專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水能泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬水力機(jī)械。
江里、河里、溪里流動(dòng)的水流(平流水流)，具有動(dòng)能，壩上或巖上落下的水流(落差水流)，具有勢(shì)能。如果有一種裝置能將這些機(jī)械能用來(lái)泵水，那么，它就和由電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的水泵一樣，能用來(lái)提升水、輸送水、噴射水。水輪泵有這種功能，但它只適合于有較大流速或較大落差的場(chǎng)合。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種具有上述功能，且適合于在流速較小和落差較小的場(chǎng)合使用的水能泵。
其技術(shù)方案見(jiàn)


圖1。該水能泵含有水流閥門(mén)1、大活塞室2、雙連大小活塞4、小活塞室5、出水管6、單向閥件8、復(fù)位彈性件9、集水道10等。雙連大小活塞的大活塞上開(kāi)有泄流孔3。水流閥門(mén)裝設(shè)于集水道與大活塞室之間，可利用水能的作用交替地打開(kāi)和關(guān)閉。兩單向閥件分別裝設(shè)于小活塞室與集水道10(入水口)和與出水管6之間。復(fù)位彈性件一端與做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的雙連大小活塞聯(lián)接(或與隨雙連大小活塞一起在軸向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的元件聯(lián)接)，另一端聯(lián)接于靜止元件上。安裝時(shí)，水流閥門(mén)、雙連大小活塞及大、小活塞室等置于平流水流中或置于落差水流的低位水處，大、小活塞室的集水道朝向平流水流的來(lái)流方向，或與落差水流的高位水處接通。當(dāng)水流閥門(mén)1打開(kāi)時(shí)，水流(平流水流或落差水流，以下同)與大活塞室2接通，水流推動(dòng)雙連大小活塞4向小活塞室5壓水(并使復(fù)位彈性件9變形)，使小活塞室與集水道之間的單向閥件關(guān)閉，并推開(kāi)出水管6的單向閥件而往外泵水；當(dāng)水流閥門(mén)1關(guān)閉時(shí)，水流不再流入大活塞室2而推動(dòng)雙連大小活塞4，雙連大小活塞在復(fù)位彈性件9的作用下復(fù)位，大活塞室2內(nèi)的水由泄流孔3泄放，此時(shí)，出水管6的單向閥件關(guān)閉，小活塞室5與集水道之間的單向閥件打開(kāi)，水流與小活塞室5接通；水流閥門(mén)1循環(huán)地打開(kāi)和關(guān)閉，該水能泵間歇地向外泵水。
為提高本水能泵的泵水效率，泄流孔3最好設(shè)計(jì)成可控泄流孔水流閥門(mén)打開(kāi)時(shí)它關(guān)閉，水流閥門(mén)關(guān)閉時(shí)它打開(kāi)。
當(dāng)希望本水能泵向外供水為連續(xù)供水或接近連續(xù)供水時(shí)，可在出水管6上設(shè)置緩沖氣室7。為使緩沖氣室7內(nèi)的氣體不會(huì)從出水管排走，緩沖氣室7與出水管6之間可設(shè)置隔膜，也可將緩沖氣室設(shè)置在其與出水管連接處的上方。

圖1之a(chǎn)中所示，雙連大小活塞的大、小活塞之間由管件連接，復(fù)位彈性件采用拉伸彈性件，其一端與靜止元件聯(lián)接，另一端從大活塞端穿入管件，然后，將它與小活塞端聯(lián)接，或在小活塞端繞過(guò)一滑輪后再與大活塞端聯(lián)接(或聯(lián)接于隨雙連大小活塞一起做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的元件上離小活塞端盡量遠(yuǎn)的位置)。這樣做，便于復(fù)位彈性件能采用大彈性系數(shù)(單位外力產(chǎn)生的長(zhǎng)度變化)、大變形量的形式，使它在復(fù)位的后期仍有較大彈性力，而又不致使它在泵水的后期彈性力過(guò)大。
本水能泵中的單向閥件可以采用球體式、皮碗式等形式。單向閥件采用球體式時(shí)，可按常規(guī)設(shè)置小彈簧，也可不設(shè)置，球體的當(dāng)量比重(指物件的重量與其包容的體積之比，以下同)接近水的比重，不設(shè)置小彈簧時(shí)，更應(yīng)盡量與水的比重一致。為了使單向閥件關(guān)閉時(shí)效果更好，球體的球表面可設(shè)一層諸如橡膠、塑料之類(lèi)的較軟的材料，還可直接采用充水或充氣的橡膠球或塑料球，或在關(guān)閉時(shí)單向閥座上與球體接觸的對(duì)應(yīng)部位采用較軟的材料。
