CN105673580A - 水气互压箱及具有该水气互压箱的提水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水气互压箱及具有该水气互压箱的提水系统。提供一种工作可靠工作质量高的用气压提水或用水压产生正负压气的水气互压箱及具有该水气互箱的提水系统。一种水气互压箱，包括箱体、进气管、出气管、进水管和出水管，进气管、出气管、进水管、出水管与箱体连接相通，进气管、出气管、进水管、出水管有的串联有阀有的串联有止回阀个别可不串联任何阀，箱体内安装有浮子，浮子与阀相配合，箱体上设置有控制机构，控制机构与浮子相配合，浮子与阀相配合是浮子与阀直接相配合。水气互压箱能组成水力提水系统，能通过落差水源的流水动能将低处的水提升到高处使用。不用电不用油不转动白天黑夜不停地为人造福。

Description

水气互压箱及具有该水气互压箱的提水系统

技术领域

本发明涉及一种水气互压箱及具有该水气互压箱的提水系统。水气互压箱是一种用气压能自动将液体一箱一箱不断提升到高处使用的箱子或是用液体从高处流下的动能能自动一箱一箱不断输出大于或小于大气压气体的箱子。提水系统是能将低处的水提升到高处使用的系统。

背景技术

申请号为200620117306.6，名为水位自动提升器的中国专利中描述的压气机和压水机就是一种水气互压箱。压气机和压水机都有以下部分(不一定是原名)即箱体、进气管、出气管、进水管、出水管、阀、浮子和磁力开关，进气管、出气管、进水管、出水管都与箱体连通。压气机的进气管和出气管串联有止回阀，进水管和出水管串联阀。压水机的进气管和出气管串联阀，进水管和出水管串联有止回阀。压气机和压水机在工作时都有水、气在箱体中流进流出。箱体中水从进水管流入水面就要升高，当水面升到最高位置时，水就要从出水管流出，水面就要下降，当水面下降到一个最低位置时，水又要从进水管流入，水面又要升高，如此往复也。那么是谁使水如此往复的呢？这是管串联的阀和止回阀共同作用而成的，而阀是起主动作用的。水面升到最高位置和降到最低位置阀都要进行开关转換，即关闭的換为打开，打开的換为关闭。这样就能使水面升到最高位置时，进水管停止进水，出水管开始出水，水面下降到最低位置时，出水管停止出水，进水管又进水。那么又是谁推动阀进行开关转換的呢？这就是浮子，是浮子与阀配合推动阀进行开关转換的。浮子安装在箱体内，用其在水面最高位置时的浮力和水面最低位置时的重力通过传动件来推动阀进行开关转換的。

阀进行开关转換时还存在一个问题，例如压气机，在水面最高位置时阀就应进行开关转換了，进水管的阀就应关闭，出水管的阀就应打开了。但是水管小箱体大，箱体内水面上升和下降是比较慢的。在水面升到最高位置时若先关闭进水管的阀，水面就不在上升了浮子就不再上升就不能推动出水管的阀打开了；若先打开出水管的阀，水从出水管流出水面就可能不再上升了，流进的水白流出了，浮子也可能不再上升不能推动进水管的阀关闭了；若同时推动进水管的阀关闭，出水管的阀打开，有可能流进的水与流出的水平衡水面不再上升了，浮子也不能推动阀完成开关转換了。

压水机的阀开关转換也存在上述问题，那么这个问题如何解决呢？这就是磁力开关，用磁力开关来解决这个问题。磁力开关14在水面升到最高位置和降到最低位置时都能使浮子快速推动阀进行开关转換。

磁力开关的结构和工作原理怎样呢？压气机的磁力开关14主要由两个环形磁铁39、41和安装在中心轴33上的衔铁40构成。压气机进水压气时(如图状态)衔铁40靠近环形磁铁39被环形磁铁39吸引拉着，当浮子32随水面上升接触上限位套34时水面再上升浮子32就不在上升了，直到水面上升到最高水面浮子的浮力足以克服环形磁铁39对衔铁40的吸力时才迅速推动中心轴33上升并在环形磁铁41对衔铁40的吸力下更快上升直至与环形磁铁41的套件接触与环形磁铁41靠近时才停止，同时通过各传动件使进水管阀迅速关闭使出水管阀迅速打开。同样当水从出水阀流出箱体水面下降到最低位置时浮子32的重力也要克服环形磁铁41的吸力并在环形磁铁39引力加速下迅速推使出水阀关闭、进水阀打开。压水机的磁力开关的结构、工作原理和作用与压气机阀控制器的磁力开关是相同的。

申请号为201010531288.7，名为高扬程大流量的自控气压水泵也是一种如压水机式的水气互压箱。这气压水泵与压水机的主要区别有两个，一是这气压水泵进气管和出气管串联的阀是两管共用的三通阀，二是它没有磁力开关但有起同样作用的弹簧速控机构。弹簧速控机构也在浮筒即浮子随水面上升到水面最高位置或下降到水面最低位置之前用其弹力间接顶住浮子，直到水面到了最高位置或最低位置时两弹簧才迅速改变位置让浮子迅速推动阀进行开关转換。弹簧速控机构和磁力开关都起到控制浮子对阀进行开关转換的作用可总称为控制机构。

压气机有落差水流就能产生并输出压缩空气或负压空气供人们使用。压水机和气压水泵只要有压缩气体或负压气体就能将低处的水提升到高处使用。但是它们还有以下缺陷：

1、结构复杂、工作不可靠、造价高。浮子与阀的配合都是间接配合，浮子要通过多个传动零件才能推动阀进行开关转換。零件多了就容易出故障，工作就不可靠，造价就高了。例如压气机的浮子57的运动要经过中心轴33、杠杆29、47、传动杆30、46才能传递到阀。压水机的浮子57的运动要经过中心轴56、杠杆59、70、传动杆58、71才能传递到阀。气压水泵的浮筒25即浮子的运动要通过拉绳22、杠杆20才能传递给阀。这拉纯22容易缠绕工作最不可靠。

2、磁力开关和弹簧速控机构的工作不可靠，工作质量不高。因为它们是用较大的磁力或弹力来拉住浮子，让浮子自己挣脱，有可能弹簧卡住了浮子就运动不了了，况且工作时磁铁和弹簧都要经常受到冲击，容易失磁和失去弹力使其工作更不可靠了。水面最高位置和水面最低位置都要由浮子的较大浮力或重力与磁力或弹力比较来确定，这样水面最高位置和最低位置波动较大，每次输出的水或气变化就大了，工作质量不高。此外，磁力开关和弹簧速控机构，都是让浮子挣脱运动，为了保证推动阀进行开关转換，就要求浮子在挣脱时还有增加推动力的可能，而这可能部分实际未得到应用，这就使浮子未得到充分应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是要针对上述现有技术的缺陷，提供一种结构简单工作可靠的水气互压箱及具有该水气互压箱的提水系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种水气互压箱，包括箱体、进气管、出气管、进水管和出水管，进气管、出气管、进水管、出水管与箱体连接与箱体内相通，进气管串联有止回阀、出气管串联有止回阀、进水管串联有阀、出水管串联有阀，或进气管串联有阀、出气管串联有阀、进水管串联有止回阀、出水管串联有止回阀，或进气管串联有阀、出气管串联有阀、进水管串联有阀、出水管串联有阀，或进气管串联有阀、出气管串联有阀、进水管串联有止回阀、出水管不串联任何阀，或进气管串联有阀、出气管串联有阀、进水管串联有阀、出水管不串联任何阀，或进气管、出气管、进水管、出水管四管中任一管串联有止回阀其余管串联有阀，箱体内安装有浮子，浮子与阀相配合，箱体上设置有控制机构，控制机构与浮子相配合，浮子与阀相配合是浮子与阀直接相配合。

水气互压箱是一种能用大于或小于大气压的气体自动将低处的液体一箱一箱不断提升到高处使用的箱子或是用液体流动动能自动一箱一箱不断输出大于或小于大气压气体的箱子。但是，水气互压箱常用来提水或产生正负压空气，所以称之为水气互压箱，所以所述的水可以是其他液体，所述的气可以是各种气体。

