专利名称：重力转换自动提水机、机组、机群的制作方法
技术领域：
本发明的目的是通过三个技术方案组合构成实现的，其一是设置提落水平台设施；其二是设置重力转换自动提水机；其三是将提落水平台设施与重力转换自动提水机以多种不同的形式结合、配合，形成可适宜不同水源供应方式、不同安装地情况、不同水流数量、不同水流变化、不同提水高度、不同提水调水规模的重力转换自动提水机组及机群。
本发明提出的提落水平台设施可设置在河流上修建的水坝之外，也可设置在水库的坝外，以上两种与水坝有关的修建方式可以与水坝一同考虑、一同设计、一同修建，也可后建。其设置高度、落差、落水量......等相关因素众多，一般依实况确定。此外，其还可设置在上游具有一定坡度及水流的河床上，用水平的通道或倒虹吸引水管道，从上游引导水流至提落水平台之上。
提落水平台在建设时要与重力转换自动提水机组或机群一同设计，机组型提落水平台一般由其上设置的重力转换自动提水机的机架支撑，(即机架同时起到支撑及固定提落水平台的作用；反之，提落水平台也可同时起到固定重力转换自动提水机架的作用。)此外，提落水平台也可设立单独的支柱，或与机架共同支撑。
在提落水平台的三面或四周都设有具有一定高度的平台围挡，其上的水可由河坝的上部、或由在河坝的上设置的泻水口，或通过虹吸、倒虹吸的引水方法、或由设置在具有一定坡度及水流的河流上游，用水平引水通道、管道，或采用倒虹吸管的方法从上游起引导水流等多种不同的方式，将水流不断地引上提落水平台，并在平台围挡围出的平台内形成与围挡最低面(或口)平齐的有固定高度的水面，最低处的围挡高度要大于提水箱，以确保提水箱入水后水满。其在进水口处一般设置调控闸门，用以调控平台上的水位高度，以不使水量太多，超过平台。
在提落水平台上设有与之配合的重力转换自动提水机排列的降水箱上口的位置对应配合的落水口，落水口上一般配设落水口水流调节控制装置，控制装置可为电动、手动或两者结合的。此外，在提落水平台上还设有与重力转换自动提水机传动链条(或传动齿轮等其它传动结构)位置配合的、并可使其通过的穿孔口，在穿孔口的四周的上部设置有与平台围挡同等高度的穿孔口围挡，以不致使提落水平台上的水从此处下落。在平台落水口的下面，一般设置有利于保护平台落水口下落水流，并有利于水流顺利注入降水箱的护水板或护水管，其要与排列的降水箱的轮廓及位置配合。
在大型或特大型的提落水平台上，设有与平台上的水流方向垂直的，或依设计要求设置的分区围挡，使平台上的水面出现设置分区，其作用是当河流的水流量变小时，即达不到平台分流水量设计的最大能力时，分区围挡可首先保证与水流通道近的，或分区围挡高度底的分区围挡内达到水满，保证其正常工作，由于水流量不足，其它分区围挡内因没水或水量不足会自动停机；而当水流量充足时，充足的水流可依次越过各个分区围挡，使机群设置的全部机组都正常工作。显见，分区围挡与进水口处设置的调控闸门的配合可自动调整不同季节及水量的时刻变化对机群工作状态产生的影响。有了分区围挡就可依河流最大水流时刻的水量充分设置大的重力转换自动提水机组、机群，以不因设备设置数量的不足减少应有的提升水量。
本发明提出的重力转换自动提水机(以下可简称为自动提水机)的构成结构及功能包括自动提水机的机架，因机架设置方式的不同，自动提水机可分为单机和双机两种机型，单机机架由两个平行且垂直设置的直立形机架构成，双机型机架由三个与单机机架相同的机架构成，单机型自动提水机在两个机架之间设有一套、双机型机架在三个机架之间设有两套提、降水箱等自动提水机的其它设施。
