本發(fā)明屬于水力能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置。

背景技術(shù)：

泵主要用來(lái)輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體，也可輸送液及含懸浮固體物的液體。申請(qǐng)?zhí)枮椋玻埃保埃保埃玻罚福罚矗担?，名稱為《氣液泵》的專利公開(kāi)了一種氣液泵，該泵由液管和氣管組成，液管設(shè)置輸氣孔與氣管相連接，氣管氣體壓力大于大氣壓。該氣液泵的能量來(lái)源是有壓氣體，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染，且可以節(jié)約大量的電能、石油能源等。

為了提供有壓氣體，上述專利還公開(kāi)了一種供氣裝置，該供氣裝置通過(guò)過(guò)流液體將進(jìn)氣處附近的氣體混入到液體中，并將氣體分離成小氣泡，當(dāng)液體在重力加速度垂直方向的分量不大于零時(shí)，氣泡向上運(yùn)動(dòng)浮出水面，在氣泡溢出水面處收集溢出氣體，以形成有壓氣體。該供氣裝置將液體中所蘊(yùn)藏的動(dòng)能、勢(shì)能轉(zhuǎn)換為氣壓差能，這個(gè)氣壓差能可以作為動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)其它裝置，比如上述氣液泵。該供氣裝置中因?yàn)橐后w的動(dòng)能、勢(shì)能需要先將氣體分離成小氣泡才能將小氣泡帶入流動(dòng)的液體中，需要耗費(fèi)較多的液體能量，因此，將流動(dòng)的液體的能量轉(zhuǎn)化為氣壓差能的效率較低，浪費(fèi)了較多的液體能量。

為了提高流動(dòng)的液體的能量轉(zhuǎn)化為氣壓差能的效率，我們發(fā)明了很多方案，并經(jīng)多次試驗(yàn)，如專利號(hào)為201010278763.4、名稱為《一種液氣能多孔管增效裝置》的發(fā)明專利，其采用的是在水流與氣體混合處設(shè)置多孔管部件，以使水流與氣體充分混合。該增效裝置相對(duì)于上述的供氣裝置能夠提高流動(dòng)的液體的能量轉(zhuǎn)化為氣壓差能的效率，但是，隨著需求的提高，該轉(zhuǎn)化效率仍需要提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置，該裝置在進(jìn)氣處能夠增加混入流動(dòng)液體中的進(jìn)氣量。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置，其包括輸水裝置和進(jìn)氣裝置，所述輸水裝置設(shè)有進(jìn)水口，所述進(jìn)氣裝置包括出氣口和進(jìn)氣口，所述出氣口位于所述輸水裝置內(nèi)部，所述進(jìn)氣口位于所述輸水裝置外部，且所述進(jìn)氣口與大氣相通；液體從所述進(jìn)水口進(jìn)入輸水裝置，在輸水裝置內(nèi)的液體流動(dòng)方向上，所述出氣口位于所述進(jìn)水口的下游。

優(yōu)選的是，所述出氣口的開(kāi)口方向與所述輸水裝置內(nèi)流經(jīng)出氣口的液體流動(dòng)方向的夾角為M，則0°≤M≤90°。

較佳地，所述輸水裝置包括出水口，所述進(jìn)水口與出水口之間的距離為X，所述出氣口位于所述進(jìn)水口的下游距離為Y，則X：Y=90-160:1-30。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述輸水裝置為輸水管，所述進(jìn)氣裝置為進(jìn)氣管，所述輸水管的管徑與所述進(jìn)氣管的管徑大小比例為20-35：6-10。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述出氣口位于所述輸水裝置截面的中心位置。

