一种同步协调装置及泵水装置的制作方法

本发明属于水力能利用技术领域，具体涉及一种同步协调装置及泵水装置。

背景技术：

泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。

泵按驱动方法可分为电动泵、汽轮机泵、柴油机泵、气动隔膜泵、水轮泵、水锤泵等。电动泵，即用电驱动的泵，需要消耗的能源是电能；汽轮机泵，使用汽轮机驱动的泵，能量来源是蒸汽，蒸汽通常是燃烧煤炭资源获得的；柴油机泵，是以柴油机为动力的水泵，能量来源是柴油；气动隔膜泵，能量来源是压缩气体；水轮泵，主要由水轮机和水泵组成，它直接利用水的下落作为动力推动水轮运转；水锤泵，是利用流动中的水被突然制动时所产生的能量，通过机械作用，产生水锤效应，将低水头能转换为高水头能的高级提水装置。

由于化石能源日益枯竭，消耗煤炭、柴油的泵对于能源和环保来说都是不利的；电能资源的获得对环境的损害不大，但是价格昂贵，消费成本较高；气动隔膜泵的活动部件很多，结构太复杂，产品损耗大，使用寿命不长，维护成本较高；水锤泵的水力冲击较大，结构复杂，对材料损耗较大，寿命较短，扬程也较小；水轮泵的结构复杂，寿命较短，扬程较小，安装不便。

申请号为２０１０１０２７８７４５．６，名称为《气液泵》的专利公开了一种气液泵，该泵由液管和气管组成，液管设置输气孔与气管相连接，气管气体压力大于大气压。该气液泵的能量来源是有压气体，对环境不会造成污染。但是该气液泵的气管中的有压气体不能实现自动控制，如果一直通入有压气体，当液管中不存在液柱时，有压气体直接从液管中出去，造成有压气体的浪费，也会影响泵水效率。

为了解决上述技术问题，本领域的技术人员需要研发出新型的装置，以满足市场需求。

技术实现要素：

本发明提供一种同步协调装置，以达到自动控制气管中的气体进入气管外部的目的。本发明还提供了一种泵水装置，该泵水装置能够随液面的上升或下降，实现自动控制气体进入气管外部，进而能够自动控制泵水，提高了有压气体的利用率。

本发明采用如下技术方案：

一种同步协调装置，包括浮漂，所述浮漂连接有拉绳，所述拉绳与协调管连接，所述协调管位于气管外部，且所述协调管与所述气管为间隙配合；所述气管的一端设有进气口 ，所述气管的另一端设有出气口，所述协调管上设有通气口，所述协调管通过所述拉绳随所述浮漂进行向上或向下浮动时，所述协调管可以打开或封闭所述出气口。

上述方案优选的是，所述协调管与所述气管之间的间隙值为0.5毫米以下。

上述任一方案中优选的是，所述协调管的底端与底座连接，所述底座与所述拉绳连接。

为了增加协调管的稳定性，所述协调管与配重管连接，所述配重管与所述底座连接。

较佳地，所述气管的底端设有密封座，所述密封座上有密封凸起，所述密封凸起穿过通气口，且密封凸起小于通气口。

上述任一方案中优选的是，所述密封凸起上端的形状与所述通气口上端的形状一致；和/或，所述密封凸起下端的形状与所述通气口下端的形状一致。

进一步优选的是，所述浮漂为圆环状。

本发明中的同步协调装置的工作原理：将浮漂放置于液面上，协调管处于液体内，当液面上升或下降时，浮漂向上或向下浮动，拉绳随浮漂上升而上升或者是随浮漂下降而下降，协调管随拉绳上升而上升或随拉绳下降而下降，随着协调管的上升或下降，所述协调管的通气口可以与所述气管上的出气口重合或完全错开，协调管可以打开或封闭所述气管上的出气口。协调管打开出气口时，气管中的气体可以依次通过出气口、通气口进入到协调管外部；协调管封闭出气口时，气管中的气体不能进入到协调管的外部。

利用本发明的同步协调装置，可以根据液面的上升或下降，自动控制气管中的气体、液体或气液混合物进入协调管外面的液体内。该同步协调装置，可应用于泵水装置的供气、水产品的养殖、污水处理等产业。

