淡水势能开发利用装置.pdf

本发明是一种水利装置，尤其是一种适应性极广的、能够节能增能的淡水势能开发利用装置。淡水势能开发利用装置主要是由取水装置通过浊水管连接地上总池，地上总池的上部设置主连通管，主连通管的另一端连接地上蓄水一池，地上蓄水一池通过上连通管和下连通管与地上蓄水二池相连，蓄水二池与2至8根清水管连接，清水管与至少两个安全池相连，每个安全池再通过管道与至少两个用户蓄水池相连，在安全池处可以设置发电设备进行发电。本发明的淡水势能开发利用装置和现有技术相比，具有可以防止很多江河里的淡水白白地流入大海，使水得到有效利用，能够节约能源，经济效益好，本发明还可以连接发电装置进行发电，产生电力能源等特点。

1、  淡水势能开发利用装置，其特征在于主要是由取水装置(1)通过浊水管(2)连接地上总池(3)，地上总池(3)池内设置总池排泥设备，地上总池(3)的上部设置主连通管(4)，主连通管(4)的另一端连接地上蓄水一池(5)，地上蓄水一池(5)通过上连通管(7)和下连通管(8)与地上蓄水二池(6)相连，地上蓄水一池(5)和地上蓄水二池(6)池内分别设置蓄水池排泥设备，蓄水二池(6)与2至8根清水管(9)连接，清水管(9)与至少两个安全池(10)相连，每个安全池(10)再通过管道与至少两个用户蓄水池(11)相连。

2、  根据权利要求1所述的淡水势能开发利用装置，其特征在于取水装置(1)是由伸缩移动管、移动船和至少一个承托移动船组成，伸缩移动管出水处一端连接浊水管(2)，另一端既进水处固定在移动船上，伸缩移动管的长度比取水点河流(12)宽度的一半略长，伸缩移动管的进水处是喇叭形的，进水处设置铁网和开关阀门，移动管上设置至少一个承托移动船来承托移动管不同位置上的重力。

3、  根据权利要求1所述的淡水势能开发利用装置，其特征在于地上总池建造地点选在比取水装置最低的海拔高度低12米以上的地点。

4、  根据权利要求1所述的淡水势能开发利用装置，其特征在于地上总池池体高度不能超过取水地点和总池底部海拔差异的三分之一。

5、  根据权利要求1所述的淡水势能开发利用装置，其特征在于地上总池(3)的池体是漏斗形状，上口敞开，在地上总池(3)进水口处设置静水箱(15)；在地上总池(3)的靠近出口的垂直切面地方，固定浊清隔离板(16)，浊清隔离板(16)上部与总池上口齐，下部与地上总池(3)池体有空隙；上水平框架(17)固定在总池池体内部；排泥箱外套(18)是圆筒形状通过套室固定连接杆(19)固定在地上总池底座(20)内壁上，排泥箱外套(18)与排泥箱(21)通过密封圈(22)相连；下水平框架(44)外端固定在排泥箱外套(18)上，内端固定在中心水管(23)上口下面20厘米处，中心水管(23)底部设置有中心水管浮力阀门(24)，管杆十字连接(25)固定在中心水管(23)内壁上，固定阀门杆(26)下端固定在阀门座(27)上，中部与固定阀门(28)固定在一起，上端穿过中心水管浮力阀门(24)和中心水管(23)，固定在管杆十字连接(25)上；四根器箱连杆(29)中部分别穿过两条上水平框架(17)的限位孔，上端固定在沉浮器(30)上，下端穿过下水平框架(44)限位孔，固定在排泥箱(21)上口上，沉浮器(30)由上舱(31)和下舱(32)连接组成，在下舱(32)中心设置沉浮器排水孔(33)，沉浮器排水孔(33)与上舱(31)连接的地方设置沉浮器浮力阀门(34)。

