水利安全泄洪发电设备的制作方法

本发明涉及水利安全和排洪发电领域中的一种水利安全泄洪发电设备。

背景技术：

现在的水库基本上都没有泄洪阀，基本上都是采用溢流排洪，其方法是：在堤坝上开设一个排洪道，或者，在堤坝上开设一个泄洪孔。在堤坝上开设排洪道，由于在堤坝上开了排洪道，导致堤坝在洪水季节很容易被洪水冲垮。在堤坝上开设泄洪孔，由于洪水中有漂浮物，导致洪水中的漂浮物堵塞了泄洪孔，继而导致洪水翻越堤坝。同时，在堤坝上开设排洪道和排洪孔在排洪时不能够利用排洪的水的能量来发电。

技术实现要素：

本发明涉的目的是为了提供一种利用水库在泄洪排水时的能量来发电的设备及其方法。

为实现上述目的，本发明所述的水利安全泄洪发电设备主要包括环形浮体、浮力腔、内通孔、进水孔、内通管、出水孔、密封环槽、密封环、泄洪管、基座、水轮机、发电机。

所述的泄洪管的下部伸入基座的管式洞中固定，泄洪管下端的出水口与基座的管式洞相通，基座的管式洞与建造在水库底部的排洪发电管道连接或与建造在堤坝底部的排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与安装在堤坝底部的泄洪管道连接，排洪管道的出水口伸出堤坝外；水轮机和发电机安装在建造在堤坝内的底部的发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；在泄洪管的上面部分套装有环形浮体。在环形浮体的内通孔的内环面上有出水孔，在出水孔的上面和下面的内通孔的内环面上有密封环槽或在泄洪管上与出水孔对应的泄洪管的上面部分管面上至少有上下两道密封环槽，密封环槽内安装的密封环与泄洪管的上面部分的外表面配合而使环形浮体能够在泄洪管的上面部分上滑动、或密封环槽内安装的密封环与内通孔的内环面配合而使环形浮体能够在泄洪管的上面部分安装的密封环上滑动，并能够使环形浮体向上滑动时打开排洪发电通道、向下滑动时关闭排洪发电通道；在环形浮体随水位的升高而上浮时，在泄洪管上向上滑动，继而能够打开排洪发电通道；在环形浮体随水位下降而在泄洪管上向下滑动时，能够关闭排洪发电通道。

所述的泄洪管是直通管道，直通管道是空心的直管、上端是进水口、下端是出水口；密封环槽在环形浮体的内通孔上时，泄洪管的上面部分的管表面或固定在基座以上的部分的泄洪管的管表面是光滑的圆管形的外表面，光滑的圆管形的外表面与环形浮体的密封环槽内安装的密封环配合；密封环槽在泄洪管上时，泄洪管的上面部分的管表面上至少有两道密封环槽。

所述的环形浮体是圆环形的空腔体，环形浮体内的空腔体是浮力腔，环形浮体的内环面是内通孔，内通孔的内环面上有出水孔和密封环槽或内通孔的内环面上只有出水孔，内通孔的内环面上有出水孔和密封环槽时密封环槽在出水孔的上面和下面，内通孔的内环面上只有出水孔时内通孔的内环面是光滑的密封面；在环形浮体的下面一面或外面的下面部分有进水孔，在浮力腔内有连接进水孔和出水孔的内通管，内通管与进水孔和出水孔相通；所述的浮力腔是产生浮力腔体，浮力腔产生的浮力能够支撑环形浮体的重量、并能够使环形浮体浮在水面上时水面在环形浮体的上端面至出水孔上面的密封环之间。

所述的密封环槽是安装密封环的环形凹槽，在泄洪管的上面部分的管表面上或在内通孔的内环面上。

所述的密封环是具有弹性收缩功能和弹性膨胀功能的圆环形的密封体，密封体是密封圈或皮碗或钢性环体。

所述的基座是建造在水库底部的底座，建造成为有管式洞的中空座体；基座的管式洞的上面部分用于固定排洪管的下面部分，固定排洪管以外的部分的管式洞的用于排送水。

所述的发电仓是建造在堤坝底部的内部安装发电机和水轮机的室内空间，在发电仓内有与水轮机的进水口连接的排洪发电管道的一部分和与水轮机的出水口连接的排洪管道的一部分。

所述的水轮机是将需要排泄的洪水的能量转化为发电的动力的转化器。

建造时，将基座建造在水库的底部，将排洪发电管道建造在水库底部或堤坝底部，将排洪管道建造在堤坝底部、排洪管道的出水口伸出堤坝外，将发电仓建造在堤坝的底部的内部，将水轮机和发电机安装在发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；再将基座下端的管式洞与排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与排洪管道连接；最后，将排洪管的下端插入基座中间的管式洞中固定，然后将密封环安装在密封环槽内，再将环形浮体的内通孔和安装在密封环槽内的密封环套装在泄洪管的上面部分的光滑的圆管形的管表面，或者，将环形浮体的内通孔套装在安装在泄洪管的上面部分的密封环槽内的密封环上。

