一种管套管结构自发照明设备的制造方法_4

文档序号:8729084阅读:来源:国知局
出水体,5为出水口,6为顶部水平线,7为照明灯具,8为电控制设备,9为电磁能量输出导线,10为管道出水体内的水,11为“水向下流”疏水管道,12为疏水管道出口,13为水轮发电机,14为水槽,15为防渗水及防蒸发外壳,16为电磁能量传输导线。图2和图3同为“水向上流”设备的结构简图。图4为管套管式结构的横切面示意图,其中2为管道外壳体,3为管道内毛细管道,17为管与管之间的间隙。图5为纵向多边形柱体或圆柱体集成示意图,其中18为单个柱体。图6为为纵向多边形柱体或圆柱体集成系统的横切面,18为单个柱体。图7为纵向平板集成示意图,其中19为单个平板,20为多个平板的集成示意图。图8为瓦片状单个板。
[0053]【具体实施方式】:
[0054]以附图1、附图2、附图3为例进行具体操作步骤的说明:
[0055]图2和图3是图1的中“水向上流”功能模块的单独示意图。与图1相关功能模块的区别仅仅是结构上的部件的形状差别,比如管道出水体(4)的位置和形状,其基本结构与图1中表示的“水向上流功能模块的结构没有区别,因此以下仅仅以图1结构来说明。
[0056]图1为自发照明设备简图,其中内部含有“水向上流”设备的结构,在“水向上流“设备中,I为浸水体,2为管道外壳体,3为管道内毛细管道,4为管道出水体,5为出水口,6为顶部水平线。浸水体(I)顾名思义,就是浸泡在水里的部分,兼具有对管道外壳体的支撑作用。包括管道外壳体(2)浸泡在水里的部分以及管道内毛细管道(3)浸泡在水里的部分;图1所示浸泡在水槽(14)内的固体部分都可以作为浸水体(I)来对待。
[0057]在“水向上流”设备结构中:管道外壳体(2)更需要自身支撑或者支撑内部毛细管道(3),因此管道外壳体一定是具有一定强度的固体材料,比如金属、塑料、玻璃钢等常用的材料,也可以使用具有与水亲和力的材料。管道外壳体(2)是水向上流系统的支架系统,是水向上流的骨架,在图1中将管道外壳体(2)分为4部分:下部、中下部、中上部、上部,每部分各占骨架的25%。之所以分成4部分,在于描述管道出水体(4)在管道外壳体(2)上的位置的需要。按照常规分类可以分为上中下三部分,中间一部分可以大一些。当然也可以分为上、中、下、中上、中下五部分,但是在这里分为“上、中上、中下、下”四部分已经满足描述的需要。中间部分占50%且中上部分和中下部分各占25%,上部和下部也分别占有骨架体系的25%,这样,管道出水体(4)位于中上部或上部都符合常规,也就是,为了实现水能够从高处流出来,并不是说水从骨架系统的最高处流出来,而是必须低于系统的最高位置,这个最高位置已经标注为顶部水平线(6),事实上,类似植物或者自然界的喷泉,水流的地方一定不是最高处,比如滴水莲的滴水现象是通过垂下的叶片滴落的,山泉的泉眼也一定是在半山腰或者半山腰接近地面的位置,由于受重力影响,水从最高处是流不出来的,因此管道出水体的位置就不是随便安置,而是必须安置在顶部水平线(6)以下,一般位于上部,也可位于中上部。同时还要看到,管道出水体(4)可以很大,也可以很小。一般来说,水流量与管道内毛细管道(3)与水的接触面积和材料的性能共同决定,水与组成毛细管道的材料接触面积越大,原理上水的运输力越大,材料的吸水力越强,运输能力越大,这个“运输力”也指水的渗透能力,渗透力越大,水的运输能力越强,还要考虑管道内毛细管道(3)的吸水速度和在一定温度压力条件下的脱水能力,只有很快的吸水并不断的脱水,才能实现水的快速运输。各种材料的吸水能力和脱水条件是不同的,比如说,无水硫酸铜具有很强的吸水能力,一个硫酸铜分子可以吸收5分子结晶水,但是带有结晶水的硫酸铜在常温下常压下不能脱水,只有在设施45° C以上才能脱水,因此在常温常压下,用硫酸铜作为吸水或脱水的材料是不适合的。但是,硫酸铜在特殊条件下是可以用的,比如在地热资源的开发过程中,比如在大于70° C的温泉中,如果用聚乙烯醇就不合适,因为聚乙烯醇在超过80° C时就变为液体,液体具有流动性,管道内毛细管道如果用聚乙烯醇作为材料的吸水剂,在低于65° C的环境下是安全的,就是说聚乙烯醇只能用在低于65° C的环境条件下。聚乙烯醇在低温或者常温下是可用的,但如果用作地下人造温泉,在地下管道内作为吸水剂的话,就看地下水的温度了,如果地下水温度超过了 65° C,比如是80° -110° C,则可以选用硫酸铜作为吸水剂,就是说,所有的固体干燥剂都是吸水剂,但要用在特定的温度下,便于在常压下脱水,在一定重力或其他压力下脱水,才能实现“水向上流”的功能。