專利名稱：多能型微小能源自動(dòng)提水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的獨(dú)特構(gòu)造與大自然賦予人類的風(fēng)力、水能、畜力的結(jié)合應(yīng)用，在不用油、煤、電的情況下，解決自古以來(lái)的提水難題，適用于山區(qū)、平原及丘陵地帶的提水，尤指多能型微小能源自動(dòng)提水機(jī)。
在
背景技術(shù)：
中，目前生產(chǎn)的水泵有很多種類其中有不用電、不用煤、不用油能源的兩種，一種是水輪泵，其結(jié)構(gòu)是用一套葉輪裝置安裝在軸上的一端，軸的另一端配套離心式水泵，其原理是利用水能作為能源，沖動(dòng)葉輪使之旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)離心泵工作，其不足之處是該水泵多安裝在水源很充足的地方，水泵揚(yáng)程都不太高。另一種是水錘泵，水錘是利用水管中流水的速度突然變化，導(dǎo)致管內(nèi)壓力據(jù)變而引起的一種現(xiàn)象，該泵就是利用管中的壓力，突然增加幾倍到幾十倍這一原理，在水管末端配制一個(gè)能自動(dòng)開關(guān)的閥門和一個(gè)緩沖筒中，筒內(nèi)有一個(gè)緩沖閥出水管與緩沖筒相連接，當(dāng)管內(nèi)流水達(dá)到一定速度時(shí)，自動(dòng)閥門突然關(guān)閉，使管內(nèi)末端的水壓聚增而產(chǎn)生水錘，流水被迫進(jìn)入緩沖筒內(nèi)，把原來(lái)充滿的空氣壓縮到緩沖筒上部，此時(shí)大部分水由出水管噴出，隨著水錘的消失，緩沖筒內(nèi)受壓縮的空氣逐漸膨脹起來(lái)，并把緩沖筒內(nèi)一少部分水壓向出水管噴出，隨后又開始下一次的水錘泵的循環(huán)工作，其不足之處是該泵的機(jī)件長(zhǎng)期受水錘的影響而易損壞。
此外，申請(qǐng)人于1989年1月17日申請(qǐng)了《靜壓式機(jī)械自動(dòng)水泵》專利，專利號(hào)89200825.3，于1989年10月18日公告，于1990年2月7日授權(quán)，其結(jié)構(gòu)是雙缸雙套活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，作單向工作。其不足之處是結(jié)構(gòu)龐大，造價(jià)高，功能單一，只能在落差流水處才能工作。
本發(fā)明的目的是解決上述技術(shù)中所存在的問題，研制一種“多能型微小能源自動(dòng)提水機(jī)”，由原來(lái)的雙缸雙活塞相互依存工作改為單缸、單套活塞，獨(dú)自雙向工作，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮小體積，降低造價(jià)。主要擴(kuò)大使用用途，充分利用大自然的能源，如河流流水、溪流、風(fēng)能、畜力能等。提高便于靈活方便移動(dòng)的能力。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下包括動(dòng)力缸1和水缸7相連組成能源轉(zhuǎn)化和提水裝置，四通閥體3和限位分流閥10組成控制裝置，其特點(diǎn)是，全密封的動(dòng)力缸1和水缸7之間連接的端蓋17上裝配往復(fù)移動(dòng)的連桿22，連桿22左右兩端分別裝配活塞23和15，動(dòng)力缸1上的四通閥體3輸入端連接源水、油管6，四通閥體3輸出端連接動(dòng)力缸1兩端和限位分流閥10，作控制活塞15自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)配合，在水缸7兩側(cè)裝配的單向進(jìn)出水閥19和18連接進(jìn)出水管作吸水和出水配合。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案還包括由四通閥體3和限位分流閥10組成的控制裝置中，源水、油管6經(jīng)上閥腔5連通通孔14和B、C腔口，B、C腔口經(jīng)可動(dòng)閥芯16、通缸水管2有序交換連通動(dòng)力缸前室三或后室四，作推動(dòng)活塞15往復(fù)運(yùn)動(dòng)配合，統(tǒng)孔14經(jīng)源水分管8連接動(dòng)力缸1兩端的限位分流閥10，在限位分流閥10中，與活塞15配合的滑動(dòng)觸頭12與閥芯11作彈性觸動(dòng)配合，控制小管13與源水分管8或小排水管9連通配合，動(dòng)力缸1左右兩端限位分流閥10中，小管13分別連接四通閥體3兩端e2腔和e1腔，作控制閥芯16移位換向配合。
