[发明专利]一种闭环式机械流动水系统

说明书

一种闭环式机械流动水系统，属流体力学技术领域，包括环形水槽、一个或多个划水装置。环形水槽是闭环式的，环形水槽中的水在划水装置的作用下能循环流动。划水装置采用环形平板半圆周转动机构，用人力或电力驱动。环形平板半圆周转动机构包括主轴、转盘、环形平板叶片、牵引杆、定位杆和外壳。在动力的驱动下，环形平板叶片作半圆周运动向后划水，划水效率很高。所述闭环式机械流动水系统用来养鱼虾，或用于科学实验及科普教育，也可安装于公园供人们体验人工小溪的乐趣。

技术领域

一种闭环式机械流动水系统，属流体力学技术领域，尤其涉一种流动水系统。

背景技术

自然界的流动水系统有小溪、河流等，水的流动是靠高度差而实现的，将水的势能变为动能而流动的。传统的使水流动的装置有水泵、水车，它们的结构较复杂，效率也不够高。传统养鱼是采用水池、水塘，池塘中的水不会流动，容易缺氧，需安装增氧装置来及时补充氧份，且池塘中的水很容易腐臭。需要流动的水做科学实验时去河边不方便。

发明内容

本发明的目的是克服上述诸多现有技术的不足，发明一种效率较高的集科学性、趣味性、参与性和实用性为一体的闭环式机械流动水系统。

一种闭环式机械流动水系统，包括环形水槽、一个或多个划水装置。环形水槽的底部总体上是水平的，环形水槽中装有水。环形水槽是闭环式的，环形水槽中的水在划水装置的作用下能循环流动。划水装置安装于环形水槽中，划水装置的作用是划水，使水在环形水槽中流动，流水不腐。划水装置采用环形平板半圆周转动机构，用人力或电力驱动。采用人力驱动时，用脚踩的方式或手摇的方式驱动。采用电力驱动时，用工频交流电或电池的电供给电机带动环形平板半圆周转动机构运动。

上述环形平板半圆周转动机构的具体结构是：它包括主轴、转盘、环形平板叶片、牵引杆、定位杆和外壳。环形平板叶片包括两端的相同的弧形体和中段的两块相同的平板。外壳包括左侧板、底板和右侧板，左侧板和右侧板均纵向竖直布置，底板水平布置。定位杆处于外壳的前后方向的中部并安装于外壳的底板上靠近左侧板处，定位杆竖直布置，定位杆和左侧板之间的间隙能确保环形平板叶片在外壳内灵活地作半圆周运动。环形平板叶片套装在定位杆上，并位于外壳内部，环形平板叶片与外壳的底板垂直。转盘水平布置于平板形叶片的上方，转盘上安装有导轨、滑块和弹簧。滑块安装在导轨上。弹簧套装在导轨上，处于滑块的内侧。牵引杆的上端安装在滑块上，牵引杆竖直布置，牵引杆的下段插入环形平板叶片中。主轴安装在转盘的中心，主轴竖直布置于转盘的上方，并通过轴承安装在支架上。支架与环形水槽的外壁相连。

所述环形平板半圆周转动机构是这样工作的：起初，环形平板叶片处于纵向最前位置，即环形平板叶片的后端内壁紧贴定位杆的后缘，环形平板叶片的前端处于最前端，环形平板叶片的左侧面紧贴外壳的左侧板的右侧面，驱动所述环形平板半圆周转动机构的动力从主轴的上端输入，从上往下俯视所述环形平板半圆周转动机构，主轴带动转盘顺时针旋转，由于牵引杆插在环形平板叶片中，滑块带动牵引杆作半圆周运动，同时带动环形平板叶片在外壳内作半圆周运动，即环形平板叶片在纵向最前位置绕定位杆转动半周后到达纵向最后位置，然后直线前行至纵向最前位置，接下来环形平板叶片又绕定位杆顺时针转动半周，然后又直线前行至纵向最前位置，即回到了起初位置。接下来周期性地继续重复上述过程。这样，环形平板叶片会连续不断地将前方的水引进外壳内然后划向后方，使水在环形水槽中循环流动。运动过程中，环形平板叶片在前面与左侧板之间快速打开而在后面与左侧板之间快速合上，产生了类似昆虫的“急张”和“相扑”运动效果，而且由于外壳和转盘的束缚，环形平板叶片在外壳内运动还产生了镜面效果，划水的效率很高，且结构简单，制作成本低。

为减少环形平板叶片在外壳中运动时环形平板叶片的底部与外壳的底板的上表面之间的摩擦，环形平板叶片的底部镶有减摩滚珠，或者在定位杆上套一个耐磨平垫片，耐磨平垫片位于外壳的底板的上表面上并垫于环形平板叶片的底部；环形平板叶片的密度在1000~1300kg/m³之间。