水气互压箱工作时，水从进水管流入箱体中，箱体内的水表面就要上升，水表面上升到一个最高位置时，水就要从出水管流出，箱体内的水表面就要下降，水表面下降到一个最低位置时，水表面又要再次上升，如此不断循环。我们将水气互压箱工作时，箱体内水表面上升的最高位置称为水面上位，水表面下降的最低位置称为水面下位。水气互压箱工作时箱体内水面上位以上处是水到达不了之处，是有气之处。水气互压箱工作时箱体内水面下位以下处是常有水之处。

进气管、出气管、进水管、出水管与箱体连接可以是螺纹连接、焊接、做为一体的连接等各种方式的连接。进气管、出气管、进水管、出水管串联有阀或止回阀时，进气管、出气管、进水管、出水管与箱体的连接，就是进气管、出气管、进水管、出水管串联起阀或止回阀与箱体连接，进气管、出气管、进水管、出水管与箱体内相通就是阀或止回阀打开时与箱体内相通。进气管、出气管、进水管、出水管与阀或止回阀串联可以是螺纹连接串联、做为一体的方式串联等各种方式串联。进气管、出气管、进水管、出水管串联有阀与箱体连接相通，通常是阀连接在箱体上，通过阀与箱体连接相通。进气管不管是否串联有阀或止回阀，只要能进气可与箱体任何处连接相通，但因进的是气通常与箱体水面上位以上处连接相通。出气管不管是否串联有阀或止回阀要出气，就应与箱体内水面上位以上处相通，不然水就要从出气管流出甚至水气互压箱不能工作，通常出气管与箱体的水面上位以上处连接相通。进水管不管是否串联有阀或止回阀，只要能进水可与箱体任何处连接相通，但通常与箱体水面下位以下处连接相通。水从出水管流出，箱内水面就要下降，出水管不管是否串联有阀或止回阀与箱体的连接相通，都必须保证箱体内水面能降到水面下位，否则水气互压箱就不能工作，通常让出水管与箱体水面下位以下处连接相通，此处连接相通能保证箱体内水面能降到水面下位。

阀就是阀门。水面上位和水面下位由阀、浮子和控制机构共同作用来实现和保证。浮子是在水中有较大浮力的零件或部件。浮子通常有空心处，浮子是为推动阀进行开关转換而设置的。浮子的浮力和重力就是推动阀进行开关转換的力。阀进行开关转換就是打开的转換为关闭，关闭的转換为打开。进气管串联的阀在水面升到水面上位时打开在水面降到水面下位时关闭。出气管串联的阀在水面升到水面上位时关闭在水面降到水面下位时打开。进水管串联的阀在水面升到水面上位时关闭在水面下降到水面下位时打开。出水管串联的阀在水面升到水面上位时打开在水面降到水面下位时关闭。

控制机构是控制浮子推动阀进行开关转換的机构。控制机构是为解决浮子推动阀进行开关转換存在的问题而设置的。控制机构可以是背景技术中所述的磁力开关或弹簧速控机构，也可是其他控制机构。箱体上设置的控制机构，可以设置在箱体内的箱体上，也可设置在箱体外的箱体上，也可通过其他件间接设置在箱体上。箱体上设置控制机构要保证与浮子相配合。

浮子与阀直接相配合就是浮子不通过其他传动零件，直接与阀的柄配合。浮子直接与阀配合就是浮子直接推动阀进行开关转換。浮子直接与阀相配合了，就不设置其他传动零件了，沒其他传动零件，水气互压箱结构就简单了、工作就可靠了、造价就低了。这样，本发明就提供了一种结构简单工作可靠的水气互压箱了。

浮子与阀直接相配合，可以是直接接触配合，更好的是连接配合，连接配合就是浮子与阀的柄连接起来。浮子与阀柄的连接可以是紧固连接，可以是活动连接，还可以是做为一体的方式连接。

水气互压箱上的阀都在两个或两个以上，两个并列阀柄与一个浮子就不便于直接配合，即使直接配合起来受力也不平衡，为解决这个技术问题，我们将进气管和出气管或进水管和出水管串联有的阀做成一个共用阀，即进气管和出气管或进水管和出水管串联有的阀是一个共用阀。两管共用阀是有同一阀芯、阀壳、柄以及两个通道的阀。两管与一个共用阀串联是分别与不同的通道串联。在叙述中如果两管与一个共用阀串联，说该管串联的阀打开或关闭时是指与这共用阀串联的通道打开或关闭。在以下的叙述中某管串联共用阀，可以直接说某管串联某共用阀某通道。

为使水气互压箱工作更可靠工作质量提高，我们将控制机构做成自动卡放控制机构。即控制机构是自动卡放控制机构。自动卡放控制机构是控制浮子推动阀进行开关转換的机构。自动卡放控制机构是自己能检测水面上位和水面下位，能自动直接或间接卡住浮子不让其运动又能放开浮子让其运动的机构。在水面上位和水面下位可以有独立的自动卡放控制机构也可有统一的自动卡放控制机构。自动卡放控制机构包括检测部分和卡放部分。检测部分是检测箱体内水面上位或水面下位的部分。检测部分与水气互压箱工作时箱体中的水相配合就能检测出水面上位或水面下位。检测部分能将水面上位或水面下位的位置信号转換为电信号或力信号直接或间接传递给卡放部分。卡放部分是能直接或间接卡住浮子不让其运动又能放开浮子让其运动的部分。卡放部分在检测部分传来的电信号或力信号作用下能从卡位置转換到放位置自动放开浮子让其运动。浮子与阀配合就是浮子在自动卡放控制机构的控制下推动阀进行开关转換。自动卡放控制机构与浮子相配合就是其卡放部分直接或间接与浮子相配合，就是在箱体内水面升到水面上位或降到水面下位之前卡放部分自动直接或间接将浮子卡住不让它运动，待箱体内水面升到水面上位或降到水面下位之时收到检测部分发来的水面上位或水面下位的电信号或力信号作用下动到放开位置放开浮子让它运动并让其推使阀快速进行开关转換。这里说的卡放部分在箱体内水面升到水面上位或降到水面下位之前卡住浮子，通常是浮子随水面上升或下降到一定位置后箱体内水面升到水面上位或降到水面下位之前卡住浮子。自动卡放控制机构的检测部分和卡放部分是根据功能来分的，它可以是各有零件的两个部分，也可是一个整体的两个部分。

自动卡放控制机构的检测部分是检测水面上位或水面下位的部分。只要出气管串联阀或止回阀在自动卡放控制机构水面上位的检测部分之上与箱体连接与箱体内相通，就是在水面上位以上处与箱体连接与箱体内相通。只要出水管串联阀或止回阀或不串联任何阀在自动卡放控制机构水面下位的检测部分之下与箱体连接与箱体内相通，就是在水面下位以下处与箱体连接与箱体内相通。只要出气管串联阀或止回阀在自动卡放控制机构水面上位的检测部分之上与箱体连接与箱体内相通和出水管串联阀或止回阀或不串联任何阀在自动卡放控制机构水面下位的检测部分之下与箱体连接与箱体内相通，这种连接相通就能保证水气互压箱正常工作。通常进气管和出气管串联阀或止回阀在水面上位的检测部分之上与箱体连接与箱体内相通，进水管和出水管串联阀或止回阀或出水管不串任何阀在水面下位以下与箱体连接与箱体内相通。

自动卡放控制机构的具体方式很多，例如我们将磁性浮筒和干簧管作为自动卡放控制机构的检测部分。将卡放零件、电磁铁和电池等作为自动卡放控制机构的卡放部分。我们将两个常开的干簧管分别安装在箱体内设计的水面上位处和水面下位处。我们用导向杆引导磁性浮筒能与两干簧管靠近。用导线将两个干簧管并联起来再与电池、电磁铁串联起来。在磁性浮筒随水面上升到水面上位之前卡放零件直接或间接将浮子卡住不让它随水面上升。在水面升到水面上位时磁性浮筒靠近上干簧管，上干簧管将电路接通，电磁铁通电将卡放零件拉开放开浮子让其向上运动直接或间接推动阀快速进行开关转換。随后磁性浮筒随水面下降离开上干簧管电路断开卡放零件又将浮子卡住。水面下降到水面下位时磁性浮筒靠近下干簧管又将电路接通电磁铁又将卡放零件拉开让浮子向下直接或间接推动阀快速进行开关转換。这样不断循环使水气互压箱工作。这种检测部分是磁性浮筒和干簧管的自动卡放控制机构我们称之为磁性浮筒干簧管自动卡放控制机构。磁性浮筒干簧管自动卡放控制机构检测的水面上位和水面下位很准确，但要用电较复杂。