動(dòng)力缸1和水缸7之間連結(jié)的端蓋17和兩邊端蓋位于同一軸線上，端蓋上的連桿22兩端，分別裝配活塞23和15，構(gòu)成一、二、三、四室各自密封變?nèi)莸耐徽w。
由作為能源的落差流水直接連接源水、油管6組成靜壓直流式微小能源提水機(jī)，其中落差流水還連接吸水管20，吸水管20分兩路經(jīng)水缸7兩端單向進(jìn)水閥19連接水缸7前室一和后室二，作自動(dòng)、吸水配合，前室一和后室二經(jīng)單向出水閥18連接出水管21，作自動(dòng)同步交錯(cuò)提水配合。
由作為能源的風(fēng)力、流水、畜力組成充壓循環(huán)式微小能源提水機(jī)，其能源帶動(dòng)傳動(dòng)帶27轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)變速連接油泵29，油泵29油壓輸出端連接源水、油管6，四通閥體3中排水、油總管4連接油箱31，作回油循環(huán)配合，在水缸7兩端的單向水閥19經(jīng)吸水管20連接提水的水源，作自動(dòng)吸水配合。
上述所述的能源轉(zhuǎn)化和提水裝置中，連桿22兩端的活塞15和23面積之比根據(jù)取能大小與提水高度而定，沒有其它限制。
本發(fā)明的


如下圖1是靜壓直流式整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的剖視圖。
圖3是圖2的左視圖。
圖4是圖1中II部放大剖視圖，也是圖9中II部視圖。
圖5是圖1中I部放大剖視圖，也是圖9中I和III部放大視圖。
圖6是圖2中IV部放大剖視圖。
圖7是充壓循環(huán)式整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是圖7的右視圖。
圖9是圖7的剖視放大圖。
圖10是輸出泵工作原理圖。
圖11是本發(fā)明位能提水示意圖。
圖12是本發(fā)明水輪提水示意圖。
圖13是本發(fā)明風(fēng)輪提水示意圖。
圖14是本發(fā)明畜力提水示意圖。
上述圖中標(biāo)號(hào)說明如下1-動(dòng)力缸，2-通缸水管，3-四通閥體，4-排水、油總管，5-上閥腔，8-源水、油管，7-水缸，8-源水分管，9-小排水管，10-限位分流閥，11-閥芯，12-滑動(dòng)觸頭，13-小管，14-通孔，15-活塞，16-閥芯，17-端蓋，18-單向水閥，19-單向進(jìn)水閥，20-吸水管，21-出水管，22-連桿，23-活塞，24-源水小分管，25-觸頭座，26-彈簧，27-傳動(dòng)帶，28-變速箱，29-齒輪泵，30-吸油管，31-油箱，32-水庫(kù)、溪流落差流水，33-提水機(jī)，34-軟管，35-水輪，36-風(fēng)輪，37-畜力拉桿。
下面依附圖作進(jìn)一步的詳述參見圖1，這是靜壓直流式整機(jī)外形圖，動(dòng)力缸1上面裝配四通閥體3，四通閥體3上端有源水、油管6，作為落差流水進(jìn)來(lái)的通道，利用其落差水位作為能源和水源，推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使水缸7內(nèi)進(jìn)來(lái)的水沿管道21提水，落差水經(jīng)作功后，由排水、油總管4排出。參見圖2，動(dòng)力缸1和水缸7之間用端蓋17聯(lián)接，作密封配合，在端蓋17上裝配可往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連桿22，連桿22兩端分別裝配活塞23和15。動(dòng)力缸1上部裝配四通閥體3，兩側(cè)端面上裝配限位分流閥10。在四通閥體3中，有A、B、C、D腔口，其中B、C腔口通上閥腔5，下通通缸水管2，A、D腔口上通排水油總管4，下通動(dòng)力缸1兩側(cè)室三和室四，閥芯16由e1腔和e2腔中水壓控制左右移動(dòng)換向。四通閥體3下端的B、C腔口分別經(jīng)通缸水管2連通動(dòng)力缸1前室三和后室四。上閥腔5內(nèi)通孔14分兩路連接左右限位分流閥10中源水分管8，當(dāng)活塞15往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，源水分管8經(jīng)小管13分別連通e2腔和e1腔，水壓相等，閥芯16定位不動(dòng)，當(dāng)活塞15達(dá)到動(dòng)力缸1一端時(shí)，觸動(dòng)限位分流閥10動(dòng)作，使進(jìn)水的源水分管8關(guān)閉，e1腔和e2腔中水經(jīng)小管13連通小排水管9，由排水、油泵管4排出。