一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置

1.发明涉及水利设备技术领域，具体涉及一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置。


背景技术：

2.在我国常用水车作为提水灌溉工具，水车是利用把水流的向前推力转化为水的重力势能的原理，水车可以连续从河流、湖泊和池塘等地表水取水。它不仅可以为高地取水，还可以为低地排水。它广泛用于丘陵地区和山坡的梯田浇水，使农业生产摆脱了地形的限制，为中国古代农业生产作出了巨大贡献。随着科技的发展，现有的水车大多采用电力、柴、汽油机等作为动力源，有效地节省了人力，但是大大耗费能源，其次，北方受当地天气的限制，冬季河道表面结冰，大大降低水车的输水能力。


技术实现要素：

3.发明的目的是为解决上述技术问题，提供一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置，节能环保，输水能力不受结冰的限制。
4.发明为解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置，包括竖直插入水下的管道、设置管道底部的单向通水组件、用于将水推至管道内的主活塞和用于推动主活塞沿管道往复运动的动力机构；
5.所述单向通水组件用于防止单向通水组件上方的水向下方流动，单向通水组件与主活塞之间形成缓冲腔，缓冲腔的底部设置有进水口；
6.所述主活塞滑动设置在管道管口，主活塞上升至极限位置时，主活塞完全位于缓冲腔内，主活塞的上端通过第二弹簧连接有第一推板，主活塞内开设有沿轴向贯穿的通水孔，主活塞的下端设置有调整组件，调整组件用于调整主活塞与缓冲腔之间的压力；
7.所述动力机构设置在主活塞的下端，动力机构包括用于推动主活塞的推杆、用于推动推杆上升的上升动力杆和用于推动推杆下降的下降动力杆，推杆的两端固定有传动杆，上升动力杆一端能够拨动位于上方的传动杆以使主活塞上升，上升动力杆的另一端固定有主动轴，主动轴传动连接有风车，下降动力杆呈v 形结构，下降动力杆的一边能够被上升动力杆拨动后旋转，下降动力杆的另一边在旋转中能够拨动位于下方的传动杆以使主活塞下降。
8.作为发明一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置的进一步优化：所述单向通水组件包括固定在管道内的安装环和设置在安装环上端的阻挡片，阻挡片通过第一弹簧连接在安装环上。
9.作为发明一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置的进一步优化：所述单向通水组件包括固定在管道内的安装环和设置在安装环上端的阻挡片，阻挡片一侧与安装环铰接，对称的另一侧通过限位绳与安装环连接。
10.作为发明一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置的进一步优化：所述调整组件包括第二推板，第二推板通过第三弹簧设置在主活塞的下端，第二推板覆盖通水孔，所述推杆
固定在第二推板上。
11.作为发明一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置的进一步优化：所述调整组件包括设置在主活塞下端的辅助活塞，辅助活塞滑动设置在开设于主活塞上的锥形孔内，辅助活塞的形状与锥形孔相适应，锥形孔与通水孔连通，所述主活塞的端部开设有防止辅助活塞脱出主活塞的限位环，主活塞上开设有通孔，通孔的一端贯穿主活塞的下端，通孔的另一端连通锥形孔，当主活塞上升时，辅助活塞封堵锥形孔以阻隔通孔与通水孔连通，当主活塞下降时，辅助活塞让开通孔以连通通孔与通水孔。
12.作为发明一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置的进一步优化：所述上升动力杆上固定有便于拨动传动杆的拨动柱。
13.作为发明一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置的进一步优化：所述上升动力杆通过主动轴转动设置在第一安装座上，主动轴远离上升动力杆的一端通过锥齿轮与风车传动连接。
14.作为发明一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置的进一步优化：所述下降动力杆的拐点通过传动轴转动设置在第二安装座，第二安装座上固定有定位柱，定位柱通过扭簧与传动轴连接。
15.有益效果
16.一、用于农田灌溉的风力河渠提水装置，装置结构简单，管道竖直插入水下，在主活塞沿管道往复运动的过程中，直接提升水面以下的水，不会受水面结冰的影响。
17.二、动力机构的设置，一方面采用风车传动，为提升水提供动力，节能环保，减轻污染；另一方面，在提升水的过程中，上升动力杆和下降动力杆一直处于旋转状态，能够带动其周围的水体流动，从而活动了水面以下的水，增加水体流速和增强水体扰动，在天气较为寒冷的时候，也能够减缓水体结冰的进度。
