CN106718671B - 一种全自动的市政绿化灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全自动的市政绿化灌溉系统，包括水平旋转叶轮、转轴、水平叶轮销钉、大内圈轴承、轴承套、右下旋轴流风轮、右上旋轴流风轮、轴流风轮销钉、小内圈轴承、铜管、储水罐、毛细管、螺钉；水平旋转叶轮通过水平叶轮销钉固定在转轴顶部，右下旋轴流风轮、右上旋轴流风轮通过轴流风轮销钉，分别固定在进风口处转轴和出风口处转轴上，大内圈轴承和小内圈轴承安装在转轴上，均通过轴承套和螺钉固定在铜管内，进风口铜管和出风口铜管通过储水罐连接，毛细管从储水罐底部引出，延伸到植被层。风吹动水平旋转叶轮旋转，从而带动轴流风轮转动，外部气态水流经埋设在地下的铜管，冷凝为液态水，最终通过毛细管为植被提供水能源。

Description

一种全自动的市政绿化灌溉系统

技术领域

本发明涉及市政设施领域，特别涉及一种全自动的市政绿化灌溉系统。

背景技术

在城市中植树造林、种草种花，把一定的地面覆盖或者是装点起来，以改善城市环境的活动，这就是城市绿化。城市生态系统具有受到外来干扰和破坏而恢复原状的能力，就是通常所说的城市生态系统的还原功能，而城市绿化就是城市生态系统中的还原组织。充分利用城市绿化生态环境使城市生态系统具有还原功能，能够改善城市居民生活环境质量，提升城市形象。

现在城市绿化区域的灌溉方式有两种，一种是利用浇水车，人工控制喷水区域和喷水量；另一种是提前在绿化区域铺设灌溉管路，每隔一段时间开启管路开关，管路上的开设的排水孔喷出水流灌溉。这两种灌溉方式都有很大的缺点，一是无法做到根据植被的需求量提供适当的水分，二是需要耗费和浪费大量的水资源。

其实在空气中含有取之不尽的水资源，只是多以气态水的形式存在，尤其在空气潮湿的沿海城市。假如能够充分利用空气中水资源来灌溉植被，再通过植被循环进入空气，那么地下珍贵匮乏的水资源将得到更好的保护，城市环境将会获得可持续的保护和发展，在人类灌溉历史上也会有里程碑式的重要意义。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种全自动的市政绿化灌溉系统。该装置原理简单并且实用可靠，能够将空气中的气态水资源转化液态形式供植被灌溉，同时能够根据植被的需求量提供适当的水量。

本发明采取的技术方案是：一种全自动的市政绿化灌溉系统，包括水平旋转叶轮、转轴、水平叶轮销钉、大内圈轴承、轴承套、右下旋轴流风轮、右上旋轴流风轮、轴流风轮销钉、小内圈轴承、铜管、储水罐、毛细管、螺钉。

本装置系统分为进风部分、出风部分、冷却部分、储水部分、输送部分五个部分：

所述进风部分包含一个水平旋转叶轮，一个转轴，一个水平叶轮销钉，一个大内圈轴承，四个轴承套，一个右下旋轴流风轮，一个轴流风轮销钉，一个小内圈轴承，四个螺钉；

所述出风部分包含一个水平旋转叶轮，一个转轴，一个水平叶轮销钉，一个大内圈轴承，四个轴承套，一个右上旋轴流风轮，一个轴流风轮销钉，一个小内圈轴承，四个螺钉；

所述水平旋转叶轮的扇叶是上下对称的弧形扇叶，自然风吹到扇叶上时，由于凹陷面产生的阻力大于凸起面产生的阻力，所以水平旋转叶轮会顺着凹陷面的方向旋转。所述水平旋转叶轮的中间部分为水平叶轮中心套筒，水平叶轮中心套筒的外圆柱面上开设销钉孔，水平叶轮销钉穿过销钉孔，将水平旋转叶轮固定在转轴的最顶段。

