CN105179329A - 一种高效的水锤泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于水锤泵技术领域，尤其涉及一种高效的水锤泵，它包括压力罐、动力管接口管、单向阀、压力罐支架、出水管、出水管间断开关、倾倒容器、倾倒容器旋转副、倾倒容器支撑、高压出水口，动力管接口管与出水管连接，且连接处通过单向阀与压力罐下端连接，那么压力罐将安装在动力管末端，这样做的好处是当水锤泵运行过程中出水管关闭时，动力管中运动的水流动能以非常小的损失传进压力罐中加压做功；另外通过设计一种阻力很小的开关执行结构减少对水流的阻力，提高水锤泵整体效率。本发明中的水锤泵重新设计了管路位置和利用了出水口间隙开关降低了水锤泵的水动能损失，增加了输水效率。

Description

一种高效的水锤泵

所属技术领域

本发明属于水锤泵技术领域，尤其涉及一种高效的水锤泵。

背景技术

目前在偏远山村没有电的情况下，灌溉常常使用到水锤泵和水锤泵的原理，甚至在当今节能减排的号召下，只要水位满足水锤泵使用条件的，都尽量使用水锤泵，因为水锤泵是一种不需要消耗能源的泵体，所以进一步改进水锤泵，提高水锤泵的效率是非常具有现实意义的，本发明为解决如上问题，设计了一种高效的水锤泵。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种高效的水锤泵，它是采用以下技术方案来实现的。

一种高效的水锤泵，其特征在于：它包括压力罐、动力管接口管、单向阀、压力罐支架、出水管、出水管间断开关、倾倒容器、倾倒容器旋转副、倾倒容器支撑、高压出水口，其中动力管接口管与出水管连接，且连接处通过单向阀与压力罐下端连接，这样的设计就将压力罐安装在动力管末端，这样做的好处是：当水锤泵运行过程中出水管关闭时，动力管中运动的水流动能以非常小的损失传进压力罐中加压做功，单向阀意在控制水流从动力管中流入到压力罐中；高压出水口安装在压力罐一侧偏下端，压力罐支架一端安装在地面上，另一端固定在动力管接口管与出水管连接处，出水管间断开关安装在出水管内部；如上所述，本发明设计的水锤泵基本原理与传统的水锤泵是类似的，只是水锤泵重新设计了管路位置降低了水锤泵的水动能损失。

另外本发明重新设计了出水管间断开关，不但能够达到自动启动的目的，还能减小水流动能损失。通过设计一种阻力很小的开关执行结构减少对水流的阻力，随之带来开关执行结构无法像传统水锤泵的出水口开关那样自动利用水的压力开闭，所以设计增加了倾倒容器，当水量流入倾倒容器一定量后，容器倾倒并带动开关执行结构运动从而对出水管开闭。具体设计如下：倾倒容器处于出水管口下方，且通过倾倒容器旋转副安装在地面上，倾倒容器可围绕旋转副转动，倾倒容器一侧与固定在地面上的倾倒容器支撑接触，在正常状态下，倾倒容器竖直依靠在倾倒容器支撑上，当容器中的水量满足一定量时，倾倒容器倾倒，倾倒倒出一部分水后，重心变化，重新竖直；出水管间断开关包括开关拉杆安装套、开关拉杆、平板支撑、拉杆拉伸执行机构、弹簧、拉杆支撑、拉杆卡板、第一旋转副、连杆、第二旋转副、低阻力开关执行结构、出水管斜口，其中低阻力开关执行结构为前端曲率较小后端曲率较大的旋转体，且安装在出水管内部，低阻力开关执行结构后端面向出水管内部的出水管斜口，低阻力开关执行结构设计采用了流体力学的基本知识，有效的降低了开关的流动阻力；开关拉杆一端安装在低阻力开关执行结构后端，中间穿过固定在出水管外侧的开关拉杆安装套内孔，另一端通过拉杆卡板与拉杆支撑卡槽配合安装在拉杆支撑中，拉杆支撑通过平板支撑安装在开关拉杆安装套上端；拉杆拉伸执行机构安装在开关拉杆上且处于出水管外侧，连杆一端通过第一旋转副与拉杆拉伸执行机构下端连接，另一端通过第二旋转副与倾倒容器连接；弹簧安装在开关拉杆上，且处于拉杆拉伸执行机构和拉杆支撑之间；

