专利名称：链轮水车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种向上提水的水利设备，具体涉及一种链轮水车，主要适 用于农田灌溉、供水等，亦可用于发电。
背景技术：
水车又被称为翻车，早在后汉时期已被人们所使用，到了唐朝普遍出现 在各个河道、沟渠旁，将处于低水位的水提升，引入渠道内，用于农田的灌 溉。早期的水车均为人力脚踏式的，随着科技的发展，出现了以电力、柴、 汽油机等作为动力源的水车，但其价格较髙、消耗能源且受到条件的限制， 对于丘陵、山区或是电力缺乏的地区不完全适用。
针对上述问题，出现了利用水流自身动能进行抽水的水车，如中国实用 新型专利CN2399925Y公开了一种水流力扬水车，包括提水袋、车架和设置 在车架底部前、后端及其上部的链轮组，三链轮组两侧分别由两平行设置的 链条啮合连接，在两平行的链条上间隔串接有随链条转动的挡水扇叶。挡水 扇叶在水流作用下，带动其连接链条转动，从而带动连接在链条上的提水袋 随链条提升至一定髙度，从而实现将水从低处提升至髙处。
然而，由于上述水车的链条与水流是平行设置的，其动力是由水流推动 挡水扇叶产生的，因此，该水车对水流流速的要求很髙，不适合水流流速较 低的场合；同时，由水流推动挡水扇叶的方式产生的动力非常有限，水位提 升髙度不大，难以实际应用。
为了获得较高动能，人们通常采用的方法是建筑水坝，不需要附加能源， 可直接利用蓄水来灌溉农田或者实现水力发电，可以说是一举两得，然而， 大型水坝的建立会对生态环境、大气、水生动物等造成影响，同时还要解决、 安置移民，因此近年来已出现了全球性的反对建造大型水坝的情况；而对于 一些支流或小型河道，建设小型水坝对环境的影响不大，但其蓄水能力有限， 水位及水位差较低，无法实现直接灌溉，用于发电时，也只能采用低水头、 大流量的水轮发电机组，甚至无法发电。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用水位差自动运行的水车，将水提升至髙 处，以实现灌溉或发电。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是 一种链轮水车，包括 支架，在支架的两侧分别设有动力机构和提升机构；
所述动力机构包括2个竖直设置于所述支架上的链轮组，2个链轮组平 行布置，两竖直链条间均布有复数个大水箱，所述大水箱与链轮运动方向反 向的一端敞口，用于盛接坝体出水口的水流；
所述提升机构包括2个竖直设置于所述支架上的链轮组，2个链轮组平 行布置，两竖直链条间均布有复数个小水箱，所述小水箱与链轮运动方向同 向的端面上开设有进水口，所述进水口位于远离链条的一侧，小水箱的一个 侧面上与进水口所在端面相邻且靠近链条的一侧开设有出水口；
所述动力机构的上链轮与所述提升机构的下链轮通过传动机构传动连 接；所述动力机构的链轮组低于提升机构的链轮组且在单位时间内，动力机 构的大水箱盛接的水下降减少的势能大于提升机构的小水箱提升的水增加 的势能。
上文中，所述大、小水箱的设定可以通过改变水箱的体积和数量来实现 所述动力机构和提升机构的竖直高度可以根据实际情况确定，基于能量守恒 原理，由于在运转过程中会消耗部分能量，因此，由动力机构重力势能减小 转化成的动能必须大于提升机构重力势能增加所消耗的动能。所述小水箱的 结构是为了便于收集提升的水，在小水箱的一端远离链条的一侧开设有进水 口，而近链条的一侧是封闭的，由此防止当小水箱处于上链轮组弧形处翻转 时箱内的水从近链条侧的上端面开口向链轮流出，而在小水箱的一个侧面上 端靠近链条的一侧开设有出水口，正是为了使水从侧面出水口流出，从而保 证了水的收集，同时也提髙了整个装置的提水效率。
