CN105649910A - 一种泵水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泵水技术领域，特别是一种泵水装置。一种泵水装置，其特征在于，包括：漂浮机构，所述漂浮机构的密度小于海水的密度，所述漂浮机构随海水水位变化升降；水箱，所述水箱位于海水低水位以下，所述水箱放置在海底上；所述水箱的侧面开设有通孔，所述水箱内部与海水连通，所述水箱内部与海水之间设有第一阀门，所述水箱还与出水管连通；所述出水管的一端与所述水箱内部连通，？所述出水管的另一端高于海水平面高度；压水机构，所述压水机构在海水水位降低时为所述水箱内的海水提供压力，所述压水机构下降时，所述第一阀门关闭，所述水箱内的海水经所述出水管流入水池，所述水池高于海水高水位。

Description

一种泵水装置

技术领域

本发明涉及泵水技术领域，特别是一种泵水装置。

背景技术

潮汐现象是沿海地区的一种自然现象，指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。古代称白天的河海涌水为“潮”，晚上的称为“汐”，合称为“潮汐”。中国海事服务网（http://app.cnss.com.cn/tide_search.php）提供了各个港口的潮汐表查询服务，请参见图1，如2016年1月11日大连港的海面高度一日就有两次大于200cm的涨落。

在很多未通电的海岛上，由于假设电缆的成本过高，不能获得廉价的电力。浮式码头亦称“趸船码头”。浮在水面上，可随着水位升降而升降的码头。浮码头主要由趸船和引桥组成。货物的装卸作业，是在趸船上进行的，故受场地的限制和风浪的影响；引桥是趸船与岸间联系的通道，通过能力也受到限制。因此浮码头的装卸效率低，吞吐能力较小，不适于作为一般货物码头。其优点是：码头面(趸船甲板面)随水位的变化而升降，码头面与水面高差较小而且基本为定值，这有利于船与码头之间的作业。浮码头多用于客运码头和渔码头。浮码头还可以搬迁，机动性强，特别是在地质条件复杂、岸坡不稳定的地段而不宜建固定码头时，可考虑采用浮码头。浮式码头由于具有在海上漂浮的能力，因此可以采用预制工艺加工制造，浮式码头的成本低于固定的码头（无需打桩、可以预制）浮式码头在水位落差大的区域具有很好的适用性。

发明CN103388567A公开了一种海洋潮汐落差泵水装置，其包括固定水缸、可上下位移的浮体总成和水管，所述的浮体总成位于固定水缸的上方，所述的浮体总成具有中空的浮箱，所述的浮箱的空腔内落潮时具有增加浮箱重量的海水，落潮时所述的浮体总成的下部与固定水缸的上部密封，所述的水管一端与固定水缸的下部连通，水管的另一端伸出海平面。本发明一种海洋潮汐落差泵水装置采用这样的结构，能无须外在动力将海水输送到高出海平面的位置，能克服目前利用潮汐发电的诸多不足，改变目前低水头、大流量的发电形式，改善目前发电站施工、地基处理及防淤工程的环境，降低发电投资，降低发电运营成本，清洁环保。

水利发电设备需要的通常需要落差在5m以上。小型的水利发电设备已被广泛的采用。

现有的泵水装置受浮箱结构尺寸的限制，泵水较少。

发明内容

本发明目的在于提供使泵水装置泵水更多。

为达上述优点，本发明提供一种泵水装置，其特征在于，包括：

漂浮机构，所述漂浮机构的密度小于海水的密度，所述漂浮机构随海水水位变化升降；

水箱，所述水箱位于海水低水位以下，所述水箱放置在海底上；所述水箱的侧面开设有通孔，所述水箱内部与海水连通，所述水箱内部与海水之间设有第一阀门，所述水箱还与出水管连通；

所述出水管的一端与所述水箱内部连通，所述出水管的另一端高于海水平面高度；

压水机构，所述压水机构在海水水位降低时为所述水箱内的海水提供压力，所述压水机构下降时，所述第一阀门关闭，所述水箱内的海水经所述出水管流入水池，所述水池高于海水高水位。

在本发明的泵水装置中，充分利用了漂浮机构随潮汐升降的势能变化泵水更多。

附图说明

图1所示为潮汐表。

图2所示为本发明第一实施例的泵水装置的结构示意图。

图3所示为图1的泵水装置的局部放大图。

图4所示为本发明第二实施例的泵水装置的局部放大图。

图5所示为本发明第三实施例的泵水装置的结构示意图。

图6所示为本发明第四实施例的泵水装置的局部放大图。

图7所示为本发明第五实施例的泵水装置的局部放大图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明提供一种泵水装置，其特征在于，包括：