在实际工作中，水锤泵还没有工作之前，倾倒容器处于竖直状态，开关执行结构与出水管斜口保持一定的间距，开关间断开关处于打开状态；当动力管开始流水进入水锤泵后，水流经过出水管流入倾倒容器中，当倾倒容器水量达到一定的量后，因为重心不稳，倾倒容器倾倒，并拉动拉杆移动引起开关执行结构与出水管斜口接触，出水管间断开关闭合，水流的压力瞬间增大，打开了压力罐的单向阀，并通过高压水管排出，之后弹簧将开关执行结构向出水口内部推动，出水管间断开关重新打开，另外倾倒容器倾倒完水后，因自身是重心变化和弹簧的作用重新竖直起来，完成一个周期；设计中倾倒容器可能设计较大，而且在倾倒后倾倒容器中还存在一定的水量，目的在于倾倒时倾倒容器对拉缸拉伸执行件具有足够的拉力将开关执行件关闭。

作为本技术的进一步改进，单向阀选用弹簧式单向阀。

作为本技术的进一步改进，余水槽固定安装在倾倒容器倾倒一侧的下端。因为出水管所出间断水已经基本没有动能，为了节约水资源，增加了余水槽将其收集起来可以用作它用。

作为本技术的进一步改进，重心调节块安装在倾倒容器上端且在倾倒容器支撑一侧，起到对倾倒容器重心调节的作用，保证倾倒容器在盛水量达到规定的量时才会倾倒的目的。

作为本技术的进一步改进，倾倒容器倾倒支撑安装在倾倒容器倾倒一侧，当倾倒容器在重力做功倾倒一定量的水后，重心可能已经对倾倒不做功，但是因为惯性仍然继续倾倒，造成倾倒恢复的时间延长，不利用水锤泵的效率提高，所以增加倾倒支撑，在重心不做功的那一角度抑制倾倒容器继续因为重力倾倒，增加倾倒恢复频率。

相对于传统水锤泵技术，本发明中动力管接口管与出水管连接，且连接处通过单向阀与压力罐下端连接，那么压力罐将安装在动力管末端，这样做的好处是当水锤泵运行过程中出水管关闭时，动力管中运动的水流动能以非常小的损失传进压力罐中加压做功；另外通过设计一种阻力很小的开关执行结构减少对水流的阻力，提高水锤泵整体效率。本发明中的水锤泵重新设计了管路位置和利用了出水口间隙开关降低了水锤泵的水动能损失，增加了输水效率。

附图说明

图1是水锤泵结构示意图。

图2是出水管间断开关示意图。

图3是拉杆卡板安装示意图。

图4是水锤泵侧视图。

图5是出水管间断开关剖视图。

图6是拉杆支撑示意图。

图7是开关执行件示意图。

图8是出水管间断开关实例图。

图中标号名称：6、余水槽，33、拉杆支撑卡槽，37、压力罐，38、动力管接口，39、单向阀，40、压力罐支架，41、出水管，42、出水管间断开关，43、倾倒容器，44、重心调节块，45、倾倒容器旋转副，46、倾倒容器倾倒支撑，47、倾倒容器支撑，48、开关拉杆安装套，49、开关拉杆，50、平板支撑，51、拉杆拉伸执行机构，52、弹簧，53、拉杆支撑，54、拉杆卡板，55、第一旋转副，56、连杆，57、第二旋转副，58、低阻力开关执行结构，59、出水管斜口，60、高压水出口，61、动力管接口管。

