CN102919101B - 风能蓄水灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风能蓄水灌溉系统包括：风力叶片、连扇锥齿轮、偏航校准尾翼、连主动轮锥齿轮、双头锥齿轮、转向轴、主动齿轮、从动齿轮、两根同步带、同步轮、多个从上至下的水车、储水箱、滴灌导管和多个储水盒，利用风能带动风力叶片，并通过传动带动水车旋转，旋转的水车可将地下水逐层上提，最终汇集到储水箱中，最后通过滴灌导管流出，实现滴灌。本发明充分利用风能，不断将水提升到需要的高度，能够帮助滴灌，节约水资源，同时为生活提供便捷的新产品，具有节约水，节约能源，应用范围广，噪音小，结构简单，机械结构美观等特点。

Description

风能蓄水灌溉系统
技术领域
本发明属于农业灌溉以及农村居民用水技术领域，具体是一种风力蓄水灌溉系统。
背景技术
在干旱以及半干旱地区因为降水较少，主要依靠地下水、河流水等水源发展的农业，在我国主要分布在西北地区的河套平原，宁夏平原和河西走廊等地的农村主要以灌溉农业为主，即调节土地的温度和土壤的养分，以提高土地生产率。主要通过各种农用水利灌溉设施，满足农作物对水分的需要，调节土地温度、湿度和土壤空气、养分，提高土地生产能力。
现在这些地区的农村使用的灌溉方式主要为用水泵大量抽取地下水进行灌溉，而这样的灌溉方式水资源利用率非常低，对于水资源日益缺乏的当今现状，显然已经难易满足当今社会的要求。
现在节水灌溉成为一个传统灌溉的代替方式，主要有喷灌、微灌、滴灌当方式，其中滴灌是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。目前，国产设备已基本过关，有条件的地区应积极发展滴灌。
本发明着力于解决滴灌中的提水问题，即利用风能，把地下水慢慢提升到地面以上，在利用铺设的滴灌管道，进行灌溉。本发明也可用于解决将井水提升到地表储存，节约人工提水人力成本和时间，同时完全利用风能进行提水作业，节约能源。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种风能蓄水灌溉系统，充分利用风能，不断将水提升到需要的高度，能够帮助灌溉，节约水资源，同时为生活提供便捷。
本发明是通过以下技术解决方案实现的：
一种风能蓄水灌溉系统，特点在于其构成包括：风力叶片、连扇锥齿轮、偏航校准尾翼、连主动轮锥齿轮、双头锥齿轮、转向轴、主动齿轮、从动齿轮、两根同步带、同步轮、多个从上至下的水车、储水箱、滴灌导管和多个储水盒；
上述部件的连接关系如下：
所述的风力叶片与连扇锥齿轮同轴固定连接，偏航校准尾翼的纵轴与转向轴的一端固定连接，两者随风向以相同角度旋转，偏航校准尾翼的横轴穿过风力叶片中心，通过轴承连接，连扇锥齿轮与双头锥齿轮的上端啮合，双头锥齿轮的下端与连主动轮锥齿轮啮合；
所述主动齿轮与连主动轮锥齿轮的轴之间采用过盈配合，
所述从动齿轮与主动齿轮相啮合，两者转动方向相反，两根同步带从上至下分别分布有多个同步轮，多个同步轮分别与主动齿轮、从动齿轮和多个水车连接，两根同步带的转动方向相反，每个水车下方设有储水盒，最上方的水车上方外侧还设有储水箱，该储水箱侧面连接有滴灌导管
所述的锥齿轮的传动，将风力叶片上所承受的风力直接转化为转动主动轮的扭矩，通过偏航校准尾翼进行方向调节，在任意方向均能实现同步带轮系统的运动。
通过主动齿轮、从动齿轮与同步轮之间的同轴转动，再通过上一级水车后面的同步轮带动下一级水车转动实现水车的转动而将水逐层提升。
本发明与现有技术相比，具有以下优势：
1.完全利用风能，不损耗电能，不产生人工成本。
2.应用范围广，可以用于农业灌溉系统，自动取水，在上部储水箱上设置输水管道，用滴灌方式解决农业灌溉问题，节约人力物力，省时省力；同样可以用于传统吊桶取水方式的替代，不用费力提水，可用于服务农村百姓。
3.通过控制风力叶片的大小，可以达到控制设备提水速度，能有效减少水资源浪费
4.直接由风能转换为动能，比较传统的把风能转换为电能，电能储存于蓄电池，再由蓄电池提供能源，用水泵抽水这一方式，省去了电能的过度，效率大大提高。同时，蓄电池寿命不长，省去蓄电池的使用，使得成本大大降低。
5.本发明机械结构十分美观，可以起到美观装饰的作用。
附图说明
图1为本发明风能蓄水灌溉系统的结构示意图；
图2为本发明风能蓄水灌溉系统的正面爆炸图；
图3为本发明风能蓄水灌溉系统的背面爆炸图；
图4为本发明中风力转化装置示意图；
图中，1风力叶片，2连扇锥齿轮，3偏航校准尾翼，4连主动轮锥齿轮，5双头锥齿轮，6转向轴，7主动齿轮，8从动齿轮，9同步带，10同步轮，11水车，12储水箱，13滴灌导管，14储水盒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明，需要说明本实施例是以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种风能蓄水灌溉系统，包括：风力叶片1，连扇锥齿轮2，偏航校准尾翼3，连主动轮锥齿轮4，双头锥齿轮5，转向轴6，主动轮7，从动轮8，同步带9，同步齿轮10，水车11，储水箱12，滴灌导管13，储水盒14。
所述风力叶片1与连扇锥齿轮2相焊接，两者同轴且不能产生相对运动。风力叶片依靠偏航校准尾3翼校准，使其始终保持叶面迎风。
所述偏航校准尾翼3与转向轴6焊接，两者随风向以相同角度旋转。偏航校准尾翼的横轴3穿过风力叶片1中心，两者之间用轴承连接。整个风力叶片1以及连扇锥齿轮2组成的机构，可以以转向轴6为中心360°旋转，保证始终迎风。
所述连扇锥齿轮2与双头锥齿轮5的上端啮合，双头锥齿轮5的下端与连主动轮锥齿轮4啮合。通过锥齿轮的啮合，把叶片旋转产生的扭矩传递到主动齿轮7上，再通过从动齿轮8，同步带9，同步轮10的带动，实现水车11的转动，从而将水运至储水箱12。
同步轮10分别焊接于主动齿轮7和从动齿轮8前部以及水车11后部，并且与之同轴。
所述主动齿轮7与连主动轮锥齿轮4的轴之间采用过盈配合，两者同轴且不产生相对运动。
所述从动齿轮8与主动齿轮7相啮合，两者转动方向相反。
所述同步轮10分别与主动齿轮7，从动齿轮8，水车11的转动轴之间采用过盈配合连接，同轴且不产生相对运动。通过同步带9的连接，同步轮可分为左右两组，同组内转动方向相同，异组转动方向相反。在啮合的主动齿轮7，从动齿轮8的带动下，同步轮向内侧相向转动，使得同步带9均朝内侧转动，因此导致所有水车朝11内侧转动。
每个水车11下部均设有储水盒14，每一级的水车11把下方储水盒中的水运至上一级的储水盒中，通过一级一级的运水，最上一级的水车把其下方储水盒中的水运到储水箱12中，储水箱中的水通过13滴灌导管流出。
本发明的具体操作方法如下：
（1）首先，将水车从上至下依次固定在大棚壁上，或某个封闭式长方截面的有机玻璃管道中，再将管道固定于大棚侧壁上，使设置在大棚顶部的储水箱12能接收到最上方的水车的运水，
（2）风能带动风力叶片，由锥齿轮系统将扭矩向下传递至齿轮系，由齿轮带动上的同步轮转动传动带，通过传动带动水车旋转，旋转的水车可将地下水逐层上提，最终汇集到储水箱中。
（3）储水箱中的水通过滴灌导管流出，实现滴灌。
综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (3)

