薄壁金属水力旋转风水球的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及城市园艺景观设备和装饰技术领域，具体的说是，应用金属制作的薄壁球壳代替现行实心石材风水球体而成就的薄壁金属水力旋转风水球。
【背景技术】
[0002]现行的风水球的球体均为实心石材球，它与金属薄壁球相比:前者重，后者轻，例如同为2米直径的球体，后者不及前者重量的2% ;前者转动惯量大，后者小；前者耗能高，后者低；在用场和感官上，前者多以小尺寸形态置于室内、厅堂、建筑门前或公园小品，给人以优雅奇妙之感；后者可制作成大直径，因大而雄伟壮观，更适于城市休闲文化广场、公园和海滨等场所的大型景观。前者不但制造运输成本高，而且因加工条件限制，目前国内罕见直径超过两米者；后者直径5米之内者，工厂制作简单，运输轻而易举；5米以上者，现场制作而无运输超限之虑。在技术上，两者同于水力驱动，但由于重量和转动惯量的明显差别，在水动力技术参数方面而有显著不同。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种成本低、大型、能耗低并可制作成大型的薄壁金属水力旋转风水球。
[0004]为此目的，本实用新型包括的薄壁金属球体和整体装配的水力转动系统，两者上下设置，节省空间面积。工厂制作调试，运输安装方便，还便于与土建绿化工程的施工相协调。
[0005]本实用新型采用薄壁金属球体代替现行的实心石材球体，不但成本低，而且球体直径范围可在1-10米之间。球直径小于5米者工厂制作调试完毕，运至现场安装；球直径大于5米者现场制作调试，无需超限运输。
[0006]本实用新型所述球体的壁厚壁厚范围0.3 — 12mm，球体直径范围在10-1OOOOmm之间。在球体上设有进出水口及其与球体表面一致的密封旋塞。视球体自重，可通过向球内注水调整球体的总重。必要的条件是:确保球体内注水后的总重量要大于球体浸在球窝中的球缺所排出水的重量；如为室外环境，充分的条件是:确保球体内注水后的总重量所形成的稳定力矩在当地最大风力情况下也不会导致球体发生偏离球窝的危险。以此，视球体自重，经测算后向球壳内适当注水，不但保证了球体运转平稳，而且由于球壳中注水后整体重心降低，加之光滑球面风阻系只有0.4左右，注入不到球壳容积1-5%的水量，不但实现运转平稳，而且其稳定力矩即可大大超过风载力矩，确保安全运转。减压环的上缘口的直径，对应球体的包角α呈90°左右，具体的说是85° ±5°，又从结构上确保球壳运转的稳定性和安全性。日常运转，只要适当调整水压和流量，即可使球体进入微微上下浮动又能徐徐旋转的稳定的动态平衡状态。视运转周期季节温度因素，球内注水时需加入适量的防腐剂和防冻剂，并适时更新水质。
[0007]本实用新型的水力转动系统，包括球窝、储水箱、动力水栗、供水管、水压力流量调节阀、动力水喷嘴、接水盘、回水管、储水箱液位控制器和排污阀，结构式合为一体，工厂制作调试完毕，现场安装简便。进水阀、水压力流量调节阀和排污阀设在储水箱壁外，便于操作。储水箱壁上设置检修清扫孔，定期检修清扫，排除污水、浇地，定期更换新水。
[0008]球体坐落在球窝上口的降压环带上，球体表面与球形釜底之间形成截面为月牙形的工作水腔，腔内水浮力和压力的共同作用使球体上浮并旋转。降压环带与球体同心，且两者球半径相等，球体在不受水的浮力和压力时球体静止，两球面内切；球体被浮起时，两球面之间形成一间隙。水流经此间隙时，由于喷嘴位置和角度的中心不对称设置引起间隙中压力和流量的周向分布不对称，进而使浮起的球体进入旋转状态。水流经此间隙的过程中，压力/间隙之间的变化互为因果，从而使球体进入动态平衡运转状态。动力水腔内的水，流经降压环带的过程中压力逐渐降低，当水流至降压环带的上沿并向周圈外流出时，压力已接近于零，水才得以潺潺流水状落入接水盘形成水帘景观。经过计算和实验，确定降压环的经线方向弧长所对的球心角β为10-12°左右。
