一種利用太陽能增壓的儲能式微水頭流體能抽水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抽水系統(tǒng)，特別是一種利用太陽能增壓的儲能式微水頭流體能抽水系統(tǒng)，屬節(jié)能環(huán)保和機械設(shè)計領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的抽水方式是利用電能或者燃油燃燒產(chǎn)生的能量作為抽水裝置的動力能源來驅(qū)動抽水裝置實現(xiàn)抽水，在此過程中要浪費大量的傳統(tǒng)能源。而且，在很多偏遠的地方電能很難供應(yīng)，傳統(tǒng)燃油又很難運輸?shù)竭_，利用傳統(tǒng)的方法實現(xiàn)抽水顯然不現(xiàn)實，因此如果能利用水的勢能實現(xiàn)抽水將具有廣闊前景。目前有一類抽水系統(tǒng)是利用水流進行發(fā)電，然后再用電力驅(qū)動抽水機進行抽水，此方法對于大型河流或者具有明顯落差的水流能夠?qū)崿F(xiàn)，但是面對水流平緩、水流落差較小的水流，此類系統(tǒng)由于發(fā)電效率較低難以達到預(yù)期發(fā)電目的。而另一類抽水系統(tǒng)直接采用水流驅(qū)動抽水機進行抽水，其也很難克服面對水流平緩、水流落差較小的水流無能為力的缺點。目前雖然有部分抽水系統(tǒng)采用變速機構(gòu)將采能機構(gòu)系從平緩水流處獲得的轉(zhuǎn)速進行增速來驅(qū)動水栗抽水或采用水錘栗來對水流進行二次增壓等方式實現(xiàn)了利用微水頭流體抽水的功能，但是此類系統(tǒng)仍然存在抽水效率低等缺點。
[0003]2014年3月5日公布的專利申請?zhí)枮?01310649113.X的發(fā)明專利公布了一種儲能式微水頭流體能抽水系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但克服了傳統(tǒng)抽水系統(tǒng)需要電力或燃油作為動力能源的缺點，解決了特殊地區(qū)抽水困難的問題，也克服了傳統(tǒng)利用水能抽水的抽水機難以利用微水頭作為動力源的缺點，而且由于其采用了儲氣筒作為儲能動力源，大大提高了其工作時的效率有效解決了傳統(tǒng)利用微水頭抽水的系統(tǒng)抽水緩慢、瞬時功率差等缺點，但是因其僅靠微水頭帶動氣栗為儲氣栗充氣儲能，再由儲氣栗內(nèi)的氣體驅(qū)動水錘栗抽水，當水流較小、儲氣栗容積有限時就很難發(fā)揮較好的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種利用太陽能增壓的儲能式微水頭流體能抽水系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了上述困難，利用微水頭帶動流體采能機構(gòu)驅(qū)動氣栗將氣體栗進儲氣筒進行儲能，并在太陽能跟蹤裝置的弧形反光面的焦點處設(shè)置氣體加熱腔加熱從儲氣栗中出來的氣體，再用加熱過的高溫氣體驅(qū)動水錘栗栗水，大大提高了工作的效率，解決了傳統(tǒng)利用微水頭抽水的系統(tǒng)時抽水緩慢、瞬時功率差等缺點。
