CN102384112B - 液体抬升方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了液体抬升方法及装置，属于液体输送技术领域。传统的液体输送需要其他动力输入转化，都需要耗费能源。本发明使用两个上下设置的密闭的储液室，上储液室和下储液室的顶部之间使用气管连通，在上储液室和下储液室之间产生空气柱，液体抬升装置使用上、下两个容器内腔作为储液室，与顶面连接的气管组成液体压送机构，两个液体压送机构并联或串联，上、下两个容器的进液口和出液口设置阀门，液面比上储液室底面高的液体输入源利用源头液体势能迫使空气柱在上储液室和下储液室之间移动，在空气柱向上储液室移动过程中，根据空气柱两端压强相等的原理，将上储液室里的液体通过管路压向高位，实现将源头液体一部分抬升输送，节约了能源消耗。
Description
技术领域
本发明属于液体输送技术领域，尤其与利用液体自身势能传导转化将液体抬升至高处的液体抬升方法及装置有关。
背景技术
在农业灌溉、水产养殖、水利水电以及生产生活等等各个领域都存在将液体输送到高处的现象。传统的液体输送大都采用液压泵、水车等需要其他动力输入转化的输送装置，都需要耗费能源。
发明内容
本发明的目的就是提供一种无需其他动力输入、只利用液体自身势能传动转化就能实现液体抬升输送的液体抬升方法、装置以及使用该装置的方法。
为此，本发明采用以下技术方案：液体抬升方法，其特征是：使用两个上下设置的密闭的储液室，上储液室和下储液室的顶部之间使用气管连通，在上储液室和下储液室之间产生空气柱，将上储液室浮置于液体输入源的液体中，上储液室进液口直接连通液体输入源的液体，将下储液室通过输入管与液体输入源连通，液面比上储液室底面高的液体输入源利用源头液体势能迫使空气柱在上储液室和下储液室之间移动，在空气柱向上储液室移动过程中，根据空气柱两端压强相等的原理，将上储液室里的液体通过管路压向高位，实现将源头液体一部分抬升输送的目的，在空气柱向下储液室移动过程中，上储液室进行自动储液，准备下一个抬升过程。
一种实现上述液体抬升方法的液体抬升装置，其特征是：包括液体压送机构，该液体压送机构包括气管和上、下两个容器，上容器和下容器内腔为密闭的储液室，气管与上容器和下容器的顶面连接，使上容器和下容器的储液室相通，上容器位置高于下容器，上容器和下容器的底部都设置有进液口和出液口，上容器的进液口和出液口上都安装有单向阀，上容器出液口连接高位输出管，下容器的进液口和出液口上都安装有阀门，下容器进液口连接输入管，下容器内腔设置有浮球，浮球通过第一连接件与下容器进液口、出液口阀门的阀芯都连接。
上述抬升装置使用时，上容器浮置于液体输入源的液体中，上容器进液口直接连通液体输入源的液体，下容器浮置于低位液体中，下容器出液口直接连通低位液体，液体输入源的液体液面高于低位液体液面，下容器的输入管与液体输入源连通，起始阶段上容器出液口阀门关闭，上容器进液口单向阀打开，下容器出液口阀门打开，下容器进液口阀门关闭，液体输入源的源头液体通过上容器进液口先输入上容器开始储液，在上容器液面不超过容器顶部时关闭上容器进液口单向阀和下容器出液口阀门，打开上容器出液口单向阀和下容器进液口阀门，源头液体通过下容器输入管输入下容器，利用源头液体势能将下容器里的空气压入上容器，上容器内的液体被压入高位输出管开始抬升，源头液体液面与下容器液面的高度差等于高位输出管输出口液面与上容器液面的高度差，由于上容器的液面始终高于下容器液面，则高位输出管出液口液面就会高于源头液体液面，实现了将源头液体一部分抬升输送的目的。当下容器内的液面撑起浮球后，浮球通过第一连接件驱动下容器进液口阀门关闭，下容器出液口阀门打开，下容器失去对空气柱的压力，上容器进液口单向阀自动打开，上容器出液口单向阀自动关闭，源头液体输入上容器，空气柱开始向下容器移动，开始下一个储液——抬升过程。