具体实施方式

如图1、4所示，一种高效的水锤泵，其特征在于：它包括压力罐、动力管接口管、单向阀、压力罐支架、出水管、出水管间断开关、倾倒容器、倾倒容器旋转副、倾倒容器支撑、高压出水口，其中动力管接口管与出水管连接，且连接处通过单向阀与压力罐下端连接，这样的设计就将压力罐安装在动力管末端，这样做的好处是：当水锤泵运行过程中出水管关闭时，动力管中运动的水流动能以非常小的损失传进压力罐中加压做功，单向阀意在控制水流从动力管中流入到压力罐中；高压出水口安装在压力罐一侧偏下端，压力罐支架一端安装在地面上，另一端固定在动力管接口管与出水管连接处，出水管间断开关安装在出水管内部；如上所述，本发明设计的水锤泵基本原理与传统的水锤泵是类似的，只是水锤泵重新设计了管路位置降低了水锤泵的水动能损失。

另外本发明重新设计了出水管间断开关，不但能够达到自动启动的目的，还能减小水流动能损失。通过设计一种阻力很小的开关执行结构减少对水流的阻力，随之带来开关执行结构无法像传统水锤泵的出水口开关那样自动利用水的压力开闭，所以设计增加了倾倒容器，当水量流入倾倒容器一定量后，容器倾倒并带动开关执行结构运动从而对出水管开闭。具体设计如下：如图1所示，倾倒容器处于出水管口下方，且通过倾倒容器旋转副安装在地面上，倾倒容器可围绕旋转副转动，倾倒容器一侧与固定在地面上的倾倒容器支撑接触，在正常状态下，倾倒容器竖直依靠在倾倒容器支撑上，当容器中的水量满足一定量时，倾倒容器倾倒，倾倒倒出一部分水后，重心变化，重新竖直；如图2、3、5、6、7出水管间断开关包括开关拉杆安装套、开关拉杆、平板支撑、拉杆拉伸执行机构、弹簧、拉杆支撑、拉杆卡板、第一旋转副、连杆、第二旋转副、低阻力开关执行结构、出水管斜口，如图7所示，低阻力开关执行结构为前端曲率较小后端曲率较大的旋转体，且安装在出水管内部，低阻力开关执行结构后端面向出水管内部的出水管斜口，低阻力开关执行结构设计采用了流体力学的基本知识，有效的降低了开关的流动阻力；如图5所示，开关拉杆一端安装在低阻力开关执行结构后端，中间穿过固定在出水管外侧的开关拉杆安装套内孔，另一端通过拉杆卡板与拉杆支撑卡槽配合安装在拉杆支撑中，拉杆支撑通过平板支撑安装在开关拉杆安装套上端；拉杆拉伸执行机构安装在开关拉杆上且处于出水管外侧，如图2所示，连杆一端通过第一旋转副与拉杆拉伸执行机构下端连接，另一端通过第二旋转副与倾倒容器连接；弹簧安装在开关拉杆上，且处于拉杆拉伸执行机构和拉杆支撑之间；

如图8所示，实际工作中，水锤泵还没有工作之前，倾倒容器处于竖直状态，开关执行结构与出水管斜口保持一定的间距，开关间断开关处于打开状态；如图8中a所示，当动力管开始流水进入水锤泵后，水流经过出水管流入倾倒容器中，此时容器保持竖直；如图8中的b所示，当倾倒容器水量达到一定的量后，因为重心不稳，倾倒容器倾倒，并拉动拉杆移动引起开关执行结构与出水管斜口接触，出水管间断开关闭合，水流的压力瞬间增大，打开了压力罐的单向阀，并通过高压水管排出，之后弹簧将开关执行结构向出水口内部推动，出水管间断开关重新打开，另外倾倒容器倾倒完水后，因自身是重心变化和弹簧的作用重新竖直起来，完成一个周期；设计中倾倒容器可能设计较大，而且在倾倒后倾倒容器中还存在一定的水量，目的在于倾倒时倾倒容器对拉缸拉伸执行件具有足够的拉力将开关执行件关闭。