本水能泵中雙連大小活塞的小活塞可以采用圓柱(圓板)式、皮碗式(類(lèi)似打氣筒里的皮碗)等形式，采用圓柱形式時(shí)，其外圓柱面上可設(shè)漲圈(活塞密封環(huán))，或加工類(lèi)似
圖1之b所示的迷宮密封結(jié)構(gòu)。當(dāng)小活塞采用皮碗形式時(shí)，皮碗式活塞同時(shí)可是小活塞室入水道口處的單向閥件，小活塞室的入水道口可由小活塞前方的腔道代替。
當(dāng)本水能泵應(yīng)用于有漂浮物或懸浮物的水流時(shí)，可在有關(guān)部位設(shè)置濾網(wǎng)。
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1，本實(shí)用新型方案原理示意圖。
圖2～7，本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖或結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2實(shí)施例主要示出一種水流閥門(mén)的結(jié)構(gòu)，這種水流閥門(mén)由當(dāng)量比重接近而稍小于水的比重的浮閥11、喉口閥座12、浮閥系留件13和頂桿15構(gòu)成。浮閥系留件13聯(lián)接于雙連大小活塞4與浮閥11之間，頂桿15設(shè)置在雙連大小活塞4的中心部，突出于大活塞前、浮閥后，與雙連大小活塞之間為在軸向不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。大活塞室2非工作行程區(qū)段面向水流的一側(cè)為整體，背向水流的一側(cè)則開(kāi)有槽14，并且，為整體的一側(cè)在其兩處結(jié)束的地方可沿切向向開(kāi)槽的一側(cè)延伸出一段尾板，將開(kāi)槽的一側(cè)夾在兩尾板之間。圖示本例用于平流水流的場(chǎng)合，安裝時(shí)，雙連大小活塞4等豎直放置。在圖示狀態(tài)，喉口閥座12被關(guān)閉，雙連大小活塞4往上復(fù)位，復(fù)位完成時(shí)，頂桿15頂動(dòng)浮閥11，浮閥11在浮力作用下離開(kāi)而使喉口閥座12打開(kāi)，雙連大小活塞4隨即往下泵水，泵水結(jié)束時(shí)，系留件13牽動(dòng)浮閥11到達(dá)喉口閥座12，由于喉口閥座12處水的壓力低于浮閥11前方水的壓力，浮閥11在水的壓差作用下關(guān)閉喉口閥座12，雙連大小活塞4重又開(kāi)始復(fù)位。如此循環(huán)往復(fù)。
本實(shí)施例的啟動(dòng)方法是人工打開(kāi)浮閥11，本水能泵就進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。關(guān)閉本水能泵的方法是在雙連大小活塞4復(fù)位時(shí)，將浮閥11上部的凹坑16對(duì)準(zhǔn)頂桿15。
當(dāng)本例用于落差水流的場(chǎng)合時(shí)，其與上面所述的不同之處為大活塞室2的非工作行程區(qū)段沿一周均開(kāi)有槽14，浮閥11上則可不設(shè)凹坑16。安裝時(shí)，雙連大小活塞4等仍豎直放置，當(dāng)大活塞室2的集水道接通高位水后，本水能泵就進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。關(guān)閉時(shí)，將大活塞室2的集水道移出高位水處，或堵住該集水道。
圖3所示實(shí)施例示出了一種可控泄流孔結(jié)構(gòu)在雙連大小活塞的大活塞前設(shè)置與大活塞同心的活動(dòng)板19，其上開(kāi)有與泄流孔3相對(duì)應(yīng)的泄流孔20(泄流孔為扇形，并可貫通至圓板件的外徑)，它與泄流孔3對(duì)上時(shí)，泄流孔3為打開(kāi)狀態(tài)，否則，泄流孔3為關(guān)閉狀態(tài)，另外，設(shè)置了葉輪17、頂桿支架18，并在雙連大小活塞4的大活塞的外緣增設(shè)有凸塊23(見(jiàn)圖3之b)，在大活塞室2內(nèi)壁上對(duì)應(yīng)地開(kāi)有形狀為直線(xiàn)的滑槽21(凸塊沿滑槽運(yùn)動(dòng)，從而防止雙連大小活塞4相對(duì)靜止元件轉(zhuǎn)動(dòng))。