CN114526210A - 一种基于自然能的液压与气压结合的提水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，其特征在于，包括液气压提水装置和连接在其上端的压力调节装置以及连接压力调节装置的泵送装置以用于稳定排水；压力调节装置通过调节进出水量，利用水的重力调节气压辅助提水；本发明还将排水虹吸设置，将排水的出水口设置成束流喷嘴连接泵送装置，泵送装置将回转泵和螺杆泵结合在一起，由束流喷嘴的射流驱动回转泵的转子带动螺杆泵使水流向一个方向输送；本发明对水源要求不高，无需借助高落差水头的势能，也无需外接动力，只要有稳定的水源，本发明借助的是水的压力，水压也可以通过就近水源挖井获得，减轻了工程的难度，节能环保，具有客观的社会效益和经济效益，应用前景十分广阔。

Description

一种基于自然能的液压与气压结合的提水装置

技术领域

本发明属于水资源开发利用技术领域领域，尤其涉及一种基于自然能液压与气压结合的提水装置。

背景技术

目前，虽然水资源总量丰富，但水源位置大都低于用水位置，例如许多中小河流，湖泊，水池大多水头较低，而居民饮水，耕地灌溉，农牧养殖，蓄能发电等用水使用地分散且海拔远高于水源位置，在水资源开发利用技术领域尤其是提水技术上需要开发一种低成本、无需油电能源、简单而有效的水利提水技术尤为必要。

现有的提水技术，一种使用能源如电动机或内燃机带动的水泵，需要消耗能源，还有新能源技术如利用风力提水、光伏提水等，但这两项技术受环境条件制约较大，还有传统技术如水车提水、水锤泵提水、水轮泵等提水技术利用率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述问题，基于自然能量应用，提供一种结构简单的自然能液压与气压结合的提水技术和方法具有运行水头低、扬程高且节能环保，工程造价低廉，应用场景广泛的特点。

一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，包括液气压提水装置以及连接在其上端的压力调节装置和泵送装置；所述液气压提水装置设置于水面以下，通过输水管和排气管以及进气管连接水面以上的压力调节装置，所述压力调节装置通过排水管连接泵送装置，所述压力调节装置是由重力仓活塞总成构成，所述泵送装置由回转泵与螺杆泵相结合的泵体。

所述液气压提水装置，包括上罩筒和下罩筒，以及活动盖，所述上罩筒是由穹形顶盖连接的上罩外筒和上罩内筒构成；所述上罩外筒和上罩内筒为同心圆结构，所述上罩内筒设置为一个或多个，所述上罩内筒上部在与穹形顶盖间设置有第一高压气室和第二高压气室，所述第一高压气室设有高压气注气口，

进一步的，所述上罩筒还包括置于中心轴线位置的输水管和以输水管为轴心的液压活塞，所述上罩内筒在液压活塞以下为第一液压腔，液压活塞以上为第一气压腔；

进一步的，所述输水管穿过穹形顶盖，所述输水管进水口为喇叭形状，用于限定呈倒扣喇叭形状液压活塞的滑落，和约束水流流向输水管进水口，所述穹形顶盖输液管两侧设有第一排气口和第一进气口，所述第一排气口和第一进气口分别连接第一排气管和第一进气管，所述第一排气口和第一进气口均设有单向止回阀；

进一步的，所述液压活塞由外壳和中空腔体构成，所述中空腔体内设有隔膜，所述隔膜以上为高压气腔，所述隔膜以下为第二液压腔，所述第二液压腔底部的液压活塞外壳设有多个通孔为进出液口；所述液压活塞内的高压气腔的顶部设有高压出气口和高压进气口，所述高压出气口和高压进气口分别连接高压出气管和高压进气管，所述高压出气管和高压进气管为弹性设置分别连通第一高压气室和第二高压气室，所述高压出气口和高压进气口分别设置有单向止回阀，所述第一高压气室和第二高压气室之间设有连通阀，所述第一高压气室和第二高压气室均设有激荡器。

进一步的，所述下罩筒包括底座、和底座连接的下罩外筒和下罩内筒，以及位于底座中心位置的锥形体，所述下罩外筒和下罩内筒为同心圆结构，所述锥形体的外表面设有螺旋刻槽，所述下罩内筒设置为一个或多个。

进一步的，所述输水管穿过穹形顶盖，所述输水管的管口平于底座锥形体，所述输水管管口为喇叭形状，用于限定呈倒扣喇叭形状液压活塞的滑落，和约束水流流向输水管管口，所述穹形顶盖输液管两侧设有第一排气口和第一进气口，所述第一排气口和第一进气口分别连接第一排气管和第一进气管，所述第一排气口和第一进气口均设有单向止回阀。