較佳地，所述輸水裝置為輸水管，所述進(jìn)氣裝置為進(jìn)氣管，所述輸水管的管軸線與所述進(jìn)氣管的管軸線相互平行。

優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣裝置為進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的一端位于所述輸水裝置內(nèi)，另一端位于所述輸水裝置的外部。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣管為直管結(jié)構(gòu)。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述進(jìn)水口與進(jìn)水裝置連接。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述輸水裝置還包括出水口，所述出水口與能量收集倉(cāng)連接，所述能量收集倉(cāng)包括排氣口和排水口；所述輸水裝置為輸水管，所述輸水管的管軸線為豎直方向；所述能量收集倉(cāng)為能量收集管，所述能量收集管的管軸線為水平方向。

本發(fā)明中增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置的工作過(guò)程為：液體從所述進(jìn)水口進(jìn)入輸水裝置后，液體在輸水裝置內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，流經(jīng)出氣口時(shí)，出氣口附近的氣體會(huì)在液體的帶動(dòng)下進(jìn)入液體內(nèi)部，并具有與液體流動(dòng)方向上的速度；由于進(jìn)氣口與大氣相通，出氣口中氣體的減少會(huì)使大氣中的氣體經(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入進(jìn)氣裝置，并經(jīng)出氣口進(jìn)入液體中；如此反復(fù)，液體持續(xù)從進(jìn)水口進(jìn)入輸水裝置內(nèi)，大氣中的氣體便會(huì)持續(xù)通過(guò)進(jìn)氣裝置進(jìn)入流動(dòng)的液體中。

本發(fā)明的增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置，由于進(jìn)氣口位于輸水裝置外部，且進(jìn)氣口與大氣相通，可以增加進(jìn)入進(jìn)氣裝置內(nèi)的進(jìn)氣量，在流動(dòng)液體的帶動(dòng)下，使得更多的氣體進(jìn)入流動(dòng)液體中。該進(jìn)氣裝置可以用于收集有壓氣體的裝置，進(jìn)入液體中的氣體增加，可以收集到更多的有壓氣體，從而提高流動(dòng)的液體的能量轉(zhuǎn)化為氣壓差能的效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置的剖面圖。

圖2為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例中增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置的剖面圖。

圖3為本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例中增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置的剖面圖。

圖中：1-輸水裝置，2-進(jìn)氣裝置，3-進(jìn)水口，4-出氣口，5-進(jìn)氣口，6-進(jìn)水裝置，7-出水口，8-能量收集倉(cāng)，9-排氣口，10-排水口。

具體實(shí)施方式

為了更加清楚地了解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹。本發(fā)明的實(shí)施例具有示例性的作用，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明實(shí)施例基礎(chǔ)上做出的無(wú)實(shí)質(zhì)形的改進(jìn)，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

附圖1-3中，虛線示例性地表示液體，液體及管道中的圓圈示例性地表示氣體。

如圖1所示的增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置，包括輸水裝置1和進(jìn)氣裝置2，輸水裝置1設(shè)有進(jìn)水口3，進(jìn)氣裝置2包括出氣口4和進(jìn)氣口5，出氣口4位于輸水裝置1內(nèi)部，進(jìn)氣口5位于輸水裝置1外部，且進(jìn)氣口5與大氣相通；液體從進(jìn)水口3進(jìn)入輸水裝置1，在輸水裝置1內(nèi)的液體流動(dòng)方向上，出氣口4位于進(jìn)水口3的下游。

輸水裝置和進(jìn)氣裝置通常均為管道結(jié)構(gòu)，即輸水裝置為輸水管、進(jìn)氣裝置為進(jìn)氣管。所述進(jìn)氣口位于所述輸水裝置外部，是指進(jìn)氣口位于輸水裝置中液體的外部，即是輸水裝置內(nèi)的液體不能夠通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入進(jìn)氣裝置中。所述進(jìn)氣口位于所述輸水裝置外部，目的是為了避免由于液體流經(jīng)進(jìn)氣口而影響大氣中的氣體通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入進(jìn)氣裝置，增加進(jìn)入進(jìn)氣裝置內(nèi)的氣體，進(jìn)而可以增加進(jìn)入流動(dòng)液體中的進(jìn)氣量。所述出氣口位于所述進(jìn)水口的下游，是為了在液體流經(jīng)出氣口時(shí)，可以把出氣口附近的氣體帶入液體中。

