專利名稱：槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出“槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)”屬水利機(jī)械與設(shè)施產(chǎn)品類型開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
水資源危機(jī)已成為嚴(yán)重影響中國(guó)(世界)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活的突出問(wèn)題，水資源的地區(qū)、季節(jié)分布不均是問(wèn)題的重要成因。而在豐水季節(jié)進(jìn)行廣泛大規(guī)模的提水、調(diào)水、蓄水作業(yè)就可在一定程度上有效解決缺水問(wèn)題，并可同時(shí)產(chǎn)生出“生態(tài)、減洪、灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖”等諸多綜合經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
但如用電力進(jìn)行廣泛大規(guī)模的提水、調(diào)水、蓄水作業(yè)能耗高、效能低，并需昂貴的電力設(shè)施配備，綜合投資與日常運(yùn)行費(fèi)用均十分巨大；在夏季豐水季節(jié)用電力大量提水蓄水還將受到每年同時(shí)期到來(lái)的用電高峰期的限制，因而研究開發(fā)“利用水體自身具有的巨大水能進(jìn)行即時(shí)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)直接自動(dòng)提水調(diào)水作業(yè)”的水利機(jī)械設(shè)施產(chǎn)品就可在一定程度上緩解、解決該問(wèn)題。
目前，采用落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水作用原理與方法，并可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化運(yùn)行的發(fā)明專利技術(shù)已有落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)、機(jī)組、機(jī)群(中國(guó)發(fā)明專利200510075084.6)。但是其要形成落水轉(zhuǎn)換動(dòng)力需設(shè)置較為復(fù)雜的由鏈條、鏈輪、落水阻板與落水管配合形成的復(fù)雜落水動(dòng)力設(shè)施，并且一個(gè)上述落水動(dòng)力設(shè)施所能產(chǎn)生的動(dòng)力十分有限，不能將大量落水動(dòng)力集成合一，因此在需要大量提水或高揚(yáng)程提水設(shè)計(jì)時(shí)，就需要設(shè)置較多的落水動(dòng)力設(shè)施，同時(shí)需要配合相同多的提水設(shè)施及落水與提水之間的動(dòng)力傳遞轉(zhuǎn)換設(shè)施，從而形成由上述中小型落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)聯(lián)合構(gòu)成的“落水提水機(jī)群”設(shè)施形態(tài)，這就會(huì)使該落水轉(zhuǎn)換提水設(shè)備與設(shè)施的設(shè)備結(jié)構(gòu)分散，總體體積龐大，運(yùn)行控制困難，建設(shè)費(fèi)用高昂，因而其還難于實(shí)現(xiàn)更加理想的、規(guī)?；?、簡(jiǎn)單、高效、大力的、可形成集成出力的“落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水作業(yè)”機(jī)械的理想目標(biāo)要求。
本發(fā)明的目的是提供一種可更有效地實(shí)現(xiàn)“利用落水轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提水作業(yè)”目標(biāo)的全新種類的設(shè)備設(shè)施——槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)，與原有落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)、機(jī)群比較，其設(shè)計(jì)形態(tài)簡(jiǎn)單美觀，可形成集成巨大的落水出力與轉(zhuǎn)換能力，可使落水轉(zhuǎn)換方式更為高效，可使運(yùn)行控制更加方便，并可在實(shí)現(xiàn)相同提水能力的條件下，使落水轉(zhuǎn)換提水設(shè)備設(shè)施的體積大幅度減小，使建設(shè)規(guī)模大量減少，使建設(shè)費(fèi)用大幅度降低，并可形成適宜不同引水高度、不同提水水量、不同提水高度、不同提水能力的設(shè)計(jì)形態(tài)與使用需求的要求。