进一步的，所述下罩筒包括底座、和底座连接的下罩外筒和下罩内筒，以及位于底座中心位置的锥形体，所述下罩外筒和下罩内筒为同心圆结构，所述锥形体的外表面设有螺旋刻槽，所述下罩内筒设置为一个或多个。

进一步的，所述上罩筒与下罩筒相互咬合，所述上罩筒的内外筒和下罩筒的内外筒筒壁之间均留有间隙，所述上罩筒筒口和下罩筒底盘之间和下罩筒筒口上罩筒顶部之间留有间隙，并依次由外向内形成第一涵道，第二涵道，第三涵道等若干涵道，涵道以同心圆由外向内逐级缩小，所述上罩内筒口置于下罩筒底盘锥形体底部的外缘，所述输水管口平于下罩筒底盘锥形体的锥顶，所述上罩外筒与下罩外筒设有连接件连接，所述活动盖设置在上罩筒与下罩筒相互咬合所形成的进水口处，所述活动盖通过钢丝滑轮组安装在水面支架上。

进一步的，所述压力调节装置由重力仓活塞总成构成，包括重力仓增压装置、第一气压增压装置、第二气压增压装置和第三气压增压装置，所述第一气压增压装置安装在所述重力仓增压装置的上部，所述第二气压增压装置安装在所述重力增压装置的下部，所述第三气压增压装置安装在所述第二气压增压装置的下部。

进一步的，所述重力仓增压装置是由重力仓外壳构成的密闭腔体，内部包括重力仓，重力仓顶盖、进水管、一个以上的排水管以及注水管和底部活塞；所述重力仓外壳内部被重力仓分隔出上部腔与下部腔，所述上部腔与下部腔之间设有连通导气管，所述重力仓下部为斗形，开口端在上部，下部固定连接底部活塞，所述重力仓顶盖设在重力仓的上端通过连杆固定连接在重力仓仓壁上，所述重力仓壁上端通过柔性臂连接重力仓外壳，所述重力仓顶盖中心位置设置有锥形塞，所述进水管设置在重力仓中心贯穿底部活塞与液气压提水装置的输水管相连，所述进水管出水口对应所述重力仓顶盖锥形塞，所述注水管贯穿重力仓外壳，所述注水管的出水口设置在重力仓底部，所述注水管的进水口设置在重力仓外壳的外部并设置有水阀；所述排水管为倒虹吸设置，贯穿重力仓外壳，所述排水管进水端在重力仓内，进水口设置于重力仓的底部，所述重力仓的底部设有锥形塞，所述锥形塞顶端和排水管的进水口相对应；所述排水管出水端在重力仓外壳外部，所述排水管的出水口低于排水管的进水口，所述排水管的出水口连接泵送装置，所述排水管设置为一个或多个。

进一步的，所述第一气压增压装置，包括第一气压增压仓外壳及设在其内部的第一弹性体和第一气压活塞，所述第一气压增压仓外壳底部与重力仓外壳相连，所述第一气压活塞的底部设有第一活塞杆，所述第一活塞杆穿过重力仓外壳连接重力仓顶盖；所述第一气压活塞与第一气压增压仓外壳的形成第二气压腔；所述第一气压调节仓外壳外侧壁设有第二进气口和第二排气口，所述第二进气口设有第一单向止回阀连接第二进气管，所述第二进气管与第一排气管连通，所述第二排气口设有第二单向止回阀连接第二排气管，所述第二排气管与第三进气管连通。

进一步的，所述第二气压增压装置，包括重力仓外壳、第二气压活塞、以及与所述重力仓增压装置底部形成第三气压腔，所述第二气压活塞设有连杆连接第三气压活塞，所述第三气压腔外壁设有第三进气口，所述第三进气口设有第三单向止回阀连接第三进气管，所述第三进气管与第二排气管相连通；所述第三气压腔还设有第三排气口，所述第三排气口设有第四单向止回阀连接有第四排气管。

进一步的，所述第三气压增压装置，包括第三气压活塞，第二弹性体以及与所述第三气压活塞与重力仓外壳形成的第四气压腔，所述第三气压活塞与重力仓底部活塞固定连接，所述输水管穿过第三气压活塞，所述第三气压活塞与重力仓底部活塞以输水管为轴心上下往复运动，所述第四气压腔侧边设有第四进气口，所述第四进气口上设有第五单向止回阀，所述第四进气口连接有第四进气管，所述第四进气管与第三排气管连通；所述第四气压腔的底部设有第四排气口，所述第四排气口上设有第六单向止回阀连接有第四排气管，所述第四排气管与第一进气管连通。

