CN109928326A - 一种使用浮力提升物料的系统 - Google Patents

Abstract

一种使用浮力提升物料的系统，包括高液位储液室、低液位储液室、第一移动机构，在低液位储液室和高液位储液室的不同位置设有第一闸门和第二闸门，设有货物箱以及与货物箱连接的浮箱，设有强迫浮箱沉到低液位储液室底部的浮箱施压机构。本发明的优点是利用浮力来提升物料，减少燃烧燃料，有利于保护环境。此外，本发明可建造于水坝具有很强的实用性。

Description

一种使用浮力提升物料的系统

技术领域

本发明涉及利用液体浮力提升物料的技术。

背景技术

现有的物料提升装置大多依靠燃烧燃料，存在一定的环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种用浮力提升物料的系统，该装置不需燃烧燃料，有利于保护环境。

本发明是这样实现的：一种使用浮力提升物料的系统，设有高液位储液室和低液位储液室，高液位储液室内的液面高度高于低液位储液室内的液面高度，液体在高液位储液室和低液位储液室的底部连通；

设有第一闸门和第二闸门；

第一闸门和第二闸门分别位于低液位储液室和高液位储液室内；或者第一闸门和第二闸门共同位于低液位储液室内，而且分别位于高度不同的两个位置；或者第一闸门和第二闸门共同位于高液位储液室内，而且分别位于高度不同的两个位置；或者第一闸门和第二闸门二者中的一方位于高液位储液室的底部与低液位储液室的底部之间，另一方位于高液位储液室或低液位储液室内；

如果第一闸门位于低液位储液室或者高液位储液室内，当第一闸门关闭时，第一闸门的上、下两侧的空间被第一闸门隔断；如果第一闸门位于高液位储液室的底部与低液位储液室的底部之间，当第一闸门关闭时，高液位储液室与低液位储液室的空间被第一闸门隔断；

如果第二闸门位于低液位储液室或者高液位储液室内，当第二闸门关闭时，第二闸门的上、下两侧的空间被第二闸门隔断；如果第二闸门位于高液位储液室的底部与低液位储液室的底部之间，当第二闸门关闭时，高液位储液室与低液位储液室的空间被第二闸门隔断；

设有用于将需要提升的物料封装在其内的货物箱；

设有可与货物箱连接在一起的浮箱；

设有对连接在一起的浮箱和货物箱施力，强迫浮箱和货物箱沉到低液位储液室底部的浮箱施压机构；

在低液位储液室的底部设有第一移动机构，当浮箱施压机构将浮箱和货物箱沉到低液位储液室的底部后，由第一移动机构带动浮箱和货物箱移动到高液位储液室的底部。

其中一种实施例，所述第一移动机构设有可固定和释放浮箱和货物箱的浮箱锁定机构。

其中一种实施例，所述浮箱锁定机构是电磁铁。

其中一种实施例，所述高液位储液室建造在水坝的高水位一侧，所述低液位储液室建造在水坝低水位的一侧，所述高液位储液室内的液体就是水坝的高水位一侧的水，所述低液位储液室内的液体就是水坝的低水位一侧的水，以水坝的坝体来分隔所述高液位储液室和所述低液位储液室，在坝体的底部开设通道，所述高液位储液室和所述低液位储液室的水在通道处连通，所述第一移动机构可带动所述浮箱和所述货物箱从所述低液位储液室的底部经过通道到达所述高液位储液室的底部。

其中一种实施例，在所述低液位储液室的外面设有可被所述浮箱拖拽的第二从动件，第二从动件设有第二牵引部，所述浮箱可向下顶住第二牵引部，从而通过第二牵引部拖拽第二从动件移动。

其中一种实施例，所述第二从动件是一个链条链轮机构中的链条，所述第二牵引部连接在该链条上，在链条链轮机构中至少有一个链轮连接有第二动力输出轴，由链轮驱动第二动力输出轴转动。

其中一种实施例，所述第二从动件是一条竖立的杆件，所述第二牵引部连接在该杆件上，杆件与一个转轮连接，利用移动的杆件带动转轮转动，转轮连接有第二动力输出轴，由转轮驱动第二动力输出轴转动。

其中一种实施例，所述第二从动件连接有载物箱。

其中一种实施例，所述第二从动件与活塞式压缩机的活塞连接。

本发明的优点是利用浮力提升物料，减少燃烧燃料，有利于保护环境。此外，本发明可建造于水坝具有很强的实用性。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2至图5是实施例一的动作过程示意图；