上文中，所述大、小水箱与链条组的固定方式可以有很多种，例如在链 条组上对称设置一对侧翼固定水箱两侧，再于水箱两侧顶部设置一对凸耳， 将凸耳与上一组侧翼连接，从而实现了大、小水箱的固定。
上述技术方案中，所述传动机构为固定连接所述动力机构的上链轮和所
述提升机构的下链轮的传动轴。
上述技术方案中，所述支架上对应于所述链轮组的位置设有配合的链条 拉紧槽和固定蠊杆。用于调节链条的松紧，使装置处于良好的工作状态。
上述技术方案中，所述小水箱的出水口处固定设有向外延伸的导管。使 得小水箱出水时可沿着导管向外汇流流出，使水尽可能多的流入后续的接水 槽中，以避免散落浪费。
进一步的技术方案，所述动力机构的链条上均匀间隔分布有向两侧伸展 的侧翼，侧翼上近链轮侧设有滚轮；对之对应设有与支架固定连接的托板， 滚轮与托板间构成滚动结构。滚轮和托板结构的设置，可以传递水箱加载在 链条上的作用力，防止链条在传动过程中由于水箱的力过大而发生扭曲、偏 转等情形。
所述提升机构的链条上均匀间隔分布有向两侧伸展的侧翼，侧翼上近链 轮侧设有滚轮；对之对应设有与支架固定连接的托板，滚轮与托板间构成滚 动结构。
本发明的工作原理是将水车的动力装置安装在坝体的下游，并使大水 箱的敞口与坝体出水口配合；将提升机构安装在坝体上游，并使链轮下端的 小水箱浸没至水面下。开始工作时，坝体出水口的水流入动力机构一侧的大 水箱，在重力作用下，大水箱逐渐下降，达到链轮弧形处时，大水箱发生倾 斜，箱体内的水逐渐流出，到达链轮底部时水全部流出，在大水箱不断的沉 降下，链条不断转动，带动链轮组不断运转，产生动力；由于动力机构与提 升机构通过传动机构传动连接，从而将动力传动至提升机构，带动提升机构 运转；提升机构运转时，带动链条上的小水箱转动，由于下链轮组底部的小 水箱位于水下，水从进水口进入小水箱，然后由链条逐步提升小水箱向上， 到达上链轮组弧形处时发生倾斜，箱体内的水逐渐由出水口流出，输送到所 需灌溉及用水地，小水箱到达上链轮组顶部时水全部流出，从而完成一次提 水过程，在提升机构的循环运转下，水源源不断的被提升至所需用水地。 由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点 1.由于本发明的动力机构是竖直设置的，从而可以利用水位差驱动链 轮转动，对水位差的要求不髙，只要达到0.5米即可驱动水车运转，特别适 用于一些水位差较小的小型水坝，不会对周围环境造成影响；提升的水可以积蓄起来，可直接用于发电或灌溉。
2. 本发明采用大水箱盛接水，再由重力沉降来产生动力，充分利用了 水的重力势能，其产生驱动力较大，使得整个装置的工作效率较髙。
3. 本发明将动力机构的上链轮组与提升机构的下链轮组传动连接，相 对增加了提升机构的整体髙度，可直接将上游的水提升至更髙的地方。
4. 本发明利用水位差及能量转换原理，将低水位的水提升至髙水位， 该过程无需外加能源或人力，自动运转，方便环保，适用于丘陵、山区及能 源缺乏的地区。
5. 本发明的提升机构的竖直髙度可调，即引水髙度可以根据实际情况 调节，使用方便。
附图1为本发明实施例一的结构立体附图2为图1的主视附图3为图1的左视附图4为本发明实施例一中动力机构的运转示意附图5为本发明实施例一中提升机构的提水示意附图6为本发明实施例一中小水箱的主视附图7为本发明实施例一中小水箱的左视附图8为本发明实施例一中小水箱的俯视附图9为图8的A-A剖视图。
