CN201037453Y - 风力引水装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及引水装置，具体为一种风力引水装置。本实用新型解决目前没有直接由风力驱动的引水装置的问题。该风力引水装置包含机架，机架上通过轴承支撑有竖轴，竖轴的上端固定有叶轮，支架上通过轴承还支撑有位于竖轴下端且与竖轴垂直的横轴，竖轴和横轴之间设有传动机构，还包含柱塞泵，横轴与柱塞泵之间设有传动机构。在竖轴上套固有空心的蜗杆，机架上固定有与蜗杆啮合的蜗轮，蜗轮的轴端设置有用于驱动柱塞泵的曲柄连杆机构。该风力引水装置无需电能，可实现直接风力驱动，尤其适用于远离电源的山区或丘陵地区，充分利用风力将低处的水引向高端，进行土地灌溉或人畜用水。

Description

风力引水装置
技术领域
本实用新型涉及引水装置，具体为一种风力引水装置。
背景技术
在一些丘陵地或山区，丘陵或山坡上由于缺水，植被不易成活。而山下河沟内的水流却白白流失。丘陵、山坡顶有丰富的风力资源。目前风力资源主要用于发电。风力发电装置结构较复杂，维护和运行成本较高。目前没有直接由风力驱动的引水装置，也未见相关的文献报道。
发明内容
本实用新型为了解决目前没有直接由风力驱动的引水装置的问题，提供一种风力引水装置。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：风力引水装置，包含机架，机架上通过轴承支撑有竖轴，竖轴的上端固定有叶轮，支架上通过轴承还支撑有位于竖轴下端且与竖轴垂直的横轴，竖轴和横轴之间设有传动机构，还包含柱塞泵，横轴与柱塞泵之间设有传动机构。使用时，风力引水装置定位于丘陵或山顶，与柱塞泵相连的引水管延引至山下。风力驱动叶轮转动，竖轴在叶轮的带动下转动，竖轴通过传动机构驱动横轴转动，横轴通过传动机构驱动柱塞泵运转，将山下的水吸至山上。竖轴与横轴之间的传动机构的作用是为了实现转动的垂直传动，即将竖轴的转动转化为横轴的转动，该传动机构可采用多种公知的机械传动结构，如蜗轮-蜗杆传动、斜齿轮啮合传动等，并且为了使柱塞泵可靠工作，该传动机构的传动比不能过大，传动比最好接近1。横轴与柱塞泵之间的传动机构对机械领域的技术人员来说也是容易实现的且可采用多种公知的机械传动结构，只要能驱动柱塞泵即可。
在竖轴上套固有空心的蜗杆，机架上固定有与蜗杆啮合的蜗轮，蜗轮的轴端设置有用于驱动柱塞泵的曲柄连杆机构。这样，竖轴也可用于驱动柱塞泵。
为了驱动多个柱塞泵，横轴会较长，为使结构更加合理，横轴由中段轴和与中段轴两端通过万向节联接的端轴构成。这样，可使较长横轴的安装、运转更加合理、可靠。
横轴与柱塞泵之间的传动机构包含位于横轴两端且通过轴承支撑于机架上的从动轴，横轴与从动轴之间设有链条传动机构，从动轴与柱塞泵之间设有曲柄连杆机构。横轴通过链条传动机构带动从动轴，从动轴通过曲柄连杆机构驱动柱塞泵。该传动机构结构合理、简单，使整个风力引水装置的机械结构、传动结构更合理，同时由于从动轴的设置，可容易地增加柱塞泵的数量，增加引水量。
在从动轴上设置有离合器，机架上设置有离合器转换手柄，从动轴与柱塞泵之间的曲柄连杆机构通过离合器实现与从动轴之间的动力驱动连接。当风力较小，竖轴驱动力较小时，通过操纵离合器转换手柄，使离合器分离，而使横轴驱动的部分柱塞泵脱离工作状态。风力最小时，甚至可以将横轴驱动的全部柱塞泵脱离工作状态，仅有竖轴驱动的柱塞泵工作。使得该风力引水装置在各种风力下都能实现吸水、引水。
本实用新型所述的风力引水装置无需电能，可实现直接风力驱动，其结构设计新颖、合理，尤其适用于远离电源的山区或丘陵地区，充分利用风力将低处的水引向高端，进行土地灌溉或人畜用水，有助于解决我国西、北部地区，风大干旱的问题，有助于恢复黄土高坡植被。
附图说明
图1为本实用新型所述风力引水装置的整体结构示意图；
图2为图1中叶轮的俯视图；
图3为图1的A-A局部剖视图——柱塞泵内部结构示意图；
图4为图1的B-B局部剖视图——叶轮的叶片的剖面图。
图中：1-机架，2-竖轴，3-柱塞泵，4-蜗杆，5-蜗轮，6-中段轴，7万向节，8-端轴，9-从动轴，10-链条传动机构，11-曲柄连杆机构，12-离合器，13-离合器转换手柄，14-框架，15-风板，16-基体，17-橡胶柱塞环，18-压块，19-螺母，20-柱塞泵的泵体缸套，21-进水阀门，22-出水阀门，23-发电机。
具体实施方式
风力引水装置，包含机架1，机架上通过轴承支撑有竖轴2，竖轴2的上端固定有叶轮，支架上通过轴承还支撑有位于竖轴下端且与竖轴垂直的横轴，竖轴和横轴之间设有传动机构，还包含柱塞泵3，横轴与柱塞泵之间设有传动机构。竖轴2和横轴之间的传动机构采用斜齿轮啮合传动结构，并使传动比为1。在竖轴2上套固有空心的蜗杆4，机架上固定有与蜗杆4啮合的蜗轮5，蜗轮5的轴端设置有用于驱动柱塞泵的曲柄连杆机构。横轴由中段轴6和与中段轴两端通过万向节7联接的端轴8构成。横轴与柱塞泵3之间的传动机构包含位于横轴两端且通过轴承支撑于机架上的从动轴9，横轴与从动轴9之间设有链条传动机构10，从动轴与柱塞泵之间设有曲柄连杆机构11。在从动轴9上设置有离合器12，机架1上设置有离合器转换手柄13，从动轴与柱塞泵之间的曲柄连杆机构11通过离合器12实现与从动轴9之间的动力驱动连接。叶轮的叶片由框架14和一端铰接于框架上另一端长出框架边缘的风板15构成，并且框架上可铰接有多排风板；此种结构的叶片可使叶片在叶轮上呈对称分布且可增加叶片的数量(该具体实施方式中有6个叶片)，从而增加叶轮的驱动力；当叶片顺风时，风板下端卡于框架边缘而处于被风驱动状态，当叶片旋转至另一边使风板处于迎风状态时，风板绕铰接处打开，而减小叶片旋转的阻力。柱塞泵3内的柱塞由前端为凸状且前端设有螺杆的基体16、套于基体前端螺杆上的两端面内凹的橡胶柱塞环17、套于基体前螺杆上且与橡胶柱塞环的接触面为凸状的压块18以及连接于螺杆上的螺母19构成。由于柱塞为磨损件，长期使用柱塞因磨损而外径缩小，影响柱塞泵的正常使用，此时需要更换柱塞。柱塞泵的柱塞采用上述结构，当柱塞因磨损而外径缩小时，可拧紧螺母19，橡胶柱塞环受压而外缘向外凸，使柱塞外径有所增加；这样，可避免频繁更换柱塞，延长柱塞泵的使用寿命。为进一步增加柱塞泵的使用寿命，柱塞泵3的泵体缸套20为玻璃制成的缸套。柱塞泵的柱塞泵的工作过程为，柱塞被驱动在泵体内作往复运动，柱塞后撤时，泵体上的进水阀门21打开，水被吸入柱塞泵内腔，柱塞前移，将内腔的水排出，在水压作用下，进水阀门21闭合而出水阀门22打开，而将水排出。为进一步增加引水量，所述的柱塞泵3可以是由曲轴连接的多个并排的柱塞泵，曲轴可以由从动轴直接驱动。从动轴9可通过皮带传动连接发电机23，皮带传动通过离合器12实现与从动轴9之间的动力驱动连接。发电机23发的电可用于照明。
使用时，风力引水装置定位于丘陵或山顶，与柱塞泵相连的引水管延引至山下。根据风力大小，通过操作离合器，选择横轴拖动柱塞泵的数量。风力驱动叶轮转动，竖轴在叶轮的带动下转动，竖轴通过传动机构驱动横轴转动，横轴和竖轴通过传动机构驱动柱塞泵运转，将山下的水吸至山上。