所述转轴为圆柱状，由上到下分为四个外径不等的区域段，最顶段的外径是次大，为水平叶轮安装段，径向开设有叶轮销钉孔；向下第二段的外径最大，上面不安装任何零件，作用是将水平旋转叶轮与轴流风轮分隔开，防止水平旋转叶轮的扇叶碰触到轴流风轮；向下第三段的外径也是次大，与水平叶轮安装段的外径相等，为轴流风轮安装段，径向开设有轴流风轮销钉孔；最底段的外径最小，为小内圈轴承安装段。

所述大内圈轴承的内圈内径较大，内圈安装在转轴的轴流风轮安装段，顶面紧靠在转轴的外径最大段上；所述小内圈轴承的内圈内径较小，内圈安装在转轴的最底段上，顶面紧靠在轴流风轮安装段上。

所述轴承套的最内侧结构形状为沿轴线剖开的半个圆管状，底部设有挡片结构，用于承载轴承的外圈；所述轴承套的外侧结构为耳状的环形结构，环形结构的侧面中部，朝内开设有螺钉孔，通过螺钉装配在铜管的竖直段内。

所述右下旋轴流风轮在侧视角度，轮叶向右下方盘旋而下；所述右上旋轴流风轮在侧视角度，轮叶向右上方盘旋而上；两个轴流风轮的中心套筒上开设有销钉孔，通过轴流风轮销钉固定在转轴上。

所述冷却部分的零件主要是铜管，铜管的顶段为竖直状，其余部分为螺旋状，所述铜管有两件，一个铜管的竖直段内用于安装进风部分的零件，另一个铜管的竖直段内用于安装出风部分的零件；两个铜管的尾端均伸进最底部的储水罐内。

所述储水部分的零件主要是储水罐，所述储水罐为顶部大、底部小的柱状体，内部中空，所述两个铜管分别从储水罐的顶部伸入。

所述输送部分的零件主要是毛细管，所述毛细管从储水罐的底部伸入，另一端延伸至地表的植被层。

本发明的原理为:空气吹动两个水平旋转叶轮转动，带动转轴旋转，最后带动轴流风轮旋转。两个水平旋转叶轮的转向完全相同，但是进风部分、出风部分的轴流风轮的轮叶排布方向相反，最终导致空气从进风部分进入本装置系统，从出风部分排出本装置系统。

地下土壤温度和其深度具有一定规律，从地表到地表下的几十米深度内，土壤温度随着深度的增加和降低；再向下则土壤温度随着深度的增加而增加。利用这个规律，将储水罐埋设在温度最低的土壤层，温度最低土壤层的深度各地不同，一般在几米到十几米之间范围内。

从价格和性能角度分析，金属铜是最佳的导热材料。外部温度较高的空气在流经进风铜管、储水罐、出风铜管时，发生冷凝现象，部分气态水转换为液态水，附着在铜管内壁上，最终汇入储水罐中。最后毛细管将储水罐中的水传导至植被层，为植被提供水能源。

本发明具有的有益效果是：(1)利用水平叶轮和轴流风轮结构，将水平旋转力转换为竖直方向的推进力；(2)利用地下土壤低温和弯曲铜管结构，实现气态水到液态水的冷凝转化；(3)利用毛细管结构，根据植被需求量传输适量的水能量。所以，这种全自动的市政绿化灌溉系统，一次铺设后能节省大量人力，实现全自动的绿化灌溉，为城市环境提供可持续的保护和发展。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是本发明在土壤中的整体装配结构示意图。