同时,还要看到,由于水流受到重力作用,水向上流并不是无限的,水流的高度是受材料吸水能力和重力影响的,在植物中,由于植物叶片的蒸腾作用,叶片较为干燥,吸水能力强,才可以不断从枝干吸取水分;滴水莲也是叶片耷拉向下,水受到重力作用才不断滴水的,因此水向上走是有条件的,这个条件就是吸水材料自身要具有支撑自身和所承载水分的能力,就是吸水材料一定具有一定的强度,比如说浓硫酸具有很强的吸水能力,但其本身是液体,液体不具备固体的支撑作用,且液体具有流动性,流动的液体不可能作为支撑自身和支撑水分的作用,因此液体不可能用作吸水材料,尽管其可能有很强的吸水能力。所谓的承载能力就是吸水材料本身在工作区间(比如聚乙烯醇在65°下)是固体,具有一定强度,这个强度能够支撑自身和所承载水分,在这个强度指标下与水有较大的接触面积。吸水材料非常庞大,但不是任何一种吸水材料都可以没有选择的使用。吸水材料可以选择的有:1)非离子系,如羟基类、酰胺基类等;2)多种亲水基团系:羟基-羧酸类、羟基-羧酸基-酰胺基类、磺酸基-羧酸基类等。大多数高吸水性树脂是由分子链上含有强亲水性基团(如羧基、磺酸基、酞胺基、羟基等)的三维网状结构所组成。但是很多吸水材料吸水后膨胀,给管道造成压力,因此也并不是说吸水能力越强就越适合做水向上流的亲水材料使用。“水向上流”设备的亲水材料须有以下技术指标:1)吸水即亲水能力。2)吸水和脱水符合环境的温度和压力条件。3)吸水材料要具备一定的强度。4)吸水材料与水有较大的接触面积。5)材料组成的“水向上流”的管径要向上。6)出水口管径要向下。
[0058]在“水向上流”结构中:管道内毛细管道(3)是“水向上流”体系的重要部分,其结构可以简单灵活,也可以复杂多变,比如说对于管道内毛细管道(3)的粒径要求,所谓毛细管道,就是非常细,毛发的粗细约0.1毫米,植物的毛细管道几乎也都在0.2毫米即200个微米以下,那么是不是我们一定要求毛细管道的粒径小于200微米呢?要搞清这个问题,先来看一下水滴,如果你观察一滴水的滴落,就非常有意思,当水管的水滴落时,水滴逐渐增大,水滴增大到一定程度(直径约大于3毫米)才可以受重力作用或周围的震动作用而滴落,这说明水分子与水分子之间有很强的相互作用力,这个作用力就是水分子之间形成的氢键,也就是,水分子与水分子是相互吸引的,其吸引力在液体中几乎是最大的,这可以从水的气化潜热很大现象看出。水的渗透作用实际上就是分子之间的相互作用造成的。所谓的渗透力也是水分子和溶质分子间的相互作用,在宏观上就体现为所谓的渗透力或者渗透现象,因此,研究水向上流的功能还要考虑水分子本身的这种相互作用力,也就是我们的目的就是为了实现水的流动,水分子之间的这种作用力正好符合我们实现“水向上流”的这个目的。虽然植物毛细管道粒径小于200微米,但是在我们管道要求中,根据材料的吸水能力和支撑能力的不同,在管道粒径大于200微米小于1000微米的状况下,未尝不能实现“水向上流”的功能。粒径究竟要多少才合适,除了考虑环境温度压力条件、水向上流的高度、季节变化,还要做一下实际的试验数据。在本申请中,并不能给出具体的粒径范围限制。但是能够确定管道粒径小于200微米的适合温度的亲水材料必然具有较强的水渗透能力,能够实现水向上流的功能。同时还要看到,在实际生产中,由于误差作用,即使是看似较光滑的平面其表面凸起也在20微米上下,因此可以制作具有误差片状体或柱体结构,图7的平板结构和图6的柱体结构中只要确定平板或柱体的支撑厚度就可以了,就是说,当图7的平板尽可能足够薄,薄到足够支撑自身时,尽管板子几乎紧贴板子排列即可,板子与板子之间的管道由于加工误差可以自然形成。但是,为了确保系统设计的完美,还应在板子上面制作细微凹形槽,确保“毛细管道”的顺畅,并能提高输送水的速度,即单位时间内的输水量。同理,图6柱体结构也同样在柱体表面制作纵向凹形槽,以确保有足够的输水量。依此类推,无论是平板状、柱体状、还是图8的瓦片状,还是其他结构,都具有凹形槽,自然,凹形槽深度几十个微米或几百个微米。另外亲水材料的支撑结构还有如下结构:1)管状结构,管体与管体纵向环套,形成管套管集成结构,管子上可以具有凹形槽。2)柱状结构,柱体与柱体纵向排列形成纵向柱状集成结构。3)平板状结构,平板体与平板体纵向排列形成纵向平板状集成结构。4)瓦型板状结构,瓦型板体与瓦型板体纵向排列形成纵向瓦型板状集成结构。5)纤维材料结构,纤维与纤维纵向排列形成纵向纤维集成结构。6)纤维材料和管状体或柱体组成的混合支撑结构,纤维与管状体或柱体纵向排列形成纵向组合纤维加强结构。7)颗粒结构,颗粒与颗粒堆积相互支撑,颗粒间形成任意方向集成结构。8)颗粒和管状结构组合,颗粒堆积在纵向管状体内,颗粒和管体共同形成纵向集成结构。
[0059]在“水向上流”结构中:还有其他【附图说明】:图4为管套管式结构的横切面示意图,其中2为管道外壳体,3为管道内毛细管道,17为管与管之间的间隙。图5
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