葉輪17與頂桿15固連，并一起定心地?cái)R置在頂桿支架18上。頂桿15與雙連大小活塞4之間為同心的、在軸向可限位相對(duì)滑動(dòng)、周向能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。頂桿15與活動(dòng)板19之間為周向定位、軸向可以限位相對(duì)滑動(dòng)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)；與頂桿支架之間，為周向、軸向可相對(duì)限位運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。頂桿支架18與頂桿15之間聯(lián)有發(fā)條(或扭轉(zhuǎn)彈簧，圖上未畫(huà))。發(fā)條使頂桿15有如下轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)帶動(dòng)活動(dòng)板19使其上泄流孔20與泄流孔3對(duì)上。雙連大小活塞4泵水時(shí)，水流使葉輪17帶動(dòng)活動(dòng)板19旋轉(zhuǎn)，使其泄流孔20與泄流孔3錯(cuò)開(kāi)，泄流孔3處于關(guān)閉狀態(tài)；雙連大小活塞4復(fù)位時(shí)，喉口閥座12處水不流動(dòng)，葉輪不工作，發(fā)條使活動(dòng)板19上泄流孔20與泄流孔3相通，泄流孔3為打開(kāi)狀態(tài)。這樣，大活塞上的泄流孔3適時(shí)地打開(kāi)和關(guān)閉，提高了泵水效率。
圖示本例中，頂桿上設(shè)置有兩處限位擋件，通過(guò)限位擋件，使頂桿15與活動(dòng)板19和頂桿支架18之間的軸向相對(duì)滑動(dòng)為特定范圍，從而使其能被頂桿支架托住，以及能被雙連大小活塞經(jīng)活動(dòng)板推動(dòng)而頂動(dòng)浮閥。
本例中，頂桿15與活動(dòng)板19之間的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，可以是在圓柱形頂桿15上設(shè)軸線(xiàn)方向的凸條，而在活動(dòng)板中心孔上則相應(yīng)地設(shè)缺口，也可以是將頂桿15做成扁軸形狀，活動(dòng)板的中心孔做成扁孔，對(duì)于前一種結(jié)構(gòu)，頂桿支架18中心孔上對(duì)應(yīng)設(shè)置比活動(dòng)板中心孔上缺口更大的缺口，對(duì)于后一種結(jié)構(gòu)，頂桿支架中心孔為圖3之d所示的異形孔22。
本例中，為保證活動(dòng)板19轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，可讓其外緣直徑比大活塞的直徑稍小，使其不與大活塞室的內(nèi)壁接觸；另外，還可在活動(dòng)板或大活塞中心處設(shè)計(jì)如圖3之c所示的小高度臺(tái)階(隔離臺(tái)階)，以使兩板件在半徑較大的各處不接觸，使兩板件間正壓力產(chǎn)生的磨擦力矩盡量小；需要時(shí)，活動(dòng)板和大活塞間處可設(shè)置推力軸承。
本例中，為使活動(dòng)板與大活塞間同心，可以如圖3之c所示，在活動(dòng)板和大活塞的其中一件上設(shè)置圓柱形臺(tái)階(定心臺(tái)階)，另一件上設(shè)相應(yīng)配合孔。
本例中，為了減小水在流過(guò)時(shí)非孔部分所受到的阻礙作用，活動(dòng)板和大活塞上非孔部分在兩板件不疊合的一面，可以做成類(lèi)似拋物線(xiàn)的流線(xiàn)形。
本例中，活動(dòng)板19還可以是兩塊或多塊，這樣，泄流孔打開(kāi)時(shí)，其打開(kāi)的開(kāi)度可以更大(活動(dòng)板為一塊時(shí)，泄流孔能使大活塞打開(kāi)約1/2，活動(dòng)板為兩塊時(shí)，則泄流孔能使大活塞打開(kāi)約2/3)。活動(dòng)板為兩塊時(shí)，一塊為主動(dòng)件，另一塊為從動(dòng)件，在泄流孔關(guān)閉和打開(kāi)過(guò)程中，主動(dòng)件完成一半的轉(zhuǎn)角后從動(dòng)件開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)件可以由主動(dòng)件帶動(dòng)，也可以由頂桿15帶動(dòng)。