我们在箱体中插一根矩管，在设计的水面上位和水面下位处矩管的侧面各开一个圆孔，在两个圆孔上都封上弹性膜，在弹性膜中央连接一杆，让两杆穿过孔直接或间接与浮子相配合。让水面上位处的弹性膜的杆在弹性膜作用下卡住浮子。在水面升到水面上位时水将弹性膜往矩管内压，杆随膜动放开浮子，让其快速上升推动阀快速进行开关转換。让水面下位处的弹性膜的杆在水对弹性膜的压力下卡住浮子，在水面下降到水面下位时弹性膜所受水压减小弹回拉动杆放开浮子让其快速下降推动阀进行开关转換。这就是检测部分是弹性膜，卡放部分是杆的自动卡放控制机构，我们称它为弹性膜自动卡放控制机构。

水面的位置用浮球来检测最为简单可靠。为此，我们做使自动卡放控制机构的检测部分是浮球。这种检测部分是浮球的自动卡放控制机构称为浮球自动卡放控制机构。浮球是不受约速时能浮在水面具有较大浮力的零件，常做成空心球状，所以称为浮球。我们做一零件或部件让它能直接或间接卡住浮子又能放开浮子，让所述零件或部件在水面升到水面上位之前能卡住浮子。用一浮球与所述零件或部件配合。让浮球在水面上位的浮力能推动所述零件或部件从卡位到放位，这浮球和所述零件或部件就组成了水面上位的自动卡放控制机构，浮球就是这自动卡放控制机构的检测部分，所述零件或部件就是这自动卡放控制机构的卡放部分。同样，我们做一零件或部件让它能直接或间接卡住浮子又能放开浮子，让所述零件或部件在水面降到水面下位之前能卡住浮子。用一浮球与所述零件或部件配合。让浮球在水面下位的重力能推动所述零件或部件从卡位到放位，这浮球和所述零件或部件就组成了水面下位的自动卡放控制机构，浮球就是这自动卡放控制机构的检测部分，所述零件或部件就是这自动卡放控制机构的卡放部分。浮球自动卡放控制机构可以做成水面上位和水面下位的两套浮球自动卡放控制机构，也可做成有同一浮球两套卡放部分的关联自动卡放控制机构，还可以做成有同一浮球同一卡放部分的统一自动卡放控制机构。

进一步，我们将上述浮球自动卡放控制机构的卡放部分做成杠杆，即卡放部分是杠杆。杠杆能放大浮球传递的力，使较小的浮球浮力或重力就能推动卡放部分从卡位动到放位，使检测的水面上位或水面下位更准确。让杠杆直接或间接卡着浮子，转一定角度就可放开浮子。这种检测部分是浮球，卡放部分是杠杆的自动卡放控制机构我们称为浮球杠杆自动卡放控制机构。

进一步，我们将上述检测部分是浮球，卡放部分是杠杆的浮球杠杆自动卡放控制机构的浮球和杠杆做为一体，使自动卡放控制机构更结实可靠，称这种自动卡放控制机构为浮球杠杆一体自动卡放控制机构。

箱体上设置的自动卡放控制机构，可以设置在箱体内的箱体上，也可以设置在箱体外的箱体上，可以是部分设置在箱体内的箱体上，部分设置在箱体外的箱体上。箱体上设置的自动卡放控制机构，可以通过其他零件间接设置在箱体上。箱体上设置的自动卡放控制机构，要保证与浮子直接或间接相配合。弹性膜自动卡放控制机构和浮球自动卡放控制机构通常都设置在箱体内的箱体上。磁性浮筒干黄管自动卡放控制机构通常将检测部分设置在箱体内的箱体上，将卡放部分设置在箱体外的箱体上。

箱体上设置自动卡放控制机构后，就能在箱体内水面上升到达水面上位之前直接或间接卡住浮子不让它再随水面上升或随水面上升，直至水面上升到水面上位浮子获得较大的浮力时才自动将浮子放开让它迅速上升推动阀迅速进行开关转換；同样，就能在箱体内水面下降至水面下位之前直接或间接卡住浮子不让它再随水面下降或随水面下降，直到水面下降到水面下位浮子的浮力很小甚致没有浮力时才自动放开让浮子在较大的重力作用下推使阀快速进行开关转換。自动卡放控制机构在这里更好地控制浮子解决了阀开关转換中存在的问题。

自动卡放控制机构与背景技术中水位自动提升器的压气机和压水机中的磁力开关和气压水泵的弹簧速控机构相比，自动卡放控制机构是自动卡住浮子又自动放开浮子，磁力开关和弹簧速控机构是(磁力、弹力)拉住浮子由浮子自己挣脱，自动卡住和放开当然要比拉住和挣脱更为可靠，并且无失磁失弹性的问题，使使用寿命更长了。压气机、压水机和气压水泵要由浮子的较大的浮力或重力来检测水面上位或水面下位，检测得就不准确，使水面上位和水面下位波动较大工作质量差，而本水气互压箱由自动卡放控制机构自己来检测水面上位和水面下位检测准确使水面上位和水面下位波动小，使输出气体或水量稳定，也有利于配合使用的设备。此外，自动卡放控制机构能用较小的力量来推使卡放机构进行卡放变換，这就是说可用较小的力量来控制较大的浮子的浮力或重力，这就是四两拨千斤的巧秒方法，故可大大提高可靠性和工作质量。此外，本水气互压箱的浮子不检测水面上位和水面下位，就可充分利用浮子的浮力和重力来推动阀进行开关转換，就可将浮子做得较小，结构紧揍节省材料。

为降低阀快速进行开关转換时的冲击，我们在阀或浮子上做出阻尼件。阻尼件是与流体作用能降低其运动速度起阻尼作用的零件。阻尼件可以是一件，也可是与相关零件配合才能起阻尼作用的零件。阻尼件通常设置在水面下位以下处，以利用水来起阻尼作用。有了阻尼件就会使阀进行开关转換时不会过快，以降低或消除对阀、浮子、及相关零件的冲击。

我们将阀做成闸阀或柱塞式阀或压紧阀，即阀是闸阀或柱塞式阀或压紧阀。柱塞式阀由圆形柱塞和缸套配合而成，通过柱塞的轴向位置的不同来打开或关闭阀门。闸阀和柱塞式阀流量大配合精密关闭时双向截止很适合水气互压箱中使用。压紧阀关闭时由水或气体的压力来关紧，这种阀要求精度不高容易制造。

为便于制造，为降低阀开关转換频率，我们给水气互压箱并联增容箱。增容箱是一个高度与水气互压箱差不多，容积可以较大的密闭箱子。并联就是用两根管将两箱连通。一管将两箱水面上位以上处连接起来通气。另一管将两箱水面下位以下处连接起来通水。水气互压箱并联增容箱后我们就可将水气互压箱做得小些，主要按阀、浮子和自动卡放控制机构的运作及箱体的強度来设计，便于制造。对于增容箱我们就可主要按容积和強度来设计，我们就可将它制成强度高而容积大的簿壳箱，如做成球形箱以节省材料。

我们在一水气互压箱中除安装本箱的阀外再安装另一套阀，这另一套阀也由本箱浮子和自动卡放控制机构来控制，让这另一套阀的开关时间与本箱阀的开关时间刚好相反，这另一套阀由另一箱相应管串联为另一箱所使用，这另一箱就与本水气互压箱是互补的水气互压箱，当互补的两水气互压箱并联工作时，一箱进水一箱就出水，一箱进气一箱就出气，就能連续不断向外输气或提升水。一个水气互压箱有了互补水气互压箱并联工作就能连续提水或出气。

本发明水气互压箱结构简单工作可靠造价低，是真正具有实用价值的水气互压箱。水气互压箱有专门用来产生压缩空气或真空的我们称之为压气水气互压箱，有专门用来提升水位的我们称之为压水水气互压箱，还有既可压气又可压水的全能水气互压箱。落差流水的动能通过压气水气互压箱或全能水气互压箱能转換为压缩空气或真空的能量。压缩空气或真空能推动风动机械为人们工作。压缩空气或真空通过压水水气互压箱或全能水气互压箱能将低处的水提升到高处使用。

