專利名稱：水力揚(yáng)水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種提水排水裝置，屬于泵類(lèi)機(jī)械。
已有的各種水泵需要用電或用油，不適應(yīng)缺電少油的邊遠(yuǎn)山區(qū)。使用某些人力提水機(jī)械，勞動(dòng)強(qiáng)度大，易疲勞。
本實(shí)用新型的目的是提供一種邊遠(yuǎn)山區(qū)適用的利用水位能提水的水力揚(yáng)水機(jī)，做到節(jié)能省力。
本實(shí)用新型的工作原理如下利用水電設(shè)施引水管中經(jīng)常發(fā)生的有破壞作用的管道非恒定流，即水擊現(xiàn)象，化害為利，將大量水的位能形成的沖擊能轉(zhuǎn)換成小部分水的動(dòng)能，使小部分水揚(yáng)到更高的高度。
什么叫水擊現(xiàn)象呢？水力學(xué)教材中是這樣介紹的具有一定位能的水在不泄漏空氣的管道中以穩(wěn)定的流量和速度流動(dòng)時(shí)，則管道內(nèi)所受的介質(zhì)壓強(qiáng)則為水源頭的位能，稱為管道恒定流狀態(tài)。當(dāng)某種原因，例如閥門(mén)瞬間關(guān)閉或開(kāi)啟，將使水流在管道中的流速和流量發(fā)生突然變化，破環(huán)恒定流狀態(tài)，使水流在管道中產(chǎn)生擾動(dòng)并迅速形成波。這種波以板快的速度傳插到變化點(diǎn)并在該處產(chǎn)生一個(gè)很大的壓強(qiáng)。這個(gè)壓強(qiáng)變化迅速，且幅度大，易于引起管道變形，甚致破壞。這種管中壓強(qiáng)急劇升降的波動(dòng)現(xiàn)象，稱為管道非恒定流。由于管中壓強(qiáng)波動(dòng)伴有錘擊般的聲響和振動(dòng)，所以又稱為水擊現(xiàn)象。
水擊波的速度水擊波的傳插速度是非?？斓模磁ｎD關(guān)于彈性壓力波無(wú)邊界連續(xù)介質(zhì)中的傳插速度的理論推出速度為1435米/秒。
當(dāng)考慮到水的壓縮性和管壁的彈性變形時(shí)，鋼質(zhì)的薄壁管的水擊波速度為C=14351+KDEt]]>式中D-管道內(nèi)徑(米)T-管壁厚度(米)K-水的彈性系數(shù)(牛頓/米2)E-管道的彈性系數(shù)(牛頓/米2)查表可得到常用管材的E值和 值。舉例設(shè)引水鋼管內(nèi)徑為0.1米，壁厚0.006米，查表得 值為0.01，則管內(nèi)水擊波速度為 直接水擊壓強(qiáng)的計(jì)算公式為ΔH=-Cg]]>(V-Vo)式中ΔH-水擊壓強(qiáng)(米)C-水擊波傳播速度(米/秒)V-閥門(mén)開(kāi)或閉終了管內(nèi)流速(米/秒)Vo-管內(nèi)初始流速(米/秒)g-重力加速度(9.8米/秒2)當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，流速減小，V＜Vo，則ΔH為正值，即水擊波使管中壓強(qiáng)升高。當(dāng)閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，流速V＞Vo，則ΔH為負(fù)值，即水擊波使管中壓強(qiáng)減少。
假設(shè)水源高度5米，它在內(nèi)徑0.1米鋼管內(nèi)流速為Vo=0.5米/秒，則當(dāng)閥門(mén)突然關(guān)閉即V=0時(shí)，水擊壓強(qiáng)ΔH=-cg(V-Vo)]]>=-13289.8(0+0.5)]]>=68(米)本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的將揚(yáng)水機(jī)設(shè)計(jì)成主要由殼體和氣包兩部分組成。殼體一端為進(jìn)水口，另一端與氣包相連。殼體上部有橡皮蕊泄水閥和泄水口。殼體與氣包連接處有橡皮蕊出水閥。氣包下部有帶逆止閥的揚(yáng)水口。把揚(yáng)水機(jī)安裝在有3米以上高度落差的水源處。具有一定壓力的水通過(guò)引水管從進(jìn)水口進(jìn)入殼體，使泄水閥瞬時(shí)關(guān)閉，水擊現(xiàn)象使殼內(nèi)水壓劇增，水沖開(kāi)出水閥而灌入氣包內(nèi)并壓縮氣包內(nèi)的空氣。在帶壓力的水沖開(kāi)出水閥的同時(shí)，泄水閥處水壓下降，泄水閥在自身彈力作用下打開(kāi)，水從泄水口泄出，引起出水閥下方水壓迅速下降，出水閥關(guān)閉，與此同時(shí)，氣包內(nèi)被壓縮氣體膨脹做功。使氣包內(nèi)的水沖開(kāi)逆止閥。