1.一种风能蓄水灌溉系统，特征在于其构成包括：风力叶片（1）、连扇锥齿轮（2）、偏航校准尾翼（3）、连主动轮锥齿轮（4）、双头锥齿轮（5）、转向轴（6）、主动齿轮（7）、从动齿轮（8）、两根同步带（9）、同步轮（10）、多个从上至下的水车（11）、储水箱（12）、滴灌导管（13）和多个储水盒（14）； 
上述部件的连接关系如下： 
所述的风力叶片与连扇锥齿轮同轴焊接，偏航校准尾翼的纵轴与转向轴的一端焊接，两者随风向以相同角度旋转，偏航校准尾翼的横轴穿过风力叶片中心，通过轴承连接，连扇锥齿轮与双头锥齿轮的上端啮合，双头锥齿轮的下端与连主动轮锥齿轮啮合； 
所述主动齿轮与连主动轮锥齿轮的轴之间采用过盈配合， 
所述从动齿轮与主动齿轮相啮合，两者转动方向相反，两根同步带从上至下分别分布有多个同步轮，多个同步轮分别与主动齿轮、从动齿轮和多个水车连接，两根同步带的转动方向相反，每个水车下方设有储水盒，最上方的水车上方外侧还设有储水箱，该储水箱侧面连接有滴灌导管。 
2.根据权利要求1所述的一种风能蓄水灌溉系统，其特征在于，所述的锥齿轮的传动，将风力叶片上所承受的风力直接转化为转动主动轮的扭矩，通过偏航校准尾翼进行方向调节，在任意方向均能实现同步带轮系统的运动。 
3.根据权利要求1所述的一种风能蓄水灌溉系统，其特征在于，通过主动齿轮、从动齿轮与同步轮之间的同轴转动，再通过上一级水车后面的同步轮带动下一级水车转动实现水车的转动而将水逐层提升。 
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