一种基于水锤效应的喷泉系统的制作方法

1.本实用新型属于水利机械技术领域，具体涉及一种基于水锤效应的喷泉系统。


背景技术：

2.利用水锤效应制造的水锤泵已有上百年的应用历史，其作为一种不消耗电和油等传统能源的提水工具，非常适合缺电、无电山区、半山区的灌溉，人畜用水及山地果园的喷灌、滴灌等。
3.水锤泵是根据“水击”非恒定流现象发明的提水装置，它可以提高水体的能量密度，将低水头潮汐能(1.0～3.0m水头)转化为15.0m以上高水头势能，从而弥补了潮汐能发电水头低的缺陷。近年来，多数水锤泵都是应用于高扬程的提水，而水锤效应往往是输配水过程中需要避免发生的，因为能量的瞬间释放容易损坏设备。此外，传统人工喷泉多应用于城市繁华街道和大型园林的美化，而沿河道景观的喷泉几乎没有，传统喷泉是需要依赖于电力系统，而在河道中要铺设电缆，难度大，成本高，安全性较低。为了进一步提高人们沿河道休闲的舒适体验，以及有效利用水锤效应产生的压力能量，很有必要设计一种基于水锤效应的喷泉系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基于水锤效应的喷泉系统，具有将水锤效应产生的压力能量转化为电能及喷泉动能的特点。
5.本实用新型所采用的技术方案是一种基于水锤效应的喷泉系统，包括依次连接的引水管和水击压电管，水击压电管连接有景观灯，水击压电管的端部连接有水锤泵，水锤泵连接有喷水组件。
6.本实用新型的特点还在于：
7.水击压电管包括嵌套设置的硬直管和软管，软管外侧粘接有至少3个压电陶瓷片，硬直管的本体设置有引线孔，压电陶瓷片的连接线通过引线孔依次连接有整流电路和景观灯，硬直管和软管的两端密封连接。
8.压电陶瓷片与硬直管之间设置有间隙。
9.水击压电管的两端分别通过变径管与引水管和水锤泵相连接。
10.水锤泵与喷水组件之间设置有扬水管，扬水管上设置有单向阀。
11.喷水组件包括与扬水管连通的u型弯管a，u型弯管a端部均设置有储水罐，每个储水罐底部通过输水管连接有u型弯管b，u型弯管b上垂直设置有安装电磁阀的管路，且连接有喷管，喷管上设置有喷水口。
12.本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统，不仅可以配合压电陶瓷发电，还可以利用水锤效应的巨大压力将水储存在压力罐内，待到阈值时释放并产生喷泉；本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统，将管内发生的周期性压力变化转化为电能，可为喷泉周围
的景观灯等用电器件进行供电，节约了能源；本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统，利用水锤泵在美化河道景观的同时实现对河道内水流掺气，有利于河道生态的稳定发展。
附图说明
14.图1是本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统的整体结构示意图；
15.图2是本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统中水击压电管的结构示意图；
16.图3是本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统中喷水组件的结构示意图。
17.图中，1.水击压电管，101.压电陶瓷片，102.硬直管，103.软管，2.景观灯，3.扬水管，4.单向阀，5.喷水组件，501.u型弯管a，502.u型弯管b，503.储水罐，504.电磁阀，505.喷管，6.引水管，7.水锤泵。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
19.本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统，其结构如图1所示，包括依次连接的引水管6和水击压电管1，水击压电管1连接有景观灯2，水击压电管1的端部连接有水锤泵7，水锤泵7连接有喷水组件5。
20.优选地，如图2所示，水击压电管1包括嵌套设置的硬直管102和软管103，软管103外侧粘接有至少3个压电陶瓷片101，硬直管102的本体设置有引线孔，压电陶瓷片101的连接线通过引线孔依次连接有整流电路和景观灯2，硬直管102和软管103的两端密封连接。具体为：硬直管102和软管103的两端通过防水胶带密封。
21.优选地，压电陶瓷片101与硬直管102之间设置有间隙。
22.优选地，水击压电管1的两端分别通过变径管与引水管6和水锤泵7相连接。
23.优选地，水锤泵7与喷水组件5之间设置有扬水管3，扬水管3上设置有单向阀4。
24.优选地，如图3所示，喷水组件5包括与扬水管3连通的u型弯管a501，u型弯管a501端部均设置有储水罐503，每个储水罐503底部通过输水管连接有u型弯管b502，u型弯管b502上垂直设置有安装电磁阀504的管路，且连接有喷管505，喷管505上设置有喷水口。电磁阀504与远程控制端相连接。u型弯管b502与u型弯管a501垂直设置。
25.本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统的工作原理：
26.在橡胶坝或水头较低的低水头流域，将本实用新型的喷泉系统布置在其上，上游水流由进水端流进引水管6，并流至水锤泵7的阀门，由于上游的水具有一定的水头，在水流冲击下使水锤泵7的泄水阀门关闭，水流突然停止，此时在水击压电管1中就发生了水锤效应，并在其内产生巨大的压力，利用产生的压力通过扬水管3与单向阀4配合向储水罐503中提水，当泄水阀门负载压力与水压平衡后，阀门重新打开，完成了一次循环。
27.由于水击压电管1内的水锤效应发生周期很短，水流不断的充入储水罐503，储水罐503内的压强持续升高，当压强达到阈值时，远程控制电磁阀504打开，在储水罐503内压力的作用下喷泉口会持续的产生喷泉；当水击压电管1内周期性的发生水锤效应时，水流会对布置有压电陶瓷片101的水击压电管1管壁产生周期性的压力，使得管壁产生周期性的微小机械形变，利用压电陶瓷片101将微小的机械形变高效的转换为电能，实现景观灯的亮化。
28.本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统，其优点在于：
29.本实用新型可以充分利用城市河道或人工渠道的低水头能量，通过水锤效应实现了蓄水提水，也实现了脉冲发电；本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统改善了河道景观，而且喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温，喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子，有益于改善城市面貌和增进居民身心健康；本实用新型采用了一种新型的发电方式，可为附近的景观灯、浮标以及小型用电设备供电，如果将大量装置的电能收集起来，也可为城市路边景观供电，合理利用资源，节能减排。