本发明还一种泵水装置，其包括储水管，所述储水管内设有隔层、气管、泵水管和漏水管，所述隔层设有气管孔、泵水管孔和漏水管孔，所述气管、泵水管分别通过所述气管孔、泵水管孔穿过所述隔层，所述漏水管的一端与所述隔层上的漏水管孔相连接，所述漏水管的另一端包括漏水口；所述气管的一端设有进气口，所述气管的另一端设有出气口，所述泵水管的一端设有进气口、进水口，所述泵水管的另一端设有出水口，所述出水口与大气相通，所述储水管上设有进水口，所述出气口、进气口、进水口、漏水口均设置在所述隔层的同一侧，所述进气口、出水口设置在所述隔层的另一侧；

还包括浮漂，所述浮漂连接有拉绳，所述拉绳穿过隔层上的拉绳孔与协调管连接，所述协调管位于气管外部，且所述协调管与所述气管为间隙配合；所述协调管上设有通气口，所述协调管通过所述拉绳随所述浮漂进行向上或向下浮动时，所述协调管可以打开或封闭所述出气口。

优选的是，所述储水管内还包括漏气管，所述漏气管与所述气管的出气口位于所述隔层的同一侧，所述漏气管的一端与隔层上的漏气管孔相连通，所述漏气管的另一端包括漏气孔；所述隔层与所述出气口的垂直距离为Ｌ1，所述隔层与所述进气口的垂直距离为Ｌ2，所述隔层与所述进水口的垂直距离为Ｌ3，所述隔层与所述漏气孔的垂直距离为Ｌ4，则Ｌ4大于Ｌ1、Ｌ4大于Ｌ2、Ｌ3大于Ｌ4。

进一步优选的是，所述拉绳穿过所述漏气管与所述协调管连接，所述拉绳孔与所述漏气管孔重合。

本发明的泵水装置中的同步协调装置（包括气管、协调管、拉绳、浮漂、出气口、通气口）可以根据液面的上升或下降，自动控制气管中的气体进入协调管外，从而可以自动控制泵水量，也可以节约有压气体的用量，提高有压气体的利用率；另外，本发明的泵水装置可以实现节能环保、扬程高、寿命长，且结构简单、安装方便、节约材料、有压气体的利用率较高。

附图说明

图1为本发明一优选实施例中的同步协调装置的截面示意图。

图2为本发明另一优选实施例中的同步协调装置的截面示意图。

图3为本发明又一优选实施例中的同步协调装置的截面示意图。

图4为本发明又一优选实施例中的同步协调装置的截面示意图。

图5为本发明一优选实施例中的泵水装置的截面示意图。

图6为本发明另一优选实施例中的泵水装置的部分截面示意图。

图中：

1-浮漂，2-拉绳，3-协调管，4-气管，5-进气口，6-出气口，7-通气口，8-底座，9-配重管，10-密封座，11-密封凸起，12-储水管，13-隔层，14-泵水管，15-漏水管，16-漏水口，17-进气口,18-进水口，19-出水口，20-进水口，21-漏气管，22-漏气孔。

具体实施方式

为了更加清楚地了解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细介绍。本发明的实施例具有示例性的作用，本领域技术人员在本发明实施例基础上做出的无实质形的改进，都应属于本发明的保护范围。

本发明实施例中的“上面”、“下面”、“上侧”、“下侧”、“”、“”、“上端口”、“下端口”等，只是对某些特征进行区别性地称呼，这是为了方便理解设定的，并无其他方面的限定。附图中，虚线示例性地表示液体，管道中的圆圈示例性地表示气体。

本发明一实施例中提供一种同步协调装置，如图1所示，其包括浮漂1，浮漂1连接有拉绳2，拉绳2与协调管3连接，协调管3位于气管4外部，且协调管3与气管4为间隙配合；气管4的一端设有进气口5，气管4的另一端设有出气口6，协调管3上设有通气口7，协调管3通过拉绳2随浮漂1进行向上或向下浮动时，协调管3可以打开或封闭出气口6。

本实施例中：所述浮漂即是可以漂浮在液体上面，并能够随液面上升或下降做向上或向下浮动的装置；浮漂的形状可以是环形、球形、线形、蜂窝形、三角形等；浮漂的材质可以是塑料、巴尔沙木或新型的纳米材料等。所述拉绳，并不局限于绳质材料，也可以是塑料杆、木杆等，能够起到连接协调管与浮漂，并能使协调管随浮漂进行向上或向下浮动的材料就行。