具體工作原理是這樣落差水經(jīng)源水、油管6進(jìn)入上閥腔5，水分兩路，一路由通孔14流出，另一路經(jīng)C腔口，右邊的通缸水管2流入動(dòng)力缸1右邊的四室，推動(dòng)活塞15向左運(yùn)動(dòng)作功，水缸7中活塞23隨之左移推動(dòng)前室一中水經(jīng)單向出水閥18，由出水管21自動(dòng)流出提水，這是本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，即兩活塞直接連接于同一連桿22上，在全密封狀態(tài)下直接作功。上閥腔5中通孔14流水下行，分兩路經(jīng)兩端限位分流閥10，由小管13交錯(cuò)連通e1腔和e2腔，當(dāng)限位分流閥10不動(dòng)作時(shí)，e1腔和e2腔中水壓相等，閥芯16不動(dòng)，活塞15向左運(yùn)行。當(dāng)活塞15到達(dá)左端終點(diǎn)前觸動(dòng)左邊限位分流閥10動(dòng)作，則左邊的源水分管8關(guān)閉，小管13與小排水管9即開通，e2腔中水壓降低，并經(jīng)小管13、限位分流閥10、小排水管9，由排水、油總管4排出，閥芯16在e1腔中水壓作用下向右移動(dòng)，關(guān)閉A(閥芯16中W1通道)、C腔口，導(dǎo)通B、D(閥欣16中W2通道)腔口。上閥腔5中落差水經(jīng)B腔口、右邊通缸水管2進(jìn)入三室，推動(dòng)活塞15右行，動(dòng)力缸1的四室水經(jīng)通缸水管2、閥芯16中W2通道、D腔口、排水、油總管4流出，整個(gè)工作原理同上。這是本發(fā)明的第二個(gè)特點(diǎn)，利用靜壓水通過四通閥體3和限位分流閥10自動(dòng)控制活塞15往復(fù)換向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞15向左移動(dòng)，經(jīng)連桿22帶動(dòng)活塞23左移，使水缸7中室一腔水經(jīng)單向出水閥18、出水管21向更高的地方提水，同時(shí)，水缸7中室二腔形成真空，由源水、油管6分流的落水經(jīng)吸水管20、水缸7右端的單向出水閥18流入室二腔。當(dāng)活塞23右行時(shí)，室二腔中水經(jīng)單向出水閥18(f端)、出水管21(f端)提水，而腔一形成真空狀，同理由落差水經(jīng)吸水管20進(jìn)入腔一中，作下一次提水準(zhǔn)備。整個(gè)裝置，動(dòng)力缸1和水缸7，以及端蓋17和兩邊端蓋位于同一軸線上，活塞往復(fù)在其中，兩缸中一、二、三、四室構(gòu)成各自密封變?nèi)莸耐徽w，這是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)質(zhì)性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。參見圖3，源水、油管6分兩路，一路接四通閥體3，另一路接吸水管20，排水、油總管4作排水用，出水管21作上水用。參見圖4，水缸7中活塞23與單向進(jìn)出水閥19和18配合。參見圖5，這是動(dòng)力缸1兩側(cè)限位分流閥10與活塞15及四通閥體3工作原理示意圖，其中四通閥體3中W1和W2通路中是閥芯16上的環(huán)形通道，整個(gè)工作原理如前所述。參見圖6，這是限位分流閥10裝配在動(dòng)力缸1兩側(cè)，帶有彈簧26的滑動(dòng)觸頭12與活塞15和23側(cè)面作限位配合，觸頭12另一端與閥芯11作分流配合，當(dāng)活塞側(cè)面未觸動(dòng)觸頭12時(shí)，源水分管8與小管13連通，小排水管9關(guān)閉。當(dāng)觸頭12碰頂閥芯11右移，源水分管8關(guān)閉，小管13與小排水管9連通。當(dāng)觸頭12不碰頂閥芯11時(shí)，源水分管8中靜壓水或循環(huán)壓力油推動(dòng)閥芯11左移回位，這種兩缸三個(gè)端蓋上，任選二孔安裝限位分流閥10中滑動(dòng)觸頭12與活塞及組件的側(cè)面觸碰，傳出限位導(dǎo)向信號(hào)結(jié)構(gòu)，是本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)。參見圖7，這是利用油壓作傳遞動(dòng)力的提水機(jī)，基本結(jié)構(gòu)完全同上，參見圖8，這是出水管21、源水、油管6、排水油總管4和吸水管20連接示意圖，本發(fā)明的體積可大可小，提水的功率也就可大可小。參見圖9，是圖7的剖視圖，靜壓直流式，由于采用落差水作能源，進(jìn)入動(dòng)力缸的水不能增壓，故此提水高度超出流水落差高度揚(yáng)程時(shí)，動(dòng)力缸直徑必須大于提水缸直徑所需倍數(shù)。充壓循環(huán)式，由于能源的傳遞原理不同，動(dòng)力缸可以增壓，缸的直徑雖小，但能獲取較大動(dòng)力，因此，在較小揚(yáng)程時(shí)，提水缸一般可大于動(dòng)力缸直徑，提水量增大。動(dòng)力缸送出的動(dòng)力不變時(shí)，動(dòng)力缸直徑與提水缸直徑比值越大，提水揚(yáng)程越高，水量越小，反之，比值越小，揚(yáng)程越小，水量越大。