自动提水机在提落水平台以下部分的机架上设有上下两个降水箱链轮，处在上部的降水箱链轮与提落水平台之间的间距可以通过在链条上设置的排列的降水箱，处在下部的降水箱链轮与水面的或与机架底面的间距也可以通过在链条上设置的排列的降水箱。(此外，下部设置的降水箱链轮还可采用可向上移动的活动式结构，以使水面上出现冰水或水面上升时可向上调整移动。)在降水箱链轮上设有降水箱链条，在降水箱链条上设有排列尽可能多的降水箱，降水箱的紧密排列有利于落水口下落水流的充分利用。此外，在机架上或在落水口处的平台上设有外形与排列的降水箱箱体轮廓相同的或相似的护水板或护水管，其有利于落水口下落水流顺利注入降水箱。
在提落水平台以上部分的自动提水机的机架上，也设有与降水箱链轮设置方式相似的提水箱链轮(顶上如设两个共设置三个，设置数量依需要确定。)，在其链轮上设有提水箱链条，在链条上有分布排列设置的提水箱，设置在下部的提水箱链轮与提落水平台上部底面的距离可通过设在链条上的提水箱，并有余量。
在链条上设置的提水箱数量及容积要看降水箱所能产生的动力确定，即在不考虑机械消耗因素的情况下，在降水箱链条一侧的降水箱的总下降水重量与在另一侧的提水箱的总提升水重量相同。提升水箱的提升高度如果与提落水平台所设置的其与地面或水面的高度相同且有足够量的自动提水机设施时，可将提落水平台上近一半的水提升至设计的高度，随着提升高度的提高，提升水量与下降水量的比例将发生变化，提升高度设计越高，所需下降的水量就越多；反之，提升高度设计越低，即小于提落水平台高度，提升水量会大于下降的水量。
此外，在坡度大的河流上可设置阶梯状态的机群、机组，其可将上游的下降水量在下游重新引上提落水平台，重复提升利用。
在自动提水机的机架的顶部链条之下设有卸水引水槽管装置，其可盛接提水箱达到顶部后向下翻转从箱中倾出的水，并可将其输送到高地或高处，或采用倒虹吸方式输送。为了倾出水方便，顶部的提水箱链轮一般设计为两个平行组合形式，使水箱卸水时有一个运行空间。
实现降水箱链轮与提水箱链轮相互传递动力的装置一般选择采用传动链轮及传动链条配合的方式，也可采用齿轮或蜗轮等其它机械传动方式及传动结构，但不如采用链轮、链条方式简单、方便、实用。
传动链轮在设置时可将其设计在靠近平台的降水箱链轮和提水箱链轮的轴上，即将上述两个水箱链轮的轴延长出机架(或轴架)之外一部分，在其上设置传动链轮。此外，在链条及链轮上还可设置制动装置，使转动得到控制。
本发明提出的重力转换自动提水机组是指适宜中小规模及范围的提水调水所需的自动提水机的组合设施，其是由一个以上的自动提水机单机或双机及其与提落水平台设施组合构成的，并将其一同联合设计。在设计时，一般将各个单个的自动提水机上设置的卸水引水槽管连为一体，并统一设置。这既可以减少工程材料，又整齐美观，还可使各个机架在顶部连接固定，一举多得。
本发明提出的重力转换自动提水机群是指适宜较大规模及特大规模的提水及跨流域、跨地域的提水调水所需的自动提水机的组合设施，其也可采用上述的自动提水机组设置形式及结构，但大规模提水调水所需的自动提水机设施如也采用用各个机架支撑提落水平台的结构就显得有些繁杂，也不经济。