图6是用导轨约束浮箱的示意图；

图7是本发明实施例二的结构示意图；

图8是本发明实施例三的结构示意图；

图9是本发明实施例四的结构示意图；

图10是本发明实施例五的结构示意图；

图11是本发明实施例六的结构示意图；

图12是本发明实施例七的结构示意图；

图13是本发明实施例八的结构示意图；

图14是本发明实施例九的结构示意图；

图15是本发明实施例十的结构示意图；

图16是本发明实施例十一的结构示意图；

图17是高液位储液室与低液位储液室的组合方式实施例一；

图18是高液位储液室与低液位储液室的组合方式实施例二；

图19是高液位储液室与低液位储液室的组合方式实施例三；

图20是高液位储液室与低液位储液室的组合方式实施例四。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面参照附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。本发明所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅用于名称的区分。

实施例一

一种使用浮力提升物料的系统如图1所示，设有高液位储液室2和低液位储液室3。高液位储液室2内的液体4的液面高度高于低液位储液室3内的液体5的液面高度。所述液体可以是但不限于水。液体4、5在高液位储液室2和低液位储液室3的底部连通。在低液位储液室3内的上端敞口处设置有第一闸门6。当第一闸门6关闭时，第一闸门6的上、下两侧的空间被隔断，使得低液位储液室3的上端敞口封闭。在高液位储液室2内的上端敞口处设有第二闸门7。当第二闸门7关闭时，第二闸门7的上、下两侧的空间被隔断，使得高液位储液室2的上端敞口封闭。

设有货物箱46，货物箱46用于装载需要提升的物料。货物箱46可装载的物料包括人。货物箱46可以采用带有密封盖的箱体。货物箱46连接有浮箱8。浮箱8与货物箱46的连接方式既可以是可拆式连接，也可以是固定连接。可拆式连接可以采用螺栓或者电磁铁连接，通过控制电磁铁来控制浮箱8与货物箱46的连接与分离。浮箱8与货物箱46的固定连接方式，可以是把一个大的箱体分隔成两个隔离的腔室，分别用作浮箱8与货物箱46。

需要说明的是，货物箱46和浮箱8在图1中的位置是随意的，货物箱46和浮箱8可以根据实际需要放置到其他合适的地方。

设有对连接在一起的浮箱8和货物箱46施力，强迫浮箱8和货物箱46沉到低液位储液室3底部的浮箱施压机构44。本实施例的浮箱施压机构44由卷扬机以及连接在卷扬机的牵引绳上的电磁铁45构成。当浮箱8浮在低液位储液室3的液面上时，由电磁铁45吸住浮箱8，由卷扬机拖拽浮箱8下沉，从而强迫浮箱8沉到低液位储液室3的底部。如果浮箱8不具有导磁性，可在浮箱8底部固定铁片等导磁体。浮箱施压机构44除了采用卷扬机外，还可以采用机械手等其他能强迫浮箱下沉的机构。

在低液位储液室3的底部设有第一移动机构14。当浮箱施压机构44将浮箱8和货物箱46拖拽到低液位储液室3的底部后，由第一移动机构14带动浮箱8和货物箱46移动到高液位储液室2的底部。浮箱施压机构44安装在第一移动机构14上，随着第一移动机构14一起移动。第一移动机构14可以采用但不限于丝杆螺母机构或者齿轮齿条机构。

下面结合附图对本发明系统的动作过程作详细说明。如图2所示，打开第一闸门6，将已经连接在一起的货物箱46与浮箱8一起放入低液位储液室3的液体5中，浮箱施压机构44的电磁铁45吸住浮箱。然后如图3所示，浮箱施压机构44拖拽浮箱8和货物箱46沉到低液位储液室3底部。然后如图4所示，由第一移动机构14带动浮箱8移动，使浮箱8和货物箱46移动到高液位储液室2的底部。接着如图5所示，打开第二闸门7，浮箱施压机构44释放浮箱8和货物箱46，浮箱8在高液位储液室2内的液体4的浮力作用下上浮到液面。浮箱8带动货物箱46一起上浮，从而将封装在货物箱46内的物料从较低位置提升至较高位置，实现物料的提升。需要说明的是，在所有动作过程中，第一闸门6和第二闸门7不能同时处于打开状态，必须在第二闸门7关闭的状态下打开第一闸门6，在第一闸门6关闭的状态下打开第二闸门7。