為了使液體進(jìn)入輸水裝置內(nèi)后具有較大的加速度，通常輸水管的管軸線設(shè)置成豎直方向，液體從進(jìn)水口進(jìn)入輸水管后，在重力的作用下會(huì)產(chǎn)生豎直向下的加速度（進(jìn)水口位于輸水管的上側(cè)）。當(dāng)然，根據(jù)具體地形或其他要求，也可以將輸水管的管軸線設(shè)置成其他形狀，如輸水管的管軸線與豎直方向有一定的夾角（輸水管中液體的流動(dòng)方向與豎直向下的夾角），該夾角最好是小于90°（優(yōu)選0°-45°），即輸水管的管軸線最好不要設(shè)置成水平方向。加速度的產(chǎn)生使液體的流速逐漸增大，這有利于液體帶動(dòng)更多的氣體一起運(yùn)動(dòng)。

圖1所示的增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置的工作過(guò)程為：液體從所述進(jìn)水口進(jìn)入輸水裝置后，液體在輸水裝置內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，流經(jīng)出氣口時(shí)，出氣口附近的氣體會(huì)在液體的帶動(dòng)下進(jìn)入液體內(nèi)部，并具有與液體流動(dòng)方向上的速度；由于進(jìn)氣口與大氣相通，出氣口中氣體的減少會(huì)使大氣中的氣體經(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入進(jìn)氣裝置，并經(jīng)出氣口進(jìn)入液體中；如此反復(fù)，液體持續(xù)從進(jìn)水口進(jìn)入輸水裝置內(nèi)，大氣中的氣體便會(huì)持續(xù)通過(guò)進(jìn)氣裝置進(jìn)入流動(dòng)的液體中。

本實(shí)施例的增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置，由于進(jìn)氣口位于輸水裝置外部，且進(jìn)氣口與大氣相通，可以增加進(jìn)入進(jìn)氣裝置內(nèi)的進(jìn)氣量，在流動(dòng)液體的帶動(dòng)下，使得更多的氣體進(jìn)入流動(dòng)液體中。該進(jìn)氣裝置可以用于收集有壓氣體的裝置，進(jìn)入液體中的氣體增加，可以收集到更多的有壓氣體，從而提高流動(dòng)的液體的能量轉(zhuǎn)化為氣壓差能的效率。

為了避免輸水裝置內(nèi)的液體從出氣口進(jìn)入進(jìn)氣裝置，優(yōu)選的實(shí)施例中，所述出氣口的開(kāi)口方向與所述輸水裝置內(nèi)流經(jīng)出氣口的液體流動(dòng)方向的夾角為M，則0°≤M≤90°。

所述出氣口的開(kāi)口方向，是指垂直于出氣口開(kāi)口面的垂線背向出氣口的方向，如圖1、圖2、圖3中實(shí)線箭頭的指向。液體流動(dòng)方向，是指流經(jīng)出氣口的整體液體流動(dòng)方向，而非某個(gè)液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。0°≤M≤90°，是要保證出氣口附近的氣體會(huì)持續(xù)性地進(jìn)入流動(dòng)的液體中，同時(shí)也防止流動(dòng)的液體通過(guò)出氣口進(jìn)入進(jìn)氣裝置。

較佳地實(shí)施例中，所述輸水裝置包括出水口，所述進(jìn)水口與出水口之間的距離為X，所述出氣口位于所述進(jìn)水口的下游距離為Y，則X：Y=90-160:1-30。

所述進(jìn)水口與出水口之間的距離，是指液體從進(jìn)水口進(jìn)入輸水裝置至液體從出水口流出輸水裝置時(shí)液體的流程。所述出氣口位于所述進(jìn)水口的下游距離，是指液體從進(jìn)水口進(jìn)入輸水裝置至液體流經(jīng)出氣口時(shí)液體的流程。

