CN203570524U

CN203570524U - 一种储能式微水头流体能抽水系统

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Publication number: CN203570524U
Application number: CN201320795808.4U
Authority: CN
Inventors: 林鹏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2023-12-06

Abstract

一种储能式微水头流体能抽水系统，该系统由流体采能机构、变速机构、曲柄连杆机构、柱塞式气泵、储气筒、气压马达、转子式水泵、水锤泵及管道组成，其中流体采能机构与变速机构联接，变速机构通过曲柄连杆机构与柱塞式气泵联接，柱塞式气泵的气泵出气管连接储气筒，储气筒的气筒出气管连接气压马达，气压马达联接转子式水泵，转子式水泵的水泵出水口连接水锤泵。该系统不但克服了传统抽水系统需要电力或燃油作为动力能源的缺点；也克服了传统利用水能抽水的抽水机难以利用微水头作为动力源的缺点；而且由于其采用了储气筒作为储能动力源，大大提高了其工作时的效率有效解决了传统利用微水头抽水的系统抽水缓慢、瞬时功率差等缺点。

Description

一种储能式微水头流体能抽水系统

技术领域

本实用新型涉及一种抽水系统，特别是一种储能式微水头流体能抽水系统，属节能环保和机械设计领域。

背景技术

传统的抽水方式是利用电能或者燃油燃烧产生的能量作为抽水装置的动力能源来驱动抽水装置实现抽水，在此过程中要浪费大量的传统能源。而且，在很多偏远的地方电能很难供应，传统燃油又很难运输到达，利用传统的方法实现抽水显然不现实，因此如果能利用水的势能实现抽水将具有广阔前景。目前有一类抽水系统是利用水流进行发电，然后再用电力驱动抽水机进行抽水，此方法对于大型河流或者具有明显落差的水流能够实现，但是面对水流平缓、水流落差较小的水流，此类系统由于发电效率较低难以达到预期发电目的。而另一类抽水系统直接采用水流驱动抽水机进行抽水，其也很难克服面对水流平缓、水流落差较小的水流无能为力的缺点。目前虽然有部分抽水系统采用变速机构将采能机构系从平缓水流处获得的转速进行增速来驱动水泵抽水或采用水锤泵来对水流进行二次增压等方式实现了利用微水头流体抽水的功能，但是此类系统仍然存在抽水效率低等缺点。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种储能式微水头流体能抽水系统，该系统克服了上述困难，其不但实现了利用微水头流体能抽水的功能，而且其利用储气筒进行储能，大大提高了其工作时的效率，解决了传统利用微水头抽水的系统时抽水缓慢、瞬时功率差等缺点。

解决本实用新型的技术方案是：本实用新型提供了一种储能式微水头流体能抽水系统，该系统由流体采能机构、变速机构、曲柄连杆机构、柱塞式气泵、储气筒、气压马达、转子式水泵、水锤泵及管道组成，其中流体采能机构与变速机构联接，变速机构通过曲柄连杆机构与柱塞式气泵联接，柱塞式气泵的气泵出气管连接储气筒，储气筒的气筒出气管连接气压马达，气压马达联接转子式水泵，转子式水泵的水泵出水口连接水锤泵。