從動(dòng)件由主動(dòng)件帶動(dòng)時(shí)，主動(dòng)件和從動(dòng)件在一件上某徑向位置設(shè)軸向小圓柱，另一件在相應(yīng)徑向位置上開(kāi)一圓弧槽(見(jiàn)圖3之e)，圓弧槽的張角α為主動(dòng)件每次轉(zhuǎn)動(dòng)中轉(zhuǎn)角的一半。為了防止從動(dòng)件在主動(dòng)件停止轉(zhuǎn)動(dòng)后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，保持其由主動(dòng)件帶動(dòng)所獲得的角向位置，保證從動(dòng)件、主動(dòng)件、大活塞間正確的相對(duì)角向位置關(guān)系，可以在從動(dòng)件外緣設(shè)凸塊，在大活塞室內(nèi)壁對(duì)應(yīng)地開(kāi)類(lèi)似圖6實(shí)施例中圖6之c所示的環(huán)形滑槽。
圖4所示實(shí)施例中，水流閥門(mén)由靜件28和動(dòng)件27及推動(dòng)動(dòng)件擺轉(zhuǎn)的相應(yīng)構(gòu)件組成，動(dòng)件和靜件為圓板，其上對(duì)應(yīng)地開(kāi)有扇形過(guò)水道26。相應(yīng)推動(dòng)構(gòu)件是在動(dòng)件27上的推拉柄25，以及葉輪32、減速器31、曲軸33、推拉桿30等，減速器31設(shè)置在葉輪軸與曲軸之間，推拉桿30連接于曲軸33與推拉柄25之間，其與推拉柄25連接的部位有一扁長(zhǎng)槽，推拉柄25是設(shè)置在動(dòng)件27某徑向位置的軸向小圓柱，其置于推拉桿的扁長(zhǎng)槽內(nèi)。另外，該實(shí)施例設(shè)有如圖3所示類(lèi)似的可控泄流孔結(jié)構(gòu)活動(dòng)板19，大活塞上的凸塊23，大活塞室內(nèi)壁上的滑槽21。動(dòng)件27與活動(dòng)板19之間通過(guò)軸24實(shí)現(xiàn)相應(yīng)聯(lián)接軸24與與活動(dòng)板19相對(duì)固定，與動(dòng)件27在軸向可相對(duì)滑動(dòng)，在周向定位?；顒?dòng)板19和大活塞上的泄流孔與動(dòng)件和靜件上的過(guò)水道沿圓周的配置相一致，但相互安裝位置，應(yīng)分別使其開(kāi)合相反錯(cuò)開(kāi)對(duì)應(yīng)。本例用于平流水流的場(chǎng)合時(shí)，大活塞室2連有擋板29。安裝時(shí)，雙連大小活塞4和葉輪32的軸線(xiàn)水平放置，集水道10朝向水流的來(lái)流方向。工作時(shí)，水流推動(dòng)葉輪32旋轉(zhuǎn)，經(jīng)減速器31減速后帶動(dòng)曲軸33旋轉(zhuǎn)，曲軸33又帶動(dòng)推拉桿30牽動(dòng)推拉柄25往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)件27來(lái)回?cái)[轉(zhuǎn)，從而使動(dòng)件27和靜件28上的過(guò)水道交替地關(guān)閉和打開(kāi)，及使大活塞上的泄流孔交替地打開(kāi)和關(guān)閉。
本例中，減速器與推拉桿之間，也可不用曲軸而用凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，推拉桿與動(dòng)件之間，也可不用推拉柄而用棘輪棘爪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。
本例中，為降低大、小活塞間，及大、小活塞室、靜件28之間同軸度的要求，在大活塞處，可以如圖4之b所示，將雙連大小活塞上大、小活塞間的管件斷開(kāi)，斷開(kāi)處設(shè)一球面(此時(shí)，大、小活塞間靠前面所述的由大活塞端穿入的復(fù)位彈性件9系住，或?qū)ｉT(mén)設(shè)一元件系住)。
本例在安裝時(shí)，葉輪32最后裝，其裝上后，本水能泵即開(kāi)始運(yùn)行。關(guān)閉本水能泵的方法是取下葉輪32。
當(dāng)本例用于落差水流的場(chǎng)合時(shí)，其與上面所述的不同之處為取消擋板29，安裝時(shí)，雙連大小活塞4和葉輪32的軸線(xiàn)可水平放置，也可豎直放置，當(dāng)葉輪的集水道接通高位水后，本水能泵即開(kāi)始運(yùn)行。關(guān)閉時(shí)，將葉輪的集水道移出高處水位，或堵住該集水道。