6、  根据权利要求1所述的淡水势能开发利用装置，其特征在于地上蓄水一池(5)和地上蓄水二池(6)容积相等，都是由池体、底座和排泥设备组成，地上蓄水一池(5)和地上蓄水二池(6)是和地上总池(3)邻近的，上口等高的，容积比地上总池(3)大数倍的蓄水池；地上蓄水一池(5)和地上蓄水二池(6)分别设置蓄水池排泥设备：池底设置漏斗排泥箱体(35)，漏斗排泥箱体(35)与漏斗排泥嘴(36)相连，在漏斗排泥箱体(35)上设置一个20-40厘米宽，用坚固的有机玻璃或透明塑钢制做的透明探窗(37)，从此探窗可用肉眼分辩出漏斗排泥箱上部无色透明的水层和下部的泥浆层，由此知泥浆的沉淀量；在漏斗排泥嘴底端以上部位，排泥阀门固定架(39)内部设置排泥阀门(38)，排泥阀门(38)是一个密闭的上口大下口小的倒圆台体，排泥阀门固定架(39)由圆圈形上口连接四根杆组成，四根杆下端固定在漏斗排泥嘴上口处，固顶拉杆(45)连接排泥阀门固定架和地上蓄水二池池体，稳固连杆(40)连接固定漏斗排泥嘴上口和蓄水二池底座，档泥罩(41)设置在地面上，漏斗排泥嘴的下方，螺旋大轴(42)上端连接排泥阀门，下端与动力装置(43)相连，动力装置(43)控制螺旋大轴的上下垂直运动。