所述的管道包括气压管道和水管，气压管道包括柱塞式气泵上的气泵进气管和气泵出气管、储气筒上的气筒出气管，水管包括低压水管、中压水管、高压水管。

所述的变速机构为增速机构，其作用是将流体采能机构传递给它的转速增大后传递给曲柄连杆机构带动柱塞式气泵运动以实现柱塞式气泵向储气筒内压入大气的功能。

所述的转子式水泵和水锤泵为市售部件，其结构和原理为本技术领域的技术人员所熟知，这里不再阐述。

进一步的，所述的转子式水泵和水锤泵之间的中压水管上安装有流量控制阀。

进一步的，变速机构、曲柄连杆机构、柱塞式气泵、储气筒、气压马达、转子式水泵、水锤泵安装在趸船上，所述的流体采能机构通过稳定支架固定在趸船底部。

进一步的，所述的流体采能机构上有宽大的叶片，宽大的叶片能有效拦截微落差水流蓄积大量的水能，以实现水流推动叶片带动叶轮旋转。

进一步的，所述的流体采能机构和变速机构之间增加了蓄能飞轮，在水流流速不稳定的条件下能够有效调节输入到变速机构的转速，使转速保持均匀。

进一步的，所述的蓄能飞轮和变速机构之间安装了离合器，可方便的实现动力的接通和切断。

所述的蓄能飞轮和离合器的结构和原理为技术员人员所熟知，这里不在阐述。

进一步的，所述的气压马达和转子式水泵通过联轴器连接。

进一步的，所述的柱塞式气泵的气泵进气管连接有空气过滤器，空气过滤器能有效过滤空气中的灰尘。

进一步的，所述的柱塞式气泵的气泵进气管处安装有进气单向阀，柱塞式气泵的气泵出气管处安装有出气单向阀。进气单向阀只能使空气单向流进柱塞式气泵，出气单向阀只能使空气单向流出柱塞式气泵。进气单向阀和出气单向阀为市售元件。

进一步的，所述的储气筒上有安全限压阀，当储气筒内的气压大于安全限压阀所限定的气压范围时，安全限压阀打开放出储气筒内多余气体。

进一步的，储气筒上的气筒出气管上有气体开关，当需要抽水时，气体开关打开，气体由储气筒进入气压马达由气压马达的排气孔排出并推动气压马达带动转子式水泵旋转实现抽水。

进一步的转子式水泵的水泵进水口连接低压水管，转子式水泵的水泵出水口通过中压水管与水锤泵的连接，水锤泵通过高压水管连接到远端蓄水池。

进一步的，所述的低压水管的一端连接一个文丘里管，文丘里管连接一个过滤器，在文丘里管和转子式水泵之间的低压水管上安装有进水控制阀。所述的文丘里管和过滤器为市售元件。由于文丘里管具有对流体阻力小等优点，更有利于利用水能。

进一步的，所述的转子式水泵的水泵进水口处安装有进水单向阀，进水单向阀只允许水流单向流向转子式水泵内部。进水单向阀为市售元件。

进一步的，所述的水锤泵与高压出水管的连接处安装有出水控制阀。

本实用新型的工作原理是：水流推动流体采能机构旋转，流体采能机构带动蓄能飞轮旋转，同时流体采能机构和蓄能飞轮的转动能量通过离合器传递到变速机构，变速机构将获得的转速进行增速后传递给曲柄连杆机构，曲柄连杆机构带动柱塞式气泵运动将外界空气压缩到储气筒内保存，当需要抽水时打开储气筒的气筒出气管上的气体开关，压缩空气由储气筒进入气压马达内部推动气压马达带动转子式水泵运转进行抽水，水流经文丘里管、低压水管、转子式水泵、中压水管抽到水锤泵，水锤泵再将流进其内部的水流进行增压后经高压出水管输送到远端蓄水池，实现抽水功能。

当水流落差较小时，由于流体采能机构的叶轮很宽大，其能够拦截大量水流以蓄积大量的势能来推动其旋转，最终实现利用微水头流体抽水的功能。

低压水管上的进水控制阀和中压水管上的流量控制阀能有效帮助用户调节水的流量。

本实用新型的有益之处是：本实用新型提供了一种储能式微水头流体能抽水系统，该系统不但克服了传统抽水系统需要电力或燃油作为动力能源的缺点，解决了特殊地区抽水困难的问题；也克服了传统利用水能抽水的抽水机难以利用微水头作为动力源的缺点；而且由于其采用了储气筒作为储能动力源，大大提高了其工作时的效率有效解决了传统利用微水头抽水的系统抽水缓慢、瞬时功率差等缺点。此系统的使用节约了能源，对江河微落差水流动水利用起到了根本性的改变，实现了节能减排。

附图说明

图1为本实用新型的结构和原理图。

图中各标号依次表示：流体采能机构（1）、稳定支架（2）、蓄能飞轮（3）、离合器（4）、变速机构（5）、曲柄连杆机构（6）、柱塞式气泵（7）、进气单向阀（8）、出气单向阀（9）、气泵出气管（10）、限压阀（11）、储气筒（12）、气体开关（13）、联轴器（14）、水泵出水口（15）、中压水管（16）、流量控制阀（17）、水锤泵（18）、出水控制阀（19）、趸船（20）、高压水管（21）、远端蓄水池（22）、转子式水泵（23）、水泵进水口（24）、进水单向阀（25）、低压水管（26）、过滤器（27）、文丘里管（28）、气压马达（30）、气泵进气管（31）、空气过滤器（32）、气筒出气管（33）。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述，由于以下所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所想到的变化或替代，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。

