CN105822520A - 带压缩导流罩的高扬程风力提水站 - Google Patents

带压缩导流罩的高扬程风力提水站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带压缩导流罩的高扬程风力提水站，包括塔架，以及分别安装于塔架顶部的风车部分和塔架下部的传动及往复泵，风车部分通过向下延伸的动力输出轴与传动及往复泵连接，并能带动传动及往复泵动作；风车中带压缩导流罩的旋转风轮通过动力输出轴带动蜗轮减速机运行，设于蜗轮轴上的可调式偏心盘通过摇臂轴座及摇臂轴和摇臂，在直线滑轨和滑动块配合下，将旋转运动变为直线往复运动，从而带动活塞在泵体内往复运动，周期性改变泵体腔内容积，配合连接于泵体的吸水管、扬水管以及两组单向阀，实现负压吸水或正压扬水功能，相比离心泵具有更大的吸程与扬程，符合山区高扬程风力提水的应用需求，具有使用方便、无人值守、易于维护等优点。

Description

带压缩导流罩的高扬程风力提水站
技术领域
本发明涉及一种带压缩导流罩的高扬程风力提水站，属于新型风力机械或山区风力提水设备制造技术领域。
背景技术
目前大多风力提水站采用简易风车结构，不具有加快风速的压缩导流罩以及设置于旋转风轮周边的可以改变风向、增强气流推力的固定导流板，风能利用效率较低，机械传动以及水泵结构不具有可调扭矩和扬程的功能，只适宜在平原地区实现小扬程的农田灌溉功能，不适应将山谷中的水库水源送至百米以上的半山腰或山顶蓄水池，以提供山区绿化及森林防火的储备水源需求，使用功能及应用地形受到一定的限制。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种设计合理、使用方便，安全可靠的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，具有使用方便、无人值守、易于维护等优点。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种带压缩导流罩的高扬程风力提水站，包括塔架，以及分别安装于塔架顶部的风车部分和塔架下部的传动及往复泵，风车部分通过向下延伸的动力输出轴与传动及往复泵连接，并能带动传动及往复泵动作；
所述风车部分包括压缩导流罩、固定盘、导流板、旋转风轮、受风翼片、轴承座及轴承和动力输出轴，上、下两个压缩导流罩分别设于上、下两个固定盘上，且上、下两个固定盘中心分别设有轴承座及轴承，沿着两个固定盘的周边环形均布有若干纵向导流板，旋转风轮设于上、下两个固定盘的内部空间，且与固定盘同心，旋转风轮周边设有若干纵向受风翼片，且中心部位连接有动力输出轴，该动力输出轴上、下两端分别与固定盘上的轴承座及轴承配合，使旋转风轮以该轴承座及轴承为圆心自由旋转；
所述传动及往复泵部分包括主动轴联轴器、减速器、曲柄滑块机构和泵体，所述主动轴联轴器分别与风车部分的动力输出轴和减速器相连，减速器驱动曲柄滑块机构运动，曲柄滑块机构与泵体中的活塞杆相连，泵体分别与吸水管和扬水管相连通，且吸水管和扬水管上分别设置有开合方向相反的单向阀。
所述若干纵向导流板的上下端分别固定在上下固定盘的边缘，且若干纵向导流板之间平行设置，若干导流板倾斜安装于固定盘上。
所述减速器由配合为一组的蜗杆与蜗轮组成，主动轴联轴器与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮与蜗轮轴连接为一体。
所述曲柄滑块机构包括设置于蜗轮轴上的可调式偏心盘，可调式偏心盘外表面设有两条对称布局的T形槽，通过该T形槽固定有摇臂轴座及摇臂轴，摇臂上端与摇臂轴座及摇臂轴铰接，摇臂下端与滑动块铰接，滑动块设于直线滑轨上，直线滑轨通过直线滑轨座固定于安装底板上。