进一步的，所述一个以上的排水管连接泵送装置，所述泵送装置，包括泵体、V型扬水管、缓冲压力罐和泵体支架，所述V型扬水管的一端连接泵体，所述泵体、V型扬水管和缓冲压力罐架设在泵体支架上；

进一步的，所述泵体包括泵体外壳、轴承、双转子和螺杆结合的双转子螺杆泵，所述双转子螺杆泵连接在轴承上；所述泵体外壳侧面旋切设置有束流喷嘴，所述束流喷嘴对应双转子，所述束流喷嘴连接通过电磁阀连接重力仓增压装置的排水管，所述电磁阀的前端还设有缓冲压力罐；

进一步的，所述缓冲压力罐包括罐体、导流管和安全阀，所述罐体底部通过导流管连接排水管或所述V型扬水管，所述罐体的内部从上往下分为空气压力腔和液体压力腔，所述安全阀设置在罐体的顶部。

本发明的有益效果：

本发明对水源要求不高，无需借助高落差水头的势能，也无需外接动力，只要有稳定的水源，本发明借助的是水的压力，水压也可以通过就近水源挖井获得，减轻了工程的难度，节能环保，具有客观的社会效益和经济效益，应用前景十分广阔。

附图说明

图1为本发明实施例提供的液气压提水装置和压力调节装置整体示意图；

图2为本发明实施例提供的液气压提水装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的液气压提水装置第一细节放大结构示意图；

图4为本发明实施例的液气压提水装置第二细节放大结构示意图。

图5为本发明实施例提供的液气压提水装置第三细节放大体示意图；

图6为本发明实施例提供的压力调节装置结构示意图；

图7为本发明实施例的压力调节装置第一细节放大结构示意图。

图8为本发明实施例提供的压力调节装置第二细节放大整体示意图；

图9为本发明实施例提供的泵送装置整体结构示意图；

图10为本发明实施例提供的泵送装置侧面结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10液气压提水装置；

11上罩筒；

111上罩筒盖；112上罩外筒；113第一排气管；114第二进气管；115上罩内筒；

1111活动盖；1112水面支架；1113钢丝滑轮组；

1121连接件；1131第一排气口；1141第一进气口；

12涵道腔；

121第一涵道；122第二涵道；123第三涵道；124第一气压腔；125第一液压腔；126液压活塞；127输水管；

1261高压出气口；1262高压气腔；1263隔膜；1264第二液压腔；1265进出液口；1266高压进气口；1267高压出气管；1268高压进气管；

12691高压出气阀；12692高压进气阀；12693第一高压气室；12694第二高压气室；12695 高压气室连通阀；12696高压气注气口；12697激荡器；

13下罩筒；

131下罩外筒；132下罩内筒；133锥形体；134底座；

20压力调节装置；

21第一气压增压装置；

211第一气压增压仓外壳；2111支架；212第二气压腔；213第一气压活塞；214第一活塞杆；215第一弹性体；216第二进气口；217第二排气口；

2161第二进气管；2162第一单向止回阀；2171第二排气管；2172第二单向止回阀；

22重力增压装置；

221重力仓外壳；222重力仓；

2223顶盖连杆；2224柔性臂；2225连通导气管；2226上部腔；2227下部腔； 223重力仓顶盖；224顶盖锥形塞；225进水管；226第一排水管；227第二排水管；228 注水管；2281水阀；

229底部活塞；

2291第一排水锥形塞；2292第二排水锥形塞；

23第二气压增压装置；

231第二气压增压仓外壳；

2311第二气压活塞；2312第二气压活塞连杆

232第三气压腔；

2321第三进气口；2322第三单向止回阀；2323第三进气管；2324第三排气口；2325第四单向止回阀；2326第三排气管；

24第三气压增压装置；

241第四气压腔；

2411第四进气口；2412第五单向止回阀；2413第四进气管；2414第四排气口；2415第六单向止回阀；2416第四排气管；

242第三气压活塞；

2421第二弹性体；

30泵送装置；

31泵体；

311泵体外壳；312轴承；313双转子泵；314螺杆泵；315第三排水管；3151第一电磁阀； 3152第一束流喷口；3153第一缓冲压力罐；

316第四排水管；3161第二电磁阀；3162第二束流喷口；3163第二缓冲压力罐；

32V型管；

321V型扬水管；322泵体支架；323第三缓冲压力罐；

33缓冲压力罐；

331罐体；332空气压力腔；333液体压力腔；334导流管；335安全阀。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关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。相反地，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，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。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。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式，本文所使用的术语“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“前端”、“后端”以及类似的表达是参考附图的位置关系。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1～10所示，本发明实施例的具体实施方式：