活塞有效面積×壓強(qiáng)＝活塞推力壓力的分級(jí)壓力分級(jí)低壓中壓 中高壓高壓 超高壓壓力范圍0～25 25～8080～160 160～320 320以上(公斤/cm2)目前工業(yè)現(xiàn)實(shí)采用25Kg/cm2，流量6～10公升，動(dòng)力0.31～0.51千瓦。該發(fā)明采用10Kg/cm2，流量6～10公升，應(yīng)小于動(dòng)力0.31～0.51千瓦。在日常的風(fēng)力及水能中，約0.5千瓦的動(dòng)力是容易獲得的。參見圖10，當(dāng)采用充壓循環(huán)式提水機(jī)時(shí)，風(fēng)力、流水、畜力等能源經(jīng)轉(zhuǎn)化帶動(dòng)傳動(dòng)帶27轉(zhuǎn)動(dòng)，利用不同的自然能源，不僅擴(kuò)大使用范圍，而且取之不盡用之不竭，這是本發(fā)明的第五個(gè)特點(diǎn)。傳動(dòng)力經(jīng)變速箱28，由輸出軸連接齒輪泵29工作，該油泵可用市場(chǎng)上銷售的齒輪油泵或葉片油泵。油泵29用吸油管30抽取油箱31中油，由油泵29輸出經(jīng)源水、油管6送出油壓，使油產(chǎn)生增壓作傳遞動(dòng)力。參見圖11，這是靜壓直流式提水機(jī)33現(xiàn)場(chǎng)工作圖，源水管6上端接水庫(kù)、溪流及落差流水，由出水管21提水到更高位灌溉田地，其揚(yáng)程可超出源出高的5～6倍，最高達(dá)10倍。參見圖12，這是流水帶動(dòng)水輪35轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再帶動(dòng)傳動(dòng)帶27轉(zhuǎn)動(dòng)作功提水，同理，把較大溝、槽流水及河流等處水提高到更高處灌溉田地。參見圖13，利用風(fēng)能帶動(dòng)風(fēng)輪36轉(zhuǎn)動(dòng)，提取井下水用，該機(jī)適用于風(fēng)力較多的地區(qū)提水，也可向高處送水。參看圖14，這是利用畜力帶動(dòng)畜力推桿37轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再帶動(dòng)傳動(dòng)帶27轉(zhuǎn)動(dòng)作功，從池塘中向更高處提水，或從流水處向更高處提水。
下面是本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果如下1、由于利用自然界的山間落差流水、平原的風(fēng)力、河流流水，以及畜力作能源的來(lái)源，所以本發(fā)明使用范圍很廣，不輪山區(qū)，還是平地，不受條件限制，均能以微能解決提水問題。
2、由于本發(fā)明采用單缸、單活塞、雙向工作結(jié)構(gòu)，所以利用兩個(gè)活塞面積之比不同，提高提水揚(yáng)程，最高可達(dá)百米，提高了功率，滿足使用者的要求，不論小至溝槽流水，大至河流，均可向兩岸提水，遇坡能上坡，遇山能爬山，為實(shí)現(xiàn)荒坡變?yōu)榛ü?、荒地變糧田創(chuàng)造了有利條件。
3、由于本機(jī)采用自然界落差流水，自然流水、風(fēng)力等作能源，所以不需用油、不用電，但不排斥用電，也不依賴用電，為無(wú)電、無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)的廣大農(nóng)村使用，提供一種實(shí)用價(jià)值較高的自動(dòng)提水機(jī)。
4、由于本機(jī)采用自然界能源，用之不盡，取之不竭，不用電、煤、油，故無(wú)任何污染，美化了環(huán)境衛(wèi)生，穩(wěn)定了自然生態(tài)平衡關(guān)系。
5、由于本發(fā)明采用單缸雙向作用，結(jié)構(gòu)更緊湊，體積小，提高了便于方便移動(dòng)的能力。
6、由于本發(fā)明全封閉，靜壓直流式機(jī)可潛水工作，更創(chuàng)造了有利條件。
權(quán)利要求