本发明提出的重力转换自动提水机群的主要特征是用设置在大型总体建筑结构件上的提水箱链轮的轴座和降水箱链轮的轴座替代原来设置在自动提水机机架上的轴孔，用轴座与提、降水箱链轮配合，具体是建筑大型的、特大型的提落水平台，并在其上要达到的提升高度建筑与提落水平台结构对应的卸水引水平台，在地面或水面之上建筑降水箱链轮的固定平台或装置，从而形成上、中、下三层上所有自动提水机所需设置结构协调、配套、配合的自动提水机群结构骨架。即在机群的提落水平台的上下，除设置有与其它提落水平台相同的结构设施外，还另外加设依设计的数量及位置设置的提水箱链轮轴座和降水箱链轮轴座；与之对应在降水箱链轮的固定平台或装置上设有与平台上的轴座设置位置及数量相同的降水箱链轮轴座；在卸水引水平台上(或下)也设有与提落水平台上的轴座设置位置及数量相同的提水箱链轮轴座。之后，在自动提水机群的建筑骨架结构上设置的轴座上设置与其它自动提水机相同的设施。小的机群长宽可为以数十米或以数百米计，大的可以以几公里-几十公里计，或更长，其还可以依河流坡度分层设置，形成阶梯式机群。
本发明提出的上述重力转换自动提水设施的功能实现方式是在原有水坝外，或在斜坡河道上等一切有一定水流落差的条件处设置提落水平台设施及重力转换自动提水机，形成自动提水机组或机群，并在提落水平台上形成可超过排列在链轮上的提水箱高度的水面积存，其平台上的部分水同时通过平台上的落水口及护水板(管)注入并充满在其下部设置箱口向上一侧的的降水箱之中，充满水的降水箱因自重自动下行，并带动与其一体的降水箱链条及降水箱链轮转动产生动力，通过动力传动装置的传动，带动提落水平台上的提水箱链轮、提水箱链条的转动及提水箱的环绕上行运动、转动，当提水箱转到提落水平台上积存的水面之下时，提水箱入水水满；当提水箱转至自动提水机的顶部时，提水箱翻倾，并通过卸水引水槽管将提升水输至高地或高处，循环往返即可实现无人工能源消耗的自动提水作业目的。
此外，重力转换自动提水机、机组及机群上还可设置电动及手动或自动的调节控制设施，如落水口水量的控制装置等。
本发明技术方案提出的提落水平台设施的结构及设置方法可以使不同地貌条件、不同水流量及其变化，和不同水源来源方式的水在其上分流、积存，并自动调节及准确可控下落，为自动提水机实现设计的作业目的提供了最佳的保证与保障；本发明技术方案中重力转换自动提水机机架的多种设置结构，其直立型结构以及机组、机群上的轴座等设置结构及设置方式，均可使其以最简捷的方式实现发明目的。
与修建高水坝截流的提水调水方式比较，采用重力转换自动提水机组及机群投资少、建设快，可大可小、建设方便，适合建设的地质地貌众多，其运行及维护费用极低，运行稳定可靠，使用寿命长(选择好的材料在15-30年之后只要更换一次易磨损机件即可)。此外，与建立超高水坝比较，采用重力转换自动提水机群提水调水可消除修建超高水坝可能产生的渗漏、地震、冻涨等工程风险及淹没区的大批移民对社会产生的影响。
一般的提水、调水也只是将河流中的一部分水调出，而不是全部，本发明技术方案的作业方式也与这一情况一致。
下面结合示意图说明重力转换自动提水机、机组、机群的功能结构及其应用。
图1是重力转换自动提水机与提落水平台的功能及结构侧视图。(注图中的自动提水机前机架未示出)图2是图1的A-A剖面图示。
图3是一种类型的提落水平台设施的俯视图。
图4是设立在平面上的重力转换自动提水机群的远视效果图示。
图5是设在斜坡水流地貌上形成的阶梯式重力转换自动提水机群的远视效果图示。
图1、图2中1、提水箱2、卸水引水槽管3、提水箱链轮(上)4、提水箱链条5、自动提水机机架6、提水箱链轮(下)7、传动链轮8、传动链条9、平台落水口10、提落水平台11、护水板或护水管12、降水箱13、降水箱链轮(上)14、降水箱链条15、降水箱链轮(下)。
