小型直膨式太陽能熱力水泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種小型直膨式太陽能熱力水泵，包括熱力蒸汽機(jī)，熱力蒸汽機(jī)包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有左右放置且相連的配氣活塞和動(dòng)力活塞，殼體外側(cè)敷設(shè)有加熱管道和冷卻管道；還包括太陽能集熱板、軸承以及工作水箱，所述太陽能集熱板的熱傳輸管道通過連接管道加熱管道連通；熱力蒸汽機(jī)動(dòng)力活塞通過連桿連接軸承，工作水箱的工作活塞通過連桿連接軸承；工作水箱底部還安裝有排水管道和抽水管道；排水管道與冷卻管道連通，所述的加熱空間和冷卻空間內(nèi)填充有有機(jī)工質(zhì)異戊烷。本發(fā)明通過太陽內(nèi)加熱有機(jī)工質(zhì)膨脹帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)械能從而抽取地下水的裝置，達(dá)到在不利用任何外界能量的情況下，不斷抽取地下水加以利用，節(jié)能環(huán)保并且循環(huán)可再生。
【專利說明】小型直膨式太陽能熱力水泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于灌溉設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種利用太陽能加熱有機(jī)工質(zhì)帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)械能從而抽取地下水的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的解決干旱地區(qū)灌溉的問題大多是利用電力和化石燃料帶動(dòng)水泵抽水灌溉，其受到配電設(shè)施不完善、自然資源匱乏以及氣候和地域性因素等多方面影響?，F(xiàn)有的一些電力抽水設(shè)備無法在貧窮的偏遠(yuǎn)干旱地區(qū)得到有效利用，同時(shí)考慮到自然資源的消耗，環(huán)境不友好的柴油抽水機(jī)也勢必逐步被淘汰。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有抽水設(shè)備在能耗方面的缺陷，本發(fā)明提供一種太陽能直膨式熱力水泵，該水泵利用太陽能加熱，有機(jī)工質(zhì)膨脹帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)械能從而抽取地下水，在不消耗電能及其他化石能源的情況下有效利用地下水資源，達(dá)到農(nóng)田灌溉和人畜用水的目的，做到清潔綠色、節(jié)能環(huán)保。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的方案是:
一種小型直膨式太陽能熱力水泵，包括熱力蒸汽機(jī)，其特征在于:所述熱力蒸汽機(jī)包括殼體，所述殼體內(nèi)部左右空間分別設(shè)置有配氣活塞和動(dòng)力活塞，所述動(dòng)力活塞固定連接在配置活塞的活塞桿上；所述配氣活塞左側(cè)的殼體空間為加熱空間，右側(cè)為冷卻空間，所述殼體外左半部分敷設(shè)有加熱管道，所述殼體外右半部敷設(shè)有冷卻管道，所述加熱管道和冷卻管道之間設(shè)有熱阻極大玻璃棉；還包括太陽能集熱板以及連接管道，所述太陽能集熱板位于熱力蒸汽機(jī)的一側(cè)，其熱傳輸管道通過連接管道與熱力蒸汽機(jī)的加熱管道連通；還包括軸承以及工作水箱，所述軸承包括軸承座，所述軸承座上設(shè)有軸心，所述軸心上配有連桿作為傳動(dòng)裝置，所述熱力蒸汽機(jī)位于軸承左側(cè)，其動(dòng)力活塞通過連桿連接軸承，所述工作水箱位于軸承右側(cè)，內(nèi)設(shè)有工作活塞，所述工作活塞的活塞桿通過連桿連接軸承；所述工作水箱底部還安裝有排水管道和抽水管道，所述排水管道與冷卻管道連通，利用抽取的水對(duì)有機(jī)工質(zhì)異戊烷進(jìn)行液化；所述抽水管道和排水管道上還設(shè)有止回閥；所述的加熱空間和冷卻空間內(nèi)填充有有機(jī)工質(zhì)異戊烷。