图2是本发明在去除土壤状态的整体结构示意图。

图3是本发明的水平旋转叶轮处的局部装配结构示意图。

图4是本发明在靠近水平旋转叶轮处的铜管和螺钉的拆解图。

图5是图4的局部放大示意图。

图6是本发明的竖直段的铜管内的各零件装配图。

图7是本发明的大内圈轴承处的装配结构示意图。

图8是本发明的大内圈轴承处的轴承套拆解示意图。

图9是本发明的小内圈轴承处的装配结构示意图。

图10是本发明的小内圈轴承处的轴承套拆解示意图。

图11是本发明的水平旋转叶轮和转轴的拆解示意图。

图12是本发明的轴流风轮销钉和右下旋轴流风轮的拆解示意图。

图13是本发明的转轴的结构示意图。

图14是本发明的风向流动示意图。

图中涉及的标号：1-水平旋转叶轮、1001-水平叶轮中心套筒、1002-扇叶、1003-水平叶轮销钉孔、2-转轴、2001-水平叶轮安装段、2002-轴流风轮安装段、2003-小内圈轴承安装段、2004-叶轮销钉孔、2005-轴流风轮销钉孔、3-水平叶轮销钉、4-大内圈轴承、5-轴承套、5001-轴承安装平台、5002-轴承套限位片、5003-轴承套螺钉孔、6-右下旋轴流风轮、6001-右下旋轴流风轮销钉孔、7-右上旋轴流风轮、8-轴流风轮销钉、9-小内圈轴承、10-铜管、1010-螺钉安装平台、11-储水罐、12-毛细管、13-螺钉、14-土壤、15-植被、a-水平叶轮旋转方向、b-进风方向、c-出风方向。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明一种全自动的市政绿化灌溉系统作进一步的详细描述。

一种全自动的市政绿化灌溉系统，包括水平旋转叶轮1、转轴2、水平叶轮销钉3、大内圈轴承4、轴承套5、右下旋轴流风轮6、右上旋轴流风轮7、轴流风轮销钉8、小内圈轴承9、铜管10、储水罐11、毛细管12、螺钉13。

本装置系统分为进风部分、出风部分、冷却部分、储水部分、输送部分五个部分：

所述进风部分包含一个水平旋转叶轮1，一个转轴2，一个水平叶轮销钉3，一个大内圈轴承4，四个轴承套5，一个右下旋轴流风轮6，一个轴流风轮销钉8，一个小内圈轴承9，四个螺钉13；

所述出风部分包含一个水平旋转叶轮1，一个转轴2，一个水平叶轮销钉3，一个大内圈轴承4，四个轴承套5，一个右上旋轴流风轮7，一个轴流风轮销钉8，一个小内圈轴承9，四个螺钉13；

如图3、图6、图11所示，所述水平旋转叶轮1的扇叶1002是上下对称的弧形扇叶，自然风吹到扇叶1002上时，由于凹陷面产生的阻力大于凸起面产生的阻力，所以水平旋转叶轮1会顺着凹陷面的方向旋转。所述水平旋转叶轮1的中间部分为水平叶轮中心套筒1001，水平叶轮中心套筒1001的外圆柱面上开设销钉孔1003，水平叶轮销钉3穿过销钉孔1003，将水平旋转叶轮1固定在转轴2的最顶段。

如图13所示，所述转轴2为圆柱状，由上到下分为四个外径不等的区域段，最顶段的外径是次大的，为水平叶轮安装段2001，径向开设有叶轮销钉孔2004；向下第二段的外径最大，上面不安装任何零件，作用是将水平旋转叶轮1与轴流风轮分隔开，防止水平旋转叶轮1的扇叶1002碰触到轴流风轮；向下第三段的外径也是次大，与水平叶轮安装段2001的外径相等，为轴流风轮安装段2002，径向开设有轴流风轮销钉孔2005；最底段的外径最小，为小内圈轴承安装段2003。

所述大内圈轴承4的内圈内径较大，内圈安装在转轴2的轴流风轮安装段2002，顶面紧靠在转轴2的外径最大段上；所述小内圈轴承9的内圈内径较小，内圈安装在转轴2的最底段上，顶面紧靠在轴流风轮安装段2002上。

进一步讲，所述大内圈轴承4和小内圈轴承9的外圈外径和厚度完全相同，唯一区别是大内圈轴承4的内圈内径大于小内圈轴承9。

进一步讲，所述大内圈轴承4和小内圈轴承9的内圈厚度均小于外圈厚度。

如图7、图8、图9、图10所示，所述轴承套5的最内侧结构5001形状为沿轴线剖开的半个圆管状，底部设有挡片结构，用于承载轴承的外圈；所述轴承套5的外侧结构为耳状的环形结构5002，环形结构的侧面中部，朝内开设有螺钉孔5003，通过螺钉13装配在铜管10的竖直段内。