作为最佳实施方式，可在高液位储液室2的底部设置浮箱锁定机构。当第一移动机构14带动浮箱8和货物箱46移动到高液位储液室2的底部后，先由设置在高液位储液室2的底部的浮箱锁定机构将浮箱8固定，待第一移动机构14带动浮箱施压机构44一起回位到低液位储液室3，而且第一闸门6恢复关闭后，浮箱锁定机构再释放浮箱8。设置在高液位储液室2的底部的浮箱锁定机构可以采用但不限于电磁铁。如果浮箱8不具有导磁性，可在浮箱8上固定铁片等导磁体。

为了保证浮箱在升降过程中能够准确到达预定位置，可以采用导轨来约束浮箱的运动轨迹。图6是浮箱与导轨配合的一种实施例。从浮箱8的俯视方向看，浮箱8的四个角带有凹口，四条导轨28分别位于四个凹口内，起到约束浮箱8运动轨迹的作用。图中看到的轨道28是轨道的横截面。

实施例二

本实施例如图7所示。图7中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。图7与图1的不同之处在于浮箱施压机构44不是固定在第一移动机构14上，而是固定在低液位储液室3的底部，而且在第一移动机构14上增设了浮箱锁定机构31。当浮箱施压机构44拖拽浮箱8和货物箱46沉到低液位储液室3的底部后，由浮箱锁定机构31将浮箱8和货物箱46锁定在第一移动机构14上。当第一移动机构14带动浮箱8和货物箱46移动到高液位储液室2的底部后，浮箱锁定机构31再释放浮箱8和货物箱46，使浮箱8和货物箱46能上浮。浮箱锁定机构31可采用但不限于电磁铁。由于浮箱8与货物箱46连接在一起，所以浮箱锁定机构31并不要求必须直接锁定浮箱8，还可以直接锁定货物箱46，同样能起到固定和释放浮箱8的功能。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例三

本实施例如图8所示。图8中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。图8与图1的不同之处在于，第二闸门7设置在高液位储液室2的液面之下，当第二闸门7关闭时，高液位储液室2内的液体隔断成上、下两部分。本实施例的动作过程与实施例一基本相同，但是应在浮箱8带动货物箱46一起上浮的时候打开第二闸门7。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例四

本实施例如图9所示。图9中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。图9与图1的不同之处在于，第二闸门7位于高液位储液室2的底部与低液位储液室3的底部之间，关闭的第二闸门7可将高液位储液室3与低液位储液室2的液体隔断。本实施例的动作过程与实施例一基本相同，所不同的是应在第一移动机构14带动浮箱8和货物箱46移动的时候打开第二闸门7。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例五

本实施例如图10所示。图10中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。图10与图1的不同之处在于，第一闸门6位于高液位储液室2的底部与低液位储液室3的底部之间，第二闸门7位于高液位储液室2的液面之下。当第一闸门6关闭时，可将高液位储液室3与低液位储液室2的液体隔断。当第二闸门7关闭时，高液位储液室2内的液体隔断成上、下两部分。本实施例的动作过程与实施例一基本相同，所不同的是应在第一移动机构14带动浮箱8和货物箱46移动的时候打开第一闸门6。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例六

本实施例如图11所示。图11中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。图11与图1的不同之处在于，第一闸门6位于高液位储液室2的底部与低液位储液室3的底部之间，关闭的第一闸门6可将高液位储液室3与低液位储液室2的液体隔断。本实施例的动作过程与实施例一基本相同，所不同的是应在第一移动机构14带动浮箱8和货物箱46移动的时候打开第一闸门6。

实施例七

本实施例如图12所示。图12中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。图12与图1的不同之处在于，第一闸门6设置在高液位储液室2的液面之下，当第一闸门6关闭时，将高液位储液室内2的液体隔断成上、下两部分。本实施例的动作过程与实施例一基本相同，所不同的是应在浮箱8带动货物箱46上浮的时候打开第一闸门6。当然，在打开第二闸门7的时候也应先关闭第一闸门6。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例八

本实施例如图13所示。除特别说明外，图13中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。本实施例的特点是第一闸门6和第二闸门7共同位于低液位储液室3内。第一闸门6设置在低液位储液室3内的上端敞口处，第二闸门7设置在低液位储液室3内的液面之下。当第一闸门6关闭时，第一闸门6的上、下两侧的空间被隔断，使得低液位储液室3的上端敞口封闭。当第二闸门7关闭时，第二闸门7的上、下两侧的空间被隔断，使得位于第二闸门7上方的液体与位于第二闸门7下方的液体隔断。