本实施例是一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，包括，液气压提水装置10、压力调节装置20以及泵送装置30；液气压提水装置10设置于水面以下，通过输水管127和排气管113以及进气管114连接水面以上的压力调节装置20，压力调节装置20通过排水管连接泵送装置30。

在具体的一些实施例中，液气压提水装置10，包括，上罩筒11和下罩筒13，以及活动盖1111；上罩筒11由穹形顶盖111连接的上罩外筒112和上罩内筒115，还包括置于中心轴线位置的输水管127以及位于输水管127两侧的排气管113和进气管114，和以输水管127为轴心的液压活塞126，上罩外筒112和上罩内筒115为同心圆结构，

在具体的一些实施例中上罩内筒115设置为一个，在一些实施例中上罩内筒115也可以设置为多个，输水管127以及位于输水管127两侧的排气管113和进气管114穿过上罩筒穹形顶盖111，上罩内筒115上部在与穹形顶盖111间设置有第一高压气室12693和第二高压气室12694，上罩内筒115在液压活塞126下部为第一液压腔125，液压活塞126 上部为第一气压腔124。液压活塞126由外壳和中空腔体构成，中空腔体内设有隔膜1263，所述隔膜1263上部为高压气腔1262，所述隔膜1263下部为第二液压腔1264，第二液压腔底部设有多个进出液口1265；

在具体的一些实施例中，液压活塞126内的高压气腔的顶部设有高压出气口1261和高压气进气口1266，高压出气口1261和高压进气口1266分别通过高压出气阀12691和高压进气阀12692连接高压出气管1267和高压进气管1268，高压出气管1267和高压进气管1268分别连通第一高压气室12693和第二高压气室12694，第一高压气室12693和第二高压气室12694之间设有连通阀12695，第一高压气室12693和第二高压气室12694均设有激荡器12697；

在具体的一些实施例中，下罩筒包括底座134、和底座134连接的下罩外筒131和下罩内筒132，以及位于底座134中心位置的锥形体133，锥形体133的外表面设有螺旋刻槽。

在具体的一些实施例中，上罩筒11与下罩筒13相互咬合，上罩筒11的内外筒和下罩筒13的内外筒筒壁之间均留有间隙，上罩筒筒口和下罩筒底盘之间和下罩筒筒口上罩筒顶部之间留有间隙，并依次由外向内形成第一涵道121，第二涵道122，第三涵道123 等若干涵道，涵道以同心圆由外向内逐级缩小，上罩内筒口置于下罩筒底盘锥形体底部的外缘，输水管127的管口平于下罩筒底盘锥形体的锥顶，上罩外筒112与下罩外筒131设有连接件连接，活动盖1111设置在上罩筒11与下罩筒13相互咬合所形成的进水口处，活动盖1111通过钢丝滑轮组1113安装在水面支架1112上。

在具体的一些实施例中，压力调节装置20，包括，重力仓增压装置22、第一气压增压装置21、第二气压增压装置23和第三气压增压装置24，第一气压增压装置21安装在重力增压装置22的上部，第二气压增压装置23安装在重力增压装置22的下部，第三气压增压装置24安装在第二增压装置23的底部；

在具体的一些实施例中，重力仓增压装置22，包括，重力仓外壳221、重力仓222，重力仓顶盖223、进水管225、顶盖锥形塞224、具体的设置有两条排水管，即第一排水管 226、第二排水管227，注水管228和底部活塞229；重力仓222设在重力仓外壳221的内部，重力仓顶盖223设在重力仓222的上端通过顶盖连杆2223固定连接在重力仓222仓壁上，重力仓壁上端通过柔性臂2224连接重力仓外壳，注水管228贯穿重力仓外壳221 和重力仓222设置在重力仓222的底部，注水管228的进水口设置在重力仓222外壳的外部并设置有水阀2281，第一排水管226和第二排水管227分别设在重力仓222的上部并通向重力仓外壳221的外部；底部活塞229设在重力仓222的底部，底部活塞229的上部设有第一排水锥形塞2291和第二排水锥形塞2292，第一排水锥形塞2291和第二排水锥形塞 2292分别与第一排水管226和第二排水管227的底部相对；进水管225贯穿底部活塞229 且与液气压提水装置10的输水管127相连。

在具体的一些实施例中，重力仓222下部为斗形，开口端在上部，下部固定连接底部活塞229，重力仓222顶盖中心位置设置有锥形塞224，锥形塞224的顶部与进水管225 相对；

