[发明专利]一种太阳能双活塞式水泵

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种气压式太阳能水泵，属太阳能热利用技术领域。

背景技术

目前市场上常见的太阳能水泵，多数是电动泵，靠太阳能光伏电池发电驱动。剩下的太阳能水泵使用太阳热能直接驱动，主要包括单隔膜泵和双隔膜泵，能够间断或者半间断的为用户实现抽水，由于没有余热再利用，导致效率低下，且此类太阳泵在工作过程中容易卡机，工作故障率高。为了提高太阳泵效率，降低工作故障率，实现大范围推广使用，本发明设计提出了一种新型装置。

发明内容

本发明为解决现有太阳泵低效率和低可靠性的问题，提出了一种新型太阳能水泵装置，利用太阳能集热器采集热量，加热中空活塞内的低沸点工质，工质沸腾产生高压蒸汽推动活塞运动，将水提升至高处。水泵设计了蒸汽平衡管，充分利用蒸汽余热，提高了效率，同时设计了活塞位置指示杆和复位机构，提高了水泵的可靠性，降低故障率。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案如下：

水泵装置的两个缸体结构相同，左右对称布置，每个缸体内部包含有1个或者多个冷凝器，1个中空活塞；中空活塞通过隔热软管与缸体上部连接，可在缸体内上下运动；活塞的中心部分固定一根长齿条，齿条和电机驱动的半周齿轮啮合；缸体顶部固定有透明材料的密封观察管，可以指示出中空活塞的位置。

缸体的顶部装有1根或多根蒸汽平衡管，通过电控阀将缸体内的蒸汽膨胀空间相互连接，电控阀打开时，两个缸体之间的蒸汽膨胀空间相通，高压蒸汽流向低压区，使两个缸体之间蒸汽压迅速平衡，达到充分利用蒸汽剩余能量的目的。

太阳能集热器通过管道与微型循环泵和加热器连成回路，单向阀和冷凝器通过管道连成提水通道，可将水输送到高位水池，缸体内中空活塞下部空间构成储水腔，通过管道和单向阀与低位水池连接。

本发明所述的太阳能水泵工作时，太阳能集热器收集并存储热量，通过可控微型循环泵将储热工质传给加热器，加热器加热活塞内的低沸点工质，同时打开活塞上方电控阀，工质沸腾产生的高压蒸汽通过电控阀放出，进入冷凝膨胀腔，推动活塞向下运动，将储水腔中的水压至高处，活塞运动到缸体底部后，关闭活塞上部电控阀，阻止蒸汽放出，关闭微型循环泵，同时开启蒸汽平衡管上的电控阀，另一缸体内活塞上部电控阀和另一个微型循环泵循环泵，等待蒸汽平衡完毕，关闭平衡管上电控阀，这时另一缸体内的活塞向下运动，将低温低位水通过冷凝器压至高处，冷凝器将周围高温蒸汽冷却，蒸汽冷却成液体在重力的作用下集中在活塞凹处空间，蒸汽冷凝后，冷凝膨胀腔内压力降低，形成负压，在外部大气压作用下，活塞向上运动，低位水通过单向阀被抽至储水腔，等待另一缸体内活塞到达最低处，进入下一个循环，不间断的连续泵水。

所述齿条，包括上部固定的导向轮，下部装有的半周齿轮；通过透明材料的管道可观察到齿条，可以指示出活塞的位置。另外，齿条可保障活塞上下运行中不偏离中心；此外，在活塞发生卡机故障时，与齿条啮合的半周齿轮在电机作用下可将活塞恢复原位，活塞正常运动后，半周齿轮转动至光面，与齿条脱离，不再有摩擦及接触，因此这是一套冗余装置，只在水泵故障时启动，正常工作时不对其产生影响，也不消耗能量。

所述中空活塞，其内部注入低沸点工质，且装有加热器；活塞上部呈凹形且开有工质蒸汽出口，蒸汽出口处安装电控阀，控制蒸汽进出。

本发明的有益效果是：将收集的太阳能用于连续泵水，绿色环保，效率高，遇故障能自我恢复。

附图说明

图1是本发明的一个结构示意图；

图2是图1的A、B、C局部放大图；

图3是本发明去除复位装置的结构示意图；

图4是本发明去除复位装置和指示杆的结构示意图

其中，1、1’.透明观察管；2、2’.齿条；3、3’.冷凝器；4、4’.缸体；5、5’.冷凝膨胀腔；6、6’.可伸缩软管；7、7’.中空活塞；8、8’.低沸点工质；9、9’.加热器；10、10’.电控阀；11、11’.隔热层；12、12’.储水腔；13、14、13’、14’.单向阀；15.低位常温水；16.太阳能集热器；17.保温水箱；18.微型循环泵；19、20、24.电控阀；21,21’.导向轮；22、22’.半周齿轮；23.蒸汽平衡管；25.高位水箱；26、26’.指示杆。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。