相信很多人從小就聽(tīng)說(shuō)過(guò)這樣一句話,“人往高處走,水往低處流”,從此不管這句話對(duì)不對(duì),明不明白是什么意思,但這句話在人們腦海里已經(jīng)是根深蒂固的存在著。
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水為什么是往低處流的,這很多人的疑問(wèn),其實(shí)這是個(gè)物理知識(shí),物體能夠運(yùn)動(dòng)都是受到了外力的作用,而運(yùn)動(dòng)的方向就是向它施加最大力的方向,水在地球上會(huì)受到很多不同大小力的作用,而受到地球向下的引力是最大的,因此水就是向下流動(dòng)的。
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而要是說(shuō)水能往高處流,那你肯定在想,一定是借助什么機(jī)器或者是人力的幫助而實(shí)現(xiàn)的,像以油或者電作為動(dòng)力的抽水機(jī)就可以,不然是不可能實(shí)現(xiàn)的,但確實(shí)有這么一個(gè)利用簡(jiǎn)易的裝置,不借用機(jī)器或者人力就能實(shí)現(xiàn)將低處的水提升送到高處去,這就是水錘泵。
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水錘泵是一種以流動(dòng)的水作為沖擊動(dòng)力,從而產(chǎn)生水錘效應(yīng),將低處的水提升到高處的提水裝置,是一種將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能的簡(jiǎn)單機(jī)械,水錘泵主要用于山區(qū),丘陵以及平原河流或水庫(kù)周?chē)墓喔?,養(yǎng)殖以及飲用水等。 / \$ O; f+ V6 o
水錘泵的最大優(yōu)點(diǎn)就是,不需要消耗電力等任何能源,而且水錘泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,就是由進(jìn)出水口,壓力罐,泵體,輸水閥以及泄水閥這幾部分組成的。
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3 M" J- V2 k9 y) H& M/ F利用落差流動(dòng)的水流突然受阻后,水流的慣性產(chǎn)生水錘效應(yīng),產(chǎn)生比正常壓力高很多倍的水流沖擊力。
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利用這種壓力產(chǎn)生的能量,可以自動(dòng)將水輸送到20-100倍于進(jìn)水落差的高處,最大的提升高度能達(dá)到300米,只要有一定落差的流動(dòng)的水流,水錘泵就不需要任何的輔助機(jī)械,而實(shí)現(xiàn)從低處往高處持續(xù)穩(wěn)定的提水,非常的經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保。
1 b# @/ w# L! f8 T' V! j1 ~# r% V 水錘泵的發(fā)展
7 x8 z. H9 N8 k9 Q) N* z9 A2 U水是人類(lèi)賴(lài)以生存的源泉,也是萬(wàn)物之本,但是受制于地勢(shì)和環(huán)境的限制,不能充分地利用這種重要的資源。 - c+ Q6 |* i, l+ @. O3 J
為了利用水資源,人類(lèi)很早就開(kāi)始利用流水,人力以及畜力提供的動(dòng)力來(lái)將水從低處提升到高處,但是由于設(shè)備和提供的動(dòng)力有限所以效率不高,后來(lái)又發(fā)明了效率更高的抽水泵,但是這些機(jī)械設(shè)備需要使用能源才能驅(qū)動(dòng)其不斷的運(yùn)行。
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在1772年,有個(gè)英國(guó)人約翰(John Whitehurst)發(fā)明了一種簡(jiǎn)易的手動(dòng)水錘泵。
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1796年,法國(guó)人約瑟夫邁克爾兄弟,在原來(lái)約翰所發(fā)明的水錘泵的基礎(chǔ)上又增加了一個(gè)閥門(mén),使得這種新的水錘泵實(shí)現(xiàn)了持續(xù)不斷自動(dòng)供水。 ! ~! O- _% K6 L b9 f+ N1 ]8 v
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1 l, ^/ }2 p- M A1809年,在美國(guó)頒發(fā)了第一個(gè)水錘泵的專(zhuān)利,并開(kāi)始在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。
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水錘泵這種簡(jiǎn)單便宜的提水裝置也被稱(chēng)為人力歷史上最重要的發(fā)明之一,一百多年來(lái)經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化改進(jìn),水錘泵使用成本低的特點(diǎn),已經(jīng)成為部分行業(yè)最重要的提水裝置。 ' e( B) ^# T ~# b9 l
