风挡板5474、5476在碟簧5477的作用恢复到初始位置,实现其中一组气缸511所产生的压力空气外排至大气中,从而减轻了空压机的负荷,实现空压机在风力较小环境下的正常运行。
设置多个泄压阀547时,每个泄压阀547所对应的风速不同,其工作的时机也不同,也就是说,每个泄压阀547的开启同一定的风速大小相对应。
在减少空压机的负荷的情况下,为了不破坏空压机的受力平衡,可以使气缸511在驱动轮56上呈规律性间隔设置,也可以采用其他形式的设置,只要不改变空压机的受力平衡即可,这里不再赘述。
多气缸511风力空压机的泄压阀的作用,由于风的大与小的极差很大,为了充分利用长时间小微风,在小微风时,采用多气缸511时,用泄压阀减去1/2、1/3、2/5等部分气缸511的工作压力来实现小微风工作。在大风速时封掉泄压阀,使其进行利用大风正常工作。
另外,在高位蓄水池1的下部还设有一水力发电机4,如图18所示,需要电的时候,高位蓄水池1内的水通过下水管8进入水力发电机4中,并带动水力发电机4进行发电,水力发电机4的排水管同低位蓄水池2相连通;
风力供能装置中的压缩空气通过气路进入气压扬水机3中,低位蓄水池2中的水通过气压扬水机3输送至高位蓄水池1,高位蓄水池1内的水通过水力发电机4实现发电,所述高位蓄水池1中的水经所述水力发电机4发电后汇入所述低位蓄水池2。
为了提高气压扬水机3的扬水效率,在系统中又增加了太阳能供能装置和气泵装置,其可以单独供气压扬水机3压力气体,也可以同风力空气压力机5一起使用。这里的气泵装置为电动气泵7,电动气泵7同太阳能供能装置电连接,电动气泵7的排气管9同气压扬水机3的进气管36连通,气压扬水机3同电动气泵7之间的气路上设有单向进气阀。这里的太阳能供能装置包括太阳能采光板6、逆变器12和蓄电池13,由于这一块所采用的是现有技术,这里就不再赘述。
通过气压扬水将低位蓄水池2内的水通过上水管10输送至高位蓄水池1。高位蓄水池1中的水作为能源被存放起来,需要电使只需要将高位蓄水池1中的水通过下水管8下放至低位蓄水池2中,通过位能的变化高位蓄水池1中的水通过水力发电机4转化为电能,供用户使用,不需要对电能进行蓄能,这样减少了电力蓄能装置对环境的污染,实现电力的即时启动和使用。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。