CN111305994A - 一种水锤泵发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水锤泵发电系统，包括水锤泵、蓄水池以及配合使用的活塞泵和液压泵，水锤泵包括进水管、扬水管、气缸以及尾水管，扬水管延长并伸入进水管中，尾水管延长并伸入蓄水池中，气缸内设有第一活塞、第一飞轮、第二飞轮、第一曲轴以及第一连杆；尾水管上口处设有环口磁铁，尾水管中设有悬浮磁铁，尾水管下口处设有泄水阀门，泄水阀门与悬浮磁铁之间设有导杆，尾水管内壁上设有磁铁支架，磁铁支架设置于悬浮磁铁下方；活塞泵包括第二活塞、第三活塞、第二曲轴、第三飞轮、第四飞轮、第二连杆以及第三连杆；本发明合理利用水锤压力，将势能有效的转化为电能，解决了获取电能中存在的成本高、有能耗、污染严重的问题。

Description

一种水锤泵发电系统
技术领域
本发明涉及一种发电系统，具体是指一种水锤泵发电系统。
背景技术
水锤泵是古老的提水工具，也是无能耗水泵，无需油和电等其它能源，它可以把泵内的15％的水提高几十米甚至几百米，同时也浪费掉了85％的尾水，24小时提水量也只有几十甚至几百立方米。这样的提水效率太低了，所以，水锤泵没有普及，水锤的破坏力是十分可怕的，高达10Mp以上的压力，就像高速行驶的汽车突然撞墙一样的后果。但是它也有优点，利用地球引力作用，高位蓄水具有落差势能，快速流动的水突然受阻产生比正常压力大几十倍甚至数百倍的水锤压力。也就是高达10Mp以上的压力，属于高压范畴，有利用价值。如果把扬水和尾水收集起来返回到4～6米的高位蓄水池，保留30米的进水管道和7～9度的坡度。取消上游流动的河流，做一个封闭式的水锤泵，既可以循环利用，又可以输出10Mp的动力，进行空气储能，可以直接驱动摩擦片摩擦生热产生1000度高温加热高压锅炉烧开水；也可以利用压缩功产生1000度高温加热高压炉烧开水，实现内能转化为电能，代替核燃料、化石燃料，发展清洁、环保、高效的新型能源；现有多种获取电能的系统存在成本高、有能耗、污染严重的问题。
所以，一种清洁、环保、高效发电的水锤泵发电系统成为人们亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术水锤泵的水锤压力不能有效利用、造成能量的浪费等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种水锤泵发电系统，包括水锤泵、蓄水池以及配合使用的活塞泵，所述水锤泵包括进水管、扬水管、气缸以及尾水管，所述扬水管延长并伸入进水管中，所述尾水管延长并伸入蓄水池中，所述气缸内设有第一活塞、第一飞轮、第二飞轮、第一曲轴以及第一连杆；所述第一曲轴的两端穿过气缸壁并与气缸活动连接，所述第一飞轮、第二飞轮设置于第一曲轴两端，所述第一连杆一端与第一曲轴连接，另一端与第一活塞连接，所述第一活塞在气缸内做上下往复直线运动；
所述尾水管上口处设有环口磁铁，所述尾水管中设有悬浮磁铁，所述尾水管下口处设有泄水阀门，所述泄水阀门与悬浮磁铁之间设有导杆，所述尾水管内壁上设有磁铁支架，所述磁铁支架设置于悬浮磁铁下方；
所述水锤泵外侧壁上设有第一圆孔、第二圆孔，所述水锤泵底部内侧面上设有第一轨道和第二轨道，所述水锤泵底部外侧面上设有底座；