漂浮机构，所述漂浮机构的密度小于海水的密度，所述漂浮机构随海水水位变化升降；

水箱，所述水箱位于海水低水位以下，所述水箱放置在海底上；所述水箱的侧面开设有通孔，所述水箱内部与海水连通，所述水箱内部与海水之间设有第一阀门，所述水箱还与出水管连通；

所述出水管的一端与所述水箱内部连通，所述出水管的另一端高于海水平面高度；

压水机构，所述压水机构在海水水位降低时为所述水箱内的海水提供压力，所述压水机构下降时，所述第一阀门关闭，所述水箱内的海水经所述出水管流入水池，所述水池高于海水高水位。

在本发明的泵水装置中，充分利用了漂浮机构随潮汐升降的势能变化泵水更多。

图2所示为本发明第一实施例的泵水装置的结构示意图。请参见图2，本实施例的泵水装置10，包括漂浮机构11、压水机构13、水箱15、进水管17、出水管19。漂浮机构11与压水机构13连接固定，压水机构13部分或全部在容纳水箱15内，进水管17、出水管19与水箱15内部连通。

漂浮机构11和压水机构13的整体的密度小于海水的密度，漂浮机构11优选重量大的漂浮物，如浮式码头、捆扎的木材、废弃的轮胎。

图3所示为图1的泵水装置的局部放大图。请参见图3，压水机构13容纳在水箱15内，压水机构13可在水箱15内在重力方向上下移动。压水机构13密封水箱15上部开口，在压水机构13向下移动时水箱15内的海水仅能通过出水管19流入水池20。

水箱15由硬质材料制成，优选钢材或混凝土制成。水箱15放置在海底300处。水箱15的侧面至少开设有两通孔、其中一通孔与进水管17密封连接、另一个与出水管19密封连接。通孔的位置优选位于水箱15下部。这样可以更多的泵送水箱15内部的水。水箱15优选与海底300固定连接。

进水管17的两端分别与水箱15内部和海水内部连通，进水管17上设置有第一阀门17a。

出水管19的一端与水箱15内部连通，另一端位于水池20上方，为了防止压水机构13上升时，出水管19内海水倒流在出水管19上设置有第二阀门19a。第一阀门17a，第二阀门19a可以选用电磁阀或单向阀。

进水管17、出水管19既可以选用柔性的管也可以选用刚性的管，如橡胶管，钢管，优选柔性的管，这样在海水中不易变形破坏。进水管17的进水端优选设置滤网。

本实施例的工作原理如下：

海水的水位高度在高水位H和低水位L之间变化，漂浮机构11和压水机构13随水位变化升降。

设出水管19出水口的位置与低水位L的高差为△L。漂浮机构11的密度P11,底面积为S11,水箱的截面积为S13海水密度为P。实际海面高度为H0，假设漂浮机构11为柱型结构。

第一阀门17a打开当水位逐渐达到高水位H时，水箱15内灌水后；

第一阀门17a关闭，打开第二阀门19a保持打开状态；当水位降至低水位L时，水箱15内的水通过出水管19流入水池20。需要保证如下公式：

△L*g*P<（H0-L）*S11/S13*g*P11

即（H-L）*S11/S13*P11/P>△L

当P11/P为0.8，S11/S13为50，（H0-L）为0~2m变化，发电机组要求的△L为10m时，水箱内的（H0-L）为0.25m时不再泵水，泵水量为1.75*S13,漂浮机构11采用浮式码头时，S11可以达到数百平方米，如20m*20m的浮式码头的S11为400m2，则S11可以是8m2泵水量为14M3，当潮汐成图1潮汐表的规律变化则每个泵水装置每日可以泵水>28M3。通常浮式码头为多个连用，即可以设置多组泵水装置。

水池20处可以设置水利发电机组利用水池20的海水发电。

图4所示为本发明第二实施例的泵水装置的局部放大图。请参见图4本发明第二实施例泵水装置与第一实施例的结构和原理相似，二者的区别在于：

水箱15仅开设一个通孔，该通孔与出水管19连通，出水管19在低海面L以下的位置设有三通管，该三通管的三端分别与水箱15内部连通，与海水连通，与水池上方连通，该三通管与海水连通处设有第一阀门17a。