水錘現(xiàn)象
_; M8 G/ p- C- Z( v5 w說(shuō)到水錘現(xiàn)象你或許沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò),但你也許曾經(jīng)感受過(guò),那就是有時(shí)候你關(guān)閉水龍頭閥門(mén)后,整個(gè)水管就會(huì)震動(dòng)起來(lái),水管內(nèi)也會(huì)有水的咚咚響聲,而且這個(gè)震動(dòng)有時(shí)還會(huì)隨著水管傳遞到建筑物中,這種現(xiàn)象用塑料水管時(shí)更為明顯,其實(shí)這就是水錘現(xiàn)象。 1 ? F J) K2 \6 @- c
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水在壓力管路中受慣性會(huì)持續(xù)快速的向前流動(dòng),當(dāng)關(guān)閉閥門(mén)后水流就會(huì)被截?cái)?,使水的流速突然發(fā)生變化,就會(huì)造成水管內(nèi)的壓力突然增大并會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊力,這種沖擊力就是水錘的由來(lái),相反關(guān)閉的閥門(mén)突然打開(kāi)后同樣也會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象,這種水力現(xiàn)象被稱(chēng)為水擊或水錘。
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這種水錘現(xiàn)象由于沖擊力很大,如果壓強(qiáng)過(guò)高就會(huì)對(duì)水管造成很大的傷害,長(zhǎng)時(shí)間的水錘現(xiàn)象會(huì)造成水管或閥門(mén)的損壞,為了減小水錘現(xiàn)象對(duì)管道的損壞,在管路中就需要安裝一些緩沖設(shè)備。 7 a/ a3 U! F0 T2 D3 s4 n
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2 O1 m" p, F% D( q7 L水錘泵的工作原理" P, |: T; t. [! d3 ^3 O! Y4 W
我們知道水錘有很大的沖擊力,所以人們就利用了水錘這種自然現(xiàn)象,制造出了可自動(dòng)泵水的水力機(jī)械水錘泵。 7 }4 `" ]% L7 Q$ j
水錘泵利用流水的動(dòng)力讓泄水閥與揚(yáng)水閥周期性的開(kāi)關(guān),從而產(chǎn)生水錘壓力把水從低處提升到高處。 . R% ?: i4 x' f; B
水錘泵的原理是利用水在流動(dòng)中突然受阻后,產(chǎn)生比正常壓力高十倍以上的瞬間水錘壓力實(shí)現(xiàn)提水。 ! X( H7 ? S# a5 Y
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% L2 e; G7 \8 j ?+ a: k) O: S0 a水錘閥在工作前,泄水閥在彈簧的作用下處于開(kāi)啟狀態(tài),輸水閥的彈簧在自身重力的作用下處于關(guān)閉狀態(tài),當(dāng)打開(kāi)水錘泵時(shí),水從高處由進(jìn)水管經(jīng)過(guò)打開(kāi)的泄水閥向外流出,當(dāng)泵體內(nèi)水量增加,泄水閥內(nèi)側(cè)的壓力就會(huì)增加到大于泄水閥彈簧壓力時(shí),水會(huì)推動(dòng)泄水閥關(guān)閉,就會(huì)發(fā)生水錘現(xiàn)象。 此時(shí)水錘泵內(nèi)的壓力會(huì)快速增加,輸水閥就會(huì)打開(kāi),部分水被壓入到壓力罐中,當(dāng)壓力罐內(nèi)的水壓強(qiáng)增加到大于揚(yáng)水管內(nèi)的壓力時(shí),水就會(huì)從出水口流出來(lái)。 0 V# Z+ [ Y0 G) z0 B: c8 D' T: `
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泄水閥的壓力下降后在彈簧和負(fù)壓的作用下又會(huì)重新打開(kāi),輸水閥在自重和彈簧壓力以及空氣室內(nèi)水壓力的固體作用下重新關(guān)閉,在水流的作用下上述動(dòng)作自動(dòng)重復(fù)運(yùn)行。 . g7 [9 P" A) B$ f& |( Z
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隨著人類(lèi)越來(lái)越重視低碳環(huán)保的今天,水錘泵這種具有低碳環(huán)保,節(jié)省能源的提水設(shè)備將發(fā)揮巨大的作用,水錘泵可以充分利用水資源,更深一步發(fā)展甚至可以用作小型水力發(fā)電,為低碳經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)做貢獻(xiàn)。
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