所述气管，即是管状的装置，其下端可以是开口的，也可是封闭的；当气管的下端是开口时，下端口可以作为出气口；当下端口封闭时，气管上的出气口可以设置在气管的侧面。所述气管可以通入气体，也可以通入液体或气液混合体，根据需要设定，名称只是为了方便描述，并无特殊限定之意。所述进气口、出气口，可以分别通入、放出气体或液体或气液混合物。

所述协调管，即是管状的装置，其下端可以是开口的，也可以是封闭的；当协调管的下端是开口时，下端口即可以作为通气口；当协调管的下端封闭时，协调管上的通气口可以设置在协调管的侧面。

本实施例中所述气管、协调管的材质可以是ＰＶＣ（Polyvinyl chloride，聚录乙烯）、ＡＢＳ（acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）或其他工程塑料,也可以是陶瓷或金属材质等。

如：图1中所示的同步协调装置中，其出气口6位于气管4的侧面，通气口7位于协调管3的侧面。图2中所示的同步协调装置中，其出气口6位于气管4的侧面，通气口7位于协调管3的下端口。图3中所示的同步协调装置中，其出气口6位于气管4的下端口，通气口7位于协调管3的侧面。

图1、2所示的同步协调装置的工作原理：将浮漂放置于液面上，协调管处于液体内，当液面上升时，浮漂向上浮动，拉绳随浮漂上升而上升，协调管随拉绳上升而上升，随着协调管的上升，所述协调管的通气口可以与所述气管上的出气口重合（图2中的通气口可以位于出气口的上面），协调管可以打开所述气管上的出气口，即气管中的气体可以依次通过出气口、通气口进入到协调管外部；当液面下降时，浮漂向下浮动，拉绳随浮漂的下降而下降，协调管随拉绳下降而下降，随着协调管的下降，协调管可以封闭所述气管上的出气口，即气管中的气体不能进入到协调管的外部。

图3所示的同步协调装置的工作原理：将浮漂放置于液面上，协调管处于液体内，当液面上升时，浮漂向上浮动，拉绳随浮漂上升而上升，协调管随拉绳上升而上升，随着协调管的上升，所述协调管可以封闭所述气管上的出气口，即气管中的气体不能进入到协调管的外部；当液面下降时，浮漂向下浮动，拉绳随浮漂的下降而下降，协调管随拉绳下降而下降，随着协调管的下降，协调管可以打开所述出气口，即气管中的气体可以依次通过出气口、通气口进入到协调管外部。

利用本实施例的同步协调装置，可以根据液面的上升或下降，自动控制气管中的气体、液体或气液混合物进入协调管外面的液体内，具体可以用于泵水装置的供气、水产品的养殖、污水处理等产业。

优选的实施例中，所述协调管与所述气管之间的间隙值为0.5毫米以下。

所述协调管与所述气管之间的间隙值，是指协调管的内径与气管的外径差值。协调管与气管是间隙配合，当协调管封住气管上的出气口时，仍会有少量的气体通过间隙流出，通过设置协调管与气管之间的间隙(如:1mm以下,优选0.5mm以下)，可以减少由于这种间隙造成的较多气体流出，从而可以不影响协调管与气管之间的配合的情况下，在协调管封住气管上的出气口时，减少有压气体的流出。

较佳的实施例中，所述协调管的底端与底座连接，所述底座与所述拉绳连接。底座的设置，可以方便拉绳的与协调管连接，也方便协调管在拉绳的作用下进行上下浮动。

进一步优选的是，所述协调管与配重管连接，所述配重管与所述底座连接。

一般协调管的材料是ＰＶＣ、ＡＢＳ或其他工程塑料，这就造成协调管的重量较轻，容易随液体的流动而发生移动，重心不稳定，配重管的设置可以适当增加协调管的重量，避免协调管受到液体流动的影响。当然，加上配重管的重量后，并不能影响浮漂随液面进行上下浮动。

如图4所示的同步协调装置，气管4的底端设有密封座10，密封座10上有密封凸起11，密封凸起11穿过通气口7，且密封凸起11小于通气口7。

所述密封座、密封凸起的设置可以控制协调管上升或下降的程度，以避免协调管过度上升或下降，从而影响泵水量；且协调管封闭出气口时，密封凸起也可以加强封闭程度，以减少或避免出气口被封闭时仍有气体出来；密封凸起小于通气口，是为了密封凸起能够穿过通气口，且当协调管打开出气口时，密封凸起不能影响气体的流出；密封凸起穿过通气口，即是密封凸起的一端与密封座连接，另一端位于通气口内或稍微突出通气口，只要能够达到上述效果就行。

