專利名稱：氣壓抽水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是利用氣體壓力抽水的機(jī)械。
已知目前應(yīng)用的，科技書刊報(bào)導(dǎo)的各種水泵抽水的作用力分別是離心力、升力或是二者雙重作用力、擠壓力、推力、氣舉力、水流“挾帶”力而工作。
氣壓抽水機(jī)可用來提取地下井水，深層地下石油。也可以把水送上高山，解決土地灌溉，生產(chǎn)生活用水。
圖一是深井氣壓抽水機(jī)裝配圖。圖中1、2、3……是輸水節(jié)管，5-輸氣管換相開關(guān)，6-空氣壓縮機(jī)，7-輸氣控制開關(guān)，A、B是輸氣管。(1)、(2)、(3)……是閥門。
每節(jié)管高度根據(jù)空氣壓縮機(jī)工作氣壓決定，如壓力為1.0(MPa、kg/cm2)，這就要求每節(jié)管高度加上該節(jié)管水頭損失不能超過10m。每節(jié)管都是粗管套一段細(xì)管。粗、細(xì)管道尺寸是根據(jù)出水量計(jì)算。每節(jié)管間連接方法，細(xì)管上端和法蘭墊圈聯(lián)結(jié)，墊圈上帶閥門。粗管之間用法蘭孔螺栓固定。
每節(jié)管交錯(cuò)與兩根輸氣管聯(lián)通，如圖一所示。輸氣管尺寸根據(jù)輸氣流量計(jì)算。
抽水過程把連接好的輸水管末端放入井水里，入深不小于一節(jié)管。這時(shí)閥門(1)在外界水壓力作用下，自動(dòng)開啟進(jìn)水，里面的空氣由A管排出，水滿之后，A管開始進(jìn)氣。1、3節(jié)管同時(shí)都進(jìn)氣，但3節(jié)管中無水，排氣快，使1節(jié)管內(nèi)壓力也降低，達(dá)不到工作氣壓，所以開始要用輸氣控制開關(guān)，調(diào)節(jié)B管排氣流量，使1、3節(jié)管內(nèi)氣壓達(dá)到工作壓力。這時(shí)1管內(nèi)的水推開閥門(2)進(jìn)入2節(jié)管。然后B管進(jìn)氣，A管排氣，1節(jié)管又自動(dòng)進(jìn)水，2節(jié)管的水進(jìn)入3節(jié)管。這樣交替進(jìn)氣、排氣，輸水節(jié)管中的水相應(yīng)的交替升高。A管進(jìn)一次氣，單數(shù)節(jié)管1、3、5、7、9……的水都要上升到2、4、6、8、10……節(jié)管。同時(shí)交換一次進(jìn)、排氣，抽出一節(jié)管水量。
排氣量與排水量的關(guān)系計(jì)算，在溫度不變時(shí)，氣體壓強(qiáng)P與體積V的乘積是一個(gè)恒量。知道空氣壓縮機(jī)的工作氣壓和排氣量，就換算出水量多少。
當(dāng)氣壓抽水機(jī)上、下輸水管內(nèi)不是單數(shù)節(jié)管內(nèi)有水，就是雙數(shù)節(jié)管內(nèi)有水時(shí)，這時(shí)單數(shù)或是雙數(shù)節(jié)管和對(duì)應(yīng)聯(lián)通的輸氣管構(gòu)成了密閉的裝置，無論揚(yáng)程多么高，有多少個(gè)節(jié)管，只要輸水管進(jìn)氣壓，根據(jù)流體壓強(qiáng)定律，壓強(qiáng)就會(huì)大小不變的傳到各個(gè)方向，也就是從井上輸水管傳到井下輸水管。在相同的壓力作用于各節(jié)管內(nèi)水位高差相等的水面，所以各節(jié)管內(nèi)的水同時(shí)升入相接的上一節(jié)管內(nèi)。這就是低氣壓能把水送上高揚(yáng)程的原理、方法。
輸氣的自動(dòng)換相開關(guān)，只是一組齒輪牽動(dòng)閥門的開、合使輸氣換相。可由空氣壓縮機(jī)的動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)，也可用抽水機(jī)抽出的一部份水量，作用于重力偏心翻斗扭動(dòng)換相開關(guān)。
空氣壓縮機(jī)是國(guó)家的定型產(chǎn)品。