所述的液体抬升装置可以采用并联型式，包括支架和并联的第一、第二两个相同的所述液体压送机构，第一液体压送机构的第一上容器、第一下容器和第二液体压送机构的第二上容器、第二下容器都安装在支架上，第一上容器、第二上容器的出液口与同一根所述高位输出管连接；第一上容器、第二上容器、第一下容器、第二下容器的进液口通过输入阀门与同一根所述输入管连接；所述的输入阀门阀芯与所述的浮球通过第二连接件连接，阀体上设置有四个阀孔，分别与第一上容器、第二上容器、第一下容器、第二下容器的进液口连通，第一上容器对应连通的阀孔和第二下容器对应连通的阀孔组对，第一下容器对应连通的阀孔和第二上容器对应连通的阀孔组对，阀芯每次封堵组对的两个阀孔，通过阀芯的移动，实现交替开启两组阀孔，也就是先向第一上容器和第二下容器同时输入液体，然后向第一下容器和第二上容器同时输入液体，交替进行液体输入，可以实现不间断的向高位输出管压送液体，实现不间断的液体抬升。输入阀门的阀芯通过第二连接件与所述的浮球连接，驱动阀芯运动，与所述的第一连接件一起可以实现下容器进液口、出液口阀门以及输入阀门控制的 同时性。
所述的液体抬升装置还可以采用串联型式，包括第一、第二两个相同的所述液体压送机构，第一液体压送机构和第二液体压送机构串联，可以增加液体抬升高度，第一液体压送机构的高位输出管与第二液体压送机构的输入管连接。
所述的浮球上安装有动磁铁，下容器内腔侧壁上安装静磁铁，动磁铁和静磁铁的同极相对，所述的下容器进液口和出液口阀门的阀芯相连组合成阀芯结合件，进液口作为上阀孔，出液口作为下阀孔，阀芯结合件主要由两根支脚端点相接组成，两支脚夹角为钝角，两支脚相接点与上阀孔、下阀孔之间的下容器内腔壁活动连接，两支脚相接点与浮球通过硬杆连接。液体支撑浮球上升时，浮球带动硬杆以两支脚相接点为中心转动，从而带动阀芯转动，使对准上阀孔支脚封盖于上阀孔，起到关闭上阀孔作用，由于动磁铁和静磁铁同极相对，静磁铁对动磁铁有排斥作用，对浮球起到顶撑作用，实现自锁和浮球延时下落功能；下容器内的液体排出后，浮球在重力作用下下降，带动阀芯转动，对准下阀孔的支脚封盖于下阀孔，静磁铁对浮球起下压作用，增加阀芯对阀孔的封盖力。
使用本发明可以达到以下有益效果：通过利用自然液体势能的传递转换，实现了液体抬升功能，节约了能源消耗。
附图说明：
图1是本发明实施方式一的原理示意图。
图2是本发明实施方式二的结构示意图。
图3是本发明实施方式三的结构示意图。
各实施方式的图中，相同部位标注相同。
具体实施方式
本发明方法为：使用两个上下设置的密闭的储液室，上储液室和下储液室的顶部之间使用气管连通，在上储液室和下储液室之间产生空气柱，液面比上储液室底面高的液体输入源利用源头液体势能迫使空气柱在上储液室和下储液室之间移动，在空气柱向上储液室移动过程中，根据空气柱两端压强相等的原理，将上储液室里的液体通过管路压向高位，实现将源头液体一部分抬升输 送的目的。
下面结合附图对实现本发明的具体实施方式进行详细描述。