[0005]所述太陽能集熱板采用的是黑鉻材料，集熱管內(nèi)部填充乙二醇加熱工質(zhì)。
[0006]所述的熱力蒸汽機(jī)殼體外附有保護(hù)殼體，殼體和保護(hù)殼體之間設(shè)有保溫層。
[0007]所述的動(dòng)力活塞與殼體之間、工作活塞與水箱箱體之間采用石墨環(huán)密封，此材料具有良好的耐高溫、潤滑和密封性能。
[0008]所述殼體、及加熱管道以及冷卻管道均為銅材質(zhì)，可以更加有效地導(dǎo)熱本發(fā)明的工作原理在于:
利用黑鉻太陽能集熱板吸收太陽能加熱工質(zhì)乙二醇，乙二醇通過連接管道流動(dòng)到熱力蒸汽機(jī)的加熱管道，加熱熱力蒸汽機(jī)熱空間部分中有機(jī)工質(zhì)異戊烷(C5H12),異戊烷膨脹做功推動(dòng)配氣活塞和動(dòng)力活塞運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將動(dòng)力經(jīng)過軸承傳遞到工作水箱，帶動(dòng)工作活塞運(yùn)動(dòng)，工作活塞向右運(yùn)動(dòng)使工作水箱形成負(fù)壓，從而抽取地下水到達(dá)地面供灌溉利用或人畜使用。同時(shí)抽取的地下水在利用前通過冷卻管道冷卻蒸汽機(jī)的冷空間，帶走高溫高壓蒸汽中的熱量促使有機(jī)工質(zhì)異戊烷(C5H12)液化，此時(shí)再次形成負(fù)壓倉使配氣活塞向左運(yùn)動(dòng)，從而形成一次完整的往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，利用“太陽能一一機(jī)械能”之間的轉(zhuǎn)換達(dá)到在不利用其它外界能量的情況下，不斷抽取地下水加以利用。
[0009]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
本發(fā)明可以在利用太陽能和有機(jī)工質(zhì)作用在不消耗電能及其他化石能源的情況下有效利用地下水資源，同時(shí)循環(huán)利用，達(dá)到使用目的，整個(gè)抽水過程中不產(chǎn)生任何污染，零能耗零排放，節(jié)能環(huán)保，更加有效地解決干旱地區(qū)灌溉問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，一種小型直膨式太陽能熱力水泵，包括熱力蒸汽機(jī)，所述熱力蒸汽機(jī)包括殼體4，所述殼體4內(nèi)設(shè)有左右放置且相連的配氣活塞3和動(dòng)力活塞5，所述動(dòng)力活塞5固定連接在配置活塞3的活塞桿上；所述配氣活塞3左側(cè)的殼體空間為加熱空間，右側(cè)為冷卻空間，所述加熱空間的殼體外側(cè)敷設(shè)有加熱管道6，所述冷卻空間的殼體外側(cè)敷設(shè)有冷卻管道7 ;所述加熱管道6和冷卻管道7之間設(shè)有熱阻極大的玻璃棉12 ;還包括太陽能集熱板I以及連接管道2，所述太陽能集熱板I位于熱力蒸汽機(jī)的一側(cè)，其熱傳輸管道通過連接管道2與熱力蒸汽機(jī)的加熱管道6連通；還包括軸承8以及工作水箱9，所述軸承8包括軸承座，所述軸承座上設(shè)有軸心，所述軸心上配有連桿作為傳動(dòng)裝置，所述熱力蒸汽機(jī)位于軸承8左側(cè)，其動(dòng)力活塞5通過連桿連接軸承8，所述工作水箱9位于軸承8右側(cè)，內(nèi)設(shè)有工作活塞11，所述工作活塞11通過連桿連接軸承8 ;所述工作水箱9底部還安裝有排水管道和抽水管道，所述抽水管道和排水管道上還設(shè)有止回閥10 ;所述的加熱空間和冷卻空間內(nèi)填充有機(jī)工質(zhì)異戊烷。所述冷卻管道7與在排水管道連通，利用抽取的水對(duì)有機(jī)工質(zhì)異戊烷進(jìn)行液化。
[0012]所述太陽能集熱板采用黑鉻材料，內(nèi)部填充乙二醇加熱工質(zhì)。
[0013]所述的熱力蒸汽機(jī)殼體外附有保護(hù)殼體，殼體和保護(hù)殼體之間設(shè)有保溫層。
[0014]所述的動(dòng)力活塞與殼體之間、工作活塞與水箱箱體之間采用石墨環(huán)密封，此材料具有良好的耐高溫、潤滑和密封性能。
