专利名称：一种风力机气动提水方法
技术领域：
本发明涉及一种风力机驱动、电控提水的方法及其风力机气动提水装置，属于水 泵设备技术领域。
背景技术：
目前的风力提水技术是在井渠等水源处安装风力机，通过机械转动直接驱动抽水
直ο在水源不固定、多水源或风力机安装地点与水源分开时，一是采用风力机发电，再 用电驱动水泵抽水，二是用风力机驱动空压机产生压缩空气，再用压缩空气驱动水泵抽水。 其中发电抽水要配置逆变器、蓄电池等，价格昂贵，由于需要二次能源转换，效率较低。而后 者的气动水泵是用压缩空气直接驱动气动马达的转子、齿轮等，使其高速旋转带动水泵抽 水。运行前提是要持续供给较高压力的压缩空气，而风力机提供的压缩空气不稳定，难以满 足持续供水要求。另外，高速旋转的运动零部件磨损严重也是常见问题。中国专利0(^64506及其改进200820016667公开了一种气压自控扬水机，其虽然 可解决发电抽水和压缩空气驱动抽水的部分问题，但由于工作原理是充气时泵水，排气时 蓄水，运行期间为间歇供水，供水不稳、效率太低。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力机驱动的气动电控提水方法及其装置，以适合风力 机提供的不稳定压缩空气，运行时能够进行连续供水，节能高效，与传统气动提水机相比还 避免了高速运动时的零部件磨损问题。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是提供一种风力机气动提水方 法，在水源处设置风力机和由风力机驱动的电控提水装置，提水装置结构中包括同轴双腔 缸体，此同轴双腔缸体包括一个中央隔断和分别设置在此隔断两侧的气动缸和泵水缸，此 气动缸和泵水缸内分别设置气动活塞和泵水活塞，此气动活塞和泵水活塞通过联动杆相固 接，此联动杆穿过所述中央隔断，与中央隔断密封活动连接；所述泵水缸缸体的两端各自设 置一个与外界连通的单向进水阀和一个与外界连通的单向出水阀；所述气动缸内设置气动 活塞自动转向电控装置。作为本发明的一种优选技术方案，所述提水装置的气动活塞自动转向电控装置的 具体构成为所述气动缸缸体的两端各自设置一个气孔，此气孔与双电控二位五通阀的两 个工作口相连，此双电控二位五通阀的进气口与压缩空气泵的泵口相连；所述气动缸内部 两端面上分别设置一个与所述双电控二位五通阀相连的触点开关，气动活塞的正反活塞面 上相应位置处各设置一个触点。作为本发明的一种优选技术方案，所述提供的同轴双腔缸体为圆柱形缸体。作为本发明的一种优选技术方案，所述提水装置的泵水缸缸体同一端端部的单向 进水阀和单向出水阀相对设置，二者连线即为同轴双腔缸体的横截面直径。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于
本发明优化组合了风力驱动的能源优势和电力控制的精准优势，克服了风力驱动的不 稳定问题，又最大限度地节约了电能，适于大面积推广；
在工作时，风力机通过压缩空气泵向双电控二位五通阀泵入压缩空气，由于气动缸缸 体两端的两个气孔与双电控二位五通阀的两个工作口相连，压缩空气即驱动气动缸内的气 动活塞运动，当气动活塞运动至气动缸一端端部时，气动活塞上的触点触动触点开关，后者 通过控制电路转换双电控二位五通阀工作口的进、出气方向，进气口变排气口，排气口变进 气口，气动活塞随即开始反向运动，当其运动至气动缸另一端端部时，触点再次触动触点开 关，并再次引发变向，如此即完成一个循环；
在联动杆的带动下，泵水活塞与气动活塞同步运动，由于在泵水缸缸体的两个端面上 均各有一个单向进水阀和一个单向出水阀，当泵水活塞从左向右运动时，泵水缸缸体左端 的单向进水阀开启而单向出水阀关闭，同时泵水缸缸体右端的单向出水阀开启而单向进水 阀关闭；同理，当泵水活塞从右向左运动时，泵水缸缸体右端的单向进水阀开启而单向出水 阀关闭，同时泵水缸缸体左端的单向出水阀开启而单向进水阀关闭；这样，无论泵水活塞如 何运动，都能向外泵水，即达到了连续泵水的效果；
另外，本发明的提水装置与传统气动提水机相比还避免了高速运动时的零部件磨损问题。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明的结构示意图。图2是本发明同轴双腔缸体部分的剖视结构示意图。图3是触点开关与双电控二位五通阀之间的控制电路简图。图4是本发明的工作原理图。图中1、同轴双腔缸体；2、中央隔断；3、气动缸；4、泵水缸； 5、气动活塞；6、泵水活塞；7、联动杆；8、双电控二位五通阀；
9、压缩空气泵；31、气孔；32、触点开关；41、单向进水阀； 42、单向出水阀；52、触点；81、工作口 ；82、进气口。