在具体的一些实施例中，重力仓外壳221内部被重力仓222分隔出上部腔与下部腔，所述上部腔与下部腔之间设有连通导气管2225，连通导气管2225设置为多个。

在具体的一些实施例中，第一气压增压装置21，包括，第一气压增压仓外壳211及设在其内部的第一弹性体215和第一气压活塞213，第一气压活塞213的底部设有第一活塞杆214，第一活塞杆214的底部连接顶盖锥形塞224；第一气压活塞213与第一气压增压仓外壳211形成第二气压腔212；第二气压腔212的外侧壁设有第一单向止回阀2162，第一单向止回阀2162与第二进气管2161连接；第二气压腔212的底部设有第二单向止回阀 2172，第二单向止回阀2172连接第二排气管2171；

第二气压增压装置23，包括，第二气压增压仓外壳231，以及设置在第二气压增压仓外壳231内部的第二气压活塞2311，第二气压活塞2311顶部与第二气压增压仓外壳231内部形成第三气压腔232，第三气压腔232设有第三单向止回阀2322，第三单向止回阀2322连接第三进气口2321，第三进气口2321连接有第三进气管2323，第三进气管2323与第二排气管2171相连通；第三气压腔232内还设有第四单向止回阀2325，第四单向止回阀 2325通过第三排气口2324连通第三排气管2326；

第三气压增压装置24，包括，第三气压活塞242，第三气压活塞242与重力仓外壳221形成第四气压增压腔241，第四气压增压腔241侧边设有第四进气口2411，第四进气口2411上设有第五单向止回阀2412，第四进气口2411连接有第四进气管2413，第四进气管2413与第三排气管2326连通；第四气压腔241的底部设有第四排气口2414，第四排气口2414上设有第六单向止回阀2415，第四排气口2414连接有第四排气管2416，第四排气管2416与第二进气管2161连通。

在具体的一些实施例中，第一排水管226和第二排水管227连接有一个泵送装置，泵送装置包括泵体31、V型扬水管321、第三缓冲压力罐323和泵体支架322，第三缓冲压力罐323连接在V型扬水管321的底部，泵体31连接在V型扬水管321的一端，泵体31、 V型扬水管321和第三缓冲压力罐323架设在泵体支架322上；

在具体的实施例设置中，泵体31包括泵体外壳311，轴承312，双转子泵313固定连接在螺杆泵314的一端，双转子泵313的一端连接在轴承312上，轴承312设在泵体外壳 311上；泵体31的两侧连接有第三排水管315和第四排水管316，第三排水管315和第四排水管316连通压力调节装置20的第一排水管226和第二排水管227，第三排水管315连接泵体处形成第一束流喷口3152，第一束流喷口3152的外侧设有第一电磁阀3151，第一电磁阀3151的前侧还设有第一缓冲压力罐3153；第四排水管316连接泵体处形成第二束流喷口3162，第二束流喷口3162的外侧设有第二电磁阀3161，第二电磁阀3161的后侧还设有第二缓冲压力罐3163；

缓冲压力罐包括罐体331、空气压力腔332、液体压力腔333、导流管334和安全阀335，罐体331底部通过导流管334连接V型管321，罐体331的内部从上往下分为空气压力腔332和液体压力腔333，罐体331的顶部设有安全阀335。

在具体的一些实施例中，本发明的初始状态时，将液气压提水装置10放置水下,活动盖1111关闭，通过注水管228的注水口向重力增压装置22的重力仓222注水，注水高度超过第一排水管226和第二排水管227，则两个排水管口有水流出，此时，关闭第一电磁阀3151和第二电磁阀3161，重力仓222注水将仓内空气被压缩，而后通过提升滑轮组钢丝绳1113打开液气压提水装置10的活动盖1111，水流在压差作用下依次进入第一涵道 121，第二涵道122，第三涵道123，经底座124的锥形体133螺旋而上，锥形体133尖端正对输水管127的管口，然后打开第一电磁阀3151和第二电磁阀3161，处于重力增压仓的第一排水管226和第二排水管227在虹吸作用下排水。

压力调节装置20的具体原理是，由于整套装置是密封结构，由于液压活塞126的隔离作用，水流将第一涵道121，第二涵道122，第三涵道123和输水管127内的空气挤压进入重力仓222，使重力增压装置22对于液气压提水装置10的液压腔1264是低压，对于泵送装置30是高压由此形成压差，重力增压装置22由重力仓222隔成上部腔2226和下部腔2227，上部腔2226和下部腔2227之间由连通导气管2225，重力仓222受注水重力作用上行或下行上部腔2226和下部腔2227中的空气通过连通导气管2225相互转移。

具体原理是，液气压提水装置10在水面以下，在输水管127的进水端具有水面有大气压，水压，多次以上重力加速(第一次重力加速，第二次重力加速等N次重力加速)，水流由外圆周向内圆心层层汇集，在锥形体螺旋刻槽作用下，在锥形体顶尖汇集形成螺旋水柱在输水管道内爬升，由于重力仓222在第一排水管226和第二排水管227虹吸作用排水下，重力仓222处于负压状态，实现自然力提水。