[0015]所述殼體、及加熱管道以及冷卻管道均為銅材質(zhì)，可以更加有效地導(dǎo)熱
在工作時(shí)，利用黑鉻太陽能集熱板I吸收太陽能加熱工質(zhì)乙二醇，乙二醇通過連接管道2流動(dòng)到熱力蒸汽機(jī)的加熱管道6，加熱熱力蒸汽機(jī)熱空間部分中有機(jī)工質(zhì)異戊烷(C5H12),有機(jī)工質(zhì)異戊烷膨脹熱空間做功推動(dòng)配氣活塞3向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，根據(jù)斯特林機(jī)原理，帶動(dòng)動(dòng)力活塞5向右運(yùn)動(dòng)，二者同時(shí)將機(jī)械能傳遞到軸承8處和工作水箱9，帶動(dòng)工作活塞11運(yùn)動(dòng)，工作活塞11向右運(yùn)動(dòng)使工作水箱9形成負(fù)壓，負(fù)壓導(dǎo)致地下水通過止回閥10抽入到工作水箱9內(nèi)，進(jìn)而通過冷卻管道7流動(dòng)到地面提供灌溉利用或人畜使用。同時(shí)抽取的地下水在利用前通過冷卻管道7冷卻蒸汽機(jī)的冷空間，帶走高溫高壓蒸汽中的熱量促使有機(jī)工質(zhì)異戊烷(C5H12)液化，使受熱膨脹的有機(jī)工質(zhì)液化形成負(fù)壓倉，配氣活塞3因此又受力向左運(yùn)動(dòng)，如此完成一個(gè)完整的循環(huán)，利用“太陽能一一機(jī)械能”之間的轉(zhuǎn)換達(dá)到在不利用其它外界能量的情況下，不斷抽取地下水加以利用。
【權(quán)利要求】
1.一種小型直膨式太陽能熱力水泵，包括熱力蒸汽機(jī)，其特征在于:所述熱力蒸汽機(jī)包括殼體，所述殼體內(nèi)部左右空間分別設(shè)置有配氣活塞和動(dòng)力活塞，所述動(dòng)力活塞固定連接在配置活塞的活塞桿上；所述配氣活塞左側(cè)的殼體空間為加熱空間，右側(cè)為冷卻空間，所述殼體外左半部分敷設(shè)有加熱管道，所述殼體外右半部敷設(shè)有冷卻管道，所述加熱管道和冷卻管道之間設(shè)有玻璃棉；還包括太陽能集熱板以及連接管道，所述太陽能集熱板位于熱力蒸汽機(jī)的一側(cè)，其熱傳輸管道通過連接管道與熱力蒸汽機(jī)的加熱管道連通；還包括軸承以及工作水箱，所述軸承包括軸承座，所述軸承座上設(shè)有軸心，所述軸心上配有連桿作為傳動(dòng)裝置，所述熱力蒸汽機(jī)位于軸承左側(cè)，其動(dòng)力活塞通過連桿連接軸承，所述工作水箱位于軸承右側(cè)，內(nèi)設(shè)有工作活塞，所述工作活塞的活塞桿通過連桿連接軸承；所述工作水箱底部還安裝有排水管道和抽水管道，所述排水管道與冷卻管道連通，所述抽水管道和排水管道上還設(shè)有止回閥；所述的加熱空間和冷卻空間內(nèi)填充有有機(jī)工質(zhì)異戊烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型直膨式太陽能熱力水泵，其特征在于:所述太陽能集熱板采用黑鉻材料，集熱管內(nèi)部填充乙二醇加熱工質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型直膨式太陽能熱力水泵，其特征在于:所述的熱力蒸汽機(jī)殼體外附有保護(hù)殼體，殼體和保護(hù)殼體之間設(shè)有保溫層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型直膨式太陽能熱力水泵，其特征在于:所述的動(dòng)力活塞與殼體之間、工作活塞與水箱箱體之間采用石墨環(huán)密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型直膨式太陽能熱力水泵，其特征在于:所述殼體、及加熱管道以及冷卻管道均為銅材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F03G6/06GK104514696SQ201410380331
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】王海濤, 張宇 申請(qǐng)人:安徽建筑大學(xué)