[发明专利]高效节能的自动控制式提升液体管路

说明书

技术领域

本发明属于供液技术领域，尤其涉及一种高效节能的自动控制式提升液体管路。

背景技术

毛细现象在一些线度小到足以与液体弯月面的曲率半径相比较的毛细管中发生的现象。毛细管中整个液体表面都将变得弯曲，液固分子间的相互作用可扩展到整个液体。日常生活中常见的毛细现象，如水因能润湿玻璃而会在细玻璃管中升高；目前生活中常用毛细现象对农作物进行灌溉，这种情况下毛细管的出液口的高度是低于进液口的高度，不需要外界动力进行维持，这样只可以将液体从高处送往低处，但是很少有相应的毛细现象产品可以通过毛细现象将低处的送至高处。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种高效节能的自动控制式提升液体管路，通过设计倒U型毛细管，可以使毛细管中的液体溢流出管口，并在一定高度设置溢出液体盛接和蓄存装置。这样就可以提高液体的势能，通过逐层累积的方式，不断提高液体势能，最终将液体从低处送往高处。

本发明提供的一种高效节能的自动控制式提升液体管路，包括竖直排布的多个管路单元，所述管路单元包括密闭容器和倒置放置的U形毛细管群组；所述毛细管群组的进液口位于所述密闭容器内，毛细管群组的出液口伸入上一级管路单元的密闭容器内，所述出液口上倾斜设置有毛细纤维块，本发明中的毛细纤维块由毛细纤维制作而成；两上下相邻的密闭容器通过节流阀连通；位于最底端的管路单元与空压机相连，本发明中下一级密闭容器通过节流阀与上一级密闭容器连通，达到节流效果，使得下一级压强大于上一级压强。直接达到顶部密闭容器，略高于(与每一级容器压强差相等)顶部容器外部大气压强。

图3中，当毛细纤维块中累积到饱和状态时，液体不能向毛细纤维顶部提升液体，因为毛细纤维块会在底部形成较大结构(相对液滴和毛细纤维细微结构)范围上的倾斜平面(倾斜角度为θ)，液体会在倾斜平面产生液面，并在重力作用下，向底部的最低处滑落。液体会在最低处形成持续流，向下面溢流而出。

图4中，液体在U形管毛细管中，因为毛细现象的作用，液面以凹形出现，产生向外的附加压强，使出口液面维持不缩回；在没有出现液面与插入的毛细纤维接触前，都能维持在液面O位置。

图5中，当出口处液面与插入的实体毛细纤维接触时，液体沿毛细纤维扩展，使液面变为凸形，在液面C处停止。

图6中，当出口液面液位凸形后，产生向里的附加压强，液面在向里的压强作用下，缩回液面；这时，吸附在毛细纤维顶部的液体形成球形并吸附在毛细纤维上，液滴向下滑落；在毛细纤维顶部球形面与出口液面之间产生空气隙，液面向毛细管内缩回，从液面A到液面B。

图7中，当液面在液面B处停止缩回，并重新形成凹形液面，产生向外的附加压强，使液面从液面B重新回到液面O处；此时，没有额外的力加入，只是固液接触面的表面张力产生的附加压强在做功。

图8中，出口液面在附加压强的作用下继续向外扩展，当液面与插入的毛细纤维接触时，液体沿毛细纤维扩展，使液面重新变为凸形。

图9中，出口液面变为凸形后，产生向内的附加压强，液体缩回液面，从液面A处缩回到液面B处；这时，毛细纤维顶部吸附的液体形成球形液滴，液滴向下滑落，毛细纤维顶部球形面与出口液面之间产生空气隙，液面向毛细管内缩回，从液面A重新回到液面B。

进一步地，所述毛细管群组包括并排贴合在一起的多个U形毛细管。

进一步地，所述毛细管群组的进液口位于本级密闭容器内的液面下方，毛细管群组的出液口伸入上一级的密闭容器内且位于上方的密闭容器的液面上方；毛细管群组可以将毛细管群组的进液口的液体抽到毛细管群组出液口。

进一步地，所述出液口上倾斜设置有毛细纤维块，毛细纤维块不断从管内吸出液体，液体因重力作用，积累到一定重量后，液体会从毛细纤维块中自然滴落成流，落入上一级蓄液池。