图1、图2可见自动提水机的运动是由平台落水口落水引发，因而可用调节控制平台落水口水流量的方式控制其运行。
图3中16、平台引水通道17、进水口调控制闸门或阀门18、平台围挡19、平台落水口20、平台上的水积存21、平台分区围挡落水平台上的提水箱链轮、提水箱链条的转动及提水箱的环绕上行运动、转动，当提水箱转到提落水平台上积存的水面之下时，提水箱入水水满；当提水箱转至自动提水机的顶部时，提水箱翻倾，并通过卸水引水槽管将提升水输至高地或高处，循环往返即可实现无人工能源消耗的自动提水作业目的。
此外，重力转换自动提水机、机组及机群上还可设置电动及手动或自动的调节控制设施，如落水口水量的控制装置等。
本发明技术方案提出的提落水平台设施的结构及设置方法可以使不同地貌条件、不同水流量及其变化，和不同水源来源方式的水在其上分流、积存，并自动调节及准确可控下落，为自动提水机实现设计的作业目的提供了最佳的保证与保障；本发明技术方案中重力转换自动提水机机架的多种设置结构，其直立型结构以及机组、机群上的轴座等设置结构及设置方式，均可使其以最简捷的方式实现发明目的。
与修建高水坝截流的提水调水方式比较，采用重力转换自动提水机组及机群投资少、建设快，可大可小、建设方便，适合建设的地质地貌众多，其运行及维护费用极低，运行稳定可靠，使用寿命长(选择好的材料在15-30年之后只要更换一次易磨损机件即可)。此外，与建立超高水坝比较，采用重力转换自动提水机群提水调水可消除修建超高水坝可能产生的渗漏、地震、冻涨等工程风险及淹没区的大批移民对社会产生的影响。
一般的提水、调水也只是将河流中的一部分水调出，而不是全部，本发明技术方案的作业方式也与这一情况一致。
下面结合示意图说明重力转换自动提水机、机组、机群的功能结构及其应用。
图1是重力转换自动提水机与提落水平台的功能及结构侧视图。(注图中的自动提水机前机架未示出)图2是图1的A-A剖面图示。
图3是一种类型的提落水平台设施的俯视图。
图4是设立在平面上的重力转换自动提水机群的远视效果图示。
图5是设在斜坡水流地貌上形成的阶梯式重力转换自动提水机群的远视效果图示。
图1、图2中1、提水箱2、卸水引水槽管3、提水箱链轮(上)4、提水箱链条 5、自动提水机机架6、提水箱链轮(下)7、传动链轮8、传动链条9、平台落水口10、提落水平台11、护水板或护水管12、降水箱13、降水箱链轮(上)14、降水箱链条15、降水箱链轮(下)。
图1、图2可见自动提水机的运动是由平台落水口落水引发，因而可用调节控制平台落水口水流量的方式控制其运行。
图3中16、平台引水通道17、进水口调控制闸门或阀门18、平台围挡19、平台落水口20、平台上的水积存21、平台分区围挡图3可见平台为水平状态，因分区围挡的设置，当水流量不足时，平台只充满了两个由分区围挡围出的平台区域。
图4中22、机群卸水引水平台23、机群提水箱链条及提水箱24、机群提落水平台25、降水箱链条及水箱26、建筑支撑构件27、机群降水箱链轮固定平台图4可见机群由三层建筑构件及建筑支撑构件组成，其上设有自动提水机的其它设施。
图5中28、斜坡水流29、机群卸水引水平台30、建筑支撑构件31、提水箱32、提水箱链条33、中途建坝形成的水库34、提落水平台35、降水箱链条36、降水箱37、斜坡地面图5示出，由上游提降水平台降水箱下落的水在其下游又被引上了下一个平台，重新多次提升。
权利要求