如图4所示，协调管上升时，密封座可以位于通气口的下端，并通过密封凸起阻挡协调管继续上升，此时，通气口与出气口重合，气管中的气体可以出来；当协调管下降时，密封座可以位于通气口的上端，并通过密封凸起阻挡协调管继续下降，此时 通气口与出气口可以完全错开，即协调管封闭了出气口，气管中的气体不能出来。

为了使协调管封闭出气口时的封闭效果更佳，所述密封凸起上端的形状与所述通气口上端的形状一致；和/或，所述密封凸起下端的形状与所述通气口下端的形状一致。

所述形状一致，是指密封凸起的上或下端分别与通气口上或下端相互吻合，以达到加强密封的效果。如：通气口的上端为圆弧形，则密封凸起的上端也为圆弧形，且密封凸起的上端刚好能够与通气口上端达到密封的效果。

优选的，所述浮漂为圆环状。圆环状的浮漂可以方便气管从中穿过，实际施工时便于安装，也可以节约空间。

本发明另一优选实施例中提供一种泵水装置，如图5所示，其包括储水管12，储水管12内设有隔层13、气管4、泵水管14和漏水管15，隔层13设有气管孔、泵水管孔和漏水管孔，气管4、泵水管14分别通过所述气管孔、泵水管孔穿过隔层13，漏水管15的一端与隔层13上的漏水管孔相连接，漏水管15的另一端包括漏水口16；气管4的一端设有进气口5，气管4的另一端设有出气口6，泵水管14的一端设有进气口17、进水口18，泵水管14的另一端设有出水口19，出水口19与大气相通，储水管12上设有进水口20，出气口6、进气口17、进水口18、漏水口16均设置在隔层13的同一侧，进气口5、出水口19设置在隔层13的另一侧；

该泵水装置还包括浮漂1，浮漂1连接有拉绳2，拉绳2穿过隔层13上的拉绳孔与协调管3连接，协调管3位于气管4外部，且协调管3与气管4为间隙配合；协调管3上设有通气口7，协调管3通过拉绳2随浮漂1进行向上或向下浮动时，协调管3可以打开或封闭出气口6。

本实施例的泵水装置工作原理是：泵水装置放入可流动的液体中，气管上的出气口、泵水管上的进气口、进水口以及储水管上的进水口均处在液面以下，通过气管的进气口通入有压气体（有压气体的压强大于液面外的大气压强），有压气体从气管上的出气口进入液体中，在液体中，有压气体上浮到顶端（隔层的下侧），随着有压气体的持续通入，储水管内隔层下侧的液面会下降，当液面降到泵水管上的进气口的下面时，有压气体会通过进气口进入到泵水管内；泵水管内的液面与进气口的垂直距离为h1，泵水管内的液柱h1相对于储水管内的其他液体给予有压气体的压力较小（其他液体受到储水管、隔层的作用，给予有压气体的压力较大），所以有压气体会从泵水管中推动液柱h1沿泵水管泵出；由于泵水管的出水口与液面外的大气相通，当液柱h1从泵水管的出水口泵出后，推动液柱h1的有压气体也会进入大气中，有压气体进入大气后，泵水管内恢复到外界大气压强；由于液体的特性、液面外大气压等的作用，泵水管内会形成液柱h2（泵水管内的液面与进气口的垂直距离为h2），重复上述过程，液柱h2也会被有压气体推出泵水管；持续通入有压气体，从泵水管的出水口处就会有间断性的液柱泵出，进而就可以实现泵液。

本实施例中：所述浮漂即是可以漂浮在液体上面，并能够随液面上升或下降做向上或向下浮动的装置；浮漂的形状可以是环形、球形、线形、蜂窝形、三角形等；浮漂的材质可以是塑料、巴尔沙木或新型的纳米等。所述拉绳，并不局限于绳质材料，也可以是塑料杆、木杆等，能够起到连接协调管与浮漂，并能使协调管随浮漂进行向上或向下浮动的材料就行。

所述储水管的下端口可以是封闭的，也可以是开口的。当储水管的下端口封闭时，所述进水口可以设置在储水管的底端或侧面；当储水管的下端口开口时，下端口即可以为进水口。

所述隔层，是指能够防止液体、气体通过的装置。因为本实施例中隔层是要设置在储水管内部，并要阻止储水管内隔层一侧的液体、气体进入到隔层的另一侧，因此其形状通常是管道横截面的形状，如圆形；当然，只要能够达到阻止储水管内隔层一侧的液体、气体进入到隔层的另一侧，其他形状也可以。隔层可以与储水管一体成型，也可以通过焊接等其他方式连接。