制造水气互压的材料可以是钢材以可是塑料还可以是其他材料，其中阀常用耐磨材料制造。水气互压箱可在箱体底部最低处安装排污阀以便排污，检修时排水，根据需要还可以做出水位计、滤网等。

一种提水系统，包括水气互压箱，所述水气互压箱就是本发明所述的水气互压箱。

提水系统包括水源、压缩空气或负压空气源、压水水气互压箱或全能水气互压箱、高位用水处。压缩空气源就是能产生压缩空气的设备，如空气压缩机、压气水气互压箱或全能水气负压箱。负压空气源是能产生真空的设备，如真空机、压气水气互压箱或全能水气负压箱。将压水水气互压箱或全能水气互压箱安装于水源处，让其进水管与水源接通，让它的出水管引到高位用水处，让出气管与大气相通、让进气管与压缩空气源接通，就能一箱一箱不断地将水源的水提升到高位用水处使用了。或者将压水水气互压箱或全能水气互压箱安装于高位用水处，让它的进水管下引与水源接通、让出水管与就地高位用水处相通，让进气管与大气相通，让出气管与负压空气源接通，就能一箱一箱不断地将水源的水抽提到高位用水处使用了。这就是简单的提水系统。

压缩空气源或负压空气源的气压值可能不太大，提水高度满足不了需求，我们就可将多台压水水气互压箱串联起来就可将提水的高度增高，这种提水系统称为多级提水系统。

如果压缩空气源或负压空源是压气水气互压箱或全能水气互压箱，就要用落差水源的流水动能通过压气水气互压箱或全能水气互压箱产生压缩空气或负压空气。这种提水系统是由水力来产生压缩空气或负压空气的，我们称之为水力提水系统。

水力提水系统包括产气部分和提水部分，产气部分包括落差水源和压气水气互压箱或全能水气互压箱，提水部分包括水源和压水水气互压箱或全能水气互压箱以及用水处，产气部分的水气互压箱安装于落差水源，提水部分的水气互压箱安装于水源连通于高位用水处，产气部分的水气互压箱与提水部分的水气互压箱通气。

落差水源是水流落差较大(通常指两米以上)的河流水源，也可是能形成水流落差的水源。水力提水系统的产气部分的水气互压箱利用落差水源水流的动能产生正压或负压空气，这正压或负压空气通入提水部分的水气互压箱中就能将水源的水提升到高位用水处使用了。

落差水源的落差往往不大，如两三米，两三米的水头通过系统压气部分的水气互压箱只能产生近零点二或零点三个正大气压或负大气压的空气，正负零点二或零点三大气压的空气通过系统提水部分的水气互压箱只能将水提高约两三米，但用水的地方往往较高，为此，我们将水力提水系统做成多级水力提水系统，多级水力提水系统是提水部分有两个以上的水气互压箱串联供水。空气密度小气压随高度变化小，所以即使只有较低的水头较低的气压也能通过多级提水系统提升到较高的如十几米或几十米的地方使用。为减小气管长度我们可将多级水力提水系统集中设置于水源附近，将水提升到高位水池或水箱，再将这高位水池或水箱用水管与用水处连通。

现在都用电动水泵将低处的水提升到高处使用，而我国有众多大大小小的河流，有众多落差水源的流水动能却白白流失了。本水力提水系统能将落差流水的动能转換为空气能，再由空气能将低处的水提升到高处使用，不用油不用电不转动白天黑夜不停地将低处的水提升到高处使用造福人们这是多么有意义的事啊！

附图说明

图1是本发明实施例1一种水气互压箱的纵剖视图。

图2是本发明实施例2一种水气互压箱的纵剖视图。

图3是在图2基础上变化的本发明实施例3局部剖视图。

图4是本发明实施例4一种水气互压箱的纵剖视图。

以上四图实际是不按比例的结构示意图。

图5是本发明多级水力提水系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

实施例1的水气互压箱如图1所示。一种水气互压箱，包括箱体1、进气管2、出气管3、进水管4和出水管5，进气管2、出气管3、进水管4、出水管5与箱体1连接与箱体1内相通，进气管2串联有止回阀9、出气管3串联有止回阀10、进水管4串联有阀6、出水管5串联有阀7，箱体1内安装有浮子8，浮子8与阀6、7相配合，箱体1上设置有控制机构11、12，控制机构11、12与浮子8相配合，浮子8与阀6、7相配合是浮子8与阀6、7直接相配合。

进气管2焊接连接于箱体1顶部左边串联起止回阀9与箱体1内相通。出气管3焊接连接于箱体1顶部右边串联起止回阀10与箱体1内相通。进水管4串联的阀6和出水管5串联的阀7，两阀的壳体做在一起，整个壳体由上半壳体13、下半壳体14及其间胶垫15用多个螺钉16连接而成。这阀壳体又如图通过焊于箱体1上的多颗螺栓138穿过下半壳体14及胶垫15的孔用螺母139与箱体1底部连接起来。两阀6、7的阀芯和阀壳由圆锥面相配合并有胶垫15垫在其间关闭严密，关闭时水能将它压紧，这就是压紧阀6、7。这样，进水管4与下半壳体14做为一体的方式与阀6串联，通过阀6连接于箱体1底部，通过阀6出水口37与箱体内相通。这样，出水管5与下半壳体14做为一体的方式与阀7串联，通过阀7连接于箱体1底部，通过阀7进水口38与箱体1内相通。

浮子8是由空心筒17、上半轴18、下半轴19、扁担条20组成的整体。浮子8的上半轴18插入箱体下凸部21孔中，下半轴19插入阀上半壳体13的孔中就安装在箱体1之内了。浮子8能在一定范围内上下运动。

进水管4串连的阀6的柄22穿过上半壳体13的孔其上端部穿过浮子8扁担条20左边的孔并由阀6柄22的上销23和下销24卡住就活动连接于浮子8上。出水管5串连的阀7的柄25穿过上半壳体13的孔其上端部穿过浮子8扁担条20右边的孔并由阀7柄25的上销26和下销27卡住就活动连接于浮子8上。这样就把浮子8与阀6、7活动连接起来直接相配合。

本例水气互压箱箱体1上设置的控制机构11、12，是自动卡放控制机构11、12，是浮球自动卡放机构11、12。水面上位的浮球自动卡放控制机构11和水面下位的浮球自动卡放控制机构12都设置在箱体1内的箱体1上。水面上位的浮球自动卡放控制机构11的检测水面上位的检测部分是浮球28，的卡放部分是杠杆29，所以，这自动卡放控制机构11是浮球杠杆自动卡放控制机构11。浮球28和杠杆29是做为一体的，所以，这自动卡放控制机构11又是浮球杠杆一体自动卡放控制机构11。穿过箱体1下凸部21下伸的前后两耳和杠杆29的孔的销30就将自动卡放控制机构11设置在箱体内的箱体1上，销30就是杠杆29的支点。浮子8上半轴18上做有锥31和階32，自动卡放控制机构11与浮子8相配合就是通过杠杆29右端与锥31和階32与浮子8相配合。水面下位的浮球自动卡放控制机构12也是浮球杠杆一体自动卡放控制机构。杠杆34通过销35设置在阀上半壳体13的左上端就将自动卡放控制机构12设置在箱体内的箱体1上，销35就是杠杆的支点。杠杆34右端有缺口36，自动卡放控制机构12就通过缺口36和浮子扁担条20左端配合而与浮子8相配合。

如图1进气管2串联止回阀9和出气管3串联止回阀10与箱体1的连接处和相通处都在水面上位的浮球自动卡放控制机构的检测部分浮球28之上，所以，进气管2串联起止回阀9和出气管3串联起止回阀10与箱体1的连接处和相通处都在水面上位以上。进水管4串联阀6和出水管5串联阀7与箱体1的连接处和相通处阀6出水口37、阀7进水口38都在水面下位的浮球自动卡放控制机构的检测部分浮球33之下，所以，进水管4串联起阀6和出水管5串联起阀7与箱体1的连接处和相通处都在水面下位以下。所以能保证本例水气互压箱正常工作。