本發(fā)明提出的“槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)”是由“機(jī)械”部分和與其配合的“設(shè)施”部分相互結(jié)合構(gòu)成；其“機(jī)械”部分的主要功能部件包括①引水壓水管或引水壓水排管及其調(diào)控閥門、②槳輪與槳輪機(jī)殼、③一體化傳動(dòng)軸、④上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪、⑤G形提水桶、⑥提水鏈條(下簡(jiǎn)稱提水鏈；或用鋼絲繩替代提水鏈)；其中①-②為落水及其產(chǎn)生動(dòng)力的功能部分；④-⑥為提水及其消耗動(dòng)力的功能部分，在兩部分之間由③連接形成一體化聯(lián)動(dòng)與傳動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)落水轉(zhuǎn)換提水運(yùn)行的目標(biāo)，并通過(guò)規(guī)格設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生動(dòng)力與消耗動(dòng)力之間的運(yùn)行平衡。
以下簡(jiǎn)述其“機(jī)械”部分主要功能部件的結(jié)構(gòu)特征及其應(yīng)用功效①引水壓水管或引水壓水排管“槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)”通過(guò)引水壓水管或引水壓水排管與水壩的配合，將水庫(kù)中的水引向槳輪并在引水壓水管內(nèi)形成水壓；在一般情況下引水壓水管為圓管(見(jiàn)示意圖3右)，在一個(gè)長(zhǎng)大槳輪上可聯(lián)合配合設(shè)置多個(gè)引水壓水管，引水壓水排管(見(jiàn)示意圖3左)是將一個(gè)長(zhǎng)方管作為引水壓水管，在其中部分布均勻設(shè)置可起到連接、支持、分隔長(zhǎng)方管作用的管中隔板；引水壓水管還可根據(jù)需要設(shè)置為其它需要的形態(tài)，如使其形成1-2個(gè)直徑巨大的管路，在其下部與槳輪連接的部位形成扁狀“爪”形分散體形態(tài)設(shè)計(jì)。
多數(shù)情況下，在引水壓水管上(或管頭部位)設(shè)置引水壓水管閘門或閥門，通過(guò)其開閉控制引水壓水管的下瀉水量。
引水壓水管的下部與槳輪與槳輪機(jī)殼配合形成的“臥式槳輪機(jī)體”配合，使引水壓水管的落水水壓與水流動(dòng)力準(zhǔn)確切向作用在槳輪的槳葉上，推動(dòng)槳輪旋轉(zhuǎn)形成落水轉(zhuǎn)換動(dòng)力，引水壓水管可以縱向沖擊槳輪(如示意

圖1所示)，也可以橫向沖擊槳輪(如示意圖2所示)，引水壓水管的設(shè)計(jì)數(shù)量與規(guī)格尺寸和形態(tài)可以根據(jù)具體的工程需要確定。
②槳輪與槳輪機(jī)殼槳輪與槳輪機(jī)殼配合形成臥式槳輪機(jī)體(見(jiàn)示意圖5)；槳輪的中部為圓柱體形槳輪輥，在其輥面上間隔均勻分布設(shè)置多個(gè)槳葉；槳輪的直徑、長(zhǎng)度，槳葉的設(shè)置數(shù)量與規(guī)格，槳輪輥的直徑與規(guī)格等設(shè)計(jì)參數(shù)可依具體工程的提水量、提水規(guī)模、提水高度等不同的需要進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，槳輪的規(guī)格還可形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，以滿足不同的應(yīng)用需求與規(guī)模化連續(xù)生產(chǎn)。
可見(jiàn)，槳輪的設(shè)計(jì)形態(tài)與規(guī)格是與其要實(shí)現(xiàn)的提水能力相關(guān)，如建設(shè)地點(diǎn)水庫(kù)下落水的高度低，河流水量大，而需要轉(zhuǎn)換提水的高度高，設(shè)計(jì)的提水量大，則槳輪需要采用較長(zhǎng)、較大直徑的形態(tài)，并由多個(gè)或眾多個(gè)引水壓水管與其形成共同配合的形態(tài)(如示意圖3所示)；設(shè)置的槳輪機(jī)殼可使引水壓水管的高壓水能夠有效地作用在槳輪上，不至于產(chǎn)生出巨大的噴射性沖擊與噴射性泄漏，槳輪機(jī)殼與旋轉(zhuǎn)槳輪的各個(gè)槳葉的端頭形成緊密配合；槳輪機(jī)殼也可形成不完全封閉的形態(tài)，即只在與引水壓水管配合的一端設(shè)置半覆蓋的槳輪機(jī)殼，尤其是在建設(shè)地點(diǎn)引水壓水管低壓的情況下，更可使其形成槳輪機(jī)殼的半覆蓋形態(tài)。