进一步讲，如图7、图9所示，轴承套5两两对接，每一对轴承套5承载一个轴承。

进一步讲，如图8、图10所示，轴承套5的底部挡片开设有半圆形缺口，避开转轴2。

如图6、图12所示，所述右下旋轴流风轮6在侧视角度，轮叶向右下方盘旋而下；所述右上旋轴流风轮7在侧视角度，轮叶向右上方盘旋而上；两个轴流风轮的中心套筒上开设有销钉孔，通过轴流风轮销钉8固定在转轴2上。

所述冷却部分的零件主要是铜管10，铜管10的顶段为竖直状，其余部分为螺旋状，所述铜管10有两件，一个铜管10的竖直段内用于安装进风部分的零件，另一个铜管10的竖直段内用于安装出风部分的零件；两个铜管10的尾端均伸进最底部的储水罐11内。

进一步讲，螺旋状的铜管10能够增加空气传输的路径长度，尽可能增加外部热空气与铜管10的接触面积。

进一步讲，如图4、图5所示，所述铜管10的顶部竖直段，在螺钉孔处设有螺钉安装平台1010，便于固定住螺钉13。

所述螺钉13从铜管10的螺钉孔装入，装配在轴承套的螺钉孔5003中。

如图1、图2、图14所示，所述储水部分的零件主要是储水罐11，所述储水罐11为顶部大、底部小的柱状体，内部中空，所述两个铜管10分别从储水罐11的顶部伸入。

进一步讲，所述储水罐11的材质为金属铜。

如图14所示，所述输送部分的零件主要是毛细管12，所述毛细管12从储水罐11的底部伸入，另一端延伸至地表的植被层。

进一步讲，所述毛细管12的材质为纱线。纱线是用各种纺织纤维加工成一定细度的产品，本实施例中的纱线采用棉纤维，具有良好的输送水分的能力。

如图14所示，空气吹动两个水平旋转叶轮1转动，带动转轴2旋转，最后带动轴流风轮旋转。两个水平旋转叶轮1的转向完全相同，但是进风部分、出风部分的轴流风轮的轮叶排布方向相反，最终导致空气从进风部分进入本装置系统，从出风部分排出本装置系统。

地下土壤温度和其深度具有一定规律，从地表到地表下的几十米深度内，土壤温度随着深度的增加和降低；再向下则土壤温度随着深度的增加而增加。利用这个规律，将储水罐埋设在温度最低的土壤层，温度最低土壤层的深度各地不同，一般在几米到十几米之间范围内。

从价格和性能角度分析，金属铜是最佳的导热材料。外部温度较高的空气在流经进风铜管、储水罐、出风铜管时，发生冷凝现象，部分气态水转换为液态水，附着在铜管10内壁上，最终汇入储水罐11中。最后毛细管12将储水罐11中的水传导至植被层，为植被提供水能源。

本实施例的安装步骤为：提前埋设好铜管10、储水罐11、毛细管12；首先将下侧的一对轴承套5，通过螺钉13安装在铜管10内；然后依次将大内圈轴承4、轴流风轮、小内圈轴承9安装在转轴2上；然后将上侧的一对轴承套5，贴住大内圈轴承4，用工具夹持住大内圈轴承4，将转轴装配体放入铜管10内，如图4所示，最后通过螺钉13将上侧的一对轴承套5固定住；最后将水平旋转叶轮1装配在转轴2上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种全自动的市政绿化灌溉系统，其特征在于：包括水平旋转叶轮(1)、转轴(2)、水平叶轮销钉(3)、大内圈轴承(4)、轴承套(5)、右下旋轴流风轮(6)、右上旋轴流风轮(7)、轴流风轮销钉(8)、小内圈轴承(9)、铜管(10)、储水罐(11)、毛细管(12)、螺钉(13)；

本装置系统分为进风部分、出风部分、冷却部分、储水部分、输送部分五个部分：

所述进风部分包含一个水平旋转叶轮(1)，一个转轴(2)，一个水平叶轮销钉(3)，一个大内圈轴承(4)，四个轴承套(5)，一个右下旋轴流风轮(6)，一个轴流风轮销钉(8)，一个小内圈轴承(9)，四个螺钉(13)；