实施例1的水气互压箱是压气水气互压箱，它能将水从高位跌下的动能转換为气体势能，它能将落差水源的流水动能转換为空气势能，就是能输出压缩空气或负压空气。如果我们要用本水气互压箱产生压缩空气输出，我们就将本水气互压箱安放于落差水源的低位处，将进水管4接长往上与落差水源高位处水接通，将出气管3与用气处接通，让进气管2与大气相通，让出水管5与水源低位处大气相通。图1所示的本水气互压箱是其未使用的初始状态。初始状态的本水气互压箱在浮子8重力作用下进水管串联的阀6是打开的，出水管串联的阀7是关闭的。当水从高处经进水管4和阀6进入箱体1内时，箱体1内水面就要升高，水面升高就要对箱体1内的空气进行压缩使进气管止回阀9关闭，，压缩空气经止回阀10从出气管3输给用气处，其压缩空气的压強等于落差水源水头压強。水面上升水对浮球33的浮力推使自动卡放控制机构12到卡位置，但此时它并不卡住浮子8。当水面上升淹到浮子8空心筒17，浮子8就要上升其阶32顶在杠杆29右下端就被卡住不能再上升了，此时扁担条20离开下销27但还不与上销26接触，阀7在箱体内水压下继续关闭，当水面上升淹没了空心筒17使浮子8的浮力达最大值早已超过需要推动阀的用力，但自动卡放控制机构11仍不放开浮子8，直到水面再上升淹到浮球28推使浮球28上行使杠杆29顺时针转出阶32放开浮子8，浮子8才迅速上行并通过扁担条20与上销23和上销26配合快速拉动两阀进行开关转換，将进水管串连的阀6关闭。将出水管串联的阀7打开。自动卡放控制机构11放开浮子8时的水面位置就是实际的水面上位。

浮子8在水面上位推动两阀进行开关转換后，阀6关闭阀7打开，箱体1中的水从出水管5流出，空气从进气管3经止回阀9进入箱体1内，使箱体1内水面下降，浮子8随水面下降到其扁担条20左端卡在自动卡放控制机构12杠杆34的缺口36中时就不能再降了，此时扁担条20下行离开上销23但还不与下销24接触，阀6在水压下继续关闭，直到水面降到使浮球33浮力减小在其重力作用下推动杠杆34逆时针转放开浮子8浮子8才在本身较大重力作用快速下动并通过扁担条20与下销24和下销27配合推动两阀进行开关转換，将阀6打开将阀7关闭。自动卡放控制机构12放开浮子8时箱体内水面的位置就是实际的水面下位。此后，又要重复上述过程，就这样一箱一箱地将压缩空气送给用气处使用了。

浮子8下半轴19的下部就是在浮子8上做的阻尼件。它与阀上半壳体13相配合的孔和通水孔39以及箱体1中的水共同作用就能对浮子8起阻尼作用。通水孔39较小其向后与箱体1内相通。在浮子8下半轴19下半部与其配合的孔及通水孔39和其中的水共同作用下就对浮子8起到了阻尼作用，使其推动阀6、7进行开关转換时快而不冲击。

用实施例1的水气互压箱也可输出负压空气(抽真空)。用本水气互压箱输出负压空气时，将本箱安放于落差水源的高位处，将进水管4与落差水源高位处的水接通，将出水管5连接延长没入落差水源低位处的水中，将进气管2与用负压气处连通，让出气管4与大气相通，这样就能从进气管2向外输出负压空气了，其动作过程与上述基本相同，这里就不再重复了。

本例水气互压箱采用压紧阀容易制造关闭严密。虽然是两个并列的阀柄与浮子8活动联接配合，但浮子8较大偏置力对它影响较小。

实施例2

实施例2的水气互压箱如图2所示。一种水气互压箱，包括箱体1、进气管2、出气管3、进水管4和出水管5，进气管2、出气管3、进水管4、出水管5与箱体1连接与箱体1内相通，进气管2串联有阀40、出气管3串联有阀40、进水管4串联有止回阀44、出水管5串联有止回阀45，箱体1内安装有浮子8，浮子8与阀40相配合，箱体1上设置有控制机构，控制机构与浮子8相配合，浮子8与阀40相配合是浮子8与阀40直接相配合。

进水管4与箱体1靠底部的左侧壁焊接连接，通过串联的止回阀44与箱体1内相通。出水管5与箱体1靠底部的右侧壁焊接连接，通过串联的止回阀45与箱体内相通。阀40是进气管2和出气3的一个共用阀40。阀壳47基本呈圆柱状其靠近下端处有法兰盘52。箱体1由钢制成其顶部有圆孔，圆孔的周围焊接有多颗螺栓53，在圆孔上还垫有胶垫圈54。共用阀40的阀壳47下端插入箱体1顶部的圆孔中，焊接于箱体1上的多颗螺钉53穿过胶垫圈54和法兰盘52的孔用螺母55就将共用阀40连接在箱体1上。进气管2和出气管3与共用阀40做为一体的方式串联起来连接于箱体1上，通过共用阀40与箱体1连接与箱体1内相通。

阀40是进气管2和出气管3两管的一个共用阀40，有共同的阀芯46、阀壳47和柄48。共用阀40是柱塞式阀其圆形阀芯46与阀壳47的孔精密配合。进气管2与共用阀40的进气通道41公共通道42串联与箱体1内水面上位以上处相通。出气管3与共用阀40的出气通道43公共通道42串联与箱体1内水面上位以上处相通。阀芯46在上位时，阀芯46的连通口49将进气通道41与公共通道42接通使进气通道41打开，阀芯46的下圆柱面50将出气通道43封堵使出气通道43关闭。阀芯46在下位时，阀芯46如图的连通口49将出气通道43与公共通道42接通使出气通道43打开，阀芯46的上圆柱面51将进气通道41封堵使进气通道41关闭。这样阀芯46在上位时进气通道41打开出气通道43关闭，阀芯46在下位时进气通道41关闭出气通道43打开。

共用阀40的柄48下下部插入箱体1底部上凸处56孔中可上下一定范围内移动。浮子8中空具有较大的浮力和重力。浮子8与共用阀40的柄48连做一体。浮子8通过共用阀40的柄48安装于箱体1内。这浮子8与共用阀40的配合是做为一体的直接连接配合，这使水气互压箱更为简单可靠。阀壳47上有通气孔136能使阀芯46柄48和浮子8暢通地上下运动。

本例水气互压箱箱体1上设置的控制机构是自动卡放控制机构。自动卡放控制机构是磁性浮筒干簧管自动卡放控制机构，其检测部分设置在箱体内的箱体1上，其卡放部分设置在箱体外的箱体1上。磁性浮筒干簧管自动卡放控制机构的检测部分包括磁性浮筒57、上干簧管58、下干簧管59、导向管60、上盒61和下盒62。导向管60竖直地焊接于箱体1内右侧。在导向管60的靠上端处固定有上盒61，其盒内安装有上干簧管58。在导向管60的靠下端处固定有下盒62，其盒内安装有下干簧管59。磁性浮筒57通过其中间孔套在上盒61和下盒62间的导向管60上，能沿导向管60上下运动。磁性浮筒57内的环状空间内上下都装有环形磁铁63。磁性浮筒57、上盒61、下盒62、导向管60都由不导磁的不锈钢制成。磁性浮筒57离箱体1壳和浮子8都较远其磁力不影响自己沿导向管60上下运动。

磁性浮筒干簧管自动卡放控制机构的卡放部分的卡放件64、弹簧65、电磁铁66、电池67、开关68都装在一个非铁磁质金属筒69内。金属筒69靠两端部都有外螺纹，右端配有盖70，左端拧入阀壳47螺孔中，就将卡放部分设置在箱体外的箱体1上。卡放件64左端能插入阀芯46的上位定位口71和下位定位口72中，从而使自动卡放控制机构通过阀芯46阀柄48与浮子8相配合。上干簧管58和下干簧管59都是常开干簧管，当磁性浮筒57靠近时干簧管闭合就可将其串联的电路接通。上干簧管58和下干簧管59通过导线并联起来，其导线137通过导向管60内引出箱体1外与电磁铁66的线圈73、电池67、开关68串联起来成为磁性浮筒干簧管自动卡放控制机构的电路。