此外，可將一個(gè)共同設(shè)置共同出力的超長(zhǎng)槳輪“分割”形成由若干個(gè)中小長(zhǎng)度槳輪一體化串聯(lián)運(yùn)行的形態(tài)；并在一個(gè)串聯(lián)的長(zhǎng)槳輪機(jī)殼內(nèi)設(shè)置隔板，隔板的中部設(shè)置的軸孔可使超長(zhǎng)“分割”槳輪的軸在中間得到階段性固定。
在中長(zhǎng)槳輪的各個(gè)槳葉之間，可設(shè)置若干個(gè)連接支撐板(見(jiàn)示意圖5所示)。
③一體化傳動(dòng)軸“一體化傳動(dòng)軸”將“槳輪”與“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”同軸固定連接，形成固定一體化的形態(tài)；通過(guò)“一體化傳動(dòng)軸”的傳動(dòng)將槳輪產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”，并通過(guò)“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”的轉(zhuǎn)動(dòng)形成提水動(dòng)力，帶動(dòng)“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
④上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪卸水平臺(tái)與水庫(kù)水面之間的距離就是設(shè)計(jì)的落水提水機(jī)的提水高度。
在多數(shù)情況下，“一套提水鏈回轉(zhuǎn)輪”是由左右兩個(gè)間隔并列設(shè)置的鏈輪通過(guò)1個(gè)輪軸的串聯(lián)固定構(gòu)成，其兩鏈輪之間的設(shè)計(jì)距離為G形提水桶的運(yùn)行空間(見(jiàn)示意圖3)，因此2個(gè)間隔并列設(shè)置的回轉(zhuǎn)輪的直徑、間距和強(qiáng)度要參考與其配合的提水桶的規(guī)格尺寸和其單機(jī)提水能力設(shè)計(jì)。
“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”可完成從下部取水到上部卸水的完整循環(huán)運(yùn)行提水作業(yè)。在多數(shù)情況下，“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”是由1套與槳輪形成一體化聯(lián)動(dòng)的“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”和并列設(shè)置在卸水平臺(tái)之上的2套“上提水鏈回轉(zhuǎn)輪”聯(lián)合構(gòu)成(見(jiàn)示意圖4)，因此，“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”是由3套“提水鏈回轉(zhuǎn)輪”構(gòu)成。
因?yàn)闃喪铰渌D(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)的長(zhǎng)大槳輪可形成強(qiáng)大的聯(lián)合集成落水轉(zhuǎn)換動(dòng)力，因此在多數(shù)情況下，在一個(gè)槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)上可以只設(shè)“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”即可滿足大量提水的需要，如果需要單機(jī)的提水能力更大，或提水揚(yáng)程過(guò)高也可設(shè)置2組(或多組)，以滿足提水鏈條強(qiáng)度設(shè)計(jì)的要求。
在“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”的下部設(shè)置“提水蓄水池”，提水蓄水池中的水是由槳輪換能后的尾水通過(guò)橫向流動(dòng)進(jìn)行不斷補(bǔ)充，因此“提水蓄水池”可始終保持水滿(見(jiàn)示意圖3)。
兩套“上提水鏈回轉(zhuǎn)輪”并列設(shè)置在卸水平臺(tái)之上，通過(guò)其作用可使運(yùn)動(dòng)到該處的提水鏈條帶動(dòng)的“G形提水桶”實(shí)現(xiàn)水平側(cè)傾，將提水桶中的提水卸于卸水平臺(tái)之上(見(jiàn)示意圖4)。
