CN116927288B - 一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，包括供水罐、动力装置、调节装置和水槽，供水罐向水槽供水，动力装置和供水罐连接，调节装置和动力装置连接，调节装置和供水罐连接，调节装置用于对水槽水位波动进行监测，供水罐包括供水区和活水区，供水区和活水区连通，对供水罐进行分腔设置，分别为供水区和活水区，供水区一侧设有进水管，进水管和供水区连通，进水管将水输送到供水区，再将水泵送至活水区，活水区主要向水槽内输水，动力装置作为供水的主要动力源，调节装置用于对水槽内是否有动物在饮水进行检测，当有动物在饮水时，即水槽内产生水损耗时，动力装置启动，进行自动补水。

Description

一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备

技术领域

本发明涉及牧场罐式供水设备技术领域，具体为一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备。

背景技术

牧场一般指以畜牧业为主的饲养场所，在广袤的牧区，人居分散，因此多以地下水和河流水作为动物的主要用水。

尤其是在严寒气候的区域，动物用水多有不便，经常容易气温较低造成水槽结冰，因此采用罐式供水设备，在供水罐外侧套设保温材料，一定程度上，降低了热量的发散效率。然而，由于动物饮水不规律，无法对水槽进行及时补水，而水槽由于常常处于较为恶劣的气候环境，且会受到动物的碰撞，容易在造成局部受损，一旦因为水槽受损，直接进行补水，不光增大了水资源消耗，一定程度上，过度的水会漫延在饲养场地内，清理不便。

此外，由于直接抽取的地下水或者河流水纯净度不高，容易在罐内造成沉降，总之会导致管道局部堵塞，影响供水稳定性，甚至会降低设备使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，包括供水罐、动力装置、调节装置和水槽，供水罐向水槽供水，动力装置和供水罐连接，调节装置和动力装置连接，调节装置和供水罐连接，调节装置用于对水槽水位波动进行监测，供水罐包括供水区和活水区，供水区和活水区连通。

通过罐式供水设备为牧场的动物提供饮用水，为了防止饮用水被污染，采用活水供应的方式，对供水罐进行分腔设置，分别为供水区和活水区，供水区一侧设有进水管，进水管和供水区连通，进水管将水输送到供水区，再将水泵送至活水区，活水区主要向水槽内输水，供水罐作为主要的安装基础，用于对动力装置和调节装置进行安装，动力装置作为供水的主要动力源，调节装置用于对水槽内是否有动物在饮水进行检测，当有动物在饮水时，即水槽内产生水损耗时，动力装置启动，进行自动补水。

进一步的，动力装置包括排水电机和排水桨，供水罐上设有出液流道，出液流道和活水区下部连通，活水区通过出液流道和水槽连通，排水桨置于出液流道内，供水罐上设有传动腔，传动腔和出液流道连通，排水电机置于传动腔内，排水电机输出端和排水桨传动连接；

初始状态：活水区为满液状态。

排水电机用于输出扭矩，调动排水桨转动，排水桨沿旋转轴心设置多个叶片，叶片上设置凹槽，在排水桨转动过程中，通过叶片上的凹槽将出液流道内的水排向水槽，进行补水，出液流道和活水区下部连通，最下部的水压强最大，初始状态下活水区为满液状态，排水电机输出功率保持稳定，因此供水效率最高，降低能耗，排水电机安装在传动腔内，保证转矩输出稳定性。

进一步的，调节装置包括两组感应组件，水槽上设有两个感应腔，感应组件置于感应腔内，感应组件包括浮板、导向杆和线圈，浮板和导向杆传动连接，线圈置于感应腔内，导向杆插入线圈内圈，浮板密度比水密度小 ，水槽槽口偏心设置，线圈和排水电机间歇连通；

补水时：两个线圈产生反向电流，线圈和排水电机电连接。

导向杆为磁铁材质制成，通过两个感应腔分别对两组感应组件进行安装，水槽的槽口偏心设置，即槽口离两个感应组件不等距设置，当动物进行饮水时，一般通过舌头进行卷吸，会对水槽内的水面进行拍打，使得水面产生震荡，形成波形，由于两个感应组件距离槽口不等距，即水波形成波峰和波谷的时间不同，浮板密度比水低，漂浮于水面上，当浮板沿着水波的波峰和波谷上下移动时，由于线圈切割磁感线的方向不同，线圈上产生反向电流，波峰和波谷差值越大，产生的电流越大，例如当波峰和波谷差值为五毫米至十毫米作为动物饮水信号，相对应的两个反向电流信号控制排水电机工作，向水槽内进行排水，保证供水稳定性，防止供水量过大，造成溢出，浪费水资源，避免局部泄露产生同向感应电流，造成误判。