本实施例的动作原理与实施例一不同之处在于，第一闸门6和第二闸门7是在浮箱8与货物箱46一起沉落到第一移动机构14的过程中依次打开的。先打开第一闸门6，待浮箱8和货物箱46一起进入到第一闸门6和第二闸门7之间的位置后，再打开第二闸门7，由浮箱施压机构44拖拽浮箱8连同货物箱46一起沉到低液位储液室3底部。第一闸门6和第二闸门7不能同时处于打开状态。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例九

本实施例如图14所示。图14中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。本实施例在实施例一的基础上，在低液位储液室3的外面增设了由链条32和链轮33组成的链条链轮机构。以链条32作为可被浮箱8拖拽的第二从动件。链条32设有第二牵引部34。在放下浮箱8和货物箱46的时候，浮箱8可向下顶住第二牵引部34，从而通过第二牵引部34拖拽链条32移动，由链条32带动链轮33转动。在链轮33上连接有第二动力输出轴35，由链轮33驱动第二动力输出轴35转动。通过第二动力输出轴35可向外输出动力。为了让第二牵引部34能够在被浮箱8拖拽后返回到原位，在链条32的末端连接有配重36。

作为一种实施方式，可以在多个链轮上分别连接一条第二动力输出轴35。这样就可以有多条第二动力输出轴35。

作为一种实施方式，作为第二从动件的链条32还连接有载物箱41。当浮箱8带动链条32移动的时候，同时带动载物箱41移动，从而可以利用载物箱41搬运货物或者人员。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例十

本实施例如图15所示。图15中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。本实施例在实施例一的基础上，在低液位储液室3的外面增设了一条竖立的杆件37作为可被浮箱8拖拽的第二从动件。杆件37连接有第二牵引部34。在放下浮箱8和货物箱46的时候，浮箱8可向下顶住第二牵引部34，从而通过第二牵引部34拖拽杆件37向下移动。杆件37与一个转轮38连接。利用向下移动的杆件37带动转轮38转动。转轮38连接第二动力输出轴35，由转轮38驱动第二动力输出轴35转动，从而实现动力的输出。杆件37与转轮38的连接方式有多种，例如，杆件37紧压着转轮38，杆件37通过摩擦力带动转轮38转动，或者，将杆件37做成齿条，转轮38做成与该齿条啮合的齿轮，构成齿轮齿条机构，又或者，将杆件37和转轮38连接成曲柄滑块机构，转轮38作为曲柄，杆件37作为带动曲柄转动的滑块。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一。

实施例十一

本实施例如图16所示。图16中的与图1相同的标号表示的是功能、结构相同的零部件。本实施例与实施例九的不同之处在于，作为第二从动件的链条32与一个活塞式压缩机的活塞42连接。当浮箱8带动链条32移动的时候，同时带动活塞42移动，使活塞式压缩机对外做功，实现对外输出动力。活塞式压缩机的活塞缸43内的工作介质可以是空气、水、或者油等各种流体。

作为本实施例的另外一种实施方式，可以省去链条32和链轮33，将第二牵引部34直接与活塞式压缩机的活塞42连接。在放下浮箱8的时候，浮箱8向下顶住第二牵引部34，从而直接带动活塞42移动。

本实施例未述及的结构和动作原理可参照实施例一和实施例九。

以上各实施例的结构可以互相灵活组合构成新的实施例。例如，各实施例中的浮箱施压机构44都可以安装在实施例二所述的位置，并且相应地增加实施例二所述的浮箱锁定机构31。

以上各实施例都只有一个高液位储液室和一个低液位储液室，但本发明不限于此。本发明可以将高液位储液室和低液位储液室以不同的数量、不同的排列方式组合在一起。图17至图20列举了几种从俯视方向看到的高液位储液室和低液位储液室的组合方式。在图17和图18中，一个低液位储液室3的四周环绕多个高液位储液室2。在图19中，低液位储液室3和高液位储液室2分别排成一排。在图20中，高液位储液室2为圆环形，圆环的中间包围低液位储液室3。在图17至图20所示的各种排列方式中，每一个高液位储液室2都能与一个低液位储液室3配对，构成上述各实施例中的一个高液位储液室和一个低液位储液室，相应地，每两个配对的高液位储液室和低液位储液室至少配置一个浮箱、一个货物箱。如此，每两个配对的高液位储液室和低液位储液室就可以组成一个提升物料的子系统，整个系统由多个子系统构成，可以同时提升多个货物箱。