由于本发明装置是全密封装置，液气压提水装置10潜水工作，无需建水坝，和地形落差，为获水深压强可以通过打井实现，减少工程难度。

本发明有益的设置是液压活塞126为高压气体隔膜装置，在第一高压气室12693设有高压气注气口12696一次高压气体注入循环使用，通过设有第一高压气室12693和第二高压气室12694分别由高压气连接管连接液压活塞126的高压气腔，第一高压气室12693和第二高压气室12694分别为一个处于真空状态和高压储气状态，相互循环转换，第一高压气室12693和第二高压气室12694设有高压气室连通阀12695，液压腔压力升高，水流由液压活塞126底部的液体进出口1265进入第二液压腔1264，液压活塞126向上位移，打开高压出气阀12691，同时液体在水压作用下有液压活塞126底部的液体进出口1265进入第二液压腔1264，第二液压腔1264将隔膜1263高压气体腔1262的高压气体压进第一高压气室12693，液压活塞126注水重力增加，同时液压腔125压力减小，在气压调节装置作用下，第一气压腔124压强增大，液压活塞向下位移，打开第二高压进出气阀12692和高压气室连通阀12695，第一高压气室12693的高压气体进入第二高压气室12694的高压气体注入高压气腔1262，压迫隔膜1263将液体腔1264液体由进出液口1265排出，增大液压腔125压力将液体由输水管127排出。

本发明有益的设置是重力仓活塞总成，第一气压活塞213连接重力仓顶盖2221，重力仓顶盖2221由顶盖连杆2223连接重力仓仓壁，重力仓顶盖2221带动第一活塞213下行将第二气压腔212的空气压入第三气压腔232，同时第三气压活塞242下行通过第二连杆带动第二气压活塞2311下行，第三气压腔232是吸气状态，同时第三气压活塞242由第二连杆连接第二气压活塞2311，重力仓222注水后重力下行带动第三气压活塞242下行将第四气压腔241的空气压入第一气压腔124，第一气压腔124压力增大，液压活塞126下行，置于水下的液气压提水装置的水压和气压双重作用力下被提升，同时重力仓222输入水量大重力下行，输水管127是固定不动的，顶盖锥形塞224下行进入输水管，出水量减少，同时排水管(第一排水管226和第二排水管227)是固定不动的，重力仓222下行重力仓底部排水锥形塞(第一排水锥形塞2291和第二排水锥形塞2292)也下行，排水量增大，反之，重力仓排水管(第一排水管226和第二排水管227)在虹吸作用下，液体流速越快压强越小，重力仓222失重在第一弹性体和第二弹性体2421的作用下重力仓222上行，上述动作则反向行驶，第一液压腔125压强增大，第一气压腔124压强减小气体是排出状态，第一气压活塞213提升第二气压腔212是吸入状态气体进入第二气压腔212，重力仓222 上行带动第三气压活塞242和第二气压活塞2311上行，第三气压腔232气体被排出，第四气压腔241是吸入状态，气体进入第四气压腔241，由此形成循环。

本发明有益的设置是：第一气压活塞213的面积小于第二气压活塞2311的面积，第二气压活塞2311的面积小于第三气压活塞242的面积，重力仓222的底部面积小于第三气压活塞242的面积，压强的公式P＝F/S,受力与面积成比值，产生更高的效率，

本发明还有益的设置是重力仓222的顶盖锥形塞224和底部的排水锥形塞(第一排水锥形塞2291和第二排水锥形塞2292)，重力仓222下行，顶盖锥形塞224深入进水管225，进水口径由大变小，出水量也由大变小，水下液气压提水装置10的第一液压腔125的压力也由小变大，同时，排水锥形塞(第一排水锥形塞2291和第二排水锥形塞2292)退出排水管(第一排水管226和第二排水管227)，排水口径由小变大，排水量也由小变大，重力仓222水容积也由大变小，重力仓222重力减轻，在第一弹性体和第二弹性体2421的作用下重力仓222上行，排水锥形塞(第一排水锥形塞2291和第二排水锥形塞2292)深入排水管(第一排水管226和第二排水管227)，顶盖锥形塞224退出进水管225，进水量增大排水量减小，重力仓222积水增多重力下行，构成一个循环，同时，液气压提水装置10的液压活塞126也在第一液压腔125压力的大小变化下上升和下落，第一气压腔124 的空气也在第一气压腔124，第二气压腔212，第三气压腔232之间相互转移，在液气压反复调节几次后液气压提水装置10的第一液压腔125和第一气压腔124达到平衡状态。