所述活塞杆上端与滑动块连接，活塞杆下端与活塞连接，活塞设于泵体内，泵体通过泵支架固定于安装底板上。
所述安装底板固定安装于塔架的中下部。
所述压缩导流罩是设于旋转风轮上下两端的外缘断面为棱形的旋转成型的壳体部件，上、下压缩导流罩向周边突出的圆锥形斜面，将旋转风轮迎风面积扩展为原来迎风面积的两倍以上。
所述导流板为均布于固定盘边沿四周的具有倾角的长条状气动部件，改变气流方向后，增加作用于旋转风轮受风翼片的受风面积，使气流作用力的方向更趋于90度直角。
所述受风翼片是一种断面为机翼形的中空的气动部件，上下两端均固定于旋转风轮上，若干受风翼片平面倾斜安装于旋转风轮上。
所述可调式偏心盘是中心孔设为花键孔的与蜗轮输出轴相啮合的外表面设有两条对称T形槽的圆盘状部件，固定于该T形槽的摇臂轴座及摇臂轴，可沿T形槽位移并用螺栓固定，具有偏心度可调整的曲轴功能。
本发明使用时，自然风通过压缩导流罩增加流速并由导流板调整方向后，推动设于旋转风轮上的受风翼片作功，推动旋转风轮转动，并由动力输出轴将旋转扭矩传递给传动及往复泵部分的主动轴联轴器，带动减速器中的蜗杆转动，与之配合的蜗轮将扭矩放大后通过蜗轮轴带动可调式偏心盘转动，设于可调式偏心盘上的摇臂轴座及摇臂轴带动摇臂运动，摇臂的运动通过直线滑轨与滑动块配合，将可调式偏心盘的旋转运动改变为直线往复运动，滑动块通过所连接的活塞杆，带动活塞在泵体内实现直线往复运动，周期性改变泵体腔内容积，配合连接于泵体下部的吸水管、扬水管以及设于吸水管或扬水管上的两组单向阀，实现负压吸水或正压扬水功能，同时，通过改变可调式偏心盘上摇臂轴座及摇臂轴至蜗轮轴中心之间的距离，即可改变活塞推力及扬程，由于水泵采用活塞式变换容积方式，因此相比离心泵具有更大的吸程与扬程，符合山区高扬程水泵的应用需求。本发明具有使用方便、无人值守、易于维护等优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明风车结构示意图；
图3为本发明传动及往复泵结构示意图。
其中：
1、塔架部分；
2、风车部分：2-1压缩导流风罩，2-2固定盘，2-3导流板，2-4旋转风轮，2-5受风翼片，2-6轴承座及轴承，2-7动力输出轴；
3、传动及往复泵部分：3-1主动轴联轴器，3-2减速器，3-3蜗杆，3-4蜗轮，3-5蜗轮轴，3-6可调式偏心盘，3-7T形槽，3-8摇臂轴座及摇臂轴，3-9摇臂，3-10滑动块，3-11直线滑轨，3-12直线滑轨座，3-13安装底板，3-14泵支架，3-15活塞杆，3-16活塞，3-17泵体，3-18单向阀，3-19吸水管，3-20扬水管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-图3所示，带压缩导流罩的高扬程风力提水站，包括塔架，以及分别安装于塔架顶部的风车部分和塔架下部的传动及往复泵，风车部分通过向下延伸的动力输出轴与传动及往复泵连接，并能带动传动及往复泵动作。
塔架部分1属于常规结构与技术，不作赘述。
以下内容只涉及风车部分2和传动及往复泵3的两个部分，其中，风车部分2由压缩导流罩2-1、固定盘2-2、导流板2-3、旋转风轮2-4、受风翼片2-5、轴承座及轴承2-6和动力输出轴2-7等7个部件组成，其中，上下两个压缩导流罩2-1分别设于上下两个固定盘2-2上，且上下两个固定盘2-2中心分别设有轴承座及轴承2-6，沿着两个固定盘2-2的周边环形均布有若干导流板2-3，旋转风轮2-4设于上下两个固定盘2-2的内部空间，且与固定盘2-2同心，旋转风轮2-4周边设有若干受风翼片2-5，且中心部位连接有动力输出轴2-7，该动力输出轴2-7的上下两端分别与固定盘2-2上的轴承座及轴承2-6配合，使旋转风轮2-4以该轴承座及轴承2-6为圆心自由旋转。