1.一种重力转换自动提水的方法，其特征在于其是通过重力转换自动提水机与提落水平台设施组合、配合实现的，依提水机设置数量、结构等的不同，产生出重力转换自动提水机组和重力转换自动提水机群，其共同的实现方式是通过多种不同的引水方式，使提落水平台上有一定深度的水面积存，其中的一部分水由落水口及护水板或护水管注入在其下设置并通过的，串连在链轮上的箱口向上一侧的降水箱中，降水箱因自重产生下行产生动力，从而带动与其连接的降水箱链条下行及降水箱链轮的转动，通过传动链轮或其它机械传动方式将动力传递到在提落水平台上设置的提水箱链轮上，使其转动，并带动其上的提水箱链条和其上连接的提水箱的环绕转动及运动上行，当提水箱转动到提落水平台上积存的水面之下时，提水箱入水水满；当提水箱转动到自动提水机的顶部时，提水箱翻倾，提升后的水经过卸水引水槽管输送至高地(高处)。
2.一种重力转换自动提水机，其由机架、提水箱、降水箱及其链轮、链条及传动轮等构成，其特征在于其机架是由两个或三个平行且垂直设置的直立形机架构成，从而形成单机和双机两种机型；在提落水平台以上部分的自动提水机的机架上设有两个或三多个提水箱链轮，在链轮上设有提水箱链条，在链条上设有分布设置的提水箱；在提落水平台以下部分的自动提水机的机架上，设有两个降水箱链轮，在链轮上设有降水箱链条，在链条上设有排列尽可能紧密的降水箱，在机架的上部设有卸水引水槽管，在机架上(或在平台落水口的下面)设有外形与排列的降水箱体轮廓相同的或相似的护水板或护水管。
3.一种与重力转换自动提水机配合、组合的提落水平台，其特征在于该平台为水平状，其三面或四周设有平台围挡，在设置多个提水机的机组及机群的平台上还设有分区围挡，在平台上分布设有与平台下面设置的排列的下降水箱的箱上口对应并配合的落水口，在落水口上设置落水口水流调节控制装置，在落水口下一设置护水板或护水管，平台的进水口上设有调控闸门。
4.一种重力转换自动提水机组，其是由相对少数量的重力转换自动提水机和与其配合的提落水平台组合构成，其特征在于其是将组成机组的各个单个的提水机上设置的卸水引水槽管连为一体，并统一设计、设置。
5.一种重力转换自动提水机群，其适宜较大规模及特大规模的提水调水所需，其是由众多的自动提水机组合构成的，其特征在于其是用设置在大型总体建筑结构件上的提水箱链轮的轴座和降水箱链轮的轴座替代原来设置在自动提水机机架上由轴孔，用轴座与提、降水箱链轮的配合，其还可以依河流坡度分层设置，形成阶梯式机群形式。
6.根据权利要求2、3、4、5所述的上述各个设施，其特征在于其上的设施用材料、规格，连接配合方式等均可依具体的需要确定。
全文摘要
一种重力转换自动提水机、机组、机群,其是通过重力转换自动提水机与提落水平台设施组合、配合实现的,其是通过有一定落差的水通过重力转换自动提水机上的降水箱及其链轮、链条及传动链轮传动,将动力传递到在提落水平台上设置的提水箱链轮上,使其转动,提水箱转动到提落水平台上积存的水面之下时,提水箱入水水满;当提水箱转动到自动提水机的顶部时,提水箱翻倾,提升后的水经过卸水引水槽管输送至高地(高处)。其有由相对少数量的重力转换自动提水机组和适宜较大规模及特大规模的提水调水所需的重力转换自动提水机群等两种形式。其提出的无能耗、自动的提水调水方法及其设备和设施,可方便地实现多种应用类型、适应方式及提水规模的无能耗自动提水作业。
文档编号F04D1/12GK1385617SQ02123589
公开日2002年12月18日 申请日期2002年7月4日 优先权日2002年7月4日
发明者陈晓通 申请人:陈晓通