CN103591004B - 一种微水头流体能抽水系统 - Google Patents

Abstract

一种微水头流体能抽水系统，该微水头流体能抽水系统由流体采能机构、蓄能飞轮、变速机构、曲柄连杆机构、柱塞泵、低压入水管、中压入水管、高压入水管、水锤泵、泵船等组成，其中流体采能机构与蓄能飞轮连接，蓄能飞轮通过离合器与变速机构连接，变速机构通过曲柄连杆机构与柱塞泵连接；柱塞泵的进水口连接低压入水管，柱塞泵的出水口通过中压入水管与水锤泵连接，水锤泵通过高压出水管连接到远端蓄水池；水锤泵和柱塞泵安装在泵船上。该系统实现了利用微水头流体能抽水的功能，节约了能源，解决了特殊地区抽水困难的问题，对江河微落差水流动水利用起到了根本性的改变，实现了节能减排。

Description

一种微水头流体能抽水系统

技术领域

本发明涉及一种抽水系统，特别是一种微水头流体能抽水系统，属节能环保和机械设计领域。

背景技术

通常情况，下抽水装置需要利用电、柴油或其他能源作为动力源来实现，而随着社会的发展人们对能源的依赖度越来越高，普通能源越来越紧张，因此开发利用新的能源越来越受到人们的重视。水能作为一种可再生和可重复利用的资源，人类利用其势能为人类提供电能或直接驱动机械进行做功已经有很长的历史。而很多地方的水流较为平缓，水流所处地势较低，其势能很难被利用，因此此类水流的潜在资源被白白浪费了。

人们在日常生活和生产中总需要将水从低处通过抽水机抽到高处，在此过程中要浪费大量的传统能源，同时在很多偏远的地方电能很难供应，传统燃油又很难运输到达，利用传统的方法实现抽水显然不现实，因此如果能利用水的势能实现抽水将具有广阔前景。

目前存在一些利用水的势能发电再驱动抽水机抽水的机械，但是这类机械效率低，不适合低落差水流处使用；同时，目前也存在一种利用水流直接驱动抽水机抽水的机械，但是这类机械很难利用微水头的水流实现相应功能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种微水头流体能抽水系统，该系统克服了上述困难，其实现了利用微水头流体能抽水的功能，节约了能源，解决了特殊地区抽水困难的问题，对江河微落差水流动水利用起到了根本性的改变，实现了节能减排。

解决本发明的技术方案是：本发明提供了一种微水头流体能抽水系统，该微水头流体能抽水系统由流体采能机构、蓄能飞轮、变速机构、曲柄连杆机构、柱塞泵、低压入水管、中压入水管、高压入水管、水锤泵、泵船等组成，其中流体采能机构与蓄能飞轮连接，蓄能飞轮通过离合器与变速机构连接，变速机构通过曲柄连杆机构与柱塞泵连接；柱塞泵的进水口连接低压入水管，柱塞泵的出水口通过中压入水管与水锤泵连接，水锤泵通过高压出水管连接到远端蓄水池；水锤泵和柱塞泵安装在泵船上。

所述的流体采能机构为叶轮，其通过稳定支架固定在泵船上，流体采能机构上有宽大的叶片，宽大的叶片能有效拦截微落差水流蓄积大量的水能，以实现水流推动叶片带动叶轮旋转。

所述的变速机构为增速机构，其作用是将流体采能机构传递给它的转速增大后传递给曲柄连杆机构带动柱塞泵运动以实现抽水功能。

所述的蓄能飞轮和离合器的结构和原理为技术员人员所熟知，这里不在阐述。

所述的低压入水管的一端连接一个文丘里管，文丘里管连接一个过滤器，在文丘里管和柱塞泵进水口之间的低压水管上安装有进水控制阀。

所述的文丘里管和过滤器为市售元件。由于文丘里管具有对流体阻力小等优点，更有利于利用水能。

所述的柱塞泵的出水口处安装有单向水阀，该单向水阀可以让水从柱塞泵流向水锤泵，但是不能让水从水锤泵回流至柱塞泵；所述的柱塞泵的进水口处安装有增压进水阀，该增压进水阀可以让水流从低压入水管流至柱塞泵，但是不能让水流从柱塞泵回流至低压入水管。