1.多能型微小能源自動(dòng)提水機(jī)，包括動(dòng)力缸(1)和水缸(7)相連組成能源轉(zhuǎn)化和提水裝置，四通閥體(3)和限位分流閥(10)組成控制裝置，其特征是全密封的動(dòng)力缸(1)和水缸(7)之間連接的端蓋(17)上裝配往復(fù)移動(dòng)的連桿(22)，連桿(22)左右兩端分別裝配活塞(23)和(15)，動(dòng)力缸(1)上的四通閥體(3)輸入端連接源水、油管(6)，四通閥體(3)輸出端連接動(dòng)力缸(1)兩端和兩缸三端蓋上的兩個(gè)限位分流閥(10)，作控制活塞(15)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)配合，在水缸(7)兩側(cè)裝配的單向進(jìn)出水閥(19)和(18)連接進(jìn)出水管作吸水和出水配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多能型微小能源自動(dòng)提水機(jī)，其特征是由四通閥體(3)和限位分流閥(10)組成的控制裝置中，源水、油管(6)經(jīng)上閥腔(5)連通通孔(14)和B、C腔口，B、C腔口經(jīng)可動(dòng)閥芯(16)、通缸水管(2)有序交換連通動(dòng)力缸前室三或后室四，作推動(dòng)活塞(15)往復(fù)運(yùn)動(dòng)配合，通孔(14)經(jīng)源水分管(8)連接動(dòng)力缸(1)兩端的限位分流閥(10)，在限位分流閥(10)中，與活塞(15)配合的滑動(dòng)觸頭(12)與閥芯(11)作彈性觸動(dòng)配合，控制小管(13)與源水分管(8)或小排水管(9)連通配合，動(dòng)力缸(1)左右兩端限位分流閥(10)中，小管(13)分別連接四通閥體(3)兩端e2腔和e1腔，作控制閥芯(16)移位換向配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多能型微小能源自動(dòng)提水機(jī)，其特征是動(dòng)力缸(1)和水缸(7)之間連結(jié)的端蓋(17)和兩邊端蓋位于同一軸線上，端盞(17)上的連桿(22)兩端，分別裝配活塞(23)和(15)，構(gòu)成一、二、三、四室各自密封變?nèi)莸耐徽w。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多能型微小能源提水機(jī)，其特征是由作為能源的落差流水直接連接源水、油管(6)組成靜壓直流式微小能源提水機(jī)，其中落差流水還連接吸水管(20)，吸水管(20)分兩路經(jīng)水缸(7)兩端單向進(jìn)水閥(19)連接水缸(7)前室一和后室二，作自動(dòng)、吸水配合，前室一和后室二經(jīng)單向出水閥(18)連接出水管(21)，作自動(dòng)同步交錯(cuò)提水配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多能型微小能源提水機(jī)，其特征是由作為能源的自然界中風(fēng)力、水能、畜力組成充壓循環(huán)式微小能源提水機(jī)，其能源帶動(dòng)傳動(dòng)帶(27)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)變速連接油泵(29)，油泵(29)油壓輸出端連接源水、油管(6)，四通閥體(3)中排水、油總管(4)連接油箱(31)，作回油循環(huán)配合，在水缸(7)兩端的單向水閥(19)經(jīng)吸水管(20)連接提水的水源，作自動(dòng)吸水配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及適用農(nóng)村中無(wú)電地區(qū)，如山地、平原等地的提水機(jī)。目的是結(jié)構(gòu)更緊湊，提高功效和揚(yáng)程，擴(kuò)大用途范圍，便于移動(dòng)。結(jié)構(gòu)是由動(dòng)力缸1和水缸7相連組成轉(zhuǎn)化動(dòng)力源裝置，動(dòng)力缸1上的四通閥體3和限位分流閥10組成控制裝置，以落差流水、自然流水、風(fēng)力、畜力等作為能源。優(yōu)點(diǎn)是不用電、煤、油就能將清水提高到幾十米，最高達(dá)百米，無(wú)任何污染，適應(yīng)廣大山區(qū)、平原，尤其是無(wú)電地區(qū)，為農(nóng)村灌溉田地自動(dòng)提水服務(wù)。
文檔編號(hào)F03B17/02GK1145454SQ9611870
公開日1997年3月19日 申請(qǐng)日期1996年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月12日
發(fā)明者程宏耀, 程明賢, 程明君 申請(qǐng)人:程宏耀