圖5實(shí)施例與圖3實(shí)施例有類(lèi)似的浮閥式水流閥門(mén)和可控泄流孔，但不同之處是取消推動(dòng)可控泄流孔開(kāi)合的葉輪17及其有關(guān)元件，頂桿15與雙連大小活塞在軸向不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)板19和大活塞外緣均設(shè)置凸塊23，大活塞室的內(nèi)壁上對(duì)應(yīng)地開(kāi)滑槽21和滑槽34?；?1與大活塞外緣的凸塊相對(duì)應(yīng)，仍為直線(xiàn)槽?；?4與活動(dòng)板19上的凸塊相對(duì)應(yīng)，其形狀近似為兩頭有伸出段(伸出段為直線(xiàn))的空間六邊形，將大活塞室內(nèi)壁圓柱面展開(kāi)成平面后，滑槽34如圖5之b所示?；?4的近似空間六邊形由兩段直線(xiàn)段和四段螺旋段組成，兩段直線(xiàn)段中，一段為泵水工作段(圖5之b中，右邊為泵水工作段)，一段為復(fù)位工作段，分別對(duì)應(yīng)于雙連大小活塞的泵水過(guò)程和復(fù)位過(guò)程，與此相對(duì)應(yīng)，活動(dòng)板19和雙連大小活塞的大活塞上的泄流孔分別錯(cuò)開(kāi)和對(duì)上。圖5之b中的A點(diǎn)和B點(diǎn)，表示雙連大小活塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變換點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)于浮閥11被頂開(kāi)和喉口閥座12被關(guān)閉?；?4的四段螺旋段為活動(dòng)板19和大活塞上泄流孔相對(duì)位置發(fā)生變化的過(guò)渡段，兩頭伸出的直線(xiàn)段為緩沖段，其作用是便于A、B兩點(diǎn)位置有一定的靈活性，以使浮閥系留件13和頂桿15的長(zhǎng)度允許有一定的變化范圍，也便于裝拆時(shí)活動(dòng)板19上凸塊順利出入滑槽34。
圖6實(shí)施例采用圓板動(dòng)靜件式水流閥門(mén)，與圖4實(shí)施例有不同的推動(dòng)動(dòng)件27擺轉(zhuǎn)的相應(yīng)推動(dòng)構(gòu)件撥動(dòng)件37、橫桿36，活動(dòng)板19外緣上的凸塊23，大活塞室內(nèi)壁的滑槽34。在將大活塞室內(nèi)壁圓柱面展開(kāi)成平面后，滑槽34可以是如圖6之c、d、e所示的形狀之一。圖中，右邊較長(zhǎng)的直線(xiàn)段為泵水工作段，左邊較長(zhǎng)的直線(xiàn)段為復(fù)位工作段，其余各段為過(guò)渡段。橫桿36垂直裝設(shè)于軸24上。撥動(dòng)件37用于撥動(dòng)橫桿36來(lái)帶動(dòng)活動(dòng)板19和動(dòng)件27轉(zhuǎn)動(dòng)，它安裝在支架35上，為彎曲型彈性件(也可用剛性件，將其安裝端做成可繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸接支點(diǎn)，另一端則用拉伸彈性件拉住)，分為關(guān)閉撥動(dòng)件和打開(kāi)撥動(dòng)件兩種(對(duì)水流閥門(mén)而言)，兩種撥動(dòng)件均宜設(shè)兩處，以力偶形式工作。撥動(dòng)件37與橫桿36的位置關(guān)系示意于圖6之b中，圖中，右邊的為關(guān)閉撥動(dòng)件，左邊的為打開(kāi)撥動(dòng)件。雙連大小活塞泵水時(shí)，橫桿36隨雙連大小活塞往下運(yùn)動(dòng)，使關(guān)閉撥動(dòng)件積累彎曲變形，當(dāng)活動(dòng)板19上凸塊運(yùn)動(dòng)到滑槽34泵水工作段的末端時(shí)，關(guān)閉撥動(dòng)件撥轉(zhuǎn)橫桿36繞軸24中心轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)件27與靜件28上的過(guò)水道由對(duì)上變?yōu)殄e(cuò)開(kāi)，而活動(dòng)板19和大活塞上的泄流孔則從錯(cuò)開(kāi)變?yōu)閷?duì)上；雙連大小活塞復(fù)位時(shí)，打開(kāi)撥動(dòng)件積累彎曲變形，并在復(fù)位過(guò)程結(jié)束時(shí)使動(dòng)件和靜件上的過(guò)水道對(duì)上。