18.三、单向通水组件的设置，在主活塞提升水的过程中，避免单向通水组件上方的水向下方流动，可以大大提高本发明提升水的效率。
附图说明
19.图1为实施例1中主活塞上升的示意图；
20.图2为实施例1中主活塞上升至极限位置的示意图；
21.图3为实施例1中主活塞即将被下降动力杆带动下降的示意图；
22.图4为实施例1中主活塞下降的示意图；
23.图5为实施例2中主活塞上升过程中的示意图；
24.图6为实施例2中主活塞上升至极限位置的示意图；
25.图7为风车传动的示意图；
26.图8为图2中a的局部放大图；
27.图9为图2中b的局部放大图；
28.图中标记：1、管道，2、主活塞，3、安装环，4、阻挡片，5、进水口，6、缓冲腔，7、第一推板，8、第二推板，9、第一弹簧，10、第二弹簧，11、通水孔，12、推杆，13、传动杆，14、第一安装座，15、上升动力杆，16、拨动柱， 17、第二安装座，18、下降动力杆，19、定位柱，20、第三弹簧，21、通孔，22、辅助活塞，23、限位环，24、风车，25、风叶，26、动力传输轴，27、支撑杆， 28、
动力锥齿轮，29、传动锥齿轮，30、主动轴，31、连接杆，32、限位板。
具体实施方式
29.下面结合附图及较佳实施例详细说明发明的具体实施方式。
30.实施例1
31.如图1-4和7-9所示：一种用于农田灌溉的风力河渠提水装置，包括管道1、单向通水组件、主活塞2和动力机构，管道1竖直插入水下，可以根据实地需求，决定插入水下的深度，管道1的下端位于水下越深，本发明承受水的压力越大，相应地本发明的提升效果也会越好。管道1伸出水面的一端可以通往输水槽等输送水的装置，将水输送至需求地。
32.单向通水组件设置在管道1的底部，距离管道1的下端面有一定的距离，具体可以根据主活塞2的长度设置。单向通水组件与主活塞2之间形成缓冲腔6，缓冲腔6的底部设置有进水口5，水通过进水口5进入缓冲腔6内。主活塞2用于将水推至管道1内，即主活塞2将缓冲腔6内的水推至单向通水组件上方。其中，主活塞2的长度与缓冲腔6的长度相适应比较合适，这样在提升水的效率会比较高。
33.单向通水组件用于防止单向通水组件上方的水向下方流动，避免已经提升至管道1内的水流回中，大大提高了提升效率。单向通水组件包括固定在管道 1内的安装环3和设置在安装环3上端的阻挡片4，阻挡片4通过第一弹簧9连接在安装环3上。阻挡片4上开设有安装槽，第一弹簧9对应固定在安装槽内。阻挡片4上固定有至少三个第一弹簧9，三个第一弹簧9沿阻挡片4的周向均匀分布，三个第一弹簧9的远离阻挡片4的一端固定在安装环3上。如果第一弹簧 9的数量少于三个，可能会发生阻挡片4的翻转，则无法起到单向阻挡水流动的目的。此外，单向通水组件包括固定在管道1内的安装环3和设置在安装环3 上端的阻挡片4，阻挡片4一侧与安装环3铰接，对称的另一侧通过限位绳与安装环3连接，通过阻挡片4的另一侧固定的限位绳，避免了阻挡片4翻转。单向通水组件还包括固定在管道1内的安装环3和设置在安装环3上端的类似百叶窗结构的阻挡片4，水体可以向上通过单向通水组件时，百叶窗结构的阻挡片4打开，当管道1内单向通水组件上方的水向下流动时，百叶窗结构的阻挡片4关闭。
34.主活塞2滑动设置在管道1的管口，主活塞2上设置有沿高度方向延伸的滑轨，管道1内壁上设置有配合主活塞2滑动的滑槽，为了避免主活塞2脱离管道1，滑槽的下端设置有限位片。主活塞2上升至极限位置时，主活塞2完全位于缓冲腔6内。主活塞2的上端通过第二弹簧10连接有第一推板7，主活塞2 内开设有沿轴向贯穿的通水孔11。主活塞2的上端开设有安装槽，第二弹簧10 固定在安装槽内，第二弹簧10远离主活塞2的一端固定在第一他推板上。为了保持第一推板7保持稳定，第二弹簧10至少设置两个。第一推板7主要是用于在主活塞2上升过程中推动水的量更多。通水孔11用于在主活塞2下降过程中，位于主活塞2下方的水受主活塞2下降的反作用力会上升，经单向通水组件流入管道1内，进一步提高本发明提升水的效率。
35.主活塞2的下端设置有调整组件，调整组件用于调整主活塞2与缓冲腔 6之间的压力，便于动力机构带动主活塞2继续做往复运动。
36.调整组件包括第二推板8，第二推板8通过第三弹簧20设置在主活塞2 的下端，第二推板8覆盖通水孔11，动力机构的推杆12固定在第二推板8上。主活塞2的下端上开设有安
装槽，第三弹簧20一端固定在安装槽内，另一端固定在第二推板8上。为了保持第二推板8在工作时稳定做直线运动，第二推板8 上固定在连接杆31，主活塞2上对应开设有供连接杆31滑动的安装孔，为了避免第三弹簧20工作时间长后断裂导致第二推板8脱离主活塞2，连接杆31远离第二推板8的一端固定有限位板32，主活塞2上对应开设有限位孔，限位板32 能够沿限位孔的深度方向上下移动。为了避免破坏主活塞2的结构，第三弹簧 20、连接杆31和限位板32均设置两个，安装槽、安装孔和限位孔连通，形成“工”字形的孔。
