CN112064584B - 一种缺水地区用空气取水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及节能环保技术领域，且公开了一种缺水地区用空气取水装置，包括导风管，导风管的顶部固定安装有顶罩，导风管的底部固定安装有储水罐，顶罩的顶部活动安装有叶轮，导风管的内部固定安装有冷凝管，所述顶罩内部的中圈位置固定安装有分隔装置，所述分隔装置的中部活动套接有与叶轮固定连接的转轴，所述转轴的下半部为实心轴且外圈均匀固定安装有螺旋叶，所述冷凝管底端的内圈固定套接有通气轴，所述通气轴的两侧开设有限位滑槽，所述限位滑槽的内部活动套接有滑条，所述滑条的底部固定连接有悬浮块，通过这种流通的设计并且配有转动限制结构和蒸发保护装置大大提高了空气取水的效果和效率。

Description

一种缺水地区用空气取水装置

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，具体为一种缺水地区用空气取水装置。

背景技术

如今水资源缺乏是世界的一个难题，随着气候和污染等的变化导致可用的水资源越来越少，在很多常年降雨量少的缺水地区对水的需求特别大，因此为了能够获得更多的水发明出了空气取水器，其原理简单即利用温差冷凝空气使得其中的水分液化从而收集起来利用，其大多都采用风力和地下的温差实现，节约了能源同时还满足了对水资源的需求，但是在现有的空气取水装置还是存在一些问题：

在利用空气取水器进行取水的时候，利用的是顶部叶轮将空气沿导气管向底部导流实现冷凝的效果，但是由于导流管只存在一个向上的开口，因此从顶部向底部导气的方式会造成进气阻力大同时内部冷凝后的空气不易排出，无法形成空气循环的过程，使得冷凝部位始终存在一些冷凝完的无用空气，这样就造成了效率低，而本身这种装置取水就需要时间，这样只会更加浪费时间，同时需要将储水罐储存满需要的时间长还会造成内部再蒸发的情况，进一步降低了取水效率，同时由于风力的大小也是无法控制的，当风力过大时就会造成空气流动快，也会造成冷凝后的水随气流蒸发一部分，而且风力大的时候还附带更多的杂质等降低取水的质量。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种缺水地区用空气取水装置，具备取水效率高的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种缺水地区用空气取水装置，包括导风管，导风管的顶部固定安装有顶罩，导风管的底部固定安装有储水罐，顶罩的顶部活动安装有叶轮，导风管的内部固定安装有冷凝管，所述顶罩内部的中圈位置固定安装有分隔装置，所述顶罩内部位于分隔装置外圈的中部固定安装有过滤层，所述分隔装置的中部活动套接有与叶轮固定连接的转轴，所述转轴的上半部为空心轴且在顶端外圈开设有出气孔，所述转轴的下半部为实心轴且外圈均匀固定安装有螺旋叶，所述螺旋叶与叶轮的螺旋方向相同，所述转轴的中部位于空心轴与实心轴处开设有透气孔，所述顶罩的顶部均匀开设有通孔，所述冷凝管底端的内圈固定套接有通气轴，所述通气轴的两侧开设有限位滑槽，所述限位滑槽的内部活动套接有滑条，所述滑条的底部固定连接有悬浮块。

优选的，所述分隔装置的中部开设有转动限制环槽，所述转轴位于转动限制环槽处的外圈呈环状均匀固定安装有固定头，所述固定头的外顶端活动套接有摩擦块，所述摩擦块的内部开设有限位腔，所述固定头的外顶端伸入到限位腔内部且与靠近外圈的侧壁抵压接触，所述固定头外顶端靠近内侧的一面与限位腔之间固定连接有活动套接在固定头轴外圈的弹簧。

优选的，所述悬浮块呈圆柱状且在中部开设有呈土字状的进气孔，所述悬浮块的内部位于进气孔底部的中部位置活动套接有封堵块，所述封堵块的顶部通过拉绳穿过进气孔固定连接有气球，所述进气孔的顶端高度低于滑条的底面高度。

优选的，所述冷凝管底部外圈均匀固定安装有环状的冷凝片，所述冷凝片靠近中圈位置的高度大于靠近外圈位置的高度。

优选的，所述摩擦块采用与转动限制环槽之间摩擦系数大的高密度材料制成，所述摩擦块在转轴转速低的时候与外圈与转动限制环槽之间接触且无压力。

优选的，所述气球采用低密度材料制成且内部填充有密度低于空气的轻气体，所述封堵块的顶部直径大于进气孔的直径。

本发明具备以下有益效果：

通过在冷凝管的上下位置设置有转轴和通气轴并且连通，同时在转轴的顶部设置叶轮和内部设置螺旋叶，相较于现有技术来说，利用风力带动叶轮可以实现向上的吹力作用，同时螺旋叶会跟随转动并且也向顶部带动空气流动，而冷凝管的底部通过通气轴与导气管连通，可以实现空气的流通，更利于冷凝效果，而且排出的空气都是最底部的，保证已经完全冷凝过后其内部的含水量以低于冷凝条件，而且在排出冷凝空气的同时其还会与冷凝管顶部接触从而将低温传导至冷凝管上加速冷凝提高效率，同时还通过转轴与分隔装置之间的固定头和摩擦块设计，可以利用离心力和摩擦力的原理实现自锁功能，保证了转轴的转动在需要的转动范围内，避免了因风力过大而产生的蒸发情况，保证取水的效率。