圖6之c、d、e中，滑槽34的過(guò)渡段較寬，是為了便于撥動(dòng)件撥轉(zhuǎn)橫桿過(guò)程中，雙連大小活塞在軸向能自如運(yùn)動(dòng)，避免因活動(dòng)板上的凸塊與過(guò)渡段的槽側(cè)面接觸產(chǎn)生較大的摩擦力矩而影響活動(dòng)板的轉(zhuǎn)動(dòng)；以圖6之d、e而言，除上述考慮外，還為了在撥動(dòng)件撥轉(zhuǎn)橫桿過(guò)程中，一旦因雙連大小活塞的軸向運(yùn)動(dòng)而使活動(dòng)板上的凸塊與過(guò)渡段的槽側(cè)面接觸時(shí)，凸塊與槽側(cè)面的作用力產(chǎn)生有助于活動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)的切向分力。
為維持彈性撥動(dòng)件的初始變形，即每次橫桿使撥動(dòng)件開(kāi)始積累變形時(shí)撥動(dòng)件的起始變形，也就是每次當(dāng)橫桿36的轉(zhuǎn)動(dòng)完成后撥動(dòng)件的剩余變形，可以設(shè)置圖6之b中所示的限位支點(diǎn)38。限位支點(diǎn)除擋住式外，也可是牽拉式，如圖中虛線(xiàn)所示，用特定長(zhǎng)度的牽拉件牽住。
本例在安裝完后即開(kāi)始運(yùn)行，關(guān)閉時(shí)，將水流閥門(mén)的集水道堵住或移出水面即可。
圖7實(shí)施例與圖6實(shí)施例的不同之處為取消撥動(dòng)件37和橫桿36，另外設(shè)置如下結(jié)構(gòu)在軸24上加工一中間帶螺旋段、兩端為軸向直線(xiàn)段的凸條41(見(jiàn)圖7之b)，并設(shè)置轉(zhuǎn)臂40，轉(zhuǎn)臂支架39，及使轉(zhuǎn)臂40擺轉(zhuǎn)的彈性動(dòng)力構(gòu)件，圖示本例的彈性動(dòng)力構(gòu)件是拉伸彈簧42，它分為關(guān)閉拉伸彈簧和打開(kāi)拉伸彈簧(對(duì)水流閥門(mén)而言)。轉(zhuǎn)臂支架39與轉(zhuǎn)臂40之間為軸向不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)，周向可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)接，與軸24之間為軸向和周向都能相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。圖7c為圖7a從A-A處剖開(kāi)后，拉伸彈簧與轉(zhuǎn)臂相互聯(lián)接關(guān)系的示意圖，圖中，下方的拉伸彈簧為打開(kāi)拉伸彈簧。拉伸彈簧一端固定在大活塞室內(nèi)壁上，另一端聯(lián)接中間拖動(dòng)件43，拖動(dòng)件又聯(lián)接有柔性牽拉件44，牽拉件44的另一端固定在大活塞室內(nèi)壁上，其作用是維持拉伸彈簧的初始伸長(zhǎng)量。拖動(dòng)件43上有扁長(zhǎng)槽，槽內(nèi)穿入轉(zhuǎn)臂40，扁長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度，為軸24無(wú)軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)臂能自由轉(zhuǎn)動(dòng)一特定角度所需要的長(zhǎng)度，這里所說(shuō)的特定角度，是指變換水流閥門(mén)關(guān)閉和打開(kāi)狀態(tài)所需的軸24的轉(zhuǎn)角。
雙連大小活塞剛開(kāi)始泵水時(shí)，凸條41下端的直線(xiàn)段位于轉(zhuǎn)臂40處，轉(zhuǎn)臂在兩拖動(dòng)件43處均位于扁長(zhǎng)槽的右頭，上下兩處牽拉件44均為繃緊狀態(tài)(見(jiàn)圖7之c)，當(dāng)雙連大小活塞運(yùn)動(dòng)至凸條的螺旋段到達(dá)轉(zhuǎn)臂時(shí)，凸條的軸向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂順時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在下方的打開(kāi)拖動(dòng)件處，轉(zhuǎn)臂在扁長(zhǎng)槽內(nèi)朝槽的左頭自由運(yùn)動(dòng)，在上方的關(guān)閉拖動(dòng)件處，轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)拖動(dòng)件向右運(yùn)動(dòng)，使關(guān)閉拉伸彈簧伸長(zhǎng)，而上方的牽拉件則變成松弛狀態(tài)。