进一步的，动力装置还包括提升桨和齿轮组，供水罐上设有升液道，升液道进口和供水区连通，升液道出口位于活水区上侧，提升桨置于升液道内，排水桨通过齿轮组和提升桨传动连接，排水桨和提升桨转速相同，排水桨和提升桨上的叶片上都设有凹槽，提升桨叶片上的凹槽大于排水桨叶片上的凹槽。

通过设置提升桨用于向活水区供水，提升桨和排水桨使用同一个动力源，通过齿轮组进行传动，传动过程中保持转速相同，即同时转过相同圈数，提升桨和排水桨一样通过叶片上的凹槽进行供水，旋转过程中，提升桨做离心运行，和升液道上端构成高压区，将水泵送到活水区，和升液道下端构成低压区，对供水区内进行汲水，当提升桨和排水桨同速转动，且提升桨供水量大于排水桨排水量时，活水区一直处于满液状态，即出液流道内的水压强保持不变，排水桨单位时间内供水量保持稳定，进行自动平衡。

进一步的，齿轮组包括两个换向齿轮，两个换向齿轮分别与排水桨和提升桨传动连接，换向齿轮一侧设有传动齿轮，换向齿轮和相邻的传动齿轮齿面啮合，两个传动齿轮置于传动腔内，两个传动齿轮之间设有传动杆，两个传动齿轮通过传动杆传动连接。

换向齿轮和传动齿轮都设置两个，两个换向齿轮分别安装在排水桨和提升桨一侧，用于换向，并通过两个传动齿轮进行传动，两个传动齿轮通过传动杆进行传动，使得排水桨和提升桨位于不同的层高。

进一步的，供水罐上设有引水道，引水道进口沿着活水区上侧出口布置，引水道下端出口朝向供水区下层。

由于提升桨单位时间供水量大于排水桨，使得活水区始终保持满液状态，多余的水漫出活水区，进入引水道内，引水道出口朝向供水区下层，产生落差，使得漫出的水通过引水道对供水区下层水体进行冲击，提高供水罐内水体流动性，防止内部发生杂质沉积，造成供水堵塞。

作为优化，调节装置还包括截止缸，截止缸置于出液流道出口处，截止缸输出端设有截止板，截止板竖向截面积大于出液流道出口过流截面积。截止缸端部设置截止板，位于出液流道出口，当供水完成后，即两个线圈上不再产生反向电流，通过两个反向电流信号控制截止缸，截止缸输出位移带动截止板移动，将出液流道出口封堵，防止活水区内的水体沿着排水桨和出液流道的间隙流出，影响供水精度。

作为优化，两个线圈构成截止电路，截止缸和截止电路电连。当两个线圈上产生的电流大小在额定区间内，且方向相反时，即有动物在饮水时，截止缸带动截止板回缩，使得出液流道打开，排水电机工作，并进行供水。

作为优化，换向齿轮和传动齿轮都为锥齿轮形式。通过换向齿轮和传动齿轮选定为锥齿轮形式，用于进行传动，便于进行不同层高供水传动。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明排水桨沿旋转轴心设置多个叶片，叶片上设置凹槽，在排水桨转动过程中，通过叶片上的凹槽将出液流道内的水排向水槽，进行补水，出液流道和活水区下部连通，最下部的水压强最大，初始状态下活水区为满液状态，排水电机输出功率保持稳定，因此供水效率最高，降低能耗；当动物进行饮水时，一般通过舌头进行卷吸，会对水槽内的水面进行拍打，使得水面产生震荡，形成波形，由于两个感应组件距离槽口不等距，即水波形成波峰和波谷的时间不同，浮板密度比水低，漂浮于水面上，当浮板沿着水波的波峰和波谷上下移动时，由于线圈切割磁感线的方向不同，线圈上产生反向电流，波峰和波谷差值越大，产生的电流越大，例如当波峰和波谷差值为五毫米至十毫米作为动物饮水信号，相对应的两个反向电流信号控制排水电机工作，向水槽内进行排水，保证供水稳定性，防止供水量过大，造成溢出，浪费水资源，避免局部泄露产生同向感应电流，造成误判；当提升桨和排水桨同速转动，且提升桨供水量大于排水桨排水量时，活水区一直处于满液状态，即出液流道内的水压强保持不变，排水桨单位时间内供水量保持稳定，进行自动平衡。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的液体导流状态结构示意图；