7、  根据权利要求1所述的淡水势能开发利用装置，其特征在于安全池(10)处可以设置发电装置。

淡水势能开发利用装置
技术领域
本发明涉及一种水利装置，具体地说是一种适应性极广的、节能增能的淡水势能开发利用装置。
背景技术
目前，水是自然界里一种不平则流，极不稳固的液态物质。地球表面的淡水大都具备着一定的海拔高度，具备着向下流淌的趋势，也就是具备势能。淡水势能蕴藏在淡水之中，在地球表面处处可见，是一种普遍存在的巨大能源。只有在水利电站中势能才能明显地转换为可用能源，其他的绝大部分淡水势能随着淡水的入海，白白消失掉了。人们所用的水源，包括自来水在内，大都是经过动力装置提调的水源，供生活和生产需要，这样需要消耗很多能源。这就造成自然界的水源遍地都有，却得不到很好的利用，很多地方依然存在干旱，缺水的现象。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现状的不足之处，提供一种能利用流动淡水的势能和动能，不用符加其他动力装置，就能使河流里和其他流动的水应用在生活生产中的淡水势能开发利用装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明主要是把河流里的淡水引进到本发明的装置中，并进行简单的处理，最终能达到满足生活，生产用途。
本发明主要是由取水装置通过浊水管连接地上总池，地上总池池内设置总池排泥设备，地上总池的上部设置主连通管，主连通管的另一端连接地上蓄水一池，地上蓄水一池通过上连通管和下连通管与地上蓄水二池相连，地上蓄水一池和地上蓄水二池池内分别设置蓄水池排泥设备，蓄水二池与2至8根清水管连接，清水管与至少两个安全池相连，每个安全池再通过管道与至少两个用户蓄水池相连。
取水装置是由伸缩移动管、移动船和至少一个承托移动船组成，伸缩移动管出水处一端连接浊水管，另一端既进水处固定在移动船上，伸缩移动管的长度比取水点河流宽度的一半略长，伸缩移动管的进水处是喇叭形的，进水处设置铁网和开关阀门，移动管上设置至少一个承托移动船来承托移动管不同位置上的重力。
地上总池建造地点选在比取水装置最低的海拔高度低12米以上的地点。
地上总池池体高度不能超过取水地点和总池底部海拔差异的三分之一。
地上总池的池体是漏斗形状，上口敞开，浊水管在地上总池的上部进入总池，主连通管连接在地上总池上部，主连通管管径大于浊水管管径，水在陆续进出不停的前提下，能使地上总池的水面保持稳定，有利于总池排泥设备的排泥，为减少水对总池的冲击力，在地上总池进水口处设置静水箱；在地上总池的靠近出口的垂直切面地方，固定浊清隔离板，浊清隔离板上部与总池上口齐，下部与地上总池池体有空隙；上水平框架固定在总池池体内部，排泥箱外套是圆筒形状通过套室固定连接杆固定在地上总池底座内壁上，排泥箱外套与排泥箱通过密封圈相连，下水平框架外端固定在排泥箱外套上，内端固定在中心水管上口下面20厘米处，中心水管底部设置有中心水管浮力阀门，管杆十字连接固定在中心水管内壁上。固定阀门杆下端固定在阀门座上，中部与固定阀门固定在一起，上端穿过中心水管浮力阀门和中心水管，固定在管杆十字连接上。四根器箱连杆中部分别穿过两条上水平框架的限位孔，上端固定在沉浮器上，下端穿过下水平框架限位孔，固定在排泥箱上口上，沉浮器由上舱和下舱连接组成，在下舱中心设置沉浮器排水孔，沉浮器排水孔与上舱连接的地方设置沉浮器浮力阀门。
地上蓄水一池和地上蓄水二池容积相等，都是由池体、底座和排泥设备组成，地上蓄水一池和地上蓄水二池是和地上总池邻近的，上口等高的，容积比地上总池大数倍的蓄水池。地上蓄水一池和地上蓄水二池分别设置蓄水池排泥设备：池底设置漏斗排泥箱体，漏斗排泥箱体与漏斗排泥嘴相连，在漏斗排泥箱体上设置一个20-40厘米宽，用坚固的有机玻璃或透明塑钢制做的透明探窗，从此探窗可用肉眼分辩出漏斗排泥箱上部无色透明的水层和下部的泥浆层，由此知泥浆的沉淀量。在漏斗排泥嘴底端以上部位，排泥阀门固定架内部设置排泥阀门，排泥阀门是一个密闭的上口大下口小的倒圆台体，排泥阀门固定架由圆圈形上口连接四根杆组成，四根杆下端固定在漏斗排泥嘴上口处，固顶拉杆连接排泥阀门固定架和地上蓄水池池体，稳固连杆连接固定漏斗排泥嘴上口和蓄水池底座，档泥罩设置在地面上，漏斗排泥嘴的下方，螺旋大轴上端连接排泥阀门，下端与动力装置相连，动力装置控制螺旋大轴的上下垂直运动。由于进安全池处的水存在一定的势能，水的来源成本低廉且丰富，所以可以在安全池处安装发电装置。发电后的水源就变成了低势能的易于输送的安全水源。
本发明的淡水势能开发利用装置和现有技术相比，具有以下特点：一、本发明实施过程中不需要消耗能源做为水流动的动力，经济效益好；二、本发明可以防止很多江河里的淡水白白地流入大海，可以有效地解决和减轻干旱问题；三、本发明还可以连接发电装置进行发电，产生电力能源。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种淡水势能开发利用装置的基本结构示意图；