所述的柱塞泵出水口和水锤泵之间的中压入水管上安装有流量控制阀。

所述的柱塞泵和水锤泵为市售部件，其结构和原理为本技术领域的技术人员所熟知，这里不再阐述。

所述的水锤泵与高压出水管的连接处安装有出水控制阀。

本发明的工作原理是：水流推动流体采能机构旋转，流体采能机构带动蓄能飞轮旋转，同时流体采能机构和蓄能飞轮的转动能量通过离合器传递到变速机构，变速机构将获得的转速进行增速后传递给曲柄连杆机构，曲柄连杆机构带动柱塞泵运动将水流经文丘里管、低压入水管、柱塞泵、中压入水管抽到水锤泵，水锤泵将流进的水流进行增压后经高压出水管输送到远端蓄水池，实现抽水功能。

当水流落差较小时，由于流体采能机构的叶轮很宽大，其能够拦截大量水流以蓄积大量的势能来推动其旋转，最终实现利用微水头流体抽水的功能。

由于在流体采能机构和变速机构之间增加了蓄能飞轮，在水流流速不稳定的条件下能够有效调节输入到变速机构的转速，使转速保持均匀，由于在蓄能飞轮和变速机构直接安装了离合器，可方便的实现动力的接通和切断。

低压入水管上的进水控制阀和中压入水管上的流量控制阀能有效帮助用户调节水的流量。

本发明的有益之处是：本发明提供了一种微水头流体能抽水系统，该系统克服了传统抽水系统需要电力或燃油作为动力能源的缺点，也克服了传统利用水能抽水的抽水机难以利用微水头作为动力源的缺点，其实现了利用微水头流体能抽水的功能，节约了能源，解决了特殊地区抽水困难的问题，对江河微落差水流动水利用起到了根本性的改变，实现了节能减排。

附图说明

图1为本发明的结构和原理图。

图中各标号依次表示：流体采能机构（1）、稳定支架（2）、蓄能飞轮（3）、离合器（4）、变速机构（5）、曲柄连杆机构（6）、柱塞泵（7）、出水口（8）、进水口（9）、单向水阀（10）、增压进水阀（11）、低压入水管（12）、进水控制阀（13）、文丘里管（14）、过滤器（15）、中压入水管（16）、流量控制阀（17）、水锤泵（18）、出水控制阀（19）、泵船（20）、高压入水管（21）、远端蓄水池（22）。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步描述，由于以下所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所想到的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明提供了一种微水头流体能抽水系统，该微水头流体能抽水系统由流体采能机构（1）、蓄能飞轮（3）、变速机构（5）、曲柄连杆机构（6）、柱塞泵（7）、低压入水管（12）、中压入水管（16）、高压入水管（21）、水锤泵（18）、泵船（20）等组成，其中流体采能机构（1）与蓄能飞轮（3）连接，蓄能飞轮（3）通过离合器（4）与变速机构（5）连接，变速机构（5）通过曲柄连杆机构（6）与柱塞泵（7）连接；柱塞泵（7）的进水口（9）连接低压入水管（12），柱塞泵（7）的出水口（8）通过中压入水管（16）与水锤泵（18）连接，水锤泵（18）通过高压出水管连接到远端蓄水池（22）；水锤泵（18）和柱塞泵（7）安装在泵船（20）上。

所述的流体采能机构（1）为叶轮，其通过稳定支架（2）固定在泵船（20）上，流体采能机构（1）上有宽大的叶片，宽大的叶片能有效拦截微落差水流蓄积大量的水能，以实现水流推动叶片带动叶轮旋转。

所述的变速机构（5）为增速机构，其作用是将流体采能机构（1）传递给它的转速增大后传递给曲柄连杆机构（6）带动柱塞泵（7）运动以实现抽水功能。

所述的蓄能飞轮（3）和离合器（4）的结构和原理为技术员人员所熟知，这里不在阐述。

所述的低压入水管（12）的一端连接一个文丘里管（14），文丘里管（14）连接一个过滤器（15），在文丘里管（14）和柱塞泵（7）进水口（9）之间的低压水管上安装有进水控制阀（13）。