图3是本发明的排水桨、齿轮组结构示意图；

图4是图2视图的局部A放大视图；

图5是本发明的提升桨、齿轮组结构示意图；

图6是本发明的活水区供水结构示意图；

图7是本发明的供水罐双腔分隔结构示意图；

图8是本发明的换向齿轮、提升桨传动示意图；

图9是本发明的排水电机、排水桨、换向齿轮传动示意图；

图中：1-供水罐、11-供水区、12-活水区、13-引水道、14-出液流道、15-传动腔、16-升液道、2-动力装置、21-排水电机、22-排水桨、23-提升桨、24-齿轮组、241-换向齿轮、242-传动齿轮、243-传动杆、3-调节装置、31-截止缸、32-截止板、33-感应组件、331-浮板、332-导向杆、333-线圈、4-水槽、41-感应腔。

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。

本发明提供技术方案：

如图1~图2所示，一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，包括供水罐1、动力装置2、调节装置3和水槽4，供水罐1向水槽4供水，动力装置2和供水罐1连接，调节装置3和动力装置2连接，调节装置3和供水罐1连接，调节装置3用于对水槽4水位波动进行监测，供水罐1包括供水区11和活水区12，供水区11和活水区12连通。

通过罐式供水设备为牧场的动物提供饮用水，为了防止饮用水被污染，采用活水供应的方式，对供水罐1进行分腔设置，分别为供水区11和活水区12，供水区11一侧设有进水管，进水管和供水区11连通，进水管将水输送到供水区11，再将水泵送至活水区12，活水区12主要向水槽4内输水，供水罐1作为主要的安装基础，用于对动力装置2和调节装置3进行安装，动力装置2作为供水的主要动力源，调节装置3用于对水槽4内是否有动物在饮水进行检测，当有动物在饮水时，即水槽4内产生水损耗时，动力装置2启动，进行自动补水。

如图2~图3所示，动力装置2包括排水电机21和排水桨22，供水罐1上设有出液流道14，出液流道14和活水区12下部连通，活水区12通过出液流道14和水槽4连通，排水桨22置于出液流道14内，供水罐1上设有传动腔15，传动腔15和出液流道14连通，排水电机21置于传动腔15内，排水电机21输出端和排水桨22传动连接；

初始状态：活水区12为满液状态。

排水电机21用于输出扭矩，调动排水桨22转动，排水桨22沿旋转轴心设置多个叶片，叶片上设置凹槽，在排水桨22转动过程中，通过叶片上的凹槽将出液流道14内的水排向水槽4，进行补水，出液流道14和活水区12下部连通，最下部的水压强最大，初始状态下活水区12为满液状态，排水电机21输出功率保持稳定，因此供水效率最高，降低能耗，排水电机21安装在传动腔15内，保证转矩输出稳定性。

如图2~图4所示，调节装置3包括两组感应组件33，水槽4上设有两个感应腔41，感应组件33置于感应腔41内，感应组件33包括浮板331、导向杆332和线圈333，浮板331和导向杆332传动连接，线圈333置于感应腔41内，导向杆332插入线圈333内圈，浮板331密度比水密度小 ，水槽4槽口偏心设置，线圈333和排水电机21间歇连通；

补水时：两个线圈333产生反向电流，线圈333和排水电机21电连接。

导向杆332为磁铁材质制成，通过两个感应腔41分别对两组感应组件33进行安装，水槽4的槽口偏心设置，即槽口离两个感应组件33不等距设置，当动物进行饮水时，一般通过舌头进行卷吸，会对水槽4内的水面进行拍打，使得水面产生震荡，形成波形，由于两个感应组件33距离槽口不等距，即水波形成波峰和波谷的时间不同，浮板331密度比水低，漂浮于水面上，当浮板331沿着水波的波峰和波谷上下移动时，由于线圈333切割磁感线的方向不同，线圈333上产生反向电流，波峰和波谷差值越大，产生的电流越大，例如当波峰和波谷差值为五毫米至十毫米作为动物饮水信号，相对应的两个反向电流信号控制排水电机21工作，向水槽内进行排水，保证供水稳定性，防止供水量过大，造成溢出，浪费水资源，避免局部泄露产生同向感应电流，造成误判。