如图5所示，余水槽固定安装在倾倒容器倾倒一侧的下端。因为出水管所出间断水已经基本没有动能，为了节约水资源，增加了余水槽将其收集起来可以用作它用。

如图1、5所示，重心调节块安装在倾倒容器上端且在倾倒容器支撑一侧，起到对倾倒容器重心调节的作用，保证倾倒容器在盛水量达到规定的量时才会倾倒的目的。

如图1所示，倾倒容器倾倒支撑安装在倾倒容器倾倒一侧，当倾倒容器在重力做功倾倒一定量的水后，重心可能已经对倾倒不做功，但是因为惯性仍然继续倾倒，造成倾倒恢复的时间延长，不利用水锤泵的效率提高，所以增加倾倒支撑，在重心不做功的那一角度抑制倾倒容器继续因为重力倾倒，增加倾倒恢复频率。

如图1所示，本发明中动力管接口管与出水管连接，且连接处通过单向阀与压力罐下端连接，那么压力罐将安装在动力管末端，这样做的好处是当水锤泵运行过程中出水管关闭时，动力管中运动的水流动能以非常小的损失传进压力罐中加压做功；另外通过设计一种阻力很小的开关执行结构减少对水流的阻力，提高水锤泵整体效率。本发明中的水锤泵重新设计了管路位置和利用了出水口间隙开关降低了水锤泵的水动能损失，增加了输水效率。

Claims (5)

1.一种高效的水锤泵，其特征在于：所述的水锤泵包括压力罐、动力管接口管、单向阀、压力罐支架、出水管、出水管间断开关、倾倒容器、倾倒容器旋转副、倾倒容器支撑、高压出水口，其中动力管接口管与出水管连接，且连接处通过单向阀与压力罐下端连接，高压出水口安装在压力罐一侧偏下端，压力罐支架一端安装在地面上，另一端固定在动力管接口管与出水管连接处，出水管间断开关安装在出水管内部；倾倒容器处于出水管口下方，且通过倾倒容器旋转副安装在地面上，倾倒容器一侧与固定在地面上的倾倒容器支撑接触；

上述的出水管间断开关包括开关拉杆安装套、开关拉杆、平板支撑、拉杆拉伸执行机构、弹簧、拉杆支撑、拉杆卡板、第一旋转副、连杆、第二旋转副、低阻力开关执行结构、出水管斜口，其中低阻力开关执行结构为前端曲率较小后端曲率较大的旋转体，且安装在出水管内部，低阻力开关执行结构后端面向出水管内部的出水管斜口；开关拉杆一端安装在低阻力开关执行结构后端，中间穿过固定在出水管外侧的开关拉杆安装套内孔，另一端通过拉杆卡板与拉杆支撑卡槽配合安装在拉杆支撑中，拉杆支撑通过平板支撑安装在开关拉杆安装套上端；拉杆拉伸执行机构安装在开关拉杆上且处于出水管外侧，连杆一端通过第一旋转副与拉杆拉伸执行机构下端连接，另一端通过第二旋转副与倾倒容器连接；弹簧安装在开关拉杆上，且处于拉杆拉伸执行机构和拉杆支撑之间。

2.根据权利要求1所述的一种高效的水锤泵，其特征在于：单向阀选用弹簧式单向阀。

3.根据权利要求1所述的一种高效的水锤泵，其特征在于：余水槽固定安装在倾倒容器倾倒一侧的下端。

4.根据权利要求1所述的一种高效的水锤泵，其特征在于：重心调节块安装在倾倒容器上端且在倾倒容器支撑一侧。

5.根据权利要求1所述的一种高效的水锤泵，其特征在于：倾倒容器倾倒支撑安装在倾倒容器倾倒一侧。