共用阀40的公共通道42入口在自动卡放控制机构水面上位检测部分的上干簧管58之上，所以，进气管2和出气管3都是串联起共用阀40与箱体1顶部连接与箱体1内水面上位以上处相通。进水管4串联起止回阀44和出水管5串连起止回阀45都在自动卡放控制机构水面下位检测部分的下干簧管59之下与箱体1连接与箱体1内相通，所以，是与箱体1水面下位以下处连接相通。所以，进气管2出气管3进水管4出水管5串联阀或止回阀与箱体1的连接处和相通处都是正确的，能保证水气互压箱正常工作。

本例水气互压箱是压水水气互压箱，就是可以通过压缩空气或负压空气将低处的水提升到高处使用的水气互压箱。当我们用压缩空气通过本箱提水时，将水气互压箱置于低处的水源，将进气管2与压缩空气源接通，将出气管3与大气相通，将出水管5往上延长与高位用水处接通，将进水管5与低处的水源接通，将开关68打开，水气互压箱就开始工作了。水从进水管4经止回阀44流入箱体1内，此时出水管5向上较高水不会从此流出，此时如图卡放件插入阀芯46的下位定位口72中将阀芯卡住于下位使进气通道41关闭出气通道43打开，水流入箱体内水面逐渐升高，箱体1内的空气经公共通道42、阀芯连通口49、出气通道43、出气管3排向外界。当水淹没浮子8时产生最大向上的浮力但被卡放件64间接卡住不能上行，当磁性浮筒57在浮力作用下随水面上升到靠近上盒61内的上干簧管58时上干簧管闭合将电路接通，电磁铁66生磁将卡放件64拉出下位定位口72放开浮子8，此时的水面就是水面上位。浮子8迅速向上推动共用阀40进行开关转換，进气通道41打开，出气通道43关闭，压缩空气经进气管2、进气通道41、阀芯连通口49、公共通道42进入箱内，箱体1内水受气压，进水管4的止回阀44关闭，水就经止回阀45出水管4被压出箱体1内流入高位用水处使用。

当水面上升到水面上位共用阀40进行开关转換后水流出水面就要下降，水面下降浮子8仍淹着时阀芯46保持在上位，而水面稍有下降磁性浮筒57离开上干簧管58使上干簧管58断开电路电磁铁66失磁，卡放件64在弹簧65作用下插入阀芯的上位定位口71中将阀芯46卡在上位。当水面下降露出浮子8时，浮子8企图以其较大的重力拉动阀芯下行但被卡放件卡住，当水流出水面下降到磁性浮筒57与下干簧管59靠近时，电路又接通，卡放件64被磁力拉开放开浮子8，浮子8迅速推动共用阀40进行开关转換，将阀芯47拉到下位，使进气通道41关闭出气通道43打开。水又流入，水面稍有上升磁性浮筒57离开下干簧管59电路断开，卡放件64又插入下位定位口72又将浮子8卡住，此后不断如此循环就一箱一箱将低处的水提升到高处使用了。

如果用真空往上抽水时，将水气互压箱置于高位用水处，将出气管3接通真空源，将进气管2与大气相通，将出水管5就地与用水处相通，将进水管5下延沒入低处水源中，将开关68打开，就能一箱一箱地将低处的水抽到高处使用了。

为便于制造和安装可将磁性浮筒干簧管自动卡放控制机构的整个检测部分从箱体1上部的专门孔插入用法兰盘上紧。

实施例3

实施例3的水气互压箱如图3、图2所示。实施例3的水气互压箱由实施例2水气互压箱变化而来。实施例3的水气互压箱与实施例2的水气互压箱大部分都相同，不同的地方只有两处，一是控制机构是弹性膜自动卡放控制机构，二是出水管5不串联任何阀。这就成为技术方案中所述的，进气管串联有阀、出气管串联有阀、进水管串联有止回阀、出水管不串联任何阀的水气互压箱了。

弹性膜自动卡放控制机构设置在箱体1内的箱体1上。矩管74上下端分别焊接在箱体1顶部和底部。矩管74靠上端的左壁上开有圆孔75。压圈76将橡胶弹性膜77压在圆孔75周上用多颗螺钉上紧在矩管74上就将橡胶弹性膜77封在圆孔75上。一杆78穿过橡胶弹性膜77中央的孔用垫圈螺母夹紧就将杆78连接在橡胶弹性膜77上。杆78左端穿过箱体下凸块79的孔顶着阀的柄48锥80卡在阶81上。橡胶弹性膜77和杆78就组成水面上位的弹性膜自动卡放控制机构，其检测部分是橡胶弹性膜77，其卡放部分是杆78。

矩管74靠下端的左壁上开有圆孔82。压圈83将橡胶弹性膜84压在圆孔82周上用多颗螺钉上紧在矩管74上就将橡胶弹性膜84封在圆孔82上。钩杆85右端穿过橡胶弹性膜84中央的孔用垫圈螺母夹紧就将钩杆85连接在橡胶弹性膜84上。钩杆85左端钩部88呈矩条状。钩杆85穿过箱体底部上凸处56两边的上升块的孔其钩部88靠柄48之左。这橡胶弹性膜84和钩杆85就组成水面下位的弹性膜自动卡放控制机构，其检测部分是橡胶弹性膜84，其卡放部分是钩杆85。

实施例3的水气互压箱是压水水气互压箱，但它的出水管5不串联止回阀不能用真空抽水，只能用压缩空气提水。用它提水时将箱安装于水源处，让进水管与水源接通，将出水管5上延与高位用水处接通，将进气管与压缩空气源(如空气压缩机、压气水气互压箱)接通，让出气管与大气相通，这样就能将水提升到高处使用了。这种压水水气互压箱每次出水后由于出水管不串联止回阀，出水管中的水要回流，但出水管装水不多，所以还是能夠使用。

本例水气互压箱工作时，出水管5往上引升进水管进水时水不会从出水管5流出。进水管进水时箱体1内水面就要上升，当水淹到橡胶弹性膜84将它往矩管74内压时钩杆85右行，它的钩部88就顶在柄48上。当水面上升淹到浮子8，浮子8受水浮力就要上升，当其阶81卡在杆78左端之下时就不能再上升了。直到水上升淹到橡胶弹性膜77将其往矩管74内压时杆78才右动放开浮子8，浮子8才迅速上升推动共用阀进行开关转換。杆放开浮子8时的水面位置就是水面上位。阀进行开关转換后出气通道关闭进气通道打开，压缩空气进入箱体1内，进水管的止回阀关闭，就将箱体1内的水经出水管5压给高位用水处。当水流出水面就要下降，水面上位的弹性膜自动卡放机构又恢复到卡位置。当水面下降浮子8降到柄48阶86卡在钩杆85钩部88上时浮子8就不再下降了，直到水面快降到橡胶弹性膜84之下，才在弹性膜84弹性作用下钩杆85钩部88放开浮子8，浮子8才在重力作用下迅速下行推动共用阀进行开关转換。钩杆85放开浮子8时的水面位置就是水面下位。此后水又要流入又要重复上述过程，就这样一箱一箱地将低处的水提升到高处使用了。

为使箱体1内气压的变化不影响弹性膜的工作，我们在矩管74右壁上端部开有通气孔87与水面上位以上处相通。橡胶弹性膜77、84都垂直水面，各处受水压不均要影响橡胶弹性膜的工作。为解决此问题我们可在矩管74的水面上位处和水面下位处再焊一横管，在横管上再开圆孔封弹性膜，让弹性膜中央连接杆与杠杆配合来卡放浮子8，就可使弹性膜自动卡放控制机构工作得更好。

实施例4

实施例4的水气互压箱如图4所示。一种水气互压箱，包括箱体1、进气管2、出气管3、进水管4和出水管5，进气管2、出气管3、进水管4、出水管5与箱体1连接与箱体1内相通，进气管2串联有阀89、出气管3串联有阀89、进水管4串联有阀90、出水管5串联有阀90，箱体1内安装有浮子8，浮子8与阀89、90相配合，箱体1上设置有控制机构95、96，控制机构95、96与浮子8相配合，浮子8与阀89、90相配合是浮子8与阀89、90直接相配合。