其中1、支架；2、动力机构；3、提升机构；4、链轮组5、链条；6、 大水箱；7、小水箱；8、进水口 9、出水口 10、传动轴；11、侧翼；12、 凸耳。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述
实施例一
参见附图1 9所示， 一种链轮水车，包括支架l,在支架的两侧分别设 有动力机构2和提升机构3;所述动力机构2包括2个竖直设置于所述支架上链轮组4,链轮组4的 两侧分别由一对竖直设置的链条5对称啮合连接，两竖直链条上首尾串接且 均布固定有复数个大水箱6，所述大水箱6与链轮运动方向反向的一端敞口， 用于盛接坝体出水口的水流；
所述提升机构3包括2个竖直设置于所述支架上链轮组，链轮组的两侧 分别由一对竖直设置的链条对称啮合连接，两竖直链条上首尾串接且均布固 定有复数个小水箱7，所述小水箱7与链轮运动方向同向的一端开设有进水 口 8,所述进水口 8位于远离链条的一侧，小水箱的一个侧面上端靠近链条 的一侧开设有出水口 9;
所述动力机构2的上链轮组与所述提升机构3的下链轮组通过传动机构 传动连接；所述动力机构和提升机构的竖直髙度及大、小水箱的设定满足下 列条件
在单位时间内，由动力机构的大水箱盛接的水量X动力机构的竖直髙度 〉由提升机构的小水箱提升的水量X提升机构的竖直髙度。
上文中，所述大、小水箱的设定可以通过改变水箱的体积和数量来实现 所述动力机构和提升机构的竖直高度可以根据实际情况确定，而满足上述的 不等式是基于能量守恒原理，由于在运转过程中肯定会消耗部分能量，因此， 由动力机构产生的重力势能必须大于由提升机构消耗的重力势能。
所述大、小水箱与链条组的固定方式可以有很多种，本发明采用在链条 组上对称设置一对侧翼11固定水箱两侧，再于水箱两侧顶部设置一对凸耳 12，将凸耳12与上一组侧翼11连接，从而实现了大、小水箱的固定。
其中，小水箱的结构参见附图6 9所示，在小水箱的一端远离链条的 一侧开设有进水口 8,而近链条的一侧是封闭的，是为了防止当小水箱处于 上链轮组弧形处翻转时箱内的水从近链条侧的上端面开口向链轮流出而难 以收集，而在小水箱的一个侧面上端靠近链条的一侧开设有出水口 9,正是 为了使水从侧面出水口流出，从而，即使链轮转速较快，小水箱中的水来不 及从出水口流出，由于水箱一侧封闭，水也不会从近链条侧的上端面开口流 向链轮，保证了水的收集，同时也提髙了整个装置的提水效率；此外，小水 箱的出水口 9向外延伸形成导管，使得小水箱出水时可沿着导管向外汇流流 出，使水尽可能多的流入后续的接水槽中，以避免散落浪费。
上述技术方案中，所述传动机构为传动轴10;所述支架上对应于所述链 轮组的位置设有配合的链条拉紧槽和固定蠊杆，用于调节链条的松紧，使装 置处于良好的工作状态。
上述技术方案中，所述动力机构的一对链条上均间隔设有侧翼，侧翼上 固定有滚轮；在靠近坝体侧的链条内侧对应设有与支架固定连接的托板，使 滚轮与托板之间形成相对滚动。这是针对于大水箱体积较大的情况，避免链 条由于受到大水箱的拉力而变形，使装置处于良好的运行状态。
本发明的工作原理是将水车的动力装置安装在坝体的下游，并使大水 箱的敞口与坝体出水口配合；将提升机构安装在坝体上游，并使链轮下端的 小水箱沉没至水面下。开始工作时，坝体出水口的水流流入动力机构一侧的 大水箱，在重力作用下，大水箱逐渐下降，达到链轮弧形处时，大水箱发生 倾斜，箱体内的水逐渐流出，到达链轮底部时水全部流出，在大水箱不断的 沉降下，链条不断转动，带动链轮组不断运转，产生动力由于动力机构与 提升机构通过传动机构传动连接，从而将动力传动至提升机构，带动提升机 构运转提升机构运转时，带动链条上的小水箱转动，位于下链轮组底部的 小水箱位于水下，水从进水口进入小水箱，然后由链条逐步提升小水箱向上， 到达上链轮组弧形处时发生倾斜，箱体内的水逐渐由出水口流出，输送到所 需灌溉及用水地，小水箱到达上链轮组顶部时水全部流出，从而完成一次提 水过程，在提升机构的循环运转下，水源源不断的被提升至所需用水地。
