專利名稱：腳踏潛水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型發(fā)明“腳踏潛水泵”是能用于深井中的腳踏水泵。
已申請(qǐng)兩項(xiàng)專利(申請(qǐng)?zhí)?8207246.3和88214194.5)的腳踏水泵不能潛入井下在深井中使用。已有一項(xiàng)將壓水機(jī)頭潛入井水里的發(fā)明，其揚(yáng)程在15米以上，但沒有吸程；隨井深增加其活塞桿加長(zhǎng)，重量加大在向上提水時(shí)要克服活塞桿的重量而消耗大量功，操作非常費(fèi)力。為彌補(bǔ)上述已有技術(shù)的缺陷，本腳踏潛水泵以其緊湊適于潛入井下的雙缸泵體，及兩傳力桿的重力平衡裝置(2)組成的腳踏驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，雖然在二十至三十米深的井中應(yīng)用，而操作者可方便省力地在地面上實(shí)現(xiàn)腳踏泵水。
該腳踏潛水泵是在原雙缸腳踏水泵(申請(qǐng)?zhí)?8214194.5)改變其揚(yáng)水閥腔位置(16)使之適于潛入井下，然后在其兩活塞桿上接兩根“傳力桿”(7)并同時(shí)將揚(yáng)水管道接長(zhǎng)。為消除較長(zhǎng)“傳力桿”受力時(shí)的“撓度”，需加裝滾動(dòng)式導(dǎo)向裝置(13)，將其卡裝在揚(yáng)水管管道上，使兩根“傳力桿”附著在揚(yáng)水管道兩側(cè)成對(duì)稱。就借助上述接長(zhǎng)的揚(yáng)水管道(8)和傳力桿(7)將泵體(17)潛入井下。在揚(yáng)水管道和傳力桿出井口(地面)處是井蓋(6)，蓋上有孔供揚(yáng)水管和兩根“傳力桿”穿過(guò)，并確?！皞髁U”能垂直運(yùn)動(dòng)。泵體下部“入水口”接吸水管(18)，其下端為“吸水頭”(19)插入水中。
在井蓋(地面)上，由腳踏杠桿機(jī)構(gòu)支架(23)上的卡子(10)(33)將支架夾裝在揚(yáng)水管道上，并固定在井蓋上。腳踏杠桿為雙杠桿，用以撥動(dòng)兩根“傳力桿”(7)上下運(yùn)動(dòng)。杠桿一端(短臂端)為定點(diǎn)(4)有園孔，孔內(nèi)鑲軸套，套裝固定在支架上的固定軸(27)的兩端成固定鉸鏈聯(lián)接。調(diào)整該定點(diǎn)在支架上不同位置軸上的裝接，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整杠桿的力矩。
兩根“傳力桿”出地面的上部有較粗的一段，其上有長(zhǎng)孔，孔內(nèi)裝兩套滾珠軸承(21)。將兩根腳踏杠桿分別從兩根“傳力桿”上該孔中的兩套滾珠軸承(21)之間穿過(guò)，從而構(gòu)成撥動(dòng)“傳力桿”上下運(yùn)動(dòng)的“滾動(dòng)支點(diǎn)”(20)。杠桿的另一端“長(zhǎng)臂端”做成腳踏板(12)。
將兩套“傳力桿”和“腳踏杠桿”及活塞的重量，加在一個(gè)“重力平衡裝置”的兩端，成為近似“天砰”上兩套相等的法碼，成平衡狀態(tài)。這樣，其中一只腳踏板被踏下移時(shí)，通過(guò)杠桿借助“滾動(dòng)支點(diǎn)”(20)撥動(dòng)相應(yīng)的“傳力桿”向下運(yùn)動(dòng)。而另一套“傳力桿”和腳踏杠桿”則上移，即相似平衡中的“天砰”一頭被壓下，另一頭必然抬高一樣。再將已抬高的踏板壓下則另一頭被壓下的踏板又升高。這樣操作者雙腳輪番下踏兩只腳踏板，通過(guò)杠桿“撥動(dòng)”兩套“傳力桿”驅(qū)動(dòng)兩套活塞此下彼上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)活塞式泵水。
由于采用上述“重力平衡裝置” ，操作者在腳踏驅(qū)動(dòng)泵水時(shí)，幾乎不受較長(zhǎng)“傳力桿”重量的影響，從而達(dá)到在深井中驅(qū)動(dòng)“傳力桿”帶動(dòng)活塞泵水省力之目的。以下詳述典型實(shí)施方案。