本发明还有益的设置是：在排水管的末端设置第一电磁阀3151和第二电磁阀3161，在液气压提水装置的液压腔125和第一气压腔124达到平衡状态时关闭第一电磁阀3151 和第二电磁阀3161，重力仓222排水受阻，重力仓222增重下移，然后再打开第一电磁阀 3151和第二电磁阀3161，增加排水冲击，通过启闭电磁阀，改变重力仓222的进出水平衡，

本发明还有益的设置是：在第一电磁阀3151和第二电磁阀3161前端设置第一缓冲压力罐3153和第二缓冲压力罐3163，避免电磁阀关闭所产生的水锤效应对管道及装置的损坏。

本发明还有益的设置是重力仓222的排水是虹吸设置，排水管的进水端在重力仓222 的底部，排水管的出水端低于重力仓222，本发明还将排水管的出水口设置成束流喷嘴，本发明还将出水口连接泵送装置，将回转泵和螺杆泵结合在一起，由束流喷嘴的射流驱动回转泵的转子带动螺杆泵使水流向一个方向输送。

本发明还有益的设置是在泵送装置的末端设置成V型，螺杆泵端头向下，避免液体回流，还有益的设置是在V型的底端设置缓冲压力罐避免扬水管受堵产生水锤效应起到缓冲保护效果。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，包括，液气压提水装置、压力调节装置以及泵送装置；其特征在于，所述液气压提水装置设置于水面以下，通过输水管和排气管以及进气管连接水面以上的压力调节装置，所述压力调节装置通过排水管连接泵送装置，所述压力调节装置是由重力仓活塞总成构成，所述泵送装置是由回转泵与螺杆泵相结合的泵体。

2.根据权利要求1所述的一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，其特征在于，所述液气压提水装置包括上罩筒、下罩筒以及活动盖，所述上罩筒是由穹形顶盖连接的上罩外筒和上罩内筒构成；所述上罩外筒和上罩内筒为同心圆结构，所述上罩内筒设置为一个或多个，所述上罩内筒上部与穹形顶盖间设置有第一高压气室和第二高压气室，所述第一高压气室设有高压气注气口；

所述上罩筒还包括置于中心轴线位置的输水管和以输水管为轴心的液压活塞，所述上罩内筒在液压活塞以下为第一液压腔，液压活塞以上为第一气压腔；

所述输水管穿过穹形顶盖，所述输水管进水口为喇叭形状，用于限定呈倒扣喇叭形状的液压活塞防止其滑落，同时用于约束水流流向输水管进水口，所述穹形顶盖输液管两侧设有第一排气口和第一进气口，所述第一排气口和第一进气口分别连接第一排气管和第一进气管，所述第一排气口和第一进气口均设有单向止回阀；

所述液压活塞由外壳和中空腔体构成，所述中空腔体内设有隔膜，所述隔膜以上为高压气腔，所述隔膜以下为第二液压腔，所述第二液压腔底部的液压活塞外壳设有多个进出液口；所述液压活塞内的高压气腔的顶部两侧分别设有高压出气口和高压进气口，所述高压出气口和高压进气口分别连接高压出气管和高压进气管，所述高压出气管和高压进气管为弹性设置分别连通第一高压气室和第二高压气室，所述高压出气口和高压进气口分别设置有单向止回阀，所述第一高压气室和第二高压气室之间设有连通阀，所述第一高压气室和第二高压气室顶部均设有激荡器。

3.根据权利要求2所述的一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，其特征在于，所述下罩筒包括底座、和底座连接的下罩外筒和下罩内筒，以及位于底座中心位置的锥形体，所述下罩外筒和下罩内筒为同心圆结构，所述锥形体的外表面设有螺旋刻槽，所述下罩内筒设置为一个或多个。

4.根据权利要求3所述的一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，其特征在于，所述上罩筒与下罩筒相互咬合，所述上罩筒的内外筒和下罩筒的内外筒筒壁之间均留有间隙，所述上罩筒筒口和下罩筒底盘之间和下罩筒筒口上罩筒顶部之间留有间隙，并依次由外向内形成第一涵道，第二涵道，第三涵道，涵道以同心圆由外向内逐级缩小，所述上罩内筒口置于下罩筒底盘锥形体底部的外缘，所述输水管口平于下罩筒底盘锥形体的锥顶，所述上罩外筒与下罩外筒设有连接件连接，所述活动盖设置在上罩筒与下罩筒相互咬合所形成的进水口处，所述活动盖通过钢丝滑轮组安装在水面支架上。