如图3~图9所示，动力装置2还包括提升桨23和齿轮组24，供水罐1上设有升液道16，升液道16进口和供水区11连通，升液道16出口位于活水区12上侧，提升桨23置于升液道16内，排水桨22通过齿轮组24和提升桨23传动连接，排水桨22和提升桨23转速相同，排水桨22和提升桨23上的叶片上都设有凹槽，提升桨23叶片上的凹槽大于排水桨22叶片上的凹槽。

通过设置提升桨23用于向活水区12供水，提升桨23和排水桨22使用同一个动力源，通过齿轮组24进行传动，传动过程中保持转速相同，即同时转过相同圈数，提升桨23和排水桨22一样通过叶片上的凹槽进行供水，旋转过程中，提升桨23做离心运行，和升液道16上端构成高压区，将水泵送到活水区12，和升液道16下端构成低压区，对供水区11内进行汲水，当提升桨23和排水桨22同速转动，且提升桨23供水量大于排水桨22排水量时，活水区12一直处于满液状态，即出液流道14内的水压强保持不变，排水桨22单位时间内供水量保持稳定，进行自动平衡。

如图3所示，齿轮组24包括两个换向齿轮241，两个换向齿轮241分别与排水桨22和提升桨23传动连接，换向齿轮241一侧设有传动齿轮242，换向齿轮241和相邻的传动齿轮242齿面啮合，两个传动齿轮242置于传动腔15内，两个传动齿轮242之间设有传动杆243，两个传动齿轮242通过传动杆243传动连接。

换向齿轮241和传动齿轮242都设置两个，两个换向齿轮241分别安装在排水桨22和提升桨23一侧，用于换向，并通过两个传动齿轮242进行传动，两个传动齿轮242通过传动杆243进行传动，使得排水桨22和提升桨23位于不同的层高。

如图2所示，供水罐1上设有引水道13，引水道13进口沿着活水区12上侧出口布置，引水道13下端出口朝向供水区11下层。

由于提升桨23单位时间供水量大于排水桨，使得活水区12始终保持满液状态，多余的水漫出活水区12，进入引水道13内，引水道13出口朝向供水区11下层，产生落差，使得漫出的水通过引水道13对供水区11下层水体进行冲击，提高供水罐1内水体流动性，防止内部发生杂质沉积，造成供水堵塞。

作为优化，调节装置3还包括截止缸31，截止缸31置于出液流道14出口处，截止缸31输出端设有截止板32，截止板32竖向截面积大于出液流道14出口过流截面积。截止缸31端部设置截止板32，位于出液流道14出口，当供水完成后，截止缸31输出位移带动截止板32移动，将出液流道14出口封堵，防止活水区12内的水体沿着排水桨22和出液流道14的间隙流出，影响供水精度。

作为优化，两个线圈333构成截止电路，截止缸31和截止电路电连。当两个线圈333上产生的电流大小在额定区间内，且方向相反时，即有动物在饮水时，截止缸31带动截止板32回缩，使得出液流道14打开，排水电机21工作，并进行供水。

作为优化，换向齿轮241和传动齿轮242都为锥齿轮形式。通过换向齿轮241和传动齿轮242选定为锥齿轮形式，用于进行传动，便于进行不同层高供水传动。

本发明的工作原理：排水桨22沿旋转轴心设置多个叶片，叶片上设置凹槽，在排水桨22转动过程中，通过叶片上的凹槽将出液流道14内的水排向水槽4，进行补水，出液流道14和活水区12下部连通，最下部的水压强最大，初始状态下活水区12为满液状态，排水电机21输出功率保持稳定，因此供水效率最高，降低能耗；当动物进行饮水时，一般通过舌头进行卷吸，会对水槽4内的水面进行拍打，使得水面产生震荡，形成波形，由于两个感应组件33距离槽口不等距，即水波形成波峰和波谷的时间不同，浮板331密度比水低，漂浮于水面上，当浮板331沿着水波的波峰和波谷上下移动时，由于线圈333切割磁感线的方向不同，线圈333上产生反向电流，波峰和波谷差值越大，产生的电流越大，例如当波峰和波谷差值为五毫米至十毫米作为动物饮水信号，相对应的两个反向电流信号控制排水电机21工作，向水槽内进行排水，保证供水稳定性，防止供水量过大，造成溢出，浪费水资源，避免局部泄露产生同向感应电流，造成误判；当提升桨23和排水桨22同速转动，且提升桨23供水量大于排水桨22排水量时，活水区12一直处于满液状态，即出液流道14内的水压强保持不变，排水桨22单位时间内供水量保持稳定，进行自动平衡。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，其特征在于：所述罐式供水设备包括供水罐（1）、动力装置（2）、调节装置（3）和水槽（4），所述供水罐（1）向水槽（4）供水，所述动力装置（2）和供水罐（1）连接，所述调节装置（3）和动力装置（2）连接，调节装置（3）和供水罐（1）连接，调节装置（3）用于对水槽（4）水位波动进行监测，所述供水罐（1）包括供水区（11）和活水区（12），所述供水区（11）和活水区（12）连通；