实施方式一如图1所示，本发明液体抬升装置包括液体压送机构，该液体压送机构包括气管14和上容器3、下容器13，上容器3和下容器13内腔为密闭的储液室，气管14与上容器3和下容器13的顶面连接，使上容器和下容器的储液室相通，上容器3位置高于下容器13，上容器3底部设置有进液口15和出液口，下容器13的底部都设置有进液口5和出液口6，上容器3的进液口和出液口上都安装有单向阀，上容器3的出液口连接高位输出管2，下容器进液口5连接输入管4，下容器13内腔中设置有浮球11，浮球11上安装有动磁铁9，下容器13内腔侧壁上安装静磁铁10，动磁铁9和静磁铁10的同极相对，下容器的进液口5和出液口6上都安装有阀门，阀门的阀芯相连组合成阀芯结合件，进液口5作为上阀孔，出液口6作为下阀孔，阀芯结合件主要由两根支脚7端点相接组成，两支脚7夹角为钝角，两支脚相接点与上阀孔、下阀孔之间的下容器内腔壁活动连接，两支脚相接点与浮球通过作为第一连接件的硬杆8连接。液体支撑浮球上升时，浮球带动硬杆以两支脚相接点为中心转动，从而带动阀芯转动，使对准上阀孔支脚封盖于上阀孔，起到关闭上阀孔作用，由于动磁铁和静磁铁同极相对，静磁铁对动磁铁有排斥作用，对浮球起到顶撑作用，实现自锁和浮球延时下落功能；下容器内的液体排出后，浮球在重力作用下下降，带动阀芯转动，对准下阀孔的支脚封盖于下阀孔，静磁铁对浮球起下压作用，增加阀芯对阀孔的封盖力。
上述抬升装置使用时，上容器浮置于液体输入源的液体1中，上容器进液口直接连通液体输入源的液体，下容器浮置于低位液体12中，下容器出液口直接连通低位液体，液体输入源的液体液面高于低位液体液面，下容器的输入管与液体输入源连通，起始阶段上容器出液口阀门关闭，上容器进液口单向阀打开，下容器出液口阀门打开，下容器进液口阀门关闭，液体输入源的源头液体通过上容器进液口先输入上容器开始储液，在上容器液面不超过容器顶部时关闭上容器进液口单向阀和下容器出液口阀门，打开上容器出液口单向阀和下容器进液口阀门，源头液体通过下容器输入管输入下容器，利用源头液体势能将下容器里的空气压入上容器，上容器内的液体被压入高位输出管开始抬升，源头液体液面与下容器液面的高度差等于高位输出管输出口液面与上容器液 面的高度差，由于上容器的液面始终高于下容器液面，则高位输出管出液口液面就会高于源头液体液面，实现了将源头液体一部分抬升输送的目的。当下容器内的液面撑起浮球后，浮球通过第一连接件驱动下容器进液口阀门关闭，下容器出液口阀门打开，下容器失去对空气柱的压力，上容器进液口单向阀自动打开，上容器出液口单向阀自动关闭，源头液体输入上容器，空气柱开始向下容器移动，开始下一个储液——抬升过程。
实施方式二如图2所示，本发明的液体抬升装置采用并联型式，包括支架16和并联的第一、第二两个相同的前述液体压送机构，第一液体压送机构的第一上容器3a、第一下容器13a和第二液体压送机构的第二上容器17、第二下容器18都安装在支架16上，第一上容器3a、第二上容器17的出液口与同一根所述高位输出管2连接，第一下容器13a、第二下容器18的出液口与同一根低位输出管19；第一上容器3a、第二上容器17、第一下容器13a、第二下容器18的进液口通过输入阀门与同一根所述输入管4连接，输入管4连接到输入源的液体1；所述的输入阀门阀芯与所述的浮球通过第二连接件连接，阀体上设置有四个阀孔，分别与第一上容器3a、第二上容器17、第一下容器13a、第二下容器18的进液口连通，第一上容器对应连通的阀孔和第二下容器对应连通的阀孔组对，第一下容器对应连通的阀孔和第二上容器对应连通的阀孔组对，阀芯每次封堵组对的两个阀孔，通过阀芯的移动，实现交替开启两组阀孔，也就是先向第一上容器和第二下容器同时输入液体，然后向第一下容器和第二上容器同时输入液体，交替进行液体输入，可以实现不间断的向高位输出管压送液体，实现不间断的液体抬升。