附图说明

图1为本发明结构整体示意图；

图2为本发明结构内部剖面图；

图3为本发明结构横向剖面图；

图4为图2中部分位置放大图；

图5为图2中A处放大图；

图6为图3中B处放大图。

图中：1、导风管；2、顶罩；201、通孔；3、储水罐；4、叶轮；5、分隔装置；501、转动限制环槽；6、冷凝管；601、冷凝片；7、转轴；701、出气孔；702、透气孔；703、螺旋叶；8、通气轴；801、限位滑槽；9、滑条；10、悬浮块；1001、进气孔；1002、封堵块；1003、气球；11、过滤层；12、固定头；13、摩擦块；1301、限位腔；14、弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，一种缺水地区用空气取水装置，包括导风管1，导风管1的顶部固定安装有顶罩2，导风管1的底部固定安装有储水罐3，顶罩2的顶部活动安装有叶轮4，导风管1的内部固定安装有冷凝管6，顶罩2内部的中圈位置固定安装有分隔装置5，顶罩2内部位于分隔装置5外圈的中部固定安装有过滤层11，分隔装置5的中部活动套接有与叶轮4固定连接的转轴7，转轴7的上半部为空心轴且在顶端外圈开设有出气孔701，转轴7的下半部为实心轴且外圈均匀固定安装有螺旋叶703，螺旋叶703与叶轮4的螺旋方向相同，相同的螺旋方式可以将空气全部向顶部带动，从而实现了冷凝后冷空气的排出，同时由于空气流通的原因也不需要再增加热空气进气的驱动，转轴7的中部位于空心轴与实心轴处开设有透气孔702，顶罩2的顶部均匀开设有通孔201，冷凝管6底端的内圈固定套接有通气轴8，通气轴8的两侧开设有限位滑槽801，限位滑槽801的内部活动套接有滑条9，滑条9的长度大于冷凝管6底面距离储水罐3底部的距离，保证空气只能通过悬浮块10进入冷凝管6内部，滑条9的底部固定连接有悬浮块10，分隔装置5的中部开设有转动限制环槽501，转轴7位于转动限制环槽501处的外圈呈环状均匀固定安装有固定头12，固定头12的外顶端活动套接有摩擦块13，摩擦块13的内部开设有限位腔1301，固定头12的外顶端伸入到限位腔1301内部且与靠近外圈的侧壁抵压接触，固定头12外顶端靠近内侧的一面与限位腔1301之间固定连接有活动套接在固定头12轴外圈的弹簧14，弹簧14主要起到减振的作用，同时其也是限位的一种，保证固定头12与摩擦块13之间的相对位置不会发生明显的偏移，始终处于正常工作范围内，悬浮块10呈圆柱状且在中部开设有呈土字状的进气孔1001，悬浮块10的内部位于进气孔1001底部的中部位置活动套接有封堵块1002，封堵块1002的顶部通过拉绳穿过进气孔1001固定连接有气球1003，进气孔1001的顶端高度低于滑条9的底面高度，保证进气孔1001不会完全可以与空气接触，保证空气的流通量。

其中，冷凝管6底部外圈均匀固定安装有环状的冷凝片601，冷凝片601靠近中圈位置的高度大于靠近外圈位置的高度，通过安装冷凝片601的方式可以增加空气的冷凝的接触面积，从而提高冷凝的效果和效率，冷凝片601的截面为斜面是为了将冷凝后的水顺流滴下不会积存，同时冷凝片601安装在冷凝管6的外侧也可以的得到冷凝管6内部流通的冷空气的冷却，更有利于冷却。

其中，摩擦块13采用与转动限制环槽501之间摩擦系数大的高密度材料制成，摩擦块13在转动过程中受到离心力，而其摩擦系数和质量大就可以在离心力大的时候与转动限制环槽501的内壁之间就会产生很大的摩擦力，从而起到抑制其快速转动，实现自动调节的功能，无需施加外力进行下限制调节，摩擦块13在转轴7转速低的时候与外圈与转动限制环槽501之间接触且无压力，在低风速的时候可以保证出气的速度不会高于空气冷凝的速度，这样就不会造成冷凝不完全和流动过快而导致空气蒸发的情况发生。