在實(shí)際設(shè)置時(shí)，輸水裝置通常為輸水管，輸水管通常是進(jìn)行豎直安裝，這是為了使液體進(jìn)入輸水裝置時(shí)，使液體能夠具有較大的加速度（在重力的作用下），液體在加速度的作用下，速度逐漸增大；液體速度越大，越有利于將氣體混入液體中，就會(huì)有更多的氣體進(jìn)入液體中；但是隨著液體速度的增大，液體在輸水管內(nèi)的流程在減小，流程越小，越不利于將氣體分離成小氣泡，氣泡越大又會(huì)減小混入液體中的氣體的量。上述X與Y之間的比例可以將更多的氣體混入流動(dòng)的液體中。

為了減小進(jìn)入輸水裝置內(nèi)氣體的體積，同時(shí)使較少量的液體帶入較多的氣體，較佳地實(shí)施例中，所述輸水裝置為輸水管，所述進(jìn)氣裝置為進(jìn)氣管，所述輸水管的管徑與所述進(jìn)氣管的管徑大小比例為20-35：6-10。輸水管的管徑和進(jìn)氣管的管徑比，可以使液體流量和進(jìn)氣量之間的比例控制在一定范圍內(nèi)，該范圍內(nèi)，能夠使較少量的液體帶入相對(duì)較多的氣體。

優(yōu)選的是，所述出氣口位于所述輸水裝置截面的中心位置。所述截面，是指與液體流動(dòng)方向相垂直的截面，且是所述出氣口中心所處的截面。所述出氣口位于所述截面的中心位置，是指出氣口的中心與截面的中心重合或盡量重合。液體流動(dòng)中，由于管壁和液體的粘滯性，液體的中心速度通常是最大的，速度越大，越利于液體將出氣口附近的氣體帶入液體中。

較佳地，所述輸水裝置為輸水管，所述進(jìn)氣裝置為進(jìn)氣管，所述輸水管的管軸線與所述進(jìn)氣管的管軸線相互平行。輸水管與進(jìn)氣管平行設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝較為方便。

優(yōu)選的是實(shí)施例中，所述進(jìn)氣裝置為進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的一端位于所述輸水裝置內(nèi)，另一端位于所述輸水裝置的外部。進(jìn)氣管的兩端分別為進(jìn)氣口和出氣口，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述進(jìn)氣管為直管結(jié)構(gòu)。直管結(jié)構(gòu)方便氣體的流通。

如圖2所示的增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置，進(jìn)水口3與進(jìn)水裝置6連接。進(jìn)水裝置通常為進(jìn)水管，其可以方便將液體引入到進(jìn)水口。進(jìn)水管與輸水管之間可以用三通或彎頭連接件進(jìn)行連接。

如圖3所示的增加流動(dòng)液體中進(jìn)氣量的進(jìn)氣裝置，所述輸水裝置還包括出水口7，出水口7與能量收集倉(cāng)8連接，能量收集倉(cāng)8包括排氣口9和排水口10；所述輸水裝置為輸水管，所述輸水管的管軸線為豎直方向；所述能量收集倉(cāng)為能量收集管，所述能量收集管的管軸線為水平方向。

液體從輸水裝置的出水口流出，進(jìn)入到能量收集倉(cāng)，該能量收集倉(cāng)使得液體進(jìn)行水平方向流動(dòng)，氣體會(huì)從水平方向流動(dòng)的液體中進(jìn)行上浮，并經(jīng)排氣口排出。在排氣口處設(shè)置收集氣體的裝置，可以收集到有壓氣體，該有壓氣體的壓力大于外界大氣壓，可以用于泵水、曝氣、發(fā)電等領(lǐng)域。液體可以從能量收集倉(cāng)的排水口排出。

通常，所述能量收集管的管徑大于所述輸水管的管徑。能量收集管的管徑較大，可以降低液體流動(dòng)速度，且有利于氣體上浮，避免較多的氣體隨液體從排水口中排出。

以上所述，僅為本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。