所述气管，即是管状的装置，其下端可以是开口的，也可是封闭的；当气管的下端是开口时，下端口既可以作为出气口；当下端口封闭时，气管上的出气口可以设置在气管的侧面。所述气管可以通入气体，也可以通入液体或气液混合体，根据需要设定，名称只是为了方便描述，并无特殊限定之意。所述进气口、出气口，可以分别通入、放出气体或液体或气液混合物。

通常泵水管的的底端是进水口，进气口设置在泵水管的侧面；泵水管的出水口应位于所需扬程的位置。

所述协调管，即是管状的装置，其下端可以是开口的，也可以是封闭的；当协调管的下端是开口时，下端口即可以作为通气口；当协调管的下端封闭时，协调管上的通气口可以设置在协调管的侧面。

本实施例中的储水管和隔层的设置，可以防止气管中的气体出来后从储水管内的非泵水管内的液面冒出。

所述漏水管可以使隔层一侧的液体进入到隔层的另一侧，因此可以使储水管内的液面与储水管外界液面保持相同的高度，这样，可以避免由于隔层的设置，使得储水管内的液面低于储水管外界液面，进而避免泵水管内的液面低于外界液面的高度，进一步避免了由于隔层的设置降低泵水管内的液柱，即避免了降低泵水量。

本实施例的泵水装置中，泵水管可以设置一根或多根，可以根据实际所需泵水量进行设置；通常气管可以设置一根，由于气管没有直接与泵水管相连，一根气管可以为一根或多根泵水管提供有压气体，当然根据具体情况也可以设置多根气管。所以本发明的泵水装置，可以根据实际所需，灵活设置气管、泵水管的数量，而并非气管的数量必须与泵水管的数量相同；同时，本实施例的泵水装置中的同步协调装置（包括气管、协调管、拉绳、浮漂、出气口、通气口）可以根据液面的上升或下降，自动控制气管中的气体进入协调管外，从而可以自动控制泵水量，也可以节约有压气体的用量，提高有压气体的利用率；另外，本实施例的泵水装置可以实现节能环保、扬程高、寿命长，且结构简单、安装方便、节约材料、有压气体的利用率较高。

本实施例中所述的液体可以是水或其他可以流动的液体。泵液，即是在泵水管的出水口处泵出液体。

本实施例中所述储水管、气管、泵水管、协调管、漏水管及隔层的材质可以是ＰＶＣ（Polyvinyl chloride，聚录乙烯）、ＡＢＳ（acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）或其他工程塑料,也可以是陶瓷或金属材质等。另外，储水管、气管、泵水管及隔层可以是一体成型，也可以是分开加工后安装成型。

优选的实施例中，如图6所示泵水装置的部分截面示意图，储水管12内还包括漏气管21，漏气管21与气管4的出气口6位于隔层13的同一侧，漏气管21的一端与隔层13上的漏气管孔相连通，漏气管21的另一端包括漏气孔22；隔层13与出气口6的垂直距离为Ｌ1，隔层13与进气口17的垂直距离为Ｌ2，隔层13与进水口18的垂直距离为Ｌ3，隔层13与漏气孔22的垂直距离为Ｌ4，则Ｌ4大于Ｌ1、Ｌ4大于Ｌ2、Ｌ3大于Ｌ4。

漏气管的设置，可以限制储水管隔层下面的最低液位，避免有压气体过多导致液面低于进水口，也避免由此引起的水泵停止泵水。具体是：当储水管隔层下面的气体过多时，气体会压着液面到达漏气孔下面，此时气体会从漏气孔处进入到漏气管，并从漏气管孔进入到隔层上侧，进而可以进入到大气中，即可达到减少储水管内隔层下侧中的气体。

较佳地，所述拉绳穿过所述漏气管与所述协调管连接，所述拉绳孔与所述漏气管孔重合。

所述拉绳孔与所述漏气管孔重合，即是在隔层上拉绳与漏气管共用一个小孔，这样减少了在隔层上另外设置拉绳孔的步骤，也可以避免隔层一侧的气体或液体从拉绳孔进入到隔层的另一侧。

以上所述，仅为本发明的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。