隨著雙連大小活塞的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活動(dòng)板19上凸塊23運(yùn)動(dòng)到滑槽34泵水工作段的末端時(shí)，關(guān)閉拉伸彈簧使轉(zhuǎn)臂逆時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)回原來(lái)的位置，并帶動(dòng)軸24轉(zhuǎn)動(dòng)而使水流閥門(mén)關(guān)閉，轉(zhuǎn)臂與拖動(dòng)件等的位置關(guān)系，回到圖7之c所示的狀態(tài)。在雙連大小活塞復(fù)位回程中，與泵水過(guò)程類(lèi)似，只是轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)擺方向相反。
本例中，為減少凸條與轉(zhuǎn)臂40槽口間的摩擦作用，可以在槽口兩側(cè)設(shè)置滾輪。另外，聯(lián)接拉伸彈簧42和轉(zhuǎn)臂40的中間拖動(dòng)件43，也可采用柔性件代替，此時(shí)，牽拉件不再通過(guò)拖動(dòng)件而直接與拉伸彈簧聯(lián)接。
本例中，使轉(zhuǎn)臂40擺轉(zhuǎn)的彈性動(dòng)力構(gòu)件，也可由縱向布置的撥動(dòng)簧片代替拉伸彈簧42和中間拖動(dòng)件43。此時(shí)，撥動(dòng)簧片布置在牽拉件44的同側(cè)，上端固定在支架35上，下端用牽拉件44拉住。
權(quán)利要求1一種水能泵，其特征是含有雙連大小活塞(4)、大活塞室(2)、小活塞室(5)、出水管(6)、復(fù)位彈性件(9)、集水道(10)，大活塞上有泄流孔(3)，大活塞室(2)與集水道之間設(shè)置有利用水能的作用交替地打開(kāi)和關(guān)閉的水流閥門(mén)(1)，小活塞室(5)與入水口和泵水出口之間經(jīng)單向閥件(8)連通。
2按權(quán)利要求1所述的水能泵，其特征是大活塞上泄流孔為可開(kāi)合控制的。
3按權(quán)利要求2所述的水能泵，其特征是水流閥門(mén)(1)由浮閥(11)、喉口閥座(12)、浮閥系留件(13)和頂桿(15)構(gòu)成，浮閥(11)的當(dāng)量比重接近而稍小于水的比重，系留件(13)一端系于浮閥上另一端系于雙連大小活塞上，頂桿(15)設(shè)置在雙連大小活塞的中心部，突出于大活塞前，浮閥后。
4按權(quán)利要求2所述的水能泵，其特征是水流閥門(mén)(1)含有動(dòng)、靜板件(27)、(28)及推動(dòng)動(dòng)件擺轉(zhuǎn)的相應(yīng)推動(dòng)構(gòu)件、動(dòng)、靜板件上均設(shè)有對(duì)應(yīng)的過(guò)水道(26)。
5按權(quán)利要求3所述的水能泵，其特征是大活塞前疊合有活動(dòng)板(19)，活動(dòng)板(19)上有與大活塞上泄流孔(3)相對(duì)應(yīng)的泄流孔(20)，頂桿(15)前端固連有葉輪(17)，頂桿(15)與活動(dòng)板(19)之間為軸向可限位相對(duì)滑動(dòng)、周向相對(duì)定位的聯(lián)接，頂桿以軸向、周向限位運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)定心地?cái)R置在頂桿支架(18)上，其與頂桿支架之間設(shè)置發(fā)條件(或扭轉(zhuǎn)彈簧)、大活塞上設(shè)有凸塊(23)，大活塞室內(nèi)壁對(duì)應(yīng)地開(kāi)有形狀為直線(xiàn)的滑槽(21)。
6按權(quán)利要求4所述的水能泵，其特征是推動(dòng)動(dòng)件(28)擺轉(zhuǎn)的相應(yīng)推動(dòng)構(gòu)件由葉輪(32)、減速器(31)、曲軸(33)(或凸輪結(jié)構(gòu))、推拉桿30、推拉柄(25)(或棘輪棘爪機(jī)構(gòu))構(gòu)成，另外，大活塞前疊合有活動(dòng)板(19)，活動(dòng)板(19)上有與大活塞上泄流孔(3)相對(duì)應(yīng)的泄流孔(20)，活動(dòng)板上固連有軸(24)，軸(24)與動(dòng)件(27)成周向相對(duì)定位的連接，大活塞上設(shè)有凸塊(23)，大活塞室內(nèi)壁對(duì)應(yīng)地開(kāi)有形狀為直線(xiàn)的滑槽(21)，水流閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，泄流孔(3)與(20)對(duì)上，水流閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，泄流孔(3)與(20)錯(cuò)開(kāi)。