附图2为一种淡水势能开发利用装置的地上总池及其排泥设备结构示意图；
附图3为一种淡水势能开发利用装置的地上蓄水一池和地上蓄水二池的排泥设备结构示意图；
附图标记：1取水装置、2浊水管、3地上总池、4主连通管、5地上蓄水一池、6地上蓄水二池、7上连通管、8下连通管、9清水管、10安全池、11用户蓄水池、12河流、13一池隔离板、14二池隔离板、15静水箱、16浊清隔离板、17上水平框架、18排泥箱外套、19套室固定连接杆、20地上总池底座、21排泥箱、22密封圈、23中心水管、24中心水管浮力阀门、25管杆十字连接、26固定阀门杆、27阀门座、28固定阀门、29器箱连杆、30沉浮器、31上舱、32下舱、33沉浮器排水孔、34沉浮器浮力阀门、35漏斗排泥箱体、36漏斗排泥嘴、37透明探窗、38排泥阀门、39固定架、40稳固连杆、41挡泥罩、42螺旋大轴、43动力装置、44下水平框架、45固顶拉杆。
具体实施方式
参照说明书附图对一种大中型淡水势能开发利用装置作以下详细地说明。
本发明的大中型淡水势能开发利用装置主要是由取水装置1通过浊水管2连接地上总池3，地上总池3池内设置总池排泥设备，地上总池3的上部设置主连通管4，主连通管4的另一端连接地上蓄水一池5，地上蓄水一池5通过上连通管7和下连通管8与地上蓄水二池6相连，地上蓄水一池5和地上蓄水二池6池内分别设置蓄水池排泥设备，蓄水二池6与2至8根清水管9连接，清水管9与至少两个安全池10相连，每个安全池10再通过管道与至少两个用户蓄水池11相连。
取水装置1是由伸缩移动管、移动船和至少一个承托移动船组成，伸缩移动管出水处一端连接浊水管2，另一端既进水处固定在移动船上，移动船和承托移动船都是一个小船，也可以用浮漂代替。伸缩移动管的长度比取水点河流12宽度的一半略长，伸缩移动管的进水处是喇叭形的，进水处设置铁网和开关阀门，移动管上设置至少一个承托移动船来承托移动管不同位置上的重力。
本发明的淡水势能开发利用装置的浊水管2、清水管9是用各种质坚价廉材料制造的，是埋在地面以下的密封管道。浊水管2一部分埋设在河底土中，在河底土中的浊水管的进水端在河中心位置向上引出来连接取水装置，浊水管2其他部分埋设在地面以下，先沿倾斜下降的河滩向下游延伸，地势从高到低的下降，也就是管道内的势能在增长，当势能达到12米以上时，出水端从地下引出来连接地上总池。
地上总池3建造地点在取水装置下游，比取水装置1最低的海拔高度低12米以上。再低些更好，建总池地点海拔越低，总池高度相应增高，总池上口比取水装置进水口低两米才能达到要求。地上总池3池体高度不能超过取水地点和总池底部海拔差异的三分之一。地上总池3经排泥装置澄清水质，排除泥浆后，再进入地上蓄水一池5和地上蓄水二池6，进行蓄存待用。
地上总池3的池体是漏斗形状，上口敞开，浊水管2在地上总池3的上部进入总池，主连通管4连接在地上总池3上部，主连通管4管径大于浊水管2管径，水在陆续进出不停的前提下，能使地上总池3的水面保持稳定，有利于总池排泥设备的排泥，为减少水对总池的冲击力，在地上总池3进水口处设置静水箱15，使进入总池的水首先进入静水箱15，在地上总池3的靠近出口的垂直切面地方，固定浊清隔离板16，浊清隔离板16上部与总池上口齐，下部与地上总池3池体有空隙，上水平框架17固定在总池池体内部，排泥箱外套18是圆筒形状通过套室固定连接杆19固定在地上总池底座20内壁上，排泥箱外套18与排泥箱21通过密封圈22相连，下水平框架44外端固定在排泥箱外套18上，内端固定在中心水管23上口下面20厘米处，中心水管23底部设置有中心水管浮力阀门24，管杆十字连接25固定在中心水管23内壁上。固定阀门杆26下端固定在阀门座27上，中部与固定阀门28固定在一起，上端穿过中心水管浮力阀门24和中心水管23，固定在管杆十字连接25上。四根器箱连杆29中部分别穿过两条上水平框架17的限位孔，上端固定在沉浮器30上，下端穿过下水平框架44限位孔，固定在排泥箱21上口上，沉浮器30由上舱31和下舱32连接组成，在下舱32中心设置沉浮器排水孔33，沉浮器排水孔33与上舱31连接的地方设置沉浮器浮力阀门34。
地上总池3的排泥过程：当排泥装置所受水浮力大于排泥装置的重力时，沉浮器30上升出水面，排泥箱21开始集泥增重，重力增加浮力减少；排泥箱21继续集泥增重，由沉浮器30、器箱连杆29、排泥箱21三者上下连接成一体组成的运动系统缓慢下降达到极限；达到极限再增重，沉浮器30没入水中，排泥箱21固定阀门打开迅速排泥；排泥完毕，浮力大于重力，运动系统上升，沉浮器回到水面原位置。就这样地上总池配备总池排泥设备，在陆续进水出水不间断的过程中，不用人看管操作就能全自动地完成一整套沉泥、集泥、排泥的复杂工作。地上总池从出水管陆续排放出的水，达到所要求的清彻度，可直接排放到蓄水一池中去。若达不到所要求的清彻度，可再排放到增设的第二地上总池、第三地上总池，直到达到所要求的清彻度，就排放到蓄水一池。