所述出风部分包含一个水平旋转叶轮(1)，一个转轴(2)，一个水平叶轮销钉(3)，一个大内圈轴承(4)，四个轴承套(5)，一个右上旋轴流风轮(7)，一个轴流风轮销钉(8)，一个小内圈轴承(9)，四个螺钉(13)；

所述水平旋转叶轮(1)的扇叶(1002)是上下对称的弧形扇叶，自然风吹到扇叶(1002)上时，由于凹陷面产生的阻力大于凸起面产生的阻力，所以水平旋转叶轮(1)会顺着凹陷面的方向旋转；所述水平旋转叶轮(1)的中间部分为水平叶轮中心套筒(1001)，水平叶轮中心套筒(1001)的外圆柱面上开设销钉孔(1003)，水平叶轮销钉(3)穿过销钉孔(1003)，将水平旋转叶轮(1)固定在转轴(2)的最顶段；

所述转轴(2)为圆柱状，由上到下分为四个外径不等的区域段，最顶段的外径是次大的，为水平叶轮安装段(2001)，径向开设有叶轮销钉孔(2004)；向下第二段的外径最大，上面不安装任何零件，作用是将水平旋转叶轮(1)与轴流风轮分隔开，防止水平旋转叶轮(1)的扇叶(1002)碰触到轴流风轮；向下第三段的外径也是次大，与水平叶轮安装段(2001)的外径相等，为轴流风轮安装段(2002)，径向开设有轴流风轮销钉孔(2005)；最底段的外径最小，为小内圈轴承安装段(2003)；

所述大内圈轴承(4)的内圈内径较大，内圈安装在转轴(2)的轴流风轮安装段(2002)，顶面紧靠在转轴(2)的外径最大段上；所述小内圈轴承(9)的内圈内径较小，内圈安装在转轴(2)的最底段上，顶面紧靠在轴流风轮安装段(2002)上；

所述轴承套(5)的最内侧结构(5001)形状为沿轴线剖开的半个圆管状，底部设有挡片结构，用于承载轴承的外圈；所述轴承套(5)的外侧结构为耳状的环形结构(5002)，环形结构的侧面中部，朝内开设有螺钉孔(5003)，通过螺钉(13)装配在铜管(10)的竖直段内；

所述右下旋轴流风轮(6)在侧视角度，轮叶向右下方盘旋而下；所述右上旋轴流风轮(7)在侧视角度，轮叶向右上方盘旋而上；两个轴流风轮的中心套筒上开设有销钉孔，通过轴流风轮销钉(8)固定在转轴(2)上；

所述冷却部分的零件主要是铜管(10)，铜管(10)的顶段为竖直状，其余部分为螺旋状，所述铜管(10)有两件，一个铜管(10)的竖直段内用于安装进风部分的零件，另一个铜管(10)的竖直段内用于安装出风部分的零件；两个铜管(10)的尾端均伸进最底部的储水罐(11)内；

所述螺钉(13)从铜管(10)的螺钉孔装入，装配在轴承套的螺钉孔(5003)中；

所述储水部分的零件主要是储水罐(11)，所述储水罐(11)为顶部大、底部小的柱状体，内部中空，所述两个铜管(10)分别从储水罐(11)的顶部伸入；

所述输送部分的零件主要是毛细管(12)，所述毛细管(12)从储水罐(11)的底部伸入，另一端延伸至地表的植被层。

2.根据权利要求1所述的全自动的市政绿化灌溉系统，其特征在于：所述大内圈轴承(4)和小内圈轴承(9)的外圈外径和厚度完全相同，唯一区别是大内圈轴承(4)的内圈内径大于小内圈轴承(9)；所述大内圈轴承(4)和小内圈轴承(9)的内圈厚度均小于外圈厚度。

3.根据权利要求1所述的全自动的市政绿化灌溉系统，其特征在于：所述铜管(10)的顶部竖直段，在螺钉孔处设有螺钉安装平台(1010)，便于固定住螺钉(13)。

4.根据权利要求1所述的全自动的市政绿化灌溉系统，其特征在于：所述储水罐(11)的材质为金属铜。

5.根据权利要求1所述的全自动的市政绿化灌溉系统，其特征在于：所述毛细管(12)的材质为纱线。

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