具体实施例方式参看附图4，本发明提水方法的设计思路是，在水源处设置风力机和由风力机驱动 的提水装置，提水装置的气动活塞自动转向电控装置连接电源，电动控制提水装置的阀门 和开关。参看附图1、2，本发明的提水装置一个具体实施例的结构中包括圆柱形的同轴双 腔缸体1，此同轴双腔缸体1包括一个隔断2和分别设置在此隔断2两侧的气动缸3和泵水 缸4，此气动缸3和泵水缸4内分别设置气动活塞5和泵水活塞6，此气动活塞5和泵水活 塞6通过联动杆7相固接，此联动杆7穿过隔断2中央，与隔断2中央密封活动连接；泵水 缸4缸体的两端各自设置一个与外界连通的单向进水阀41和一个与外界连通的单向出水 阀42 ；气动缸3内设置气动活塞自动转向电控装置，此气动活塞自动转向电控装置的具体构成为
气动缸3缸体的两端各自设置一个气孔31，此气孔31与双电控二位五通阀8的两个 工作口 81相连，此双电控二位五通阀8的进气口 82与压缩空气泵9的泵口相连；气动缸3 内部两端面上分别设置一个与双电控二位五通阀8相连的触点开关32，气动活塞5的正反 活塞面上相应位置处各设置一个触点52。本发明提水装置的工作原理是风力机通过压缩空气泵9向双电控二位五通阀8 泵入压缩空气，由于气动缸3缸体两端的两个气孔31与双电控二位五通阀8的两个工作口 81相连，压缩空气即驱动气动缸3内的气动活塞5运动，当气动活塞5运动至气动缸3 —端 端部时，气动活塞5上的触点52触动触点开关32，后者通过控制电路转换双电控二位五通 阀8工作口 81的进、出气方向，进气口变排气口，排气口变进气口，气动活塞5随即开始反 向运动，当其运动至气动缸3另一端端部时，触点52再次触动触点开关32，并再次引发变 向，如此即完成一个循环；
在联动杆7的带动下，泵水活塞6与气动活塞5同步运动，由于在泵水缸4缸体的两个 端面上均各有一个单向进水阀41和一个单向出水阀42，当泵水活塞6从左向右运动时，泵 水缸4缸体左端的单向进水阀41开启而单向出水阀42关闭，同时泵水缸4缸体右端的单 向出水阀42开启而单向进水阀41关闭；同理，当泵水活塞6从右向左运动时，泵水缸4缸 体右端的单向进水阀41开启而单向出水阀42关闭，同时泵水缸4缸体左端的单向出水阀 42开启而单向进水阀41关闭；这样，无论泵水活塞6如何运动，都能向外泵水，即达到了连 续泵水的效果。另外，泵水缸4缸体同一端端部的单向进水阀41和单向出水阀42相对设置，二者 连线即为同轴双腔缸体1的横截面直径，这样，能够方便的将单向进、出水阀分离，并使两 个单向进、出水阀各自汇集接通至单一的进水管和出水管。参看附图3，本发明提水装置的触点开关32与双电控二位五通阀8之间的控制电 路可采用现有的双控并联电路。上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一 限制条件。
权利要求
1.一种风力机气动提水方法，其特征在于在水源处设置风力机和由风力机驱动的电 控提水装置，提水装置的结构中包括同轴双腔缸体(1 )，此同轴双腔缸体(1)包括一个中央 隔断(2)和分别设置在此隔断(2)两侧的气动缸(3)和泵水缸(4)，此气动缸(3)和泵水缸 (4)内分别设置气动活塞(5)和泵水活塞(6)，此气动活塞(5)和泵水活塞(6)通过联动杆(7)相固接，此联动杆(7)穿过所述中央隔断(2)，与中央隔断(2)密封活动连接；所述泵水缸(4)缸体的两端各自设置一个与外界连通的单向进水阀(41)和一个与外 界连通的单向出水阀(42)；所述气动缸(3)内设置气动活塞自动转向电控装置。
2.根据权利要求1所述的风力机气动提水方法，其特征在于所述提水装置的气动活 塞自动转向电控装置的具体结构为所述气动缸(3)缸体的两端各自设置一个气孔(31)，此气孔(31)与双电控二位五通阀(8)的两个工作口(81)相连，此双电控二位五通阀(8)的进气口(82)与压缩空气泵(9)的 泵口相连；所述气动缸(3)内部两端面上分别设置一个与所述双电控二位五通阀(8)相连的触点 开关(32)，气动活塞(5)的正反活塞面上相应位置处各设置一个触点(52)。
3.根据权利要求1或2所述的风力机气动提水方法，其特征在于所述提水装置的同 轴双腔缸体(1)为圆柱形缸体。
4.根据权利要求1或2所述的风力机气动提水方法，其特征在于所述提水装置的泵 水缸(4)缸体同一端端部的单向进水阀(41)和单向出水阀(42)相对设置，二者连线即为同 轴双腔缸体(1)的横截面直径。
全文摘要
本发明提供一种风力机气动提水方法，在水源处设置风力机和由风力机驱动的电控提水装置，提水装置结构中包括同轴双腔缸体，此同轴双腔缸体包括一个中央隔断和分别设置在此隔断两侧的气动缸和泵水缸，此气动缸和泵水缸内分别设置气动活塞和泵水活塞，此气动活塞和泵水活塞通过联动杆相固接，此联动杆穿过所述中央隔断，与中央隔断密封活动连接；所述泵水缸缸体的两端各自设置一个与外界连通的单向进水阀和一个与外界连通的单向出水阀；所述气动缸内设置气动活塞自动转向电控装置。本发明优化组合了风力驱动的能源优势和电力控制的精准优势，克服了风力驱动的不稳定问题，又最大限度地节约了电能，适于在干旱半干旱地区大面积推广。
文档编号F04B17/02GK102080642SQ20101059291
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者崔建伟, 王贺辉 申请人:中国科学院遗传与发育生物学研究所