腳踏杠桿機(jī)構(gòu)支架(見圖9、10、11)(23)主要由“半園管形抱箍(26)，“固定軸”(27)帶孔的兩塊“平行矩形條鐵(3)，和相連接的筋及供裝“平衡大滑輪”的短軸(1)組成，材質(zhì)為普通鋼。
“半園管形抱箍”(26)為管的一半，其半園弧內(nèi)徑稍大于揚(yáng)水管外徑，兩端有半園形卡子(10)以便用螺栓鎖緊夾裝在揚(yáng)水管道(8)上。“半園管形抱箍”下部用兩根筋聯(lián)接一根“固定軸”(27)，該軸水平安置，此軸與“傳力桿”上“滾動(dòng)支點(diǎn)”的距離為杠桿的“定點(diǎn)”與“滾動(dòng)支點(diǎn)”的最大距離。在此軸向“半園管形抱箍”一側(cè)水平申出兩條平行的矩形條鐵(3)，其上對(duì)應(yīng)有數(shù)對(duì)孔，可在每對(duì)孔中穿入和上述“固定軸”相同的軸，并相互平行。以便在此數(shù)對(duì)孔中不同孔穿軸；調(diào)換腳踏杠桿定點(diǎn)在不同穿軸的裝接位置，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整杠桿支點(diǎn)的距離。兩平行鐵端頭由一根筋聯(lián)接，從此根筋中央由一根筋與半園管形抱箍聯(lián)接。在“半園管形抱箍”上端焊一根帶臺(tái)的短軸(1)，其上可裝一個(gè)中心孔內(nèi)裝滾動(dòng)軸承的大滑輪，下稱“平衡大滑輪”(2)。將兩套“傳力桿”和腳踏杠桿”(11)通過(guò)一條鋼絲繩(5)吊在“平衡大滑輪”上，即可實(shí)現(xiàn)兩套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重力平衡，此裝置也可采用鏈輪鏈條或齒輪齒條等裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，其“平衡效果”大致相同。
兩根“傳力桿”和兩缸筒中心線距離等于“平衡大滑輪”(2)的直徑，可取220至260毫米，也等于兩腳踏杠桿中心線相平行的平行距，是人體、雙腳的中心距。
當(dāng)操作者雙腳踏在腳踏板上，在其便于扶抓的位置，裝一個(gè)鋼管制作的丁字形扶手(9)。丁字形的勾端有卡子用以?shī)A在揚(yáng)水管道上，并可調(diào)高低。
“傳力桿”用φ12至φ20冷軋鋼，揚(yáng)水管和吸水管用φ25至φ50鋼管，為了便于運(yùn)輸和安裝可做成多節(jié)，端頭套絲以便用管接頭聯(lián)接?！皞髁U”下端接活塞桿；上部較粗的一小段長(zhǎng)120毫米直徑φ30毫米。此段有長(zhǎng)孔，長(zhǎng)100毫米，寬16毫米，孔壁有兩個(gè)徑向φ12孔供穿φ12小軸，用于裝兩套203軸承(21)使兩軸承間剛好穿過(guò)腳踏杠桿作為杠桿的“滾動(dòng)支點(diǎn)”。該粗段上下細(xì)徑與“傳力桿”直徑相同，并設(shè)上下兩小導(dǎo)向孔。借助此直徑變化的徑向臺(tái)和上下導(dǎo)向孔(28)限制“傳力桿”被撥動(dòng)的距離，并使此距離等于活塞在泵體中的行程。
“傳力桿”的導(dǎo)向裝置(13)為兩個(gè)園盤狀鋼板，中心有孔供“傳力桿”穿過(guò)，孔四周為四個(gè)裝在可調(diào)支架上的滾珠軸承，可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)滾珠軸承對(duì)傳力桿導(dǎo)向的徑向位置。兩盤狀鋼板間有管卡子相聯(lián)，并用卡子夾裝在揚(yáng)水管道上。
腳踏潛水泵采用雙缸泵體(見圖4、5、6，原理見申請(qǐng)?zhí)?8214194.5)其上端“出水口”有管螺紋，用以接揚(yáng)水管道，泵體下端“入水口”管螺紋接吸水管，吸水管下端有多孔起濾水作用的吸水頭(19)。各管道接口要嚴(yán)密確保不漏氣。為便于潛入井下，將泵體(申請(qǐng)?zhí)?8214194.5)的揚(yáng)水閥腔位置改變成為使兩揚(yáng)水閥腔(16)，兩缸筒，上下三通以穿過(guò)出入水口的同一條垂線為軸的全對(duì)稱結(jié)構(gòu)見(圖4、5、6)?？s短了吸揚(yáng)水通道減小了水流阻力。