压缩导流罩2-1是设于旋转风轮2-4上下两端的外缘断面为棱形的旋转成型的壳体部件，上、下压缩导流罩向周边突出的圆锥形斜面，将旋转风轮2-4迎风面积扩展为原来迎风面积的两倍以上。
导流板2-3为均布于固定盘2-2边沿四周的具有倾角的长条状气动部件，改变气流方向后，增加作用于旋转风轮2-4受风翼片的受风面积，使气流作用力的方向更趋于90度直角。
受风翼片2-5是一种断面为机翼形的中空的气动部件，上下两端均固定于旋转风轮2-4上，若干受风翼片2-5平面倾斜安装于旋转风轮2-4上。
传动及往复泵部分3由主动轴联轴器3-1、减速器3-2、蜗杆3-3、蜗轮3-4、蜗轮轴3-5、可调式偏心盘3-6、T形槽3-7、摇臂轴座及摇臂轴3-8、摇臂3-9、滑动块3-10、直线滑轨3-11、直线滑轨座3-12、安装底板3-13、泵支架3-14、活塞杆3-15、活塞3-16、泵体3-17、单向阀3-18、吸水管3-19和扬水管3-20等20个部件组成，其中，减速器3-2由配合为一组的蜗杆3-3与蜗轮3-4组成，主动轴联轴器3-1与蜗杆3-3连接，蜗杆3-3与蜗轮3-4啮合，蜗轮3-4与蜗轮轴3-5连接为一体，可调式偏心盘3-6设于蜗轮轴3-5上，且可调式偏心盘3-6的外表面设有两条对称布局的T形槽3-7，通过该T形槽3-7固定有摇臂轴座及摇臂轴3-8，摇臂3-9的上端与摇臂轴座及摇臂轴3-8铰接，摇臂3-9下端与滑动块3-10铰接，滑动块3-10设于直线滑轨3-11上，直线滑轨3-11通过直线滑轨座3-12固定于安装底板3-13上，活塞杆3-15上端与滑动块3-10连接，活塞杆3-15下端与活塞3-16连接，活塞3-16设于泵体3-17内，泵体3-17通过泵支架3-14固定于安装底板3-13，泵体3-17下部分别通过单向阀3-18与吸水管3-19和扬水管3-20连接。安装底板3-13固定安装于塔架部分1的中下部。
可调式偏心盘3-6是中心孔设为花键孔的与蜗轮输出轴相啮合的外表面设有两条对称T形槽3-7的圆盘状部件，固定于该T形槽3-7的摇臂轴座及摇臂轴3-8，可沿T形槽3-7位移并用螺栓固定，具有偏心度可调整的曲轴功能。
使用时，自然风通过压缩导流风罩2-1增加流速并由导流板2-3调整方向后，推动设于旋转风轮2-4上的受风翼片2-5作功，推动旋转风轮2-4转动，并由动力输出轴2-7将旋转扭矩传递给传动及往复泵部分的主动轴联轴器3-1，带动减速器3-2中的蜗杆3-3转动，与之配合的蜗轮3-4将扭矩放大后通过蜗轮轴3-5带动可调式偏心盘3-6转动，固定于可调式偏心盘3-6的T形槽3-7上的摇臂轴座及摇臂轴3-8带动摇臂3-9运动，摇臂3-9的运动通过直线滑轨3-11与滑动块3-10配合，将可调式偏心盘3-6的旋转运动改变为直线往复运动，滑动块3-10通过所连接的活塞杆3-15，带动活塞3-16在泵体3-17内实现直线往复运动，周期性改变泵体腔内容积，配合连接于泵体3-17下部的吸水管3-19、扬水管3-20以及设于吸水管或扬水管上的两组单向阀3-18，实现负压吸水或正压扬水功能，同时，通过改变可调式偏心盘3-6上摇臂轴座及摇臂轴3-8至蜗轮轴3-5中心之间的距离，即可改变活塞3-16的推力及扬程，由于水泵采用活塞式变换容积方式，因此相比离心泵具有更大的吸程与扬程，符合山区高扬程水泵的应用需求，具有使用方便、无人值守、易于维护等优点。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，包括塔架，以及分别安装于塔架顶部的风车部分和塔架下部的传动及往复泵，风车部分通过向下延伸的动力输出轴与传动及往复泵连接，并能带动传动及往复泵动作；