⑤提水條鏈(提水鏈)多數(shù)情況下，在“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”上一同設(shè)置兩個(gè)并列同步運(yùn)行的提水鏈，即兩個(gè)提水鏈分別與“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”配合；兩個(gè)并列提水鏈的相同位置之間共同與G形提水桶進(jìn)行左右連接，使各個(gè)提水桶均布串聯(lián)于提水鏈上，提水鏈的下部與“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”配合，其上部與“上提水鏈回轉(zhuǎn)輪”配合，從而形成提水鏈帶動(dòng)串聯(lián)的各個(gè)提水桶形成上、下回轉(zhuǎn)循環(huán)運(yùn)行提水的形態(tài)(見(jiàn)示意圖1、2、3、4)；⑥G形提水桶G形提水桶的兩側(cè)中部位分別與兩個(gè)提水鏈連接(見(jiàn)示意圖3所示)，G形提水桶的頂部1/3處左右設(shè)有擋水頂板，其可使提水鏈輪提水啟始處于傾斜狀態(tài)時(shí)，使其中的水不至流出。
其“設(shè)施”部分主要包括(1)槳輪與上、下鏈條回轉(zhuǎn)輪需要的軸座、(2)上述“機(jī)械”部分的支撐架、(3)卸水平臺(tái)及其連接的輸水設(shè)施與支撐架、(4)與水壩配合的落水引水工程設(shè)施等。
以下簡(jiǎn)述“設(shè)施”部分的主要功能部件的結(jié)構(gòu)特征及其應(yīng)用功效(1)槳輪與鏈條回轉(zhuǎn)輪的軸座槳輪與上、下鏈條回轉(zhuǎn)輪均需由軸座固定。
(2)支撐架其支撐引水壓水管與槳輪機(jī)殼等設(shè)備部分，其設(shè)計(jì)高度是由槳輪設(shè)備的設(shè)計(jì)安置高度決定；可見(jiàn)在相同水庫(kù)提供的落水高度情況下，槳輪設(shè)備設(shè)置高度越低，則引水壓水管所能提供的水壓就越大，尤其是在多引水壓水管設(shè)置(引水壓水管多設(shè)置說(shuō)明有充沛的水量進(jìn)行換能)、高程提水、大量提水的情況下，將槳輪低位置設(shè)置更可有效、充分利用落水水能。
(3)卸水平臺(tái)及其連接的輸水設(shè)施與支撐架卸水平臺(tái)設(shè)置于兩套平行并列設(shè)置的上提水鏈回轉(zhuǎn)輪之間，其上連接提水輸水管，卸水平臺(tái)的設(shè)置高度決定提水高度，卸水平臺(tái)由支撐架支撐，其支撐架還可與山體或坡體及輸水管道設(shè)施實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)。
(4)與水壩配合的落水引水工程設(shè)施引水壓水管與水壩配合方式包括1.與原有的水庫(kù)水壩配合安裝，還可在水庫(kù)水壩的瀉水口處設(shè)置引水壓水管；2.在新建設(shè)的水壩上直接設(shè)計(jì)設(shè)置，這可更加方便自由設(shè)計(jì)，并可將引水壓水管的引水高度設(shè)計(jì)較低(引水壓水管長(zhǎng)度短)，利用水庫(kù)水面的壓力形成提水動(dòng)力。
3.通過(guò)改建水壩設(shè)置引水壓水管。
本發(fā)明對(duì)“槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)”運(yùn)行方法的描述是可在一切有一定水流高度落差處建設(shè)“槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)”，并在與其配合的水壩上設(shè)置1個(gè)、或多個(gè)、或眾多個(gè)“引水壓水管”或設(shè)置形成“引水壓水排管”的形態(tài)，通過(guò)“引水壓水管”與“槳輪”與“槳輪機(jī)殼”配合形成的“臥式槳輪機(jī)體”的作用，使落水水流切向作用于槳輪槳葉上，推動(dòng)槳輪不斷旋轉(zhuǎn)，通過(guò)“一體化傳動(dòng)軸”的動(dòng)力傳遞使“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”共同轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)“提水鏈”和其串聯(lián)排列的各個(gè)“G形提水桶”在上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪之間進(jìn)行循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)“G形提水桶”運(yùn)動(dòng)到“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”之下設(shè)置的“提水蓄水池”的水面之下時(shí)提水桶載水，當(dāng)提水桶運(yùn)動(dòng)到卸水平臺(tái)之上時(shí)，G形提水桶在兩套“上提水鏈回轉(zhuǎn)輪”之間形成橫向運(yùn)動(dòng)形態(tài)，將提水桶中的提升水傾斜自動(dòng)卸于卸水平臺(tái)之上并通過(guò)輸水管將提升水輸往高地遠(yuǎn)處；對(duì)槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)的運(yùn)行調(diào)控方式有1.