地上总池3的高度等于排泥箱外套18高度的两倍加沉浮器的高度。
器箱连杆29的高度等于排泥箱外套18高度的两倍。
上、下水平框架17间的高度等于排泥箱外套18的高度。
排泥箱21下伸上缩的高度等于排泥箱外套18的高度。
排泥箱21沉泥、排泥不同环节的重力，和沉浮器30不同环节的浮力，配合到一定的适宜度才能相互抵消，达到全自动沉泥、排泥的理想目的。
地上蓄水一池5和地上蓄水二池6容积相等，都是由池体、底座和排泥设备组成，地上蓄水一池5和地上蓄水二池6是和地上总池3邻近的，上口等高的，容积比地上总池3大数倍的蓄水池。一池隔离板13设置在靠近进水口的位置处，上端与蓄水一池相齐，侧面与池体密封固定，下端在池体中部位置。上连通管7从地上蓄水一池5上部引出，拐弯向下再拐弯进入地上蓄水二池6底部，再拐弯向上进入二池隔离板14左侧的水空间内，下联通管8在地上蓄水一池5的倾斜底部上面的位置引出，进入在地上蓄水二池6内，开口向上进入地上蓄水二池隔离板14左侧的水空间内。地上蓄水二池6的倾斜底的上部引出2-8根去各用水区域的主干清水管9。在使用过程中，平时上连通管7打开，水从地上蓄水一池5进入地上蓄水二池6，再不断向各用水区域输水，若用水区域需用水少，地上蓄水二池水面6和地上蓄水一池5水面持平前，通知河道取水点暂停进水，若用水区域用水量大，地上蓄水二池6水面不停地下降，接近倾斜的池底前，打开下连通管道8，两池面水面迅速持平，地上蓄水二池6很快就能得到半池水，以应急用，这样就可以保证长期不间断地向各用水区域供水。
地上蓄水一池5和地上蓄水二池6分别设置蓄水池排泥设备：池底设置漏斗排泥箱体35，漏斗排泥箱体35与漏斗排泥嘴36相连，在漏斗排泥箱体35上设置一个20-40厘米宽，用坚固的有机玻璃或透明塑钢制做的透明探窗37，从此探窗可用肉眼分辩出漏斗排泥箱上部无色透明的水层和下部的泥浆层，由此知泥浆的沉淀量。在漏斗排泥嘴底端以上部位，排泥阀门固定架39内部设置排泥阀门38，排泥阀门38是一个密闭的上口大下口小的倒圆台体，排泥阀门固定架39由圆圈形上口连接四根杆组成，四根杆下端固定在漏斗排泥嘴上口处，固顶拉杆45连接排泥阀门固定架和地上蓄水二池池体，稳固连杆40连接固定漏斗排泥嘴上口和蓄水二池底座，档泥罩41设置在地面上，漏斗排泥嘴的下方，螺旋大轴42上端连接排泥阀门，下端与动力装置43相连，动力装置控制螺旋大轴的上下垂直运动。
蓄水池排泥设备的排泥过程是这样的，操作人员从探窗上得知需要排泥时，就操作动力装置43，使螺旋大轴42向上移动，带动排泥阀门38也向上移动，排泥阀门38周边与排泥箱18内的泥浆层出现缝隙，排泥阀门38向上移动越大缝隙越大，和漏头排泥嘴36形成上下贯通之路，排泥箱18上层的水就会冲刷携带着泥浆排出箱外，等水由浑变清时，排泥完毕。在动力装置43的作用下，操纵排泥阀门38向下移动，就封闭了漏斗排泥嘴36，待下一次需要排泥时再重复操作。
本发明的淡水势能开发利用装置从水量丰富的河道中分段分量、分期分批地取水，利用水由高到低流动的原理，随着本发明的管道向低地势的伸展延长，管道内的淡水势能不断地增长，水经过本装置，到达各县、镇、村用户。本发明的水利装置适应于我国市县一级的水利装置，达到了用水的目的，又节省了能源。
本发明可根据具体情况，修建成不同大小规格的装置，从而适应不同的需要。本发明的淡水势能开发利用装置，适应于长年流水或季节流水的一切沟溪江河，适应于山高平原丘盆各种地势地形，有河流的地方可以修建，无河流的地方可借用周边地势高的水源进行修建。江河下游的地方可借用中游的水源，中游的地方可借用上游的水源，上游的地方可借用比城镇村庄、农田矿山都高的某些大河的源头。
各蓄水池中用了水或用完水，只要取水河中有水，很快就会自动蓄满。若取水源头暂时无水，只要河流的下一次来水周期到了，河流一有了水，蓄水池又会被蓄上水。这样河道里的水就会被利用了，引用到比较远的地方随意使用。
由于进安全池处的水存在一定的势能，水的来源成本低廉且丰富，所以可以在安全池处安装发电装置。发电后的水源就变成了低势能的易于输送的安全水源。本发明的淡水势能开发利用装置可以从以用水为主发电为辅的的初级阶段，发展到以发电为主，用水为辅的高级阶段。
在安全池后面还可以设置用户蓄水池，用户蓄水池是直接供给周围用户使用的水源，用户可以处理水源后饮用或直接用作工农业用水。
构成本装置的各个部件及它们之间的相互连接或配合均可以采用现有技术或其它可能的技术。