[0005]解決本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明提供了一種利用太陽能增壓的儲能式微水頭流體能抽水系統(tǒng)，該系統(tǒng)由流體采能機構(gòu)、變速機構(gòu)、曲柄連桿機構(gòu)、柱塞式氣栗、儲氣筒、氣壓馬達、太陽能跟蹤裝置、氣體加熱腔、轉(zhuǎn)子式水栗、水錘栗、太陽能追蹤系統(tǒng)、氣體加熱腔及管道組成，其中流體采能機構(gòu)與變速機構(gòu)聯(lián)接，變速機構(gòu)通過曲柄連桿機構(gòu)與柱塞式氣栗聯(lián)接，柱塞式氣栗的氣栗出氣管連接儲氣筒，儲氣筒的氣筒出氣管連接設(shè)置在太陽能追蹤系統(tǒng)上的氣體加熱腔，氣體加熱腔通過腔體出氣管連接到氣壓馬達，氣壓馬達的動力輸出軸聯(lián)接轉(zhuǎn)子式水栗，轉(zhuǎn)子式水栗的水栗出水口連接水錘栗;所述的太陽能追蹤系統(tǒng)上設(shè)置有曲面鏡，氣體加熱腔設(shè)置在曲面鏡的焦點處，曲面鏡將照射到曲面鏡的陽光集中反射到氣體加熱腔上為氣體加熱腔內(nèi)部的氣體加熱。
[0006]進一步的，所述的儲氣筒設(shè)置在水中，利用水降低儲氣筒內(nèi)氣體溫度，實現(xiàn)多儲存氣體的目的。
[0007]進一步的，所述的太陽能追蹤系統(tǒng)包括底座、支柱、支撐桿、曲面鏡、調(diào)節(jié)桿、鋼繩固定孔、鋼絲繩、電動機、絞線盤、活動鉸鏈、太陽能追蹤電子采集及電機驅(qū)動部分組成;設(shè)置在底座上的支柱通過活動鉸鏈聯(lián)接調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿與曲面鏡固定為一體，氣體加熱腔通過支撐桿固定在曲面鏡的焦點位置;電動機固定在底座，電動機上設(shè)置有絞線盤，鋼絲繩的一端連接絞線盤，鋼絲繩的另一端連接鋼絲繩末端的鋼繩固定孔，電動機與太陽能追蹤電子采集及電機驅(qū)動部分，太陽能追蹤電子采集及電機驅(qū)動部分根據(jù)陽光變化驅(qū)動電動機帶動絞線盤收縮或放開來調(diào)節(jié)曲面鏡對準太陽，實現(xiàn)太陽能追蹤;太陽能追蹤電子采集及電機驅(qū)動部分是通過兩片相互成45度設(shè)置光敏電阻采集照射到光敏電阻上的太陽光強度進行對比，并通過控制系統(tǒng)分析判斷，最終驅(qū)動電動機帶動絞線盤收縮或放開來調(diào)節(jié)曲面鏡(對準太陽，實現(xiàn)太陽能追蹤功能;所述的光敏電阻對稱設(shè)置在曲面鏡的上下邊上。
[0008]所述的管道包括氣壓管道和水管，氣壓管道包括柱塞式氣栗上的氣栗進氣管和氣栗出氣管、儲氣筒上的氣筒出氣管、氣體加熱腔上的腔體出氣管，水管包括低壓水管、中壓水管、高壓水管。
[0009]所述的變速機構(gòu)為增速機構(gòu)，其作用是將流體采能機構(gòu)傳遞給它的轉(zhuǎn)速增大后傳遞給曲柄連桿機構(gòu)帶動柱塞式氣栗運動以實現(xiàn)柱塞式氣栗向儲氣筒內(nèi)壓入大氣的功能。
[0010]所述的轉(zhuǎn)子式水栗和水錘栗為市售部件，其結(jié)構(gòu)和原理為本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，這里不再闡述。
[0011]進一步的，所述的轉(zhuǎn)子式水栗和水錘栗之間的中壓水管上安裝有流量控制閥。
[0012]進一步的，變速機構(gòu)、曲柄連桿機構(gòu)、柱塞式氣栗、儲氣筒、氣壓馬達、轉(zhuǎn)子式水栗、水錘栗、太陽能追蹤系統(tǒng)及太陽能追蹤系統(tǒng)上的氣體加熱腔安裝在躉船上，所述的流體采能機構(gòu)通過穩(wěn)定支架固定在躉船底部;所述的儲氣筒設(shè)置在躉船下方。
[0013]進一步的，所述的流體采能機構(gòu)上有寬大的葉片，寬大的葉片能有效攔截微落差水流蓄積大量的水能，以實現(xiàn)水流推動葉片帶動葉輪旋轉(zhuǎn)。