所述活塞泵包括第二活塞、第三活塞、第二曲轴、第三飞轮、第四飞轮、第二连杆以及第三连杆，所述第三飞轮、第四飞轮设置于第二曲轴两端，所述第二连杆一端穿过第一圆孔与第二活塞连接，另一端与第二曲轴连接，所述第三连杆一端穿过第二圆孔与第三活塞连接，另一端与第二曲轴连接，所述第二活塞底部设有支撑板，所述支撑板上设有第一阀门，所述第一阀门上方设有第二阀门。
进一步地，所述第一阀门、第二阀门均为单向阀门，第一阀门为尾水管进水口，第二阀门为尾水管出水口。
进一步地，所述第一飞轮、第二飞轮的输出轴与液压泵连接，所述第二飞轮、第三飞轮与液压泵连接；液压泵安装在第一飞轮、第二飞轮的输出轴上，驱动钨钢片摩擦产生一千度高温热源，辐射加热高压锅炉里的液态金属产生高温高压带电等离子体切割强磁场，实现磁流体发电，第二连杆、第三连杆与第三曲轴用液压泵连接，增加活塞泵回收尾水的动力。
进一步地，所述进水管与水平面之间形成7度-9度夹角。
进一步地，所述蓄水池底部设有支撑架，所述支撑架的高度为4米。
进一步地，所述扬水管的管口设置于第一活塞的上止点与下止点之间。
进一步地，所述第一轨道、第二轨道设置于第三活塞底部，所述第三活塞在第一轨道、第二轨道上往复运动。
进一步地，所述磁铁支架呈环状设置。
进一步地，所述水锤泵外表面、蓄水池外表面以及活塞泵外表面均设有防腐层。
进一步地，所述尾水管与活塞泵的连接处设有尾水池。
与现有技术相比，本发明的优点：本发明采用水锤泵、活塞泵以及蓄水池的配合结构，使得水锤泵的水锤压力得到有效的利用，将势能有效的转化为电能，解决了获取电能中存在的成本高、有能耗、污染严重的问题；本发明采用水的动能带动活塞进行机械运动从而转化成电能，活塞在运动过程中会摩擦生热，故水锤泵也可以用于寒冷的环境中；本发明还可以用于大型的舰船上，组合若干水锤泵、若干辐射加热高压锅炉以及，高压锅炉给固态金属加热，温度升高成等离子态后直接切割磁场，也就是磁流体发电，实现发电的目的，为海洋舰船提供强大动力；本发明设计合理，值得大力推广。
附图说明
图1是一种水锤泵发电系统的剖面示意图；
如图所示：1、水锤泵，2、蓄水池，3、活塞泵，4、进水管，5、扬水管，6、气缸，7、尾水管，8、第一活塞，9、第一飞轮，10、第二飞轮，11、第一曲轴，12、第一连杆，13、环口磁铁，14、悬浮磁铁，15、泄水阀门，16、导杆，17、磁铁支架，18、第一圆孔，19、第二圆孔，20、第一轨道，21、第二轨道，22、底座，23、第二活塞，24、第三活塞，25、第二曲轴，26、第三飞轮，27、第四飞轮，28、第二连杆，29、第三连杆，30、支撑板，31、第一阀门，32、第二阀门，33、支撑架，34、防腐层，35、液压泵，36、尾水池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
在本发明的描述中，需要解释的是，术语“上方”、“下方”、“内”、“外”“顶部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义
结合附图1，对本发明进行详细介绍。
本发明在具体实施时提供了一种水锤泵发电系统，包括水锤泵1、蓄水池2以及配合使用的活塞泵3，其特征在于：所述水锤泵1包括进水管4、扬水管5、气缸6以及尾水管7，所述扬水管5延长并伸入进水管4中，所述尾水管7延长并伸入蓄水池2中，所述气缸6内设有第一活塞8、第一飞轮9、第二飞轮10、第一曲轴11以及第一连杆12；所述第一曲轴11的两端穿过气缸6壁并与气缸6活动连接，所述第一飞轮9、第二飞轮10设置于第一曲轴11两端，所述第一连杆12一端与第一曲轴11连接，另一端与第一活塞8连接，所述第一活塞8在气缸6内做上下往复直线运动；