5.根据权利要求1所述的一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，其特征在于，所述压力调节装置由重力仓活塞总成构成，包括重力仓增压装置、第一气压增压装置、第二气压增压装置和第三气压增压装置，所述第一气压增压装置安装在所述重力仓增压装置的上部，所述第二气压增压装置安装在所述重力增压装置的下部，所述第三气压增压装置安装在所述第二气压增压装置的下部。

6.根据权利要求5所述的一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，其特征在于，所述重力仓增压装置是由重力仓外壳构成的密闭腔体，内部包括重力仓，重力仓顶盖、进水管、一个以上的排水管以及注水管和底部活塞；所述重力仓外壳内部被重力仓分隔出上部腔与下部腔，所述上部腔与下部腔之间设有连通导气管，所述重力仓下部为斗形，开口端在上部，下部固定连接底部活塞，所述重力仓顶盖设在重力仓的上端通过顶盖连杆固定连接在重力仓仓壁上，所述重力仓壁上端通过柔性臂连接重力仓外壳，所述重力仓顶盖中心位置设置有锥形塞，所述进水管设置在重力仓中心贯穿底部活塞与液气压提水装置的输水管相连，所述进水管出水口对应所述重力仓顶盖锥形塞，所述注水管贯穿重力仓外壳，所述注水管的出水口设置在重力仓底部，所述注水管的进水口设置在重力仓外壳的外部并设置有水阀；所述排水管为倒虹吸设置，贯穿重力仓外壳，所述排水管进水端在重力仓内，进水口设置于重力仓的底部，所述重力仓的底部设有锥形塞，所述锥形塞顶端和排水管的进水口相对应；所述排水管出水端在重力仓外壳外部，所述排水管的出水口低于排水管的进水口，所述排水管的出水口连接泵送装置，所述排水管设置为一个或多个。

7.根据权利要求5所述的一种基于自然能的液压与气压结合的提水装置，其特征在于，所述第一气压增压装置，包括第一气压增压仓外壳及设在其内部的第一弹性体和第一气压活塞，所述第一气压增压仓外壳底部与重力仓外壳相连，所述第一气压活塞的底部设有第一活塞杆，所述第一活塞杆穿过重力仓外壳连接重力仓顶盖；所述第一气压活塞与第一气压增压仓外壳的形成第二气压腔；所述第一气压调节仓外壳外侧壁设有第二进气口和第二排气口，所述第二进气口设有第一单向止回阀连接第二进气管，所述第二进气管与第一排气管连通，所述第二排气口设有第二单向止回阀连接第二排气管，所述第二排气管与第三进气管连通。

8.根据权利要求5所述的一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，其特征在于，所述第二气压增压装置，包括重力仓外壳、第二气压活塞、以及与所述重力仓增压装置底部形成第三气压腔，所述第二气压活塞设有连杆连接第三气压活塞，所述第三气压腔外壁设有第三进气口，所述第三进气口设有第三单向止回阀连接第三进气管，所述第三进气管与第二排气管相连通；所述第三气压腔还设有第三排气口，所述第三排气口设有第四单向止回阀连接有第四排气管。

9.根据权利要求5所述的一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，其特征在于，所述第三气压增压装置，包括第三气压活塞，第二弹性体以及与所述第三气压活塞与重力仓外壳形成的第四气压腔，所述第三气压活塞与重力仓底部活塞固定连接，所述进水管穿过第三气压活塞，所述第三气压活塞与重力仓底部活塞以进水管为轴心上下往复运动，所述第四气压腔侧边设有第四进气口，所述第四进气口上设有第五单向止回阀，所述第四进气口连接有第四进气管，所述第四进气管与第三排气管连通；所述第四气压腔的底部设有第四排气口，所述第四排气口上设有第六单向止回阀连接有第四排气管，所述第四排气管与第一进气管连通。

10.根据权利要求1所述的一种基于自然能液压与气压结合的提水装置，其特征在于，所述泵送装置，包括泵体、V型扬水管、缓冲压力罐和泵体支架，所述V型扬水管的一端连接泵体，所述泵体、V型扬水管和缓冲压力罐架设在泵体支架上；

所述泵体包括泵体外壳、轴承、双转子和螺杆结合的双转子螺杆泵，所述双转子螺杆泵连接在轴承上；所述泵体外壳侧面旋切设置有束流喷嘴，所述束流喷嘴对应双转子，所述束流喷嘴连接通过电磁阀连接重力仓增压装置的排水管，所述电磁阀的前端还设有缓冲压力罐；

所述缓冲压力罐包括罐体、导流管和安全阀，所述罐体底部通过导流管连接排水管或所述V型扬水管，所述罐体的内部从上往下分为空气压力腔和液体压力腔，所述安全阀设置在罐体的顶部。

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