從揚(yáng)水口揚(yáng)到10米以上高處，出水閥關(guān)閉后，泄水閥處水壓升高，使泄水閥再次關(guān)閉，再次產(chǎn)生水擊，出水閥再次沖開(kāi)，如此循環(huán)往復(fù)，不斷地將少量水揚(yáng)到高處。也就是說(shuō)，按照管道非恒定流理論，泄水閥的瞬間關(guān)閉和出水閥的開(kāi)啟，使進(jìn)入氣包內(nèi)的小部分水的壓強(qiáng)劇增；泄水閥的瞬間開(kāi)啟和出水閥的關(guān)閉，使泄出的水壓強(qiáng)劇減。這一增一減，連續(xù)不斷的水擊現(xiàn)象，使大量的水的位能轉(zhuǎn)換成進(jìn)入氣包內(nèi)的小部分水的動(dòng)能，再通過(guò)氣包內(nèi)氣體的壓縮和膨脹，達(dá)到揚(yáng)水之目的。
與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有下列特點(diǎn)1、該揚(yáng)水機(jī)無(wú)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的部件。因此無(wú)燥聲、工作可靠、維修工作量少。
2、不用電、不用油、節(jié)能省力，適應(yīng)于有水源無(wú)電源的邊遠(yuǎn)山區(qū)。



圖1是根據(jù)本實(shí)用新型而提出的水力揚(yáng)水機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例具體描本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理。
本實(shí)用新型的特征是殼體(4)的一端為進(jìn)水口(5)。另一端與氣包(12)相連接。殼體(4)的上部有由閥座(2)和橡皮閥蕊(3)構(gòu)成的泄水閥(1)和泄水口(6)。殼體(4)與氣包(12)連接處有由閥座(13)、橡皮閥蕊(14)構(gòu)成的出水閥(15)。氣包(12)下部揚(yáng)水口(8)處安有逆止閥(9)。
揚(yáng)水機(jī)安裝在有3米以上高度落差的水源處，具有一定壓力的水進(jìn)入殼體(4)，水的壓力使橡皮閥蕊(3)蓋住閥座(2)。即瞬時(shí)關(guān)閉泄水閥(1)，水擊現(xiàn)象將使殼內(nèi)水壓增大到一定的程度，沖開(kāi)橡皮閥蕊(14)，即通過(guò)出水閥(15)進(jìn)入氣包(12)并壓縮氣包(12)內(nèi)的空氣，出水閥(15)被沖開(kāi)的同時(shí)，泄水閥(1)下面水壓降低，橡皮閥蕊(14)在本身彈力作用下離開(kāi)閥座(2)，水經(jīng)過(guò)閥座(2)上的小孔由泄水口(6)處泄出，引起出水閥(15)下面水壓迅速降低，橡皮閥蕊(14)蓋住閥座(13)，即關(guān)閉出水閥(15)，與此同時(shí)，氣包(12)內(nèi)的氣體膨脹做功，使氣包(12)內(nèi)的水沖開(kāi)逆止閥(9)，從揚(yáng)水口(8)揚(yáng)出，出水閥(15)關(guān)閉后，泄水閥(1)處水壓增高，使泄水閥(1)關(guān)閉，再次發(fā)生水擊，出水閥(15)再次被沖開(kāi)，如此循環(huán)往復(fù)，不斷地將少量水揚(yáng)到高處。
權(quán)利要求1.一種提水排水用的水力揚(yáng)水機(jī)，其特征是殼體(4)的一端為進(jìn)水口(5)，另一端與氣包(12)相連接，殼體(4)的上部有由閥座(2)和橡皮閥蕊(3)構(gòu)成的泄水閥(1)和泄水口(6)，殼體(4)與氣包(12)連接處有由閥座(13)橡皮閥蕊(14)構(gòu)成的出水閥(15)，氣包(12)下部揚(yáng)水口(8)處安有逆止閥(9)。
專利摘要一種提水排水用的水力揚(yáng)水機(jī),它主要由殼體和氣包兩部分組成。殼體一端為進(jìn)水口,另一端與氣包相連。殼體上部有橡皮芯、泄水閥和泄水口。殼體與氣包連接處有橡皮芯出水閥。氣包下部有帶逆止閥的揚(yáng)水口。該機(jī)利用管道非恒定流即水擊現(xiàn)象,將大量水的位能轉(zhuǎn)換成少部分水的動(dòng)能,以達(dá)到揚(yáng)水之目的。本實(shí)用新型具有無(wú)噪聲、工作可靠、維修工作量少,不用電、不用油、節(jié)能省力的特點(diǎn),適應(yīng)于有水源、無(wú)電源的邊遠(yuǎn)山區(qū)。
文檔編號(hào)F04D25/02GK2313090SQ9723918
公開(kāi)日1999年4月7日 申請(qǐng)日期1997年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月13日
發(fā)明者梁由義 申請(qǐng)人:梁由義