37.动力机构用于推动主活塞2沿管道1往复运动。动力机构设置在主活塞 2的下端，动力机构推杆12、上升动力杆15和下降动力杆18，推杆12用于推动主活塞2，上升动力杆15用于推动推杆12上升，下降动力杆18用于推动推杆12下降。
38.推杆12的两端固定有传动杆13，上升动力杆15一端能够拨动位于上方的传动杆13以使主活塞2上升，上升动力杆15上固定有便于拨动传动杆13的拨动柱16，通过拨动柱16去拨动位于上方的传动杆13。上升动力杆15的另一端固定有主动轴30，主动轴30传动连接有风车24，风车24带动上升动力杆15 旋转。风车24为本发明提供动力，替代电力、柴、汽油机等作为动力源，环保节能。其中，上升动力杆15通过主动轴30转动设置在第一安装座14上，主动轴30远离上升动力杆15的一端通过锥齿轮与风车24传动连接。即主动轴30 转动设置在第一安装座14上，第一安装座14通过支架固定在水底，主动轴30 一端与上升动力杆15固定，主动轴30的另一端固定有传动锥齿轮29，传动锥齿轮29啮合连接有动力锥齿轮28，锥齿轮固定在风车24的动力传输轴26的下端，动力传输轴26外套设有支撑杆27。动力传输轴26远离动力锥齿轮28的一端可以通过齿轮与风叶25的转轴的端部啮合连接，风车24通过支架固定在水底，风车24的具体结构可参照现有的成熟技术。
39.下降动力杆18呈v形结构，下降动力杆18的一边能够被上升动力杆15 拨动后旋转，下降动力杆18的另一边在旋转过程中能够拨动位于下方的传动杆 13以使主活塞2下降。下降动力杆18的拐点通过传动轴转动设置在第二安装座 17，第二安装座17通过支架固定在水底。为了避免下降动力杆18旋转至下端时无法回到初始位置，继续推动上升后的主活塞2下降，第二安装座17上固定有定位柱19，定位柱19通过扭簧与传动轴连接，在扭簧的设置下，给下降动力杆 18提供恢复力，以使动力机构正常运行。
40.风车24转动，带动上升动力杆15沿主动轴30做周向旋转，当旋转至上升动力杆15的拨动柱16碰触到位于上方的传动杆13，在上升动力杆15继续旋转的过程中，拨动柱16推动传动杆13上升，从而推杆12推动主活塞2上升，主活塞2将位于缓冲腔6内的水推动至单向调节组件的上方。当主活塞2上升至极限位置时，上升动力杆15继续旋转，拨动柱16刚好不再碰触位于上方的传动杆13，绕过位于上方的传动杆13。上升动力杆15继续旋转，拨动柱16碰触下降动力杆18的一边，使得下降动力杆18沿传动轴做周向旋转，下降动力杆18 的另一边拨动位于下方的传动杆13，推杆12推动第二推板8下降。在下降过程中，第二推板8拉伸第三弹簧20，主活塞2周围的水向通水孔11内涌进，通水孔11内的水流至第一推板7，推动第一推板7上升，水流向单向通水组件。下降动力杆18推动位于下方的传动杆13下降，直至下降动力杆18无法碰触位于下方的传动杆13，此时为主活塞2下降至极限位置。当上升动力杆15旋转至无法拨动下降动力杆18，通过扭簧使下降动力杆18回到初始状态。
41.为了保持本发明的稳定运行，保持主活塞2保持直线往复运动，管道1 和主活塞2外套设有安装筒，安装筒的下端固定在水底，作为支撑，传动杆13 伸出安装筒，安装筒上对
应开设有供传动杆13上下往复滑动的滑槽。
42.实施例2
43.本实施例与实施例1主体结构相同，主要区别在于调整组件的设置方式不同。
44.如图5和6所示：调整组件包括设置在主活塞2下端的辅助活塞22，辅助活塞22滑动设置在开设于主活塞2上的锥形孔内。辅助活塞22的形状与锥形孔相适应，锥形孔与通水孔11连通。
45.主活塞2的端部开设有防止辅助活塞22脱出主活塞2的限位环23，限位环23上开设有让位槽，让位槽为了容纳主活塞2上升至极限位置时动力机构中位于上方的传动杆13。主活塞2上开设有通孔21，通孔21呈l形结构，通孔 21的一端贯穿主活塞2的下端，通孔21的另一端连通锥形孔。
46.当主活塞2上升时，由于推杆12固定在辅助活塞22上，会先推动辅助活塞22上升，辅助活塞22封堵锥形孔以阻隔通孔21与通水孔11连通。当推杆 12拉动主活塞2下降时，由于推杆12固定在辅助活塞22上，会先拉动辅助活塞22下降，辅助活塞22让开通孔21以连通通孔21与通水孔11，即通孔21、锥形孔和通水孔11连通，水会通过通孔21、锥形孔和通水孔11流入单向通水组件上方，进一步提高提升水的效率。
47.以上所述，仅是发明的较佳实施例而已，并非对发明作任何形式上的限制，虽然发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离发明技术方案内容，依据发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于发明技术方案的范围内。