所述尾水管7上口处设有环口磁铁13，所述尾水管7中设有悬浮磁铁14，所述尾水管7下口处设有泄水阀门15，所述泄水阀门15与悬浮磁铁14之间设有导杆16，所述尾水管7内壁上设有磁铁支架17，所述磁铁支架17设置于悬浮磁铁14下方；
所述水锤泵1外侧壁上设有第一圆孔18、第二圆孔19，所述水锤泵1底部内侧面上设有第一轨道20和第二轨道21，所述水锤泵1底部外侧面上设有底座22；
所述活塞泵3包括第二活塞23、第三活塞24、第二曲轴25、第三飞轮26、第四飞轮27、第二连杆28以及第三连杆29，所述第三飞轮26、第四飞轮27设置于第二曲轴25两端，所述第二连杆28一端穿过第一圆孔18与第二活塞23连接，另一端与第二曲轴25连接，所述第三连杆29一端穿过第二圆孔19与第三活塞24连接，另一端与第二曲轴25连接，所述第二活塞23底部设有支撑板30，所述支撑板30上设有第一阀门31，所述第一阀门31上方设有第二阀门32。
所述第一阀门31、第二阀门32均为单向阀门，第一阀门31为尾水管进水口，第二阀门32为尾水管出水口。
所述第一飞轮9、第二飞轮10的输出轴与液压泵35连接，所述第三飞轮26、第四飞轮27与液压泵35连接。
所述进水管4与水平面之间形成7度-9度夹角。
所述蓄水池2底部设有支撑架33，所述支撑架33的高度为4米。
所述扬水管5的管口设置于第一活塞8的上止点与下止点之间。
所述第一轨道20、第二轨道21设置于第三活塞24底部，所述第三活塞24在第一轨道20、第二轨道21上往复运动。
所述磁铁支架17呈环状设置。
所述水锤泵1外表面、蓄水池2外表面以及活塞泵3外表面均设有防腐层34。
所述尾水管7与活塞泵3的连接处设有尾水池36。
本发明一种水锤泵发电系统的工作原理及其具体实施过程如下：快速流动的水经进水管4流进水锤泵1中，猛烈撞击第三活塞24，使第三活塞24做水平往复运动，第三活塞24运动时通过第三连杆29带动第二曲轴25进行圆周运动，第二曲轴25带动第二连杆28进行水平往复运动，同时使得尾水管7下口处的泄水阀门15往上运动，尾水通过第一阀门31进入活塞泵3中，第二活塞23瞬间回程有离心力和负水锤的力推动尾水经过第二阀门32排送到蓄水池；当尾水管5泄水阀门15受到向上的推力时，悬浮磁铁14上浮吸住环口磁铁13，处于关闭状态，反之悬浮磁铁14处于悬浮状态，坐落在磁铁支架17，空气进入尾水管7至水锤泵1内；当发生水锤效应时，第一活塞8猛烈做上下往复直线运动，通过第一连杆12动第一曲轴11旋转，由第一飞轮9、第二飞轮10输出动力；由于第一活塞8上下往复运动时存在上止点、下止点，且扬水管5口设置于上止点、下止点之间，故可以把扬水排出至蓄水池2。
本发明采用水锤泵1、活塞泵2以及蓄水池3的配合结构，使得水锤泵1的水锤压力得到有效的利用，将势能有效的转化为电能，解决了获取电能中存在的成本高、有能耗、污染严重的问题；本发明采用水的动能带动活塞进行机械运动从而转化成电能，活塞在运动过程中会摩擦生热，故水锤泵1也可以用于寒冷的环境中；本发明还可以用于大型的舰船上，组合若干水锤泵和若干辐射加热高压锅炉，高压锅炉给固态金属加热，温度升高成等离子态后直接切割磁场，也就是磁流体发电，实现发电的目的，为海洋舰船提供强大动力；本发明设计合理，值得大力推广。