7按權(quán)利要求3所述的水能泵，其特征是大活塞前疊合有活動(dòng)板(19)，活動(dòng)板(19)上有與大活塞上泄流孔(3)相對(duì)應(yīng)的泄流孔(20)，活動(dòng)板(19)和大活塞外緣均設(shè)有凸塊(23)，大活塞室內(nèi)壁上開(kāi)有形狀為直線(xiàn)的滑槽(21)和展開(kāi)形狀為六邊形的滑槽(34)。
8按權(quán)利要求2所述的水能泵，其特征是，水流閥門(mén)(1)含有動(dòng)、靜板件(27)、(28)，動(dòng)、靜板件上均設(shè)有對(duì)應(yīng)的過(guò)水道(26)，大活塞前疊合有活動(dòng)板(19)，活動(dòng)板(19)上有與大活塞上泄流孔(3)相對(duì)應(yīng)的泄流孔(20)，活動(dòng)板上固連有軸(24)，軸(24)與動(dòng)件(27)成周向相對(duì)定位的連接，大活塞和活動(dòng)板(19)上設(shè)有凸塊(23)，大活塞室內(nèi)壁相應(yīng)地設(shè)有形狀為直線(xiàn)的滑槽(21)和展開(kāi)形狀基本為四邊形的滑槽(34)，軸(24)上垂直裝設(shè)有橫桿(36)，支架35上安裝有可雙向撥轉(zhuǎn)橫桿的撥動(dòng)件(37)，水流閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，泄流孔(3)與(20)對(duì)上，水流閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，泄流孔(3)與(20)錯(cuò)開(kāi)。
9按權(quán)利要求2所述的水能泵，其特征是，水流閥門(mén)(1)含有動(dòng)、靜板件(27)、(28)，動(dòng)、靜板件上均設(shè)有對(duì)應(yīng)的過(guò)水道(26)，大活塞前疊合有活動(dòng)板(19)，活動(dòng)板(19)上有與大活塞上泄流孔(3)相對(duì)應(yīng)的泄流孔(20)，活動(dòng)板上固連有軸(24)，軸(24)與動(dòng)件(27)成周向相對(duì)定位的連接，活動(dòng)板(19)和大活塞上設(shè)有凸塊(23)，大活塞室內(nèi)壁設(shè)有形狀為直線(xiàn)的滑槽(21)和展開(kāi)形狀基本為四邊形的滑槽(34)，軸(24)上設(shè)有帶螺旋段的凸條(41)，并設(shè)有與凸條互相作用的轉(zhuǎn)臂(40)，及相應(yīng)的使轉(zhuǎn)臂擺轉(zhuǎn)的彈性動(dòng)力構(gòu)件，水流閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，泄流孔(3)與(20)對(duì)上，水流閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，泄流孔(3)與(20)錯(cuò)開(kāi)。
10按權(quán)利要求1～9所述的水能泵，其特征是在出水管(6)上設(shè)有緩沖氣室(7)。
專(zhuān)利摘要一種利用水流能量泵水的裝置,由水流閥門(mén)1、雙連大小活塞4、單向閥8、復(fù)位彈性件9等組成。大活塞上有可控泄流孔3。水流閥門(mén)借水能自動(dòng)交替開(kāi)關(guān),開(kāi)時(shí),泄流孔3關(guān)閉,水流推動(dòng)雙連大小活塞4往出水管6泵水,關(guān)時(shí),泄流孔3打開(kāi),復(fù)位彈性件9使雙連大小活塞4復(fù)位。如此循環(huán)往復(fù),水能泵間歇地往外泵水。本實(shí)用新型克服了水輪泵的不足,在流速較小和落差較小的場(chǎng)合也適合應(yīng)用。
文檔編號(hào)F04B9/10GK2320818SQ97239170
公開(kāi)日1999年5月26日 申請(qǐng)日期1997年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月12日
發(fā)明者劉元軒 申請(qǐng)人:劉元軒