通過(guò)閥門調(diào)控通過(guò)調(diào)控引水壓水管閥門或閘門進(jìn)行引水量的控制，實(shí)現(xiàn)調(diào)控，其為對(duì)水庫(kù)水面提高，引水壓力過(guò)大的調(diào)控方式。
2.通過(guò)提水桶調(diào)控調(diào)整提水鏈串聯(lián)的提水桶的排列密度或數(shù)量實(shí)現(xiàn)調(diào)控，其可在來(lái)水量過(guò)小，提水桶高密度排列無(wú)法運(yùn)行的季節(jié)進(jìn)行的及時(shí)、方便、大幅度提水能力調(diào)整；3.通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行平衡調(diào)控因?yàn)槁渌D(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行平衡的基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)落水產(chǎn)生的動(dòng)力與提水消耗的動(dòng)力之間的作用力平衡，因此當(dāng)落水動(dòng)力加大的情況下，槳輪運(yùn)動(dòng)速度必然加快，在相同提水設(shè)施規(guī)格不變的情況下，其帶動(dòng)的單位時(shí)間提水量必然加大，從而使提水需求動(dòng)力同時(shí)快速加大，反之相反，因此在提水鏈運(yùn)動(dòng)速度許可的寬泛速度范圍內(nèi)，即可通過(guò)提水機(jī)運(yùn)動(dòng)速度的自然自動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控運(yùn)行。
本發(fā)明提出的槳輪式槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)通過(guò)采用簡(jiǎn)單、輕巧、耐用、可集成力量的多個(gè)引水壓水管與長(zhǎng)大槳輪的配合設(shè)計(jì)形態(tài)與作用方式，可有效地將落水水能集成產(chǎn)生出巨大的動(dòng)力，只需帶動(dòng)1-2個(gè)提水機(jī)械運(yùn)行完成提水作業(yè)目標(biāo)；與原有技術(shù)比較，在實(shí)現(xiàn)相同提水能力的條件下，其可將設(shè)備設(shè)施的結(jié)構(gòu)大幅度簡(jiǎn)化，效率大幅度提高，使建設(shè)規(guī)模大幅減小，建設(shè)投資大幅度減少；并可通過(guò)引水壓水管的設(shè)置數(shù)量、槳輪的設(shè)置規(guī)格、提水桶的設(shè)置數(shù)量與規(guī)格等設(shè)計(jì)參數(shù)的簡(jiǎn)單變化，形成適宜不同引水高度、不同提水水量、不同提水高度、不同提水能力的設(shè)計(jì)形態(tài)，滿足不同的使用需求，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行調(diào)控，因而可完美實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的理想目標(biāo)，其在全球范圍也均同樣具有廣泛的市場(chǎng)需求和巨大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。
下面結(jié)合示意圖說(shuō)明槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)的功能結(jié)構(gòu)。
圖1是槳輪軸向側(cè)視結(jié)構(gòu)的槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)宏觀示意圖。
圖2是下提水鏈回轉(zhuǎn)輪輪向側(cè)視結(jié)構(gòu)的槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)宏觀示意圖。
圖3是橫向主視槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)的宏觀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪輪軸向提水與卸水運(yùn)行狀態(tài)的示意圖。