所述动力装置（2）包括排水电机（21）和排水桨（22），所述供水罐（1）上设有出液流道（14），所述出液流道（14）和活水区（12）下部连通，所述活水区（12）通过出液流道（14）和水槽（4）连通，所述排水桨（22）置于出液流道（14）内，所述供水罐（1）上设有传动腔（15），所述传动腔（15）和出液流道（14）连通，所述排水电机（21）置于传动腔（15）内，排水电机（21）输出端和排水桨（22）传动连接；

初始状态：所述活水区（12）为满液状态；

所述调节装置（3）包括两组感应组件（33），所述水槽（4）上设有两个感应腔（41），所述感应组件（33）置于感应腔（41）内，感应组件（33）包括浮板（331）、导向杆（332）和线圈（333），所述导向杆为磁铁材质，所述浮板（331）和导向杆（332）传动连接，所述线圈（333）置于感应腔（41）内，所述导向杆（332）插入线圈（333）内圈，所述浮板（331）密度比水密度小 ，所述水槽（4）槽口偏心设置，水槽（4）槽口离两个感应组件（33）不等距设置，所述线圈（333）和排水电机（21）间歇连通；

补水时：当动物进行饮水时，一般通过舌头进行卷吸，会对水槽（4）内的水面进行拍打，使得水面产生震荡，形成波形，由于两个感应组件（33）距离槽口不等距，即水波形成波峰和波谷的时间不同，浮板（331）密度比水低，漂浮于水面上，当浮板（331）沿着水波的波峰和波谷上下移动时，由于线圈（333）切割磁感线的方向不同，两个所述线圈（333）产生反向电流，所述线圈（333）和排水电机（21）电连接；

所述动力装置（2）还包括提升桨（23）和齿轮组（24），所述供水罐（1）上设有升液道（16），所述升液道（16）进口和供水区（11）连通，升液道（16）出口位于活水区（12）上侧，所述提升桨（23）置于升液道（16）内，所述排水桨（22）通过齿轮组（24）和提升桨（23）传动连接，排水桨（22）和提升桨（23）转速相同，排水桨（22）和提升桨（23）上的叶片上都设有凹槽，所述提升桨（23）叶片上的凹槽大于排水桨（22）叶片上的凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，其特征在于：所述齿轮组（24）包括两个换向齿轮（241），两个所述换向齿轮（241）分别与排水桨（22）和提升桨（23）传动连接，所述换向齿轮（241）一侧设有传动齿轮（242），换向齿轮（241）和相邻的传动齿轮（242）齿面啮合，两个所述传动齿轮（242）置于传动腔（15）内，两个传动齿轮（242）之间设有传动杆（243），两个传动齿轮（242）通过传动杆（243）传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，其特征在于：所述供水罐（1）上设有引水道（13），所述引水道（13）进口沿着活水区（12）上侧出口布置，引水道（13）下端出口朝向供水区（11）下层。

4.根据权利要求3所述的一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，其特征在于：所述调节装置（3）还包括截止缸（31），所述截止缸（31）置于出液流道（14）出口处，截止缸（31）输出端设有截止板（32），所述截止板（32）竖向截面积大于出液流道（14）出口过流截面积。

5.根据权利要求4所述的一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，其特征在于：两个所述线圈（333）构成截止电路，所述截止缸（31）和截止电路电连。

6.根据权利要求5所述的一种具有稳压调蓄功能的牧场用罐式供水设备，其特征在于：所述换向齿轮（241）和传动齿轮（242）都为锥齿轮形式。