阀89是进气管2和出气管3的一个共用阀89。阀壳98基本呈圆柱状，其下端有法兰盘140。箱体1顶部有圆孔，圆孔周焊接有多个螺栓104，螺栓104穿过胶垫圈103和法兰盘140的孔用螺母105上紧就将共用阀89连接于箱体1顶部。进气管2和出气管3与共用阀89做为一体的方式与共用阀89串联。进气管2和出气管3通过共用法89与箱体1连接与箱体1内相通。

阀90是进水管4和出水管5两管的一个共用阀90。多个焊接于箱体1底部的螺栓141穿过共用阀90阀壳107两腿142的孔用螺母143上紧就将共用阀90连接于箱体底部。如图，进水管4有外螺纹，它穿过箱体1左下壁孔由箱体1内外的螺母垫片夹紧就连接于箱体1上。进水管4右端与共用阀90阀壳107孔螺纹连接并端头有胶圈垫封，从而与与共用阀90串联，通过进水通道93与箱体1内相通。出水管5有外螺纹，它穿过箱体1右下壁孔由箱体1内外的螺母垫片夹紧就连接于箱体1上。出水管5左端与共用阀90阀壳107孔螺纹连接并端头有胶圈垫封，从而与与共用阀90串联，通过出水通道94与箱体1内相通。

阀89是进气管2和出气管3两管的一个共用阀89，有共同的阀芯97、阀壳98和柄99。共用阀89是柱塞式阀其圆形阀芯97与阀壳98的孔精密配合。进气管2与共用阀89进气通道91串联。出气管3与共用阀89出气通道92串联。阀芯97在上位时，阀芯97的连通口100将进气通道91接通使进气通道91打开，阀芯97的下柱面101将出气通道92封堵使出气通道92关闭。阀芯97在下位时，如图阀芯97的连通口100将出气通道92接通使出气通道92打开，阀芯97的上柱面102将进气通道91封堵使进气通道91关闭。这样，阀芯97在上位时进气通道91打开出气通道92关闭，阀芯97在下位时进气通道91关闭出气通道92打开。

阀90是进水管4和出水管5两管的一个共用阀90，有共同的阀芯106和阀壳107和柄108。共用阀90是闸阀其阀芯106与阀壳107的孔精密配合。进水管4与共用阀90进水通道93串联。出水管5与共用阀90出水通道94串联。阀芯106在上位时，阀芯106的连通孔109将出水通道94接通使出水通道94打开，阀芯106的下闸板110将进水通道93封堵使进水通道93关闭。阀芯106在下位时，如图阀芯106的连通孔109将进水通道93接通使进水通道93打开，阀芯106的上闸板111将出水通道94封堵使出水通道94关闭。这样，阀芯106在上位时进水通道93关闭出水通道94打开，阀芯106在下位时进水通道93打开出水通道94关闭。

浮子8是中空圆筒浮子。浮子8上端有螺孔与共用阀89的柄99端的螺纹紧固连接在一起。浮子8下端也有螺孔与共用阀90的柄108端的螺纹紧固连接在一起。这样就将浮子8安装于箱体1内与共用阀89、90直接连接配合。这样实际浮子8就与两阀的柄和阀芯连为一体了。这样浮子8就与共用阀89、90直接配合了，直接连接配合了。

本水气互压箱箱体1上设置的控制机构95、96是自动卡放控制机构。自动卡放控制机构有水面上位的自动卡放控制机构95和水面下位的自动卡放控制机构96，它们都设置在箱体1内的箱体1上。水面上位的自动卡放控制机构95检测水面上位的检测部分是浮球112，所以，自动卡放控制机构95是浮球自动卡放控制机构。自动卡放控制机构95的卡放部分是杠杆113，所以，这自动卡放控制机构95又是浮球杠杆自动卡放控制机构。浮球112和杠杆113是做为一体的，所以，这自动卡放控制机构95又是浮球杠杆一体自动卡放控制机构。上阀柄套114用螺钉115、116连接于阀壳98上套于阀柄99上。销117穿过上阀柄套114的前后左耳的的孔和杠杆113的孔成为杠杆113的支点。共用阀89的柄99上做有锥118和阶119。杠杆113右下端穿过上阀柄套114的孔与柄99的锥118和阶119配合而与浮子8相配合。

水面下位的自动卡放控制机构96的检测部分是浮球120卡放部分是杠杆121并且浮球120和杠杆121是做为一体的，也是浮球杠杆一体自动卡放控制机构。下阀柄套122用螺钉连接于阀壳107上套于阀柄108上。销123穿过下阀柄套122的前后左耳的的孔和杠杆121的孔成为杠杆121的支点。共用阀90的柄108上做有锥124和阶125。杠杆121右上端穿过下阀柄套122的孔与柄108的锥124和阶125配合而与浮子8相配合。

如图，进气管2和出气管3通过共用阀89与箱体1顶部连接相通处都在水面上位的浮球自动卡放控制机构的检测部分的浮球112之上，所以，其连接相通处都在箱体1水面上位以上处。进水管4与箱体1的连接处和通过共用阀90进水通道93与箱体1内的相通处和出水管5与箱体1的连接处和通过共用阀90出水通道94与箱体1内的相通处都在水面下位的浮球自动卡放控制机构的检测部分的浮球120之下，所以，进水管4和出水管5与箱体1的连接处和通过共用阀90与箱体1内相通处都在水面下位以下处。所以，进气管2出气管3进水管4出水管5串联共用阀与箱体1的连接相通处都是正确的，能保证水气互压箱正常工作。

共用阀89阀壳98上有通气孔126，上阀柄套114有孔127能使阀芯97通畅运动。共用阀90阀壳107有通水孔128也能使阀芯106通畅运动。阀壳107还有小孔129。共用阀90的阀芯106又是阻尼件，它与阀壳107、和小孔129及水配合对阀能起阻尼作用，使阀进行开关转換时快而不冲击。

本例水气互压箱是全能水气互压箱，它能将水从高位跌下的动能转換为气体势能，如利用落差水源流水动能输出压缩空气或负压空气，也能用压缩气体或负压气体将低处的水提升到高处使用。如用压缩空气或负压空气将低处的水提升到高处使用。压气或压水箱体1内都有水气流进流出，下面就说说水气流进流出的动作过程：

本例水气互压箱图3状态是未使用的初始状态，此时共用阀89、90的阀芯都在浮子8重力作用下处于下位，此时如图进气通道91关闭、出气通道92打开、进水通道93打开、出水通道94关闭，此时自动卡放控制机构95的杠杆113在卡位但还未卡住阶119，自动卡放控制机构96的杠杆在放开位置。水从进水管4共用阀90的进水通道93流入箱体1内时，箱体1内的水面就要上升，箱体1内的空气就要从共用阀89的出气通道92出气管3流出。水面继续上升接触淹没浮球120部分浮球120就在浮力作用下上升带动杠杆121转动，直到杠杆121右上端顶在共用阀90的柄108上为止。水面再上升浮子8在水的浮力作用下带动两阀柄和芯上升一小距到阶119卡在杠杆113右下端就不上升了。水面继续上升浮球112的浮力带动杠杆113顺时针转动放开阶119时的水面位置就是水面上位，这水面上位不与箱体1顶部接触，进气管2和出气管3分别通过共用阀89的进气通道91、出气通道92与箱1内水面上位以上处相通。杠杆113放开阶119后浮子8在浮力作用下快速推动两阀进行开关转換，使共用阀89的进气通道91打开出气通道92关闭，使共用阀90的进水通道93关闭出水通道94打开，此时水就要经出水通道94出水管5流出，水面就要下降。水面下降杠杆113在浮球112重力作用下逆转右下端顶在柄99上。此时杠杆121在浮球120浮力作用下其右端顶在锥124上但还未卡住阶125。水面继续下降浮子8在重力作用下下降一小距至阶125卡在杠杆121右端就暂不动了。直到水面下降完全离开浮子8，直到水面下降浮球120浮力减小在重力作用下带动杠杆121逆转放开阶125，浮子8才在重力作用下推动两阀进行开关转換。这时两阀的阀芯又恢复到下位，进气通道91关闭、出气通道92打开、进水通道93打开、出水通道94关闭。这样水又要流进箱体1内又要重复上述过程。杠杆121放开阶125时的水面位置就是水面下位，请看图出水通道94、出水管5与箱体1的连接处都低于杠杆121在放开位置时的浮球120，这样就是出水管5与箱体1的能使箱体1内水面能下降到水面下位之处连接相通了，就能使箱1中的水下降到水面下位。