实施方式三如图3所示，本发明的液体抬升装置采用串联型式，包括第一、第二两个相同的前述液体压送机构，第一液体压送机构和第二液体压送机构串联，可以增加液体抬升高度，第一液体压送机构的高位输出管2与第二液体压送机构的输入管20连接。
Claims (5)
1.液体抬升方法，其特征在于：使用两个上下设置的密闭的储液室，上储液室和下储液室的顶部之间使用气管连通，在上储液室和下储液室之间产生空气柱，将上储液室浮置于液体输入源的液体中，上储液室进液口直接连通液体输入源的液体，将下储液室通过输入管与液体输入源连通，液面比上储液室底面高的液体输入源利用源头液体势能迫使空气柱在上储液室和下储液室之间移动，在空气柱向上储液室移动过程中，根据空气柱两端压强相等的原理，将上储液室里的液体通过管路压向高位，实现将源头液体一部分抬升输送的目的，在空气柱向下储液室移动过程中，上储液室进行自动储液，准备下一个抬升过程。
2.一种实现如权利要求1所述的液体抬升方法的液体抬升装置，其特征在于：包括液体压送机构，该液体压送机构包括气管(14)和上容器(3)、下容器(13)，上容器(3)和下容器(13)内腔为密闭的储液室，气管(14)与上容器(3)、下容器(13)的顶面连接，使上容器(3)和下容器(13)的储液室相通，上容器(3)位置高于下容器(13)，上容器(3)底部设置有进液口(15)和出液口，下容器(13)的底部设置有进液口(5)和出液口(6)，上容器(3)的进液口(15)和出液口上都安装有单向阀，上容器(3)的出液口连接高位输出管(2)，下容器的进液口(5)和出液口(6)上都安装有阀门，下容器进液口(5)连接输入管(4)，下容器(13)内腔设置有浮球(11)，浮球通过第一连接件与下容器进液口、出液口阀门的阀芯都连接。
3.根据权利要求2所述的液体抬升装置，其特征在于：所述的液体抬升装置采用并联型式，包括支架(16)和并联的第一、第二两个相同的所述液体压送机构，第一液体压送机构的第一上容器(3a)、第一下容器(13a)和第二液体压送机构的第二上容器(17)、第二下容器(18)都安装在支架(16)上，第一上容器(3a)、第二上容器(17)的出液口与同一根所述高位输出管(2)连接；第一上容器、第二上容器、第一下容器、第二下容器的进液口通过输入阀门与同一根所述输入管(4)连接；所述的输入阀门阀芯与所述的浮球(11)通过第二连接件连接，阀体上设置有四个阀孔，分别与第一上容器、第二上容器、第一下容器、第二下容器的进液口连通，第一上容器对应连通的阀孔和第二下容器对应连通的阀孔组对，第一下容器对应连通的阀孔和第二上容器对应连通的阀孔组对，阀芯每次封堵组对的两个阀孔。
4.根据权利要求2所述的液体抬升装置，其特征在于：所述的液体抬升装置采用串联型式，包括第一、第二两个相同的所述液体压送机构，第一液体压送机构和第二液体压送机构串联，第一液体压送机构的高位输出管(2)与第二液体压送机构的输入管(20)连接。
5.根据权利要求3或4所述的液体抬升装置，其特征在于：所述的浮球(11)上安装有动磁铁(9)，下容器内腔侧壁上安装静磁铁(10)，动磁铁(9)和静磁铁(10)的同极相对，所述的下容器进液口和出液口阀门的阀芯相连组合成阀芯结合件，进液口(5)作为上阀孔，出液口(6)作为下阀孔，阀芯结合件主要由两根支脚(7)端点相接组成，两支脚(7)夹角为钝角，两支脚相接点与上阀孔、下阀孔之间的下容器内腔壁活动连接，两支脚相接点与浮球通过硬杆(8)连接。
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