技术特征：
1.一种基于水锤效应的喷泉系统，其特征在于，包括依次连接的引水管(6)和水击压电管(1)，所述水击压电管(1)连接有景观灯(2)，所述水击压电管(1)的端部连接有水锤泵(7)，所述水锤泵(7)连接有喷水组件(5)。2.如权利要求1所述的一种基于水锤效应的喷泉系统，其特征在于，所述水击压电管(1)包括嵌套设置的硬直管(102)和软管(103)，所述软管(103)外侧粘接有至少3个压电陶瓷片(101)，所述硬直管(102)的本体设置有引线孔，所述压电陶瓷片(101)的连接线通过引线孔依次连接有整流电路和景观灯(2)，所述硬直管(102)和软管(103)的两端密封连接。3.如权利要求2所述的一种基于水锤效应的喷泉系统，其特征在于，所述压电陶瓷片(101)与硬直管(102)之间设置有间隙。4.如权利要求2所述的一种基于水锤效应的喷泉系统，其特征在于，所述水击压电管(1)的两端分别通过变径管与引水管(6)和水锤泵(7)相连接。5.如权利要求1所述的一种基于水锤效应的喷泉系统，其特征在于，所述水锤泵(7)与喷水组件(5)之间设置有扬水管(3)，所述扬水管(3)上设置有单向阀(4)。6.如权利要求5所述的一种基于水锤效应的喷泉系统，其特征在于，所述喷水组件(5)包括与扬水管(3)连通的u型弯管a(501)，所述u型弯管a(501)端部均设置有储水罐(503)，每个所述储水罐(503)底部通过输水管连接有u型弯管b(502)，所述u型弯管b(502)上垂直设置有安装电磁阀(504)的管路，且连接有喷管(505)，所述喷管(505)上设置有喷水口。

技术总结
本实用新型公开了一种基于水锤效应的喷泉系统，包括依次连接的引水管和水击压电管，水击压电管连接有景观灯，水击压电管的端部连接有水锤泵，水锤泵连接有喷水组件；本实用新型一种基于水锤效应的喷泉系统，具有将水锤效应产生的压力能量转化为电能及喷泉动能的特点。点。点。


技术研发人员：杨振东 施苏齐 谢榆 邱朝晖 程睿浩 刘磊 李钰
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2021.01.20
技术公布日：2021/10/23