将本例水气互压箱安装在落差水源低位处，让出水管5就地通外，将进水管4与落差水源高位处水接通，让进气管2与大气相通、就能通过出气管3向外输出压缩空气了。将本例水气互压箱安装于落差水源高位处，让进水管4与水源通，将出水管5下引落差水源低位处并沒入水中，让出气管3与大气相通，就能通过进气管2向外输出负压空气了。将本例水气互压箱安装于水源处，让进水管4与水源接通，将出水管5上引高位用水处，将出气管3与大气相通，让进气管2与压缩空气源接通，就能将低处的水提升到高处使用了。将本例水气互压箱安装于高位用水处，将进水管4下引沒入低处的水源水中，将出水管5就地与高位用水处相通，让进气管2与大气相通，将出气管3与负压空气源接通，就能将低处的水吸抽到高处使用了。

我们做一个与本例水气互压箱箱体1大小形状相同的新箱体，并在其上连接上进气管、出气管、进水管、出水管。我们将共用阀89做成具有四个阀功能的共用阀，让新做出的进气通道和出气通道分别与原来对应的进气通道91和出气通道92开关时间相反，让新做出的进气通道与所述新箱体的进气管串联，新做出的出气通道与所述新箱体的出气管串联。我们再将共用阀90也做成具有四个阀功能的共用阀，让新做出的进水通道和出水通道分别与原来对应的进水通道93和出水通道94开关时间相反，让新做出的进水通道与所述新箱体的进水管串联，新做出的出水通道与所述新箱体的出水管串联。将新箱体串联阀后的各管与本箱体1对应管并联起来，这样这两箱体的水气互压箱就是互补水气互压箱了。

我们让本例水气互压箱的出水管5不与共用阀90的出水通道94串联，只与箱体1水面下位处联接相通，就成为技术方案中所述的进气管串联有阀、出气管串联有阀、进水管串联有阀、出水管不串联任何阀的水气互压箱了。这种水气互压箱能夠利用压缩空气将低处的水提升到高处使用，其工作过程读者可自行分析，这里就不多说了。我们在这里说明了就不专门举例了。

进气管和出气管串联有止回阀，进水管和出水管串联有阀，如实施例1，这水气互压箱就是压气水气互压箱。进气管和出气管串联有阀，进水管和出水管串联有止回阀，如实施例2，这水气互压箱就是压水水气互压箱。在水气互压箱中阀是可以取代止回阀的。所以，进气管、出气管、进水管、出水管四管中，进气管串联有止回阀，其余管串联有阀，这水气互压箱起码是个压气水气互压箱；同样出气管串联有止回阀、其余管串联有阀，这水气互压箱也起码是个压气水气互压箱；进水管串联有止回阀、其余管串联有阀，这水气互压箱起码是个压水水气互压箱；同样出水管串联有止回阀、其余管串联有阀，这水气互压箱也起码是个压水水气互压箱。这就是进气管、出气管、进水管、出水管四管中任一管串联有止回阀、其余管串联有阀的四种水气互压箱，我们在这里说明了就不专门举例了。

多级水力提水系统实施例

如图4是多级水力提水系统示意图。本例多级水力提水系统包括落差水源130、压气水气互压箱131、一级压水水气互压箱132、二级压水水气互压箱133、三级压水水气互压箱134和高位用水处135。压气水气互压箱131可以是作为压气的全能水气互压箱。这里所述的压气就是利用落差流水动能产生压缩空气或负压空气。各级压水水气互压箱132、133、134也可是作为压水的全能水气互压箱。这里所述的压水就是利用压缩空气或负压空气将低处的水提升到高处。

压气水气互压箱131安装于落差水源130的低位处。一级压水水气互压箱132安装于落差水源130的高位处。二级压水水气互压箱133安装于较高处。三级压水水气互压箱134安装于更高处。

一级压水水气互压箱132的出气管3、二级压水水气互压箱133的出气管3、三级压水水气互压箱134的出气管3都与大气相通。一级压水水气互压箱132的进水管4与落差水源130高位处水源接通让水能流入箱体之中。一级压水水气互压箱132的出水管5与二级压水水气互压箱133的进水管4连通。二级压水水气互压箱133的出水管5与三级压水水气互压箱134的进水管4连通。三级压水水气互压箱134的出水管5上引于高位用水处135。压气水气互压箱131进气管2与大气相通、出水管5就地外通、进水管4与落差水源130高位处水源接通、出气管3与一二三级的压水水气互压箱的进气管2接通。

压气水气互压箱131将落差水源130流水动能转換为一箱一箱的压缩空气供给各级压水水气互压箱。一级压水水气互压箱132将落差水源130高位处的水一箱一箱提升给二级压水水气互压箱133。二级压水水气互压箱133又将水一箱一箱提升给三级压水水气互压箱134。三级压水水气互压箱134又将水一箱一箱地提升给高位用水处135。这样落差水源130高位处的水就一箱一箱不断地提升到高位用水处使用了。相邻的压水水气互压箱下级出水上级一定是进水不会发生矛盾，若压缩空气不足提水就慢些，甚至可暂停，有气后又会继续工作。

为了提供足夠的压缩空气我们可将多台压气水气互压箱并联供气。为连续供水各级压水水气互压箱可采用互补压水水气互压箱并联提水。为缩短输气管我们可在水源附近山坡或搭架用多级提水到高位水池，再由水管引到较远的各处使用。落差水源的水头即使不大也能通过多级提水提升到较高用水处使用。水力提水系统不用电不用油不转动白天黑夜不停地向高处供水造福人们。

Claims (10)

1.一种水气互压箱，包括箱体、进气管、出气管、进水管和出水管，所述进气管、所述出气管、所述进水管、所述出水管与所述箱体连接与所述箱体内相通，所述进气管串联有止回阀、所述出气管串联有止回阀、所述进水管串联有阀、所述出水管串联有阀，或所述进气管串联有阀、所述出气管串联有阀、所述进水管串联有止回阀、所述出水管串联有止回阀，或所述进气管串联有阀、所述出气管串联有阀、所述进水管串联有阀、所述出水管串联有阀，或所述进气管串联有阀、所述出气管串联有阀、所述进水管串联有止回阀、所述出水管不串联任何阀，或所述进气管串联有阀、所述出气管串联有阀、所述进水管串联有阀、所述出水管不串联任何阀，或所述进气管、所述出气管、所述进水管、所述出水管四管中任一管串联有止回阀其余管串联有阀，所述箱体内安装有浮子，所述浮子与所述阀相配合，所述箱体上设置有控制机构，所述控制机构与所述浮子相配合，其特征是：所述浮子与所述阀相配合是所述浮子与所述阀直接相配合。

2.根据权利要求1所述的水气互压箱，其特征是：所述浮子与所述阀直接相配合是所述浮子与所述阀连接配合。

3.根据权利要求1所述的水气互压箱，其特征是：所述进气管和所述出气管或所述进水管和所述出水管串联有的所述阀是一个共用阀。

4.根据权利要求1所述的水气互压箱，其特征是：所述控制机构是自动卡放控制机构。

5.根据权利要求4所述的水气互压箱，其特征是：所述自动卡放控制机构是浮球自动卡放控制机构或磁性浮筒干簧管自动卡放控制机构或弹性膜自动卡放控制机构。

6.根据权利要求5所述的水气互压箱，其特征是：所述浮球自动卡放控制机构是浮球杠杆一体自动卡放控制机构。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的水气互压箱，其特征是：所述阀或所述浮子上做有阻尼件。

8.一种提水系统，包括水气互压箱，其特征是：所述水气互压箱是权利要求1或2或3或4或5或6或7中所述的水气互压箱。

9.根据权利要求8所述的提水系统，其特征是：所述提水系统是水力提水系统。

10.根据权利要求9所述的水力提水系统，其特征是：所述水力提水系统是多级水力提水系统。