圖5是槳輪的側(cè)視圖。
圖1中1.上提水鏈回轉(zhuǎn)輪 2.卸水平臺(tái)與山體高度 3.G形提水桶 4.提水鏈5.水庫(kù)中水 6.水庫(kù)水壩 7.引水壓水管閥門或閘門 8.引水壓水管 9.槳輪機(jī)殼10.槳輪 11.一體化傳動(dòng)軸 12.通過(guò)槳輪換能后的尾水(其可通過(guò)不同途徑瀉出)13.支撐架 14.流向下游的換能尾水 15.建設(shè)基礎(chǔ)。
圖2中16.上提水鏈回轉(zhuǎn)輪 17.卸水平臺(tái)與壓力輸水管 18.G形提水桶19.與槳輪同軸一體化連接的下提水鏈回轉(zhuǎn)輪 20.一體化傳動(dòng)軸 21.提水蓄水池22.支撐架 23.水庫(kù)中水 24.水庫(kù)水壩 25.建設(shè)基礎(chǔ) 26.建設(shè)地山體背景與其高度。
圖3中27.上提水鏈回轉(zhuǎn)輪 28.軸座式卸水平臺(tái)及其連接的輸水設(shè)施 29.G形提水桶30.提水鏈(或采用鋼絲繩) 31.建設(shè)地點(diǎn)山體背景與高度 32.水庫(kù)水壩 33.引水壓水管形態(tài) 34.引水壓水排管形態(tài) 35.臥式槳輪與槳輪機(jī)殼 36.一體化連接軸37.提水蓄水池(尾水可縱向不斷流入提水蓄水池) 38.支撐架 39.下提水鏈回轉(zhuǎn)輪。
圖4中40.G形提水桶 41.卸水平臺(tái)及其連接的輸水設(shè)施與其支撐架 42.提水鏈與其串聯(lián)的提水桶 43.一體化連接軸 44.下提水鏈回轉(zhuǎn)輪 45.提水蓄水池和槳輪換能后的尾水。
圖5中46.槳輪軸 47.槳輪輥 48.槳輪槳葉 49.槳葉支撐固定板。
權(quán)利要求
1.一種槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)設(shè)備設(shè)施，其是由“機(jī)械”部分和與其配合的“設(shè)施”部分相互結(jié)合構(gòu)成，其特征在于其“機(jī)械”部分主要功能部件包括①引水壓水管或引水壓水排管及其調(diào)控閥門、②槳輪與槳輪機(jī)殼、③一體化傳動(dòng)軸、④上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪、⑤G形提水桶、⑥提水鏈條(下簡(jiǎn)稱提水鏈；或用鋼絲繩替代提水鏈)；其中①-②為落水及其產(chǎn)生動(dòng)力的功能部分；④-⑥為提水及其消耗動(dòng)力的功能部分，在兩部分之間由③連接形成一體化聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)落水轉(zhuǎn)換提水運(yùn)行目標(biāo)，并通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生動(dòng)力與消耗動(dòng)力之間的運(yùn)行平衡。其“機(jī)械”部分主要功能部件的結(jié)構(gòu)特征及其應(yīng)用功效是①引水壓水管或引水壓水排管通過(guò)引水壓水管或引水壓水排管與水壩的配合，將水庫(kù)中的水引向槳輪并在引水壓水管內(nèi)形成水壓；在一般情況下引水壓水管為圓管，在一個(gè)長(zhǎng)大槳輪上可聯(lián)合配合設(shè)置多個(gè)引水壓水管；引水壓水管還可根據(jù)需要設(shè)置為其它需要的形態(tài)。多數(shù)情況下，在引水壓水管上(或管頭部位)設(shè)置引水壓水管閘門或閥門，通過(guò)其開閉控制引水壓水管的下瀉水量。引水壓水管的下部與槳輪與槳輪機(jī)殼配合形成的“臥式槳輪機(jī)體”配合，使引水壓水管的落水水壓與水流動(dòng)力準(zhǔn)確切向作用在槳輪的槳葉上，推動(dòng)槳輪旋轉(zhuǎn)形成落水轉(zhuǎn)換動(dòng)力，引水壓水管可以縱向沖擊槳輪，也可以橫向沖擊槳輪，引水壓水管的設(shè)計(jì)數(shù)量與規(guī)格尺寸和形態(tài)可以根據(jù)具體的工程需要確定。②槳輪與槳輪機(jī)殼槳輪與槳輪機(jī)殼配合形成臥式槳輪機(jī)體；槳輪的中部為圓柱體形槳輪輥，在其輥面上間隔均勻分布設(shè)置多個(gè)槳葉；槳輪的直徑、長(zhǎng)度，槳葉的設(shè)置數(shù)量與規(guī)格，槳輪輥的直徑與規(guī)格等設(shè)計(jì)參數(shù)可依具體工程的提水量、提水規(guī)模、提水高度等不同的需要進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，槳輪的規(guī)格還可形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。