其中，气球1003采用低密度材料制成且内部填充有密度低于空气的轻气体，封堵块1002的顶部直径大于进气孔1001的直径，气球1003是为了起到限位保护和防止水分蒸发的，当储水罐3内部储存满了之后就会向上带动气球1003上升，气球1003在空气浮力和水浮力的作用下可以通过拉绳带动封堵块1002向上滑动并盖在进气孔1001的端面，从而将整个出气通道阻隔，一方面保证不会出现出气通道进水的情况，另一方面保证储水罐3中的水不会蒸发浪费。

工作原理，将整个取水装置埋在有风处的地下，保证导风管1的大半部分位于底面以下，导风管1内不内部由于高度差和土地的关系形成温度差，从而使得导风管1内部靠近底部位置的空气与冷凝片601接触并逐渐冷凝，冷凝后的水滴会沿着冷凝片601滴落到储水罐3中，储水罐3中的液面上升并带动悬浮块10向上浮升，悬浮块10带动滑条9沿着限位滑槽801向上滑动，当风吹动叶轮4转动时会带动转轴7转动，转轴7底部的螺旋叶703同时转动并向顶部吹动空气，从而将冷凝管6内腔中的空气向外排出，冷凝管6底部形成负压，此时导风管1底部和储水罐3内部的冷空气会从进气孔1001进入到冷凝管6中并被向上排出，从而实现了空气流通保证了冷凝的效果；

当风力过大时就会带动叶轮4转动过快，此时摩擦块13受到较大的离心力作用，并且与转动限制环槽501之间的压力变大从而增加了摩擦力的大小，摩擦力起到阻止其转动的作用，从而将其转动再限制下来，起到自动限制调节的作用，保证空气流通的稳定性；

当储水罐3中储存满了之后就会带动气球1003上升并带动封堵块1002将进气孔1001盖住防止水分蒸发，需要用水时只需用抽水装置抽出即可使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种缺水地区用空气取水装置，包括导风管（1），导风管（1）的顶部固定安装有顶罩（2），导风管（1）的底部固定安装有储水罐（3），顶罩（2）的顶部活动安装有叶轮（4），导风管（1）的内部固定安装有冷凝管（6），其特征在于：所述顶罩（2）内部的中圈位置固定安装有分隔装置（5），所述顶罩（2）内部位于分隔装置（5）外圈的中部固定安装有过滤层（11），所述分隔装置（5）的中部活动套接有与叶轮（4）固定连接的转轴（7），所述转轴（7）的上半部为空心轴且在顶端外圈开设有出气孔（701），所述转轴（7）的下半部为实心轴且外圈均匀固定安装有螺旋叶（703），所述螺旋叶（703）与叶轮（4）的螺旋方向相同，所述转轴（7）的中部位于空心轴与实心轴处开设有透气孔（702），所述顶罩（2）的顶部均匀开设有通孔（201），所述冷凝管（6）底端的内圈固定套接有通气轴（8），所述通气轴（8）的两侧开设有限位滑槽（801），所述限位滑槽（801）的内部活动套接有滑条（9），所述滑条（9）的底部固定连接有悬浮块（10），所述分隔装置（5）的中部开设有转动限制环槽（501），所述转轴（7）位于转动限制环槽（501）处的外圈呈环状均匀固定安装有固定头（12），所述固定头（12）的外顶端活动套接有摩擦块（13），所述摩擦块（13）的内部开设有限位腔（1301），所述固定头（12）的外顶端伸入到限位腔（1301）内部且与靠近外圈的侧壁抵压接触，所述固定头（12）外顶端靠近内侧的一面与限位腔（1301）之间固定连接有活动套接在固定头（12）轴外圈的弹簧（14），所述摩擦块（13）采用与转动限制环槽（501）之间摩擦系数大的高密度材料制成，所述摩擦块（13）在转轴（7）转速低的时候与外圈与转动限制环槽（501）之间接触且无压力。

2.根据权利要求1所述的一种缺水地区用空气取水装置，其特征在于：所述悬浮块（10）呈圆柱状且在中部开设有呈土字状的进气孔（1001），所述悬浮块（10）的内部位于进气孔（1001）底部的中部位置活动套接有封堵块（1002），所述封堵块（1002）的顶部通过拉绳穿过进气孔（1001）固定连接有气球（1003），所述进气孔（1001）的顶端高度低于滑条（9）的底面高度。

3.根据权利要求1所述的一种缺水地区用空气取水装置，其特征在于：所述冷凝管（6）底部外圈均匀固定安装有环状的冷凝片（601），所述冷凝片（601）靠近中圈位置的高度大于靠近外圈位置的高度。

4.根据权利要求2所述的一种缺水地区用空气取水装置，其特征在于：所述气球（1003）采用低密度材料制成且内部填充有密度低于空气的轻气体，所述封堵块（1002）的顶部直径大于进气孔（1001）的直径。

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