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水锤泵发电系统，包括水锤泵(1)、蓄水池(2)以及配合使用的活塞泵(3)和液压泵(35)，其特征在于：所述水锤泵(1)包括进水管(4)、扬水管(5)、气缸(6)以及尾水管(7)，所述扬水管(5)延长并伸入进水管(4)中，所述尾水管(7)延长并伸入蓄水池(2)中，所述气缸(6)内设有第一活塞(8)、第一飞轮(9)、第二飞轮(10)、第一曲轴(11)以及第一连杆(12)；所述第一曲轴(11)的两端穿过气缸(6)壁并与气缸(6)活动连接，所述第一飞轮(9)、第二飞轮(10)设置于第一曲轴(11)两端，所述第一连杆(12)一端与第一曲轴(11)连接，另一端与第一活塞(8)连接，所述第一活塞(8)在气缸(6)内做上下往复直线运动；
所述尾水管(7)上口处设有环口磁铁(13)，所述尾水管(7)中设有悬浮磁铁(14)，所述尾水管(7)下口处设有泄水阀门(15)，所述泄水阀门(15)与悬浮磁铁(14)之间设有导杆(16)，所述尾水管(7)内壁上设有磁铁支架(17)，所述磁铁支架(17)设置于悬浮磁铁(14)下方；
所述水锤泵(1)外侧壁上设有第一圆孔(18)、第二圆孔(19)，所述水锤泵(1)底部内侧面上设有第一轨道(20)和第二轨道(21)，所述水锤泵(1)底部外侧面上设有底座(22)；
所述活塞泵(3)包括第二活塞(23)、第三活塞(24)、第二曲轴(25)、第三飞轮(26)、第四飞轮(27)、第二连杆(28)以及第三连杆(29)，所述第三飞轮(26)、第四飞轮(27)设置于第二曲轴(25)两端，所述第二连杆(28)一端穿过第一圆孔(18)与第二活塞(23)连接，另一端与第二曲轴(25)连接，所述第三连杆(29)一端穿过第二圆孔(19)与第三活塞(24)连接，另一端与第二曲轴(25)连接，所述第二活塞(23)底部设有支撑板(30)，所述支撑板(30)上设有第一阀门(31)，所述第一阀门(31)上方设有第二阀门(32)。
2.根据权利要求1所述的一种水锤泵发电系统，其特征在于：所述第一阀门(31)、第二阀门(32)均为单向阀门，第一阀门(31)为尾水管进水口，第二阀门(32)为尾水管出水口。
3.根据权利要求1所述的一种水锤泵发电系统，其特征在于：所述第一飞轮(9)、第二飞轮(10)的输出轴与液压泵(35)连接，所述第三飞轮(26)、第四飞轮(27)与液压泵(35)连接。
4.根据权利要求1所述的一种水锤泵发电系统，其特征在于：所述进水管(4)与水平面之间形成7度-9度夹角。
5.根据权利要求1所述的一种水锤泵发电系统，其特征在于：所述蓄水池(2)底部设有支撑架(33)，所述支撑架(33)的高度为4米。
6.根据权利要求1所述的一种水锤泵发电系统，其特征在于：所述扬水管(5)的管口设置于第一活塞(8)的上止点与下止点之间。
7.根据权利要求1所述的一种水锤泵发电系统，其特征在于：所述第一轨道(20)、第二轨道(21)设置于第三活塞(24)底部，所述第三活塞(24)在第一轨道(20)、第二轨道(21)上往复运动。
8.根据权利要求1所述的一种水锤泵发电系统，其特征在于：所述磁铁支架(17)呈环状设置。
9.根据权利要求1所述的一种水锤泵发电系统，其特征在于：所述水锤泵(1)外表面、蓄水池(2)外表面以及活塞泵(3)外表面均设有防腐层(34)。
10.根据权利要求1所述的一种水锤泵发电系统，其特征在于：所述尾水管(7)与活塞泵(3)的连接处设有尾水池(36)。
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