設(shè)置的槳輪機(jī)殼可使引水壓水管的高壓水能夠有效地作用在槳輪上，槳輪機(jī)殼與旋轉(zhuǎn)槳輪的各個(gè)槳葉的端頭形成緊密配合，槳輪機(jī)殼也可形成不完全封閉的形態(tài)。此外，可將一個(gè)共同設(shè)置共同出力的超長(zhǎng)槳輪“分割”形成由若干個(gè)中小長(zhǎng)度槳輪一體化串聯(lián)運(yùn)行的形態(tài)；并在一個(gè)串聯(lián)的長(zhǎng)槳輪機(jī)殼內(nèi)設(shè)置隔板，隔板的中部設(shè)置的軸孔可使超長(zhǎng)“分割”槳輪的軸在中間得到階段性固定。在中長(zhǎng)槳輪的各個(gè)槳葉之間，可設(shè)置若干個(gè)連接支撐板。③一體化傳動(dòng)軸其將“槳輪”與“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”同軸固定連接，形成固定一體化的形態(tài)；通過(guò)“一體化傳動(dòng)軸”的傳動(dòng)將槳輪產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”，并通過(guò)“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”的轉(zhuǎn)動(dòng)形成提水動(dòng)力，帶動(dòng)“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。④上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪在多數(shù)情況下，“一套提水鏈回轉(zhuǎn)輪”是由左右兩個(gè)間隔并列設(shè)置的鏈輪通過(guò)1個(gè)輪軸的串聯(lián)固定構(gòu)成，其兩鏈輪之間的設(shè)計(jì)距離為G形提水桶的運(yùn)行空間?！耙唤M上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”可完成從下部取水到上部卸水的完整循環(huán)運(yùn)行提水作業(yè)。在多數(shù)情況下，“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”是由1套與槳輪形成一體化聯(lián)動(dòng)的“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”和并列設(shè)置在卸水平臺(tái)之上的2套“上提水鏈回轉(zhuǎn)輪”聯(lián)合構(gòu)成。在“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”的下部設(shè)置“提水蓄水池”，提水蓄水池中的水是由槳輪換能后的尾水通過(guò)橫向流動(dòng)進(jìn)行不斷補(bǔ)充。兩套“上提水鏈回轉(zhuǎn)輪”并列設(shè)置在卸水平臺(tái)之上，通過(guò)其作用可使運(yùn)動(dòng)到該處的提水鏈條帶動(dòng)的“G形提水桶”實(shí)現(xiàn)水平側(cè)傾，將提水桶中的提水卸于卸水平臺(tái)之上。⑤提水條鏈(提水鏈)多數(shù)情況下，在“一組上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”上一同設(shè)置兩個(gè)并列同步運(yùn)行的提水鏈；兩個(gè)并列提水鏈的相同位置之間共同與G形提水桶進(jìn)行左右連接，使各個(gè)提水桶均布串聯(lián)于提水鏈上，提水鏈的下部與“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”配合，其上部與“上提水鏈回轉(zhuǎn)輪”配合，從而形成提水鏈帶動(dòng)串聯(lián)的各個(gè)提水桶形成上、下回轉(zhuǎn)循環(huán)運(yùn)行提水的形態(tài)；⑥G形提水桶G形提水桶的兩側(cè)中部位分別與兩個(gè)提水鏈連接，G形提水桶的頂部1/3處左右設(shè)有擋水頂板。其“設(shè)施”部分主要包括(1)槳輪與上、下鏈條回轉(zhuǎn)輪需要的軸座、(2)上述“機(jī)械”部分的支撐架、(3)卸水平臺(tái)及其連接的輸水設(shè)施與支撐架、(4)與水壩配合的落水引水工程設(shè)施等。其“設(shè)施”部分的主要功能部件的結(jié)構(gòu)特征及其應(yīng)用功效是(1)槳輪與鏈條回轉(zhuǎn)輪的軸座槳輪與上、下鏈條回轉(zhuǎn)輪均需由軸座固定。(2)支撐架其支撐引水壓水管與槳輪機(jī)殼等設(shè)備部分，其設(shè)計(jì)高度是由槳輪設(shè)備的設(shè)計(jì)安置高度決定。(3)卸水平臺(tái)及其連接的輸水設(shè)施與支撐架卸水平臺(tái)設(shè)置于兩套平行并列設(shè)置的上提水鏈回轉(zhuǎn)輪之間，其上連接提水輸水管，卸水平臺(tái)的設(shè)置高度決定提水高度，卸水平臺(tái)由支撐架支撐，其支撐架還可與山體或坡體及輸水管道設(shè)施實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)。(4)與水壩配合的落水引水工程設(shè)施引水壓水管與水壩配合方式包括(1)與原有的水庫(kù)水壩配合安裝；(2)在新建設(shè)的水壩上直接設(shè)計(jì)設(shè)置；(3)通過(guò)改建水壩設(shè)置引水壓水管。