实施例二
一种链轮水车，包括支架，在支架的两侧分别设有动力机构和提升机构； 与实施例一的不同之处在于，所述动力机构和提升机构是由可调速的传动机 构传动连接的这样，不仅可以灵活安装提升机构的位置，适应实际情况， 还可以调节提升装置中链条的运转速度，以适应不同需要。
权利要求
1.一种链轮水车，包括支架(1)，在支架的两侧分别设有动力机构(2)和提升机构(3)；其特征在于所述动力机构(2)包括2个竖直设置于所述支架上的链轮组(4)，2个链轮组平行布置，两竖直链条(5)间均布有复数个大水箱(6)，所述大水箱(6)与链轮运动方向反向的一端敞口，用于盛接坝体出水口的水流；所述提升机构(3)包括2个竖直设置于所述支架上的链轮组，2个链轮组平行布置，两竖直链条间均布有复数个小水箱(7)，所述小水箱(7)与链轮运动方向同向的端面上开设有进水口(8)，所述进水口(8)位于远离链条的一侧，小水箱的一个侧面上与进水口所在端面相邻且靠近链条的一侧开设有出水口(9)；所述动力机构(2)的上链轮与所述提升机构(3)的下链轮通过传动机构传动连接；所述动力机构的链轮组低于提升机构的链轮组且在单位时间内，动力机构的大水箱盛接的水下降减少的势能大于提升机构的小水箱提升的水增加的势能。
2. 根据权利要求1所述的链轮水车，其特征在于所述传动机构为固定连接所述动力机构的上链轮和所述提升机构的下链轮的传动轴(10)。
3. 根据权利要求1所述的链轮水车，其特征在于所述支架上对应于 一端链轮的位置设有配合的链条拉紧槽和固定蠊杆。
4. 根据权利要求1所述的链轮水车，其特征在于所述小水箱的出水 口(9)处固定设有向外延伸的导管。
5. 根据权利要求1所述的链轮水车，其特征在于所述动力机构的链 条上均匀间隔分布有向两侧伸展的侧翼，侧翼上近链轮侧设有滚轮；对之对 应设有与支架固定连接的托板，滚轮与托板间构成滚动结构。
6. 根据权利要求1所述的链轮水车，其特征在于所述提升机构的链 条上均匀间隔分布有向两侧伸展的侧翼，侧翼上近链轮侧设有滚轮；对之对 应设有与支架固定连接的托板，滚轮与托板间构成滚动结构。
全文摘要
本发明公开了一种链轮水车，包括支架、动力机构和提升机构；动力机构包括2个竖直设置的链轮组，其间均布有复数个大水箱，大水箱与链轮运动方向反向的一端敞口；提升机构包括2个竖直设置的链轮组，其间均布有复数个小水箱，小水箱与链轮运动方向同向的端面上开设有进水口，进水口位于远离链条的一侧，小水箱的一个侧面上与进水口所在端面相邻且靠近链条的一侧开设有出水口；所述动力机构的上链轮与所述提升机构的下链轮通过传动机构传动连接；动力机构的链轮组低于提升机构的链轮组且在单位时间内，动力机构的大水箱盛接的水下降减少的势能大于提升机构的小水箱提升的水增加的势能。本发明无需外加能源，完成水车提水的功能，实现灌溉或发电。
文档编号F03B13/00GK101344060SQ200810124639
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月20日 优先权日2008年8月20日
发明者孙亮新 申请人:孙亮新