在組合活塞的橡膠密封園片(見圖7、8)靠近缸筒壁的部位做有環(huán)狀空腔(29)，根據(jù)其橡膠材質(zhì)不同形成的抗張力大小適當(dāng)充氣。當(dāng)此密封片(圖7)四周與缸筒之間磨損增大時(shí)，則充氣壓力下變形越大，以此變形來(lái)填補(bǔ)活塞與缸筒之前被磨損的間隙，延長(zhǎng)了活塞的使用壽命。
在井筒中，結(jié)凍線以下的揚(yáng)水管道上，有微孔φ5并加節(jié)門接管(流塑管φ8)將水導(dǎo)流至兩套活塞上方的缸筒里，開上述節(jié)門，結(jié)凍線以上揚(yáng)水管道中的水即可被引流到活塞上部缸筒里，實(shí)現(xiàn)了冬季防凍自動(dòng)回水。在開始工作時(shí)向揚(yáng)水管中灌水可實(shí)現(xiàn)對(duì)干活塞增加密封而補(bǔ)水。此套裝置為微孔防凍兼泵體補(bǔ)水裝置(15)。
由于采用上述結(jié)構(gòu)，其工作原理如下(見原理圖12)當(dāng)操作者右腳下踏腳踏板(12)時(shí)，使右腳踏杠桿(11)圍繞定點(diǎn)(4)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則撥動(dòng)右傳力桿上的“滾動(dòng)支點(diǎn)”使右“傳力桿”下移，推動(dòng)右活塞下行，使右缸內(nèi)下部水受壓，吸水閥(25)關(guān)閉，水只能將揚(yáng)水閥(30)頂開進(jìn)入揚(yáng)水管道而被揚(yáng)出地面。與此同時(shí)，拴在右杠桿上的鋼絲繩(5)被下拉經(jīng)過(guò)平衡大滑輪導(dǎo)向后將左腳踏杠桿(11)向上拉，使其圍繞左杠桿“定點(diǎn)”逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則實(shí)現(xiàn)撥動(dòng)左傳力桿上的“滾動(dòng)支點(diǎn)”(21)使左“傳力桿”上移，帶動(dòng)左活塞上行，使左缸筒內(nèi)活塞下部產(chǎn)生真空吸力，將左揚(yáng)水閥(30)關(guān)閉，左吸水閥(25)被打開，水通過(guò)吸水管被吸入缸內(nèi)。當(dāng)右踏板被踏至最低點(diǎn)時(shí)，右缸內(nèi)活塞行至下死點(diǎn)，與此同時(shí)通過(guò)鋼絲繩和大滑輪導(dǎo)向?qū)⒆蟾軛U(11)拉至最高點(diǎn)，撥動(dòng)左傳力桿帶動(dòng)左活塞(24)行至上死點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了一次吸(左缸)和揚(yáng)水(右缸)行程。
當(dāng)操作者下踏已升高的左踏板時(shí)，同理再次實(shí)現(xiàn)右缸吸水和左缸揚(yáng)水行程。這樣，操作者雙腳輪番下踏兩腳踏板，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)活塞式泵水。
原理圖12中，箭頭表示操作者右腳下踏時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向，和各滾輪的轉(zhuǎn)向及泵體中水流的方向，當(dāng)其左腳下踏時(shí)則上述運(yùn)動(dòng)方向相反。
優(yōu)點(diǎn)1.該腳踏潛水泵，采用腳踏杠桿驅(qū)動(dòng)“傳力桿”并實(shí)現(xiàn)其重力平衡的腳踏驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，較為理想地解決了用在深井中的腳踏水泵的驅(qū)動(dòng)裝置。
2.在水位不深的井中應(yīng)用腳踏潛水泵，由于能下潛泵體，可實(shí)現(xiàn)合理分配吸程和揚(yáng)程高度，消除了吸程和揚(yáng)程高度不均而造成的偏高水壓而引起的泄露。