2.一種槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)的運(yùn)行方法，其特征在于可在一切有一定水流高度落差處建設(shè)“槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)”，并在與其配合的水壩上設(shè)置1個(gè)、或多個(gè)、或眾多個(gè)“引水壓水管”或設(shè)置形成“引水壓水排管”的形態(tài)，通過(guò)“引水壓水管”與“槳輪”與“槳輪機(jī)殼”配合形成的“臥式槳輪機(jī)體”的作用，使落水水流切向作用于槳輪槳葉上，推動(dòng)槳輪不斷旋轉(zhuǎn)，通過(guò)“一體化傳動(dòng)軸”的動(dòng)力傳遞使“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”共同轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)“提水鏈”和其串聯(lián)排列的各個(gè)“G形提水桶”在上、下提水鏈回轉(zhuǎn)輪之間進(jìn)行循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)“G形提水桶”運(yùn)動(dòng)到“下提水鏈回轉(zhuǎn)輪”之下設(shè)置的“提水蓄水池”的水面之下時(shí)提水桶載水，當(dāng)提水桶運(yùn)動(dòng)到卸水平臺(tái)之上時(shí)，G形提水桶在兩套“上提水鏈回轉(zhuǎn)輪”之間形成橫向運(yùn)動(dòng)形態(tài)，將提水桶中的提升水傾斜自動(dòng)卸于卸水平臺(tái)之上，并通過(guò)輸水管將提升水輸往高地遠(yuǎn)處；對(duì)槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)的運(yùn)行調(diào)控方式有(1)通過(guò)閥門調(diào)控。(2)通過(guò)提水桶調(diào)控；(3)通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行平衡調(diào)控。
全文摘要
一種槳輪式落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水機(jī)，屬水利機(jī)械與設(shè)施產(chǎn)品類型開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，其通過(guò)“引水壓水管”使落水與壓力切向作用于槳輪的槳葉上使其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，通過(guò)“一體化傳動(dòng)軸”的傳動(dòng)帶動(dòng)“提水鏈回轉(zhuǎn)輪”及“提水鏈條串聯(lián)的G形提水桶”進(jìn)行上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)提水，其可完全自動(dòng)運(yùn)行；其通過(guò)長(zhǎng)大槳輪的設(shè)置可將落水集成形成巨大動(dòng)力，只需帶動(dòng)1個(gè)高密度串聯(lián)的提水裝置即可，與原有技術(shù)比較可使設(shè)備設(shè)施的結(jié)構(gòu)大幅簡(jiǎn)化，效率大幅提高，建設(shè)規(guī)模大幅減小，并可通過(guò)引水壓水管、槳輪與提水桶的規(guī)格設(shè)計(jì)變化，形成可適宜不同引水高度、不同提水水量、不同提水高度的全新落水轉(zhuǎn)換自動(dòng)提水工程形態(tài)，其在全球范圍均具有巨大的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展空間。
文檔編號(hào)F03B13/00GK1800627SQ20051013182
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者陳曉通 申請(qǐng)人:陳曉通