图5所示为本发明第三实施例的泵水装置的结构示意图。请参见图5，

本发明第三实施例泵水装置与第一实施例的结构和原理相似，二者的区别在于：

压水机构13与漂浮机构11为柔性连接，如采用钢丝绳连接压水机构13与漂浮机构11，压水机构13与漂浮机构11为柔性连接，是为了防止漂浮机构11随海水在水平方向移动式破坏压水机构13与水箱15的密封。压水机构13上部设有用于增加其重力的增重块13a。漂浮机构11仅能为压水机构提供上升力不能提供下压力。压水机构13的密度需要大于海水的压力，其重量越大效果越好。

压水机构13的总体积为V13,密度为P13、压水机构13下部的截面积等于水箱15开口的面积，该面积为S13。本实施例的泵水装置当水位降至低水位L时，水箱15内的水通过出水管19流入水池20。需要保证如下公式：

△L*g*P<（V13*g*P13-V13*g*P）/S11

△L<（V13*P13-V13*P）/S11/P

设S11为8M2，压水机构13采用钢或铁制成，其密度约为7850kg/M3，海水密度约为1025kg/M3，当V13大于12M3时，可以将水箱内的水全部泵入水池，即16M3。

此时漂浮机构11需要为提供约82万牛的力才可以提升压水机构13。

在本实施例中，漂浮机构11可以通过绳索或刚性杆件11a、11b与海底300连接，绳索可以使漂浮机构11在一定范围内移动。

当然，本实施例中也可以不设置增重块13a。

图6所示为本发明第四实施例的泵水装置的局部放大图。请参见图6本发明第四实施例泵水装置与第一实施例的结构和原理相似，二者的区别在于：

水箱15内放置有柔性材料制成的防水囊15a，防水囊15a分别与进水管17和出水管15密封连接，以更好的解决水箱15与压水机构13的密封问题。

防水囊15a可以由橡胶制成。防水囊15a的数量可以为多个，每个防水囊15a分别与分别与进水管17和出水管15密封连接。这样就可以在不同大小的水箱内，放置若干相同大小的防水囊15a。

在其他实施例中防水层15a的上部和下部可以分别和水箱15、压水机构13连接固定。用于控制防水囊15a随压水机构13升降而收缩。

图7所示为本发明第五实施例的泵水装置的局部放大图。请参见图6本发明第五实施例泵水装置与第四实施例的结构和原理相似，二者的区别在于：

压水机构11为板状结构，压水机构11与漂浮机构11柔性连接。

水箱15内设有若干弹簧15b，弹簧15b的两端分别与压水机构11、水箱15连接固定。弹簧15b用于为压水机构11压水提供弹性力。

由于采用了弹簧15b不需要设置如第三实施例的巨大压水机构。

漂浮机构11用于提升压水机构11。

在其他的实施例中，可以不设置进水管17但必须在水箱17a进水的通孔处设置用于防止海水在压水机构13下压海水时海水流入海中的阀门17a。

压水机构11的密度可以大于海水的密度也可以小于海水的密度。

在其他的实施例中，可以不设置第二阀门19a。

本发明至少具有以下优点，

在本发明的泵水装置中，充分利用了漂浮机构随潮汐升降的势能变化泵水更多。

在本发明的泵水装置的一个实施例中，压水机构与漂浮机构柔性连接，有效的保证了漂浮机构水平移动时，不会破坏水箱。

在本发明的泵水装置的一个实施例中，在水箱内设置了防水囊，有效的解决了水箱与压水机构的密封。

在本发明的泵水装置的一个实施例中，在水箱内设置了弹簧，在解救有效的保证了漂浮机构水平移动时，不会破坏水箱的同事，减少了压水机构的重量或体积。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种泵水装置，其特征在于，包括：

漂浮机构，所述漂浮机构的密度小于海水的密度，所述漂浮机构随海水水位变化升降；

水箱，所述水箱位于海水低水位以下，所述水箱放置在海底上；所述水箱的侧面开设有通孔，所述水箱内部与海水连通，所述水箱内部与海水之间设有第一阀门，所述水箱还与出水管连通；

所述出水管的一端与所述水箱内部连通，所述出水管的另一端高于海水平面高度；

压水机构，所述压水机构在海水水位降低时为所述水箱内的海水提供压力，所述压水机构下降时，所述第一阀门关闭，所述水箱内的海水经所述出水管流入水池，所述水池高于海水高水位。