圖二是把水從低處送往高處的爬山氣壓抽水機(jī)。圖中1、2、3、4、5……是水箱。7-輸氣控制開關(guān)，8-輸氣換相開關(guān)，9-空氣壓縮機(jī)，10-逆水閥。A-輸水管，B、C是輸氣管。它的抽水操作過程與深井式氣壓抽水機(jī)一樣。
氣壓抽水機(jī)和其他水泵抽水相比有一定的優(yōu)點(diǎn)。
(1)機(jī)械輕便，工藝簡(jiǎn)單，按裝容易，成本低。
揚(yáng)程無論多么高，輸水管中水流不連續(xù)，管內(nèi)各段壓強(qiáng)都不超過一個(gè)大氣壓，這樣管道用普通塑料輕型材料就能滿足強(qiáng)度要求，機(jī)械重量大大減輕。
氣壓抽水機(jī)沒有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，便于制做，無論是井中取水，還是送水上山，機(jī)械按裝都很容易。比起其它泵抽水，機(jī)械設(shè)備投資就少。
(2)節(jié)能一般離心泵效率最好，可達(dá)60-85％「1」，這說明水泵損失效率占40-15％。而氣壓抽水機(jī)損失效率與此相比就低，水泵效率計(jì)算等于RQH/102η(KW)，式中R-水的容重。如果計(jì)算輸氣效率，R變成空氣的容重，空氣容重是水容重的1/775，壓力到2個(gè)大氣壓，空氣的容重才是水容重的1/387.6，所以空氣壓縮機(jī)氣泵耗能比水泵耗能低得多。
離心泵和氣壓抽水機(jī)管路水頭損失相比較在揚(yáng)程、出水量、流速、管徑截面相等的條件下，揚(yáng)程超過100M時(shí)，離心泵抽水機(jī)就得用高強(qiáng)度的鋼管，糙率為0.012，氣壓抽水機(jī)可用普通塑料管，糙率為0.008，在氣壓抽水機(jī)內(nèi)、外管截面積(去掉內(nèi)管截面積)相等時(shí)，分別計(jì)算內(nèi)、外輸水管的水頭損失；輸水管內(nèi)閥門(每隔10M一個(gè))水頭損失；兩條輸氣管輸氣損失，三項(xiàng)之和與抽水凈揚(yáng)程之比的值，低于離心泵管路水頭損失與凈揚(yáng)程之比值的3-3.9％。其主要原因是鋼管的糙率大，水頭損失就大。
(3)適用范圍大氣壓抽水機(jī)沒有揚(yáng)程限至，揚(yáng)程與出水量、配套功率無關(guān)。任何一臺(tái)型號(hào)的氣壓抽水機(jī)無論揚(yáng)程高低都能正常工作。
附圖
一圖二注〔1〕抽水機(jī)與抽水站 揚(yáng)洲水利學(xué)校1979年
權(quán)利要求
氣壓抽水機(jī)是靠氣體壓力作功的。它具有獨(dú)立的機(jī)械結(jié)構(gòu)和裝配設(shè)計(jì)方案。①提取井水或地下石油的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。②把水從低處送往高處的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
氣壓抽水機(jī)是利用氣體壓力工作的,很適用于提取深井水,深層地下石油,送水上高山。其特點(diǎn):一、任何一臺(tái)型號(hào)的氣壓抽水機(jī)都沒有揚(yáng)程限制,可高可低,而且都能正常工作。二、揚(yáng)程與出水量,配套功率無關(guān)。三、揚(yáng)程輸水管道內(nèi)水流不連續(xù),管道內(nèi)水壓力也就不連續(xù),這樣高揚(yáng)程時(shí),管道也不用高強(qiáng)度的材料,所以造價(jià)低。四、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、工作性能穩(wěn)定,所以耗能少。
文檔編號(hào)F04B9/12GK1263994SQ9911787
公開日2000年8月23日 申請(qǐng)日期1999年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月16日
發(fā)明者許忠 申請(qǐng)人:許忠