一种利用海浪的能量输送海水的装置的制作方法

本发明涉及海洋开发领域，特别是涉及一种将海水引向高处的方法。

背景技术：

目前未查询到利用海浪的能量将海水引向高处的专门设备。

技术实现要素：

为了达到用海浪的能量将海水引向高处的目的，本发明提出了一种利用海浪的能量输送海水的装置，此装置是通过以下技术方案实现的。

一种利用海浪的能量输送海水的装置，包括浮板（1）、密封圈（2）、海面(3)、固定杆件（4）、拉压杆（5）、进水口（6）、带有单向阀门功能的活塞（7）、筒体（8）、出水口（9）、出水口单向阀门（10）、出水管（11）、高位水池（12）、虹吸管（13）、进水口单向阀门（14）、低位水槽（15）、缓冲垫（16）、万向节（17）、支架（18）、活塞（19）、虹吸口（20）。

浮板（1）飘浮在海面（3）上，通过拉压杆（5）与带有单向阀门功能的活塞（7）或者活塞（19）相连接。浮（1）与拉压杆（5）通过万向节（17）连接。拉压杆（5）与筒体（8）的接触面、带有单向阀门功能的活塞（7）与筒体（8）的接触面以及活塞（19）与筒体（8）的接触面安装有密封圈（2）。

浮板（1）随着海浪的起伏而升降，在升降循环的过程中将海水吸入泵出，达到向高处输水的目的。

有益效果

本装置可以利用海浪的能量将海水输送到高位水池，多个装置并联运行可以源源不断地将海水输送到高处。

附图说明

图1是一种利用海浪的能量输送海水的装置的原理图（实施例1）。

图2是一种利用海浪的能量输送海水的装置的斜轴测图和剖面图（实施例1）。

图3是一种利用海浪的能量输送海水的装置的原理图（实施例2）。

图4是一种利用海浪的能量输送海水的装置的斜轴测图和剖面图（实施例2）。

图中：1、浮板，2、密封圈，3、海面，4、固定杆件，5、拉压杆，6、进水口，7、带有单向阀门功能的活塞，8、筒体，9、出水口，10、出水口单向阀门，11、出水管，12、高位水池，13、虹吸管，14、进水口单向阀门，15、低位水槽，16、缓冲垫，17、万向节，18、支架，19、活塞，20、虹吸口。

具体实施方式

下面结合附图1和附图2对本发明的实施例1进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例1包括：

利用强度足够的材料制成浮板（1），浮板（1）上留有5个直径为90mm的通孔，四个角处的通孔套在支架（18）的四根立管上，中间的通孔内装有万向节（17），万向节（17）与拉压杆（5）连接，拉压杆（5）的主体部分由长度为3m、外径为80mm、壁厚为5mm、外壁光滑的钢管制作，下端约15cm的部分采用外径较小的钢管，以便于接顺带有单向阀门功能的活塞（7）。

筒体（8）由长度为2.5m、内径为115mm，壁厚为5mm、内壁光滑的的钢管加工而成，上部是封头，封头中间是圆孔，用于安装拉压杆（5），靠近顶部的侧壁上留有出水口（9）。筒体（8）与拉压杆（5）和带有单向阀门功能的活塞（7）滑动接触，接触面安装有密封圈（2）。出水口（9）与出水口单向阀门（10）相连接，出水口单向阀门（10）与出水管（11）相连接。

支架（18）由外径为80mm的钢管焊接而成，4根立管穿过浮板（1）上的通孔，对浮板（1）起到水平限位的作用，支架（18）的横管与浮板（1）接触之处安装有缓冲垫（16）。将整个装置做好防腐措施，然后通过固定杆件（4）固定在海底、海岸、礁石、浮岛、船舶等不随海浪起伏而升降的物体上。调整整个装置的高度使浮板（1）能够随着海浪的起伏而升降。

完整的工作循环包括吸水过程和泵水过程，假设浮板位于最高点处为起始状态。

（1）吸水过程：浮板（1）处于初始状态，带有单向阀门功能的活塞（7）位于出水口（9）的下边，此时海浪由波峰转向谷底转变，带有单向阀门功能的活塞（7）在重力作用下从上止点向下止点运动。在此期间，带有单向阀门功能的活塞（7）处于开启状态，出水口单向阀门（10）处于关闭状态，海水从进水口（6）流入并充满筒体（8）。此过程至浮板（1）下落到最低点处止（如图1中左半部分所示）。

（2）泵水过程：随着海浪由谷底转向波峰转变，浮板（1）在浮力作用下牵动带有单向阀门功能的活塞（7）向上运动。在此期间，带有单向阀门功能的活塞（7）处于关闭状态，出水口单向阀门（10）处于开启状态，海水经出水管（11）流向高位水池（12）。此过程至浮板上升到最高点处止（如图1中右半部分所示）。

（3）开始新的循环。

经过上述步骤，得到的一种利用海浪的能量输送海水的装置的形态见附图2。

其主要参数如下:

浮板（1）长度：0.8米；

浮板（1）宽度：0.8米；

浮板（1）高度：0.25米；

浮板（1）上通孔的直径：90毫米；

筒体（8）内径：115毫米；

拉压杆（5）外径：80毫米；

浮板（1）和拉压杆（5）的合计重量：20千克；

拉压杆（5）、带有单向阀门功能的活塞（7）与筒体（8）之间的摩擦力：30牛顿；

支架（18）高度：5.5米；

支架（18）长度：0.6米；

支架（18）宽度：0.6米。

通过上述参数可计算得出如下数据：

筒体（8）扣除拉压杆（5）之后的内截面积＝0.00536平方米；

浮板（1）上五个通孔的总体积=1/4x3.14x0.09x0.09x0.25x5=0.00795（立方米）；

浮板（1）克服摩擦力之后可产生的浮力=（0.8x0.8x0.25-0.00795）x10-30/1000=1.491（千牛）；

在筒体（8）内充满水的情况下，根据公式f=mg=ρshg，可知最大输水高度h=1.491/（10x0.00536）=27.81（米），带有单向阀门功能的活塞（7）处的压强为p=ρgh=0.278（mpa）。

假设海浪每分钟起伏5次，浮板（1）起落幅度为2米，则流量为0.0536（立方米每分钟）。

下面结合附图3和附图4对本发明的实施例2进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例2包括：

利用强度足够的材料制成浮板（1），浮板（1）上留有5个直径为90mm的通孔，四个角处的通孔套在支架（18）的四根立管上，中间的通孔内装有万向节（17），万向节（17）与拉压杆（5）连接，拉压杆（5）的主体部分由长度为3m、外径为65mm、壁厚为5mm的钢管制作，上端与活塞（19）相连接。

筒体（8）的由长度为2.5m、内径为100mm，壁厚为5mm、内壁光滑的的钢管加工而成，靠近顶部的侧壁上留有进水口（6）。筒体（8）与活塞（19）滑动接触，接触面安装有密封圈（2）。筒体（8）通过出水口（9）与出水口单向阀门（10）相连接，出水口单向阀门（10）与出水管（11）相连接。

支架（18）由外径为80mm的钢管焊接而成，4根立管穿过浮板（1）上的通孔，对浮板（1）起到水平限位的作用，支架（18）的横管与浮板（1）接触之处安装有缓冲垫（16）。将整个装置做好防腐措施，然后通过固定杆件（4）固定在海底、海岸、礁石、浮岛、船舶等不随海浪起伏而升降的物体上。调整整个装置的高度使浮板（1）能够随着海浪的起伏而升降。

完整的工作循环包括吸水过程和泵水过程，假设浮板位于最高点处为起始状态。

（1）吸水过程：浮板（1）处于初始状态，活塞（19）位于进水口（6）的下边，此时海浪由波峰转向谷底转变，活塞（19）处于上止点并在重力作用下向下止点运动。在此期间，进水口单向阀门（14）处于开启状态，出水口单向阀门（10）处于关闭状态，海水从虹吸口（20）流经虹吸管（13）并充满筒体（8）。此过程至浮板（1）下落到最低点处止（如图3中左半部分所示）。

（2）泵水过程：随着海浪由谷底转向波峰转变，浮板（1）在浮力作用下推动活塞（19）向上运动。在此期间，进水口单向阀门（14）处于关闭状态，出水口单向阀门（10）处于开启状态，海水经出水管（11）流向高位水池（12）。此过程至浮板上升到最高点处止（如图3中右半部分所示）。

（3）开始新的循环。

经过上述步骤，得到的一种利用海浪的能量输送海水的装置的形态见附图4。其主要参数如下：

浮板（1）长度：0.8米；

浮板（1）宽度：0.8米；

浮板（1）高度：0.25米；

浮板（1）上通孔的直径：90毫米；

筒体（8）内径：100毫米；

拉压杆（5）外径：80毫米；

浮板（1）和拉压杆（5）的合计重量：20千克；

活塞（19）与筒体（8）之间的摩擦力：20牛顿；

支架（18）高度：5.5米；

支架（18）长度：0.6米；

支架（18）宽度：0.6米；

出水口单向阀门（10）的通水孔直径：80毫米；

虹吸管（13）高度：5.5米。

通过上述参数可计算得出如下数据：

浮板（1）上五个通孔的总体积=1/4x3.14x0.09x0.09x0.25x5=0.00795（立方米）；

浮板（1）克服摩擦力之后可产生的浮力=（0.8x0.8x0.25-0.00795）x10-20/1000=1.501（千牛）；

活塞（19）的横截面积=1/4x3.14*0.1x0.1=0.00785（平方米）

在筒体（8）内充满水的情况下，根据公式f=mg=ρshg，可知最大输水高度h=1.501/（10x0.00785）=19.121（米），活塞（19）处的压强为p=ρgh=0.191（mpa）。

若使浮板（1）能够随着海浪的起伏升降，必需满足浮板（1）与拉压杆（5）合计重力克服活塞（19）与筒体（8）之间的摩擦力之后大于虹吸管（13）内水柱的重力这一条件，由此可知虹吸管（13）内径不大于53.5（毫米）。

假设海浪每分钟起伏5次，浮板（1）起落幅度为2米，则流量为0.0785（立方米每分钟）。

以上所述为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。