[0014]進一步的，所述的流體采能機構(gòu)和變速機構(gòu)之間增加了蓄能飛輪，在水流流速不穩(wěn)定的條件下能夠有效調(diào)節(jié)輸入到變速機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)速保持均勻。
[0015]進一步的，所述的蓄能飛輪和變速機構(gòu)之間安裝了離合器，可方便的實現(xiàn)動力的接通和切斷。
[0016]所述的蓄能飛輪和離合器的結(jié)構(gòu)和原理為技術(shù)員人員所熟知，這里不在闡述。
[0017]進一步的，所述的氣壓馬達和轉(zhuǎn)子式水栗通過聯(lián)軸器連接。
[0018]進一步的，所述的柱塞式氣栗的氣栗進氣管連接有空氣過濾器，空氣過濾器能有效過濾空氣中的灰塵。
[0019]進一步的，所述的柱塞式氣栗的氣栗進氣管處安裝有進氣單向閥，柱塞式氣栗的氣栗出氣管處安裝有出氣單向閥。進氣單向閥只能使空氣單向流進柱塞式氣栗，出氣單向閥只能使空氣單向流出柱塞式氣栗。進氣單向閥和出氣單向閥為市售元件。
[0020]進一步的，所述的氣體加熱腔上有高壓限壓閥，當氣體加熱腔內(nèi)的氣壓大于高壓限壓閥所限定的氣壓范圍時，高壓限壓閥打開放出氣體加熱腔內(nèi)多余氣體。
[0021]進一步的，儲氣筒與氣體加熱腔之間的氣筒出氣管上設(shè)置有氣體開關(guān)，當需要抽水時，氣體開關(guān)打開，氣體經(jīng)儲氣筒進入氣體加熱腔加熱后再經(jīng)腔體出氣管進入氣壓馬達由氣壓馬達的排氣孔排出并推動氣壓馬達帶動轉(zhuǎn)子式水栗旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)抽水;所述的儲氣栗儲氣筒與氣體開關(guān)的氣筒出氣管上設(shè)置有安全限壓閥，以防止儲氣筒內(nèi)氣壓過高造成安全隱串
■/Ql、O
[0022]進一步的轉(zhuǎn)子式水栗的水栗進水口連接低壓水管，轉(zhuǎn)子式水栗的水栗出水口通過中壓水管與水錘栗的連接，水錘栗通過高壓水管連接到遠端蓄水池。
[0023]進一步的，所述的低壓水管的一端連接一個文丘里管，文丘里管連接一個過濾器，在文丘里管和轉(zhuǎn)子式水栗之間的低壓水管上安裝有進水控制閥。所述的文丘里管和過濾器為市售元件。由于文丘里管具有對流體阻力小等優(yōu)點，更有利于利用水能。
[0024]進一步的，所述的轉(zhuǎn)子式水栗的水栗進水口處安裝有進水單向閥，進水單向閥只允許水流單向流向轉(zhuǎn)子式水栗內(nèi)部。進水單向閥為市售元件。
[0025]進一步的，所述的水錘栗與高壓水管的連接處安裝有出水控制閥。
[0026]本發(fā)明的工作原理是:當需要抽水時當需要抽水時，氣體開關(guān)打開，氣體經(jīng)儲氣筒進入氣體加熱腔加熱后再經(jīng)腔體出氣管進入氣壓馬達由氣壓馬達的排氣孔排出并推動氣壓馬達帶動轉(zhuǎn)子式水栗旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)抽水，水流經(jīng)文丘里管、低壓水管、轉(zhuǎn)子式水栗、中壓水管抽到水錘栗，水錘栗再將流進其內(nèi)部的水流進行增壓后經(jīng)高壓水管輸送到遠端蓄水池，實現(xiàn)抽水功能;氣體加熱腔設(shè)置在太陽能追蹤系統(tǒng)的曲面鏡焦點處，曲面鏡將照射到曲面鏡的陽光集中反射到氣體加熱腔上為氣體加熱腔內(nèi)部的氣體加熱;儲氣筒設(shè)置在水中，利用水降低儲氣筒內(nèi)氣體溫度，實現(xiàn)多儲存氣體的目的；太陽能追蹤系統(tǒng)根據(jù)陽光變化實時對太陽能進行追蹤，確保太陽能充分利用。