一种储能式微水头流体能抽水系统，该系统由流体采能机构（1）、变速机构（5）、曲柄连杆机构（6）、柱塞式气泵（7）、储气筒（12）、气压马达（30）、转子式水泵（23）、水锤泵（18）及管道组成，其中流体采能机构（1）与变速机构（5）联接，变速机构（5）通过曲柄连杆机构（6）与柱塞式气泵（7）联接，柱塞式气泵（7）的气泵出气管（10）连接储气筒（12），储气筒（12）的气筒出气管（33）连接气压马达（30），气压马达（30）联接转子式水泵（23），转子式水泵（23）的水泵出水口（15）连接水锤泵（18）。

所述的管道包括气压管道和水管，气压管道包括柱塞式气泵（7）上的气泵进气管（31）和气泵出气管（10）、储气筒（12）上的气筒出气管（33），水管包括低压水管（26）、中压水管（16）、高压水管（21）。

所述的变速机构（5）为增速机构，其作用是将流体采能机构（1）传递给它的转速增大后传递给曲柄连杆机构（6）带动柱塞式气泵（7）运动以实现柱塞式气泵（7）向储气筒（12）内压入大气的功能。

所述的转子式水泵（23）和水锤泵（18）为市售部件，其结构和原理为本技术领域的技术人员所熟知，这里不再阐述。

进一步的，所述的转子式水泵（23）和水锤泵（18）之间的中压水管（16）上安装有流量控制阀（17）。

进一步的，变速机构（5）、曲柄连杆机构（6）、柱塞式气泵（7）、储气筒（12）、气压马达（30）、转子式水泵（23）、水锤泵（18）安装在趸船（20）上，所述的流体采能机构（1）通过稳定支架（2）固定在趸船（20）底部。

进一步的，所述的流体采能机构（1）上有宽大的叶片，宽大的叶片能有效拦截微落差水流蓄积大量的水能，以实现水流推动叶片带动叶轮旋转。

进一步的，所述的流体采能机构（1）和变速机构（5）之间增加了蓄能飞轮（3），在水流流速不稳定的条件下能够有效调节输入到变速机构（5）的转速，使转速保持均匀。

进一步的，所述的蓄能飞轮（3）和变速机构（5）之间安装了离合器（4），可方便的实现动力的接通和切断。

所述的蓄能飞轮（3）和离合器（4）的结构和原理为技术员人员所熟知，这里不在阐述。

进一步的，所述的气压马达（30）和转子式水泵（23）通过联轴器（14）连接。

进一步的，所述的柱塞式气泵（7）的气泵进气管（31）连接有空气过滤器（32），空气过滤器（32）能有效过滤空气中的灰尘。

进一步的，所述的柱塞式气泵（7）的气泵进气管（31）处安装有进气单向阀（8），柱塞式气泵（7）的气泵出气管（10）处安装有出气单向阀（9）。进气单向阀（8）只能使空气单向流进柱塞式气泵（7），出气单向阀（9）只能使空气单向流出柱塞式气泵（7）。出气单向阀（9）和出气单向阀（9）为市售元件。

进一步的，所述的储气筒（12）上有安全限压阀（11），当储气筒（12）内的气压大于安全限压阀（11）所限定的气压范围时，安全限压阀（11）打开放出储气筒（12）内多余气体。

进一步的，储气筒（12）上的气筒出气管（33）上有气体开关（13），当需要抽水时，气体开关（13）打开，气体由储气筒（12）进入气压马达（30）由气压马达（30）的排气孔排出并推动气压马达（30）带动转子式水泵（23）旋转实现抽水。

进一步的，转子式水泵（23）的水泵进水口（24）连接低压水管（26），转子式水泵（23）的水泵出水口（15）通过中压水管（16）与水锤泵（18）的连接，水锤泵（18）通过高压水管（21）连接到远端蓄水池（22）。