Claims (9)

1.一种风力引水装置，包含机架(1)，其特征为：机架上通过轴承支撑有竖轴(2)，竖轴(2)的上端固定有叶轮，支架上通过轴承还支撑有位于竖轴下端且与竖轴垂直的横轴，竖轴和横轴之间设有传动机构，还包含柱塞泵(3)，横轴与柱塞泵之间设有传动机构。
2.如权利要求1所述的风力引水装置，其特征为：在竖轴(2)上套固有空心的蜗杆(4)，机架上固定有与蜗杆(4)啮合的蜗轮(5)，蜗轮(5)的轴端设置有用于驱动柱塞泵的曲柄连杆机构。
3.如权利要求1或2所述的风力引水装置，其特征为：横轴由中段轴(6)和与中段轴两端通过万向节(7)联接的端轴(8)构成。
4.如权利要求3所述的风力引水装置，其特征为：横轴与柱塞泵(3)之间的传动机构包含位于横轴两端且通过轴承支撑于机架上的从动轴(9)，横轴与从动轴(9)之间设有链条传动机构(10)，从动轴与柱塞泵之间设有曲柄连杆机构(11)。
5.如权利要求4所述的风力引水装置，其特征为：在从动轴(9)上设置有离合器(12)，机架(1)上设置有离合器转换手柄(13)，从动轴与柱塞泵之间的曲柄连杆机构(11)通过离合器(12)实现与从动轴(9)之间的动力驱动连接。
6.如权利要求1或2所述的风力引水装置，其特征为：叶轮的叶片由框架(14)和一端铰接于框架上另一端长出框架边缘的风板(15)构成。
7.如权利要求1或2所述的风力引水装置，其特征为：柱塞泵(3)内的柱塞由前端为凸状且前端设有螺杆的基体(16)、套于基体前端螺杆上的两端面内凹的橡胶柱塞环(17)、套于基体前螺杆上且与橡胶柱塞环的接触面为凸状的压块(18)以及连接于螺杆上的螺母(19)构成。
8.如权利要求1或2所述的风力引水装置，其特征为：柱塞泵(3)的泵体缸套(20)为玻璃制成的缸套。
9.如权利要求5所述的风力引水装置，其特征为：从动轴(9)通过皮带传动连接发电机(23)，皮带传动通过离合器(12)实现与从动轴(9)之间的动力驱动连接。
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