[0009]本实用新型的球形釜底的球半径小于球体的球半径，从而形成月牙形动力水腔，以提高动力水栗的工作效率。
[0010]本实用新型的动力水喷嘴与球体的相对位置或角度可随意调整，可使球体在球窝中绕着通过球心的任一轴旋转。
[0011]本实用新型的球面经光滑处理后，可裸面不锈钢使用，也可涂敷各色涂层或刻制阴纹图文，增加文化色彩。
[0012]本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0013]1.实现了石材风水球的所有功能和效果；
[0014]2.解决了石材风水球直径限制的问题，能够实现大尺寸球体，使风水球因大气而雄伟壮观，尤适于城市休闲文化广场、公园和海滨等场所的大型景观；
[0015]3.为大型风水球的建设和使用提供了建设性的技术；
[0016]4.成本降低，节省资源；
[0017]5.具有很好的实用价值和推广意义。
【附图说明】
[0018]图1本实用新型整体剖面结构示意图。
[0019]图中:
[0020]I 一球体
[0021]1.1一进出水口 ；1.2—密封旋塞
[0022]2—水力转动系统
[0023]2.1—球窝
[0024]2.1.1一降压环带；2.1.2—球形釜底；2.1.3—工作水腔
[0025]2.2一储水箱；2.3一动力水栗；2.4一供水管；2.5一水压力流量调节阀；2.6一动力水喷嘴；2.7—接水盘；2.8—回水管；2.9—储水箱液位控制器；排污阀一2.10
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和以球体直径小于5米者为实施例对本实用新型做进一步的描述。
[0027]—种薄壁金属水力旋转风水球，包括球体I和水力转动系统2。
[0028]所述球体I的壁厚范围0.3 — 12mm，球体I直径范围在10-1OOOOmm之间，在球体I上设有进出水口 1.1及其密封旋塞1.2，其圆度和表面粗糙度与石材风水球的相应技术要求相同。
[0029]所述水力转动系统2包括球窝2.1、储水箱2.2、动力水栗2.3、供水管2.4、水压力流量调节阀2.5、动力水喷嘴2.6、接水盘2.7、回水管2.8、储水箱液位控制器2.9和排污阀2.10，上述部件组成一体；球窝2.1位于储水箱2.2的正上方，两者固定连接，供水管2.4向储水箱2.2供水，其液位由储水箱液位控制器2.9控制，起动动力水栗2.3，压力水从动力水栗2.3的出口经水压力流量调节阀2.5再通过管道送至动力水喷嘴2.6射入工作水腔2.1.3内，其驱动坐落在球窝2.1上的球体转动，动力水流经球面与球窝2.1上沿之间的降压环带2.1.1间隙，压力逐渐降低后缓缓流出，通过接水盘2.7经回水管2.8回流至储水箱2.2完成水力工作循环；在结构上，除供水管2.4、水压力流量调节阀2.5和排污阀2.10设置于箱壁外侧，其余全部设置于储水箱2.2内，储水箱2.2备有检修清扫孔。
[0030]所述球窝2.1为仰釜状，上部是降压环带2.1.1，下部为球形釜底2.1.2，上下两部分焊接为一体；球体I放置在降压环带2.1.1上，球形釜底2.1.2内壁与球体I外壁之间形成截面为月牙形的工作水腔2.1.3，工作水腔2.1.3内设置动力水喷嘴2.6。
[0031]所述的降压环带2.1.1，其设置在球台内侧面为一环带，它与球体I同心，且两者的球半径相等；球体I不运转时两球面静止内切，球体I运转时两相切球面之间形成一动态变化的微小间隙；在结构尺寸上，其上底的大口圆的直径对球体I的包角α呈85° ±5°，以确保球体I运转时的稳定性和安全性；其经线方向的弧长所对应的中心角β 为 10° -12。。
[0032]球体I和水力转动系统2，其运转调整是通过向球内注水调整球体的总重量确保平稳安全运转；必要的条件是:确保球体I内注水后的总重量要大于球体浸在球窝中的球缺所排出水的重量；充分的条件是:确保球体I内注水后的总重量所形成的稳定力矩大于球体I外侧风力在风载荷每平方米90kg，不致偏离球窝2.1，在此前提