进一步的，所述的低压水管（26）的一端连接一个文丘里管（28），文丘里管（28）连接一个过滤器（27），在文丘里管（28）和转子式水泵（23）之间的低压水管（26）上安装有进水控制阀。所述的文丘里管（28）和过滤器（27）为市售元件。由于文丘里管（28）具有对流体阻力小等优点，更有利于利用水能。

进一步的，所述的转子式水泵（23）的水泵进水口（24）处安装有进水单向阀（25），进水单向阀（25）只允许水流单向流向转子式水泵（23）内部。进水单向阀（25）为市售元件。

进一步的，所述的水锤泵（18）与高压出水管的连接处安装有出水控制阀（19）。

本实用新型的工作原理是：水流推动流体采能机构（1）旋转，流体采能机构（1）带动蓄能飞轮（3）旋转，同时流体采能机构（1）和蓄能飞轮（3）的转动能量通过离合器（4）传递到变速机构（5），变速机构（5）将获得的转速进行增速后传递给曲柄连杆机构（6），曲柄连杆机构（6）带动柱塞式气泵（7）运动将外界空气压缩到储气筒（12）内保存，当需要抽水时打开储气筒（12）的气筒出气管（33）上的气体开关（13），压缩空气由储气筒（12）进入气压马达（30）内部推动气压马达（30）带动转子式水泵（23）运转进行抽水，水流经文丘里管（28）、低压水管（26）、转子式水泵（23）、中压水管（16）抽到水锤泵（18），水锤泵（18）再将流进其内部的水流进行增压后经高压出水管输送到远端蓄水池（22），实现抽水功能。

当水流落差较小时，由于流体采能机构（1）的叶轮很宽大，其能够拦截大量水流以蓄积大量的势能来推动其旋转，最终实现利用微水头流体抽水的功能。

Claims

1.一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：该系统由流体采能机构（1）、变速机构（5）、曲柄连杆机构（6）、柱塞式气泵（7）、储气筒（12）、气压马达（30）、转子式水泵（23）、水锤泵（18）及管道组成，其中流体采能机构（1）与变速机构（5）联接，变速机构（5）通过曲柄连杆机构（6）与柱塞式气泵（7）联接，柱塞式气泵（7）的气泵出气管（10）连接储气筒（12），储气筒（12）的气筒出气管（33）连接气压马达（30），气压马达（30）联接转子式水泵（23），转子式水泵（23）的水泵出水口（15）连接水锤泵（18）。

2.根据权利1所述的一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：所述的转子式水泵（23）和水锤泵（18）之间的中压水管（16）上安装有流量控制阀（17）；所述的水锤泵（18）与高压出水管的连接处安装有出水控制阀（19）。

3.根据权利1所述的一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：所述的变速机构（5）、曲柄连杆机构（6）、柱塞式气泵（7）、储气筒（12）、气压马达（30）、转子式水泵（23）、水锤泵（18）安装在趸船（20）上，所述的流体采能机构（1）通过稳定支架（2）固定在趸船（20）底部。

4.根据权利1所述的一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：所述的流体采能机构（1）和变速机构（5）之间增加了蓄能飞轮（3）；所述的蓄能飞轮（3）和变速机构（5）之间安装了离合器（4）。

5.根据权利1所述的一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：所述的柱塞式气泵（7）的气泵进气管（31）连接有空气过滤器（32）。

6.根据权利1所述的一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：所述的柱塞式气泵（7）的气泵进气管（31）处安装有进气单向阀（8），柱塞式气泵（7）的气泵出气管（10）处安装有出气单向阀（9）。

7.根据权利1所述的一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：所述的储气筒（12）上有安全限压阀（11）；所述的储气筒（12）上的气筒出气管（33）上有气体开关（13）。

8.根据权利1所述的一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：所述的转子式水泵（23）的水泵进水口（24）连接低压水管（26），转子式水泵（23）的水泵出水口（15）通过中压水管（16）与水锤泵（18）的连接，水锤泵（18）通过高压水管（21）连接到远端蓄水池（22）。

9.根据权利1所述的一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：所述的低压水管（26）的一端连接一个文丘里管（28），文丘里管（28）连接一个过滤器（27），在文丘里管（28）和转子式水泵（23）之间的低压水管（26）上安装有进水控制阀。

10.根据权利1所述的一种储能式微水头流体能抽水系统，其特征在于：所述的转子式水泵（23）的水泵进水口（24）处安装有进水单向阀（25）。