需要说明的是，本发明所述高液位储液室和低液位储液室的体积可以做得很大。本发明可依托水坝的坝体而建。所述高液位储液室建造在水坝的高水位一侧，所述低液位储液室建造在水坝低水位的一侧，高液位储液室内的液体就是水坝的高水位一侧的水，低液位储液室内的液体就是水坝的低水位一侧的水，以水坝的坝体来分隔高液位储液室和低液位储液室，在坝体的底部开设通道，高液位储液室和低液位储液室的水在通道处连通，所述第一移动机构带动所述浮箱和所述货物箱从低液位储液室的底部经过通道到达高液位储液室的底部。如此，本发明扩展了水坝的功能，令水坝一物多用。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种使用浮力提升物料的系统，其特征是：

设有高液位储液室和低液位储液室，高液位储液室内的液面高度高于低液位储液室内的液面高度，液体在高液位储液室和低液位储液室的底部连通；

设有第一闸门和第二闸门；

第一闸门和第二闸门分别位于低液位储液室和高液位储液室内；或者第一闸门和第二闸门共同位于低液位储液室内，而且分别位于高度不同的两个位置；或者第一闸门和第二闸门共同位于高液位储液室内，而且分别位于高度不同的两个位置；或者第一闸门和第二闸门二者中的一方位于高液位储液室的底部与低液位储液室的底部之间，另一方位于高液位储液室或低液位储液室内；

如果第一闸门位于低液位储液室或者高液位储液室内，当第一闸门关闭时，第一闸门的上、下两侧的空间被第一闸门隔断；如果第一闸门位于高液位储液室的底部与低液位储液室的底部之间，当第一闸门关闭时，高液位储液室与低液位储液室的空间被第一闸门隔断；

如果第二闸门位于低液位储液室或者高液位储液室内，当第二闸门关闭时，第二闸门的上、下两侧的空间被第二闸门隔断；如果第二闸门位于高液位储液室的底部与低液位储液室的底部之间，当第二闸门关闭时，高液位储液室与低液位储液室的空间被第二闸门隔断；

设有用于将需要提升的物料封装在其内的货物箱；

设有可与货物箱连接在一起的浮箱；

设有对连接在一起的浮箱和货物箱施力，强迫浮箱和货物箱沉到低液位储液室底部的浮箱施压机构；

在低液位储液室的底部设有第一移动机构，当浮箱施压机构将浮箱和货物箱沉到低液位储液室的底部后，由第一移动机构带动浮箱和货物箱移动到高液位储液室的底部。

2.如权利要求1所述的一种使用浮力提升物料的系统，其特征是：所述第一移动机构设有可固定和释放浮箱和货物箱的浮箱锁定机构。

3.如权利要求2所述的一种使用浮力提升物料的系统，其特征是：所述浮箱锁定机构是电磁铁。

4.如权利要求1所述的一种使用浮力提升物料的系统，其特征是：所述高液位储液室建造在水坝的高水位一侧，所述低液位储液室建造在水坝低水位的一侧，所述高液位储液室内的液体就是水坝的高水位一侧的水，所述低液位储液室内的液体就是水坝的低水位一侧的水，以水坝的坝体来分隔所述高液位储液室和所述低液位储液室，在坝体的底部开设通道，所述高液位储液室和所述低液位储液室的水在通道处连通，所述第一移动机构可带动所述浮箱和所述货物箱从所述低液位储液室的底部经过通道到达所述高液位储液室的底部。

5.如权利要求1所述的一种使用浮力提升物料的系统，其特征是：在所述低液位储液室的外面设有可被所述浮箱拖拽的第二从动件，第二从动件设有第二牵引部，所述浮箱可向下顶住第二牵引部，从而通过第二牵引部拖拽第二从动件移动。

6.如权利要求5所述的一种使用浮力提升物料的系统，其特征是：所述第二从动件是一个链条链轮机构中的链条，所述第二牵引部连接在该链条上，在链条链轮机构中至少有一个链轮连接有第二动力输出轴，由链轮驱动第二动力输出轴转动。

7.如权利要求5所述的一种使用浮力提升物料的系统，其特征是：所述第二从动件是一条竖立的杆件，所述第二牵引部连接在该杆件上，杆件与一个转轮连接，利用移动的杆件带动转轮转动，转轮连接有第二动力输出轴，由转轮驱动第二动力输出轴转动。

8.如权利要求5所述的一种使用浮力提升物料的系统，其特征是：所述第二从动件连接有载物箱。

9.如权利要求5所述的一种使用浮力提升物料的系统，其特征是：所述第二从动件与活塞式压缩机的活塞连接。