所述的文丘里管（14）和过滤器（15）为市售元件。由于文丘里管（14）具有对流体阻力小等优点，更有利于利用水能。

所述的柱塞泵（7）的出水口（8）处安装有单向水阀（10），该单向水阀（10）可以让水从柱塞泵（7）流向水锤泵（18），但是不能让水从水锤泵（18）回流至柱塞泵（7）；所述的柱塞泵（7）的进水口（9）处安装有增压进水阀（11），该增压进水阀（11）可以让水流从低压入水管（12）流至柱塞泵（7），但是不能让水流从柱塞泵（7）回流至低压入水管（12）。

所述的柱塞泵（7）出水口（8）和水锤泵（18）之间的中压入水管（16）上安装有流量控制阀。

所述的柱塞泵（7）和水锤泵（18）为市售部件，其结构和原理为本技术领域的技术人员所熟知，这里不再阐述。

所述的水锤泵（18）与高压出水管的连接处安装有出水控制阀（19）。

本发明的工作原理是：水流推动流体采能机构（1）旋转，流体采能机构（1）带动蓄能飞轮（3）旋转，同时流体采能机构（1）和蓄能飞轮（3）的转动能量通过离合器（4）传递到变速机构（5），变速机构（5）将获得的转速进行增速后传递给曲柄连杆机构（6），曲柄连杆机构（6）带动柱塞泵（7）运动将水流经文丘里管（14）、低压入水管（12）、柱塞泵（7）、中压入水管（16）抽到水锤泵（18），水锤泵（18）将流进的水流进行增压后经高压出水管输送到远端蓄水池（22），实现抽水功能。

当水流落差较小时，由于流体采能机构（1）的叶轮很宽大，其能够拦截大量水流以蓄积大量的势能来推动其旋转，最终实现利用微水头流体抽水的功能。

由于在流体采能机构（1）和变速机构（5）之间增加了蓄能飞轮（3），在水流流速不稳定的条件下能够有效调节输入到变速机构（5）的转速，使转速保持均匀，由于在蓄能飞轮（3）和变速机构（5）直接安装了离合器（4），可方便的实现动力的接通和切断。

低压入水管（12）上的进水控制阀（13）和中压入水管（16）上的流量控制阀能有效帮助用户调节水的流量。

Claims (5)

1.一种微水头流体能抽水系统，其特征是：该微水头流体能抽水系统包括流体采能机构（1）、蓄能飞轮（3）、变速机构（5）、曲柄连杆机构（6）、柱塞泵（7）、低压入水管（12）、中压入水管（16）、高压入水管（21）、水锤泵（18）、泵船（20），流体采能机构（1）与蓄能飞轮（3）连接，蓄能飞轮（3）通过离合器（4）与变速机构（5）连接，变速机构（5）通过曲柄连杆机构（6）与柱塞泵（7）连接，柱塞泵（7）的进水口（9）连接低压入水管（12），柱塞泵（7）的出水口（8）通过中压入水管（16）与水锤泵（18）连接，水锤泵（18）通过高压入水管连接到远端蓄水池（22），水锤泵（18）和柱塞泵（7）安装在泵船（20）上；所述的低压入水管（12）的一端连接一个文丘里管（14）。

2.根据权利要求1所述的一种微水头流体能抽水系统，其特征是：所述的流体采能机构（1）为叶轮，其通过稳定支架（2）固定在泵船（20）上，流体采能机构（1）上设置有叶片。

3.根据权利要求1所述的一种微水头流体能抽水系统，其特征是：所述的文丘里管（14）连接一个过滤器（15），在文丘里管（14）和柱塞泵（7）进水口（9）之间的低压入水管上安装有进水控制阀（13）。

4.根据权利要求1所述的一种微水头流体能抽水系统，其特征是：所述的柱塞泵（7）的出水口（8）处安装有单向水阀（10）；所述的柱塞泵（7）的进水口（9）处安装有增压进水阀（11）。

5.根据权利要求1所述的一种微水头流体能抽水系统，其特征是：所述的柱塞泵（7)出水口（8）和水锤泵（18）之间的中压入水管（16）上安装有流量控制阀；所述的水锤泵（18）与高压入水管的连接处安装有出水控制阀（19）。