所述风车部分包括压缩导流罩、固定盘、导流板、旋转风轮、受风翼片、轴承座及轴承和动力输出轴，上、下两个压缩导流罩分别设于上、下两个固定盘上，且上、下两个固定盘中心分别设有轴承座及轴承，沿着两个固定盘的周边环形均布有若干纵向导流板，旋转风轮设于上、下两个固定盘的内部空间，且与固定盘同心，旋转风轮周边设有若干纵向受风翼片，且中心部位连接有动力输出轴，该动力输出轴上、下两端分别与固定盘上的轴承座及轴承配合，使旋转风轮以该轴承座及轴承为圆心自由旋转；
所述传动及往复泵部分包括主动轴联轴器、减速器、曲柄滑块机构和泵体，所述主动轴联轴器分别与风车部分的动力输出轴和减速器相连，减速器驱动曲柄滑块机构运动，曲柄滑块机构与泵体中的活塞杆相连，泵体分别与吸水管和扬水管相连通，且吸水管和扬水管上分别设置有开合方向相反的单向阀。
2.如权利要求1所述的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，所述若干纵向导流板的上下端分别固定在上下固定盘的边缘，且若干纵向导流板之间平行设置，若干导流板倾斜安装于固定盘上。
3.如权利要求1所述的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，所述压缩导流罩是设于旋转风轮上下两端的外缘断面为棱形的旋转成型的壳体部件，上、下压缩导流罩向周边突出的圆锥形斜面，将旋转风轮迎风面积扩展为原来迎风面积的两倍以上。
4.如权利要求1所述的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，所述导流板为均布于固定盘边沿四周的具有倾角的长条状气动部件，改变气流方向后，增加作用于旋转风轮受风翼片的受风面积，使气流作用力的方向更趋于90度直角。
5.如权利要求1所述的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，所述受风翼片是一种断面为机翼形的中空的气动部件，上下两端均固定于旋转风轮上，若干受风翼片平面倾斜安装于旋转风轮上。
6.如权利要求1所述的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，所述减速器由配合为一组的蜗杆与蜗轮组成，主动轴联轴器与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮与蜗轮轴连接为一体。
7.如权利要求1所述的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，所述曲柄滑块机构包括设置于蜗轮轴上的可调式偏心盘，可调式偏心盘外表面设有两条对称布局的T形槽，通过该T形槽固定有摇臂轴座及摇臂轴，摇臂上端与摇臂轴座及摇臂轴铰接，摇臂下端与滑动块铰接，滑动块设于直线滑轨上，直线滑轨通过直线滑轨座固定于安装底板上。
8.如权利要求7所述的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，所述活塞杆上端与滑动块连接，活塞杆下端与活塞连接，活塞设于泵体内，泵体通过泵支架固定于安装底板上。
9.如权利要求8所述的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，所述安装底板固定安装于塔架的中下部。
10.如权利要求7所述的带压缩导流罩的高扬程风力提水站，其特征是，所述可调式偏心盘是中心孔设为花键孔的与蜗轮输出轴相啮合的外表面设有两条对称T形槽的圆盘状部件，固定于该T形槽的摇臂轴座及摇臂轴，能沿T形槽位移并用螺栓固定，具有偏心度能调整的曲轴功能。
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