(吸程或揚(yáng)程偏大，必然造成泵體中水壓過(guò)大，而水壓和活塞泄漏(串水)近似成正比，若保證高水壓下活塞泵水不泄漏，需增大活塞的密封－－即加大活塞密封片的過(guò)盈；因此勢(shì)必增加活塞與缸筒之間的摩擦力而造成泵水費(fèi)力。在一定水位高度條件下，泵水壓強(qiáng)是常數(shù)。應(yīng)用腳踏潛水泵可使泵體下潛，將吸程和揚(yáng)程分成各為泵水高度的一半，消除了吸程或揚(yáng)程偏高而引起的水壓偏大而造成的泄漏；避免了為防止泄漏而加大活塞密封片的過(guò)盈而引起的摩擦，從而使泵水省力)。
3.微孔泄水防凍裝置可實(shí)現(xiàn)在我國(guó)北方應(yīng)用時(shí)防凍自動(dòng)回水，在開始泵水時(shí)可在地面上向潛入井下的“干活塞”方便地進(jìn)行密封補(bǔ)水。
4.活塞的橡膠密封片帶環(huán)狀空腔充氣，使其密封壽命加長(zhǎng)，減小泵水中的泄露。


(注同序號(hào)為同部件)圖1為腳踏潛水泵側(cè)視圖。
其中(1)－短軸，(2)－平衡大滑輪，(3)－平行矩形條鐵，(4)－定點(diǎn)，(5)－鋼絲繩，(6)－井蓋，(7)－傳力桿，(8)－揚(yáng)水管道，(9)－扶手，(10)－卡子，(11)－腳踏杠桿，(12)－腳踏板，(13)－導(dǎo)向裝置，(14)－卡子，(15)－微孔防凍放水兼泵體補(bǔ)水裝置，(16)兩揚(yáng)水閥腔，(17)－缸筒(泵體)，(18)－吸水管，(19)－吸水頭。
圖2為腳踏潛水泵主剖視圖。
其中(20)－杠桿滾動(dòng)支點(diǎn)，(21)－長(zhǎng)孔中滾動(dòng)軸承，(23)－腳踏杠桿機(jī)構(gòu)支架，(24)－組合活塞，(25)－吸水閥，(26)－半園管形抱箍，(27)－支架上固定軸，(28)－導(dǎo)向孔，(29)－橡膠密封片環(huán)狀充氣空腔。
權(quán)利要求1.一種腳踏潛水泵，由泵體，吸水管，揚(yáng)水管所組成，其特征在于還有腳踏杠桿機(jī)構(gòu)，傳力桿，傳力桿重力平衡裝置，傳力桿導(dǎo)向裝置，潛入井下的泵體，活塞充氣密封橡膠片，以及微孔放水防凍兼泵體補(bǔ)水裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的腳踏潛水泵，其特征在于腳踏杠桿機(jī)構(gòu)有滾動(dòng)摩擦的“滾動(dòng)式支點(diǎn)”，可調(diào)力矩的腳踏杠桿機(jī)構(gòu)。
3.按權(quán)利要求1所述的腳踏潛水泵其特征在于傳力桿有滾動(dòng)摩擦的可調(diào)定心的導(dǎo)向裝置。
4.按權(quán)利要求1所述的腳踏潛水泵，其特征在于，潛入井下的泵體是雙缸泵體的兩缸筒，兩揚(yáng)水閥腔以穿過(guò)“入水口”和“出水口”中心的垂線為軸的全對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
專利摘要腳踏潛水泵主要由潛入井下的“泵體”，吸水管，揚(yáng)水管和傳力桿以及裝在地面上的腳踏杠桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。該腳踏潛水泵采用雙腳踏式的驅(qū)動(dòng)方式為動(dòng)力，可將井下20-25米深的地下水泵出地面。兩套以“傳力桿”為主的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的平衡，消除了應(yīng)用在深井中較長(zhǎng)“傳力桿”自重對(duì)驅(qū)動(dòng)泵水的影響，使腳踏泵水輕便，是水位較深地區(qū)家用自來(lái)水供水和院庭內(nèi)小菜園灌溉的理想設(shè)備。
文檔編號(hào)F04B9/00GK2056703SQ8920197
公開日1990年5月2日 申請(qǐng)日期1989年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月24日
發(fā)明者李冬雪 申請(qǐng)人:李冬雪