水库内蓄水后，当水库中的水面低于设定的蓄水位时，环形浮体的内通孔上的出水孔被泄洪管的上面部分遮挡而被在出水孔的上面和下面的密封环密封，断开了从进水孔进入泄洪管的排洪发电通道。当水库中的水面高于设定的蓄水位时，环形浮体上浮而在泄洪管的上面部分的光滑的圆管形的外表面上向上滑动，随着环形浮体的上浮，安装在出水孔上面的内环面的密封环槽内的密封环向上移出泄洪管的上端或出水孔上移而移出安装在泄洪管的上面部分的管表面的最上面的一道密封环槽内的密封环外，内通孔上的出水孔露出泄洪管的上端的进水口，水从进水孔进入内通孔后再经过出水孔进入泄洪管上端的进水口，而后从泄洪管进入基座内的管式洞中后经过排洪发电管道将水送入水轮机中推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电，从水轮机中排出的水从排洪管道中排出水库外。当水库中的水位随着排洪发电通道的打开而泄洪后，水位自然降低；水位降低后，环形浮体随着随着水位自然下降，当水位达到设定的安全水位时，内通孔上的出水孔随着环形浮体的下降而低于泄洪管的上端，泄洪管的上端伸入出水孔上面的密封环内或出水孔下降而进入泄洪管的上面部分安装的密封环之间；此时，内通孔上的出水孔被泄洪管的上面部分遮挡和被在出水孔的上面和下面的密封环密封，断开了从进水孔进入泄洪管的排洪发电通道，水轮机停止运转、发电机停止发电。

一种水利安全泄洪发电设备的制造方法，其特征在于：

泄洪管制造成为直通管道，直通管道制造成为空心的直管、上端制造成为进水口、下端制造成为出水口；密封环槽制造在环形浮体的内通孔上时，泄洪管的上面部分的表面或固定在基座以上的部分的泄洪管的管表面制造成为光滑的圆管形的外表面，光滑的圆管形的外表面与环形浮体的密封环槽内安装的密封环配合；密封环槽制造在泄洪管上时，泄洪管的上面部分的管表面上至少制造有两道密封环槽。

环形浮体制造成为圆环形的空腔体，环形浮体内的空腔体制造成为浮力腔，环形浮体的内环面制造成为内通孔，内通孔的内环面上制造有出水孔和密封环槽或内通孔的内环面上只制造有出水孔，内通孔的内环面上制造有出水孔和密封环槽时密封环槽在出水孔的上面和下面，内通孔的内环面上只制造有出水孔时内通孔的内环面是光滑的密封面；在环形浮体的下面一面或外面的下面部分制造有进水孔，在浮力腔内制造有连接进水孔和出水孔的内通管，内通管与进水孔和出水孔相通；所述的浮力腔制造成为产生浮力腔体。

所述的密封环槽制造成为安装密封环的环形凹槽，制造在泄洪管的上面部分的管表面上或制造在内通孔的内环面上。

所述的密封环采用具有弹性收缩功能和弹性膨胀功能的材料制造成为圆环形的密封体，密封体制造成为密封圈或皮碗或钢性环体。

基座制造成为建造在水库底部的底座，制造成为有管式洞的中空座体。

所述的泄洪管的下部伸入基座的管式洞中固定，泄洪管下端的出水口与基座的管式洞相通，基座的管式洞与建造在水库底部的排洪发电管道连接或与建造在堤坝底部的排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与安装在堤坝底部的泄洪管道连接，排洪管道的出水口伸出堤坝外；水轮机和发电机安装在建造在堤坝内的底部的发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；在泄洪管的上面部分套装有环形浮体。

所述的环形浮体是打开和关闭水利安全泄洪发电设备的排洪发电通道的滑动开关，利用环形浮体产生的浮力自动打开排洪发电通道、利用环形浮体的重力自动关闭排洪发电通道。

所述的进水孔和出水孔都低于正常蓄水的水面。

为了使洪水中半沉半浮的漂浮物不进入进水孔中堵塞环形浮体上的进水通道，在环形浮体的进水孔处固定有过滤网。

所述的水利安全泄洪发电设备在自动排洪时不需要能源带动，既环保、又安全。

本发明水利安全泄洪发电设备的结构紧凑合理、制造和使用方便，保护堤坝安全的能力强、自动化程度高、排洪时发电的效果好，合理地利用了水库排洪时的洪水的能量，在洪水低于警戒水位时自动关闭排洪发电的开关而保持水位。

附图说明

图1是水利安全泄洪发电设备关闭时的剖视结构的示意图。

图2是水利安全泄洪发电设备开启时的剖视结构的示意图。

图中所示：环形浮体1、内通管2、进水孔3、出水孔4、内通孔5、密封环6、泄洪管7、基座8。

具体实施方式

本发明水利安全泄洪发电设备主要包括环形浮体1、浮力腔、内通孔5、进水孔3、内通管2、出水孔4、密封环槽、密封环6、泄洪管7、基座8、水轮机、发电机。

所述的泄洪管7的下部伸入基座8的管式洞中固定，泄洪管7下端的出水口与基座8的管式洞相通，基座8的管式洞与建造在水库底部的排洪发电管道连接或与建造在堤坝底部的排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与安装在堤坝底部的泄洪管道连接，排洪管道的出水口伸出堤坝外；水轮机和发电机安装在建造在堤坝内的底部的发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；在泄洪管的上面部分套装有环形浮体。在环形浮体1的内通孔5的内环面上有出水孔4，在出水孔4的上面和下面的内通孔5的内环面上有密封环槽或在出水孔4的上面和下面的泄洪管7的上面部分管面上有密封环槽，密封环槽内安装的密封环6与泄洪管的上面部分的外表面配合而使环形浮体1能够在泄洪管7的上面部分上滑动、或密封环槽内安装的密封环6与内通孔5的内环面配合而使环形浮体1能够在泄洪管7的上面部分安装的密封环6上滑动，并能够使环形浮体向上滑动时打开排洪发电通道、向下滑动时关闭排洪发电通道；在环形浮体1随水位的升高而上浮时，在泄洪管7上向上滑动，继而能够打开排洪发电通道；在环形浮体1随水位下降而在泄洪管7上向下滑动时，能够关闭排洪发电通道。

泄洪管7制造成为直通管道，直通管道制造成为空心的直管、上端制造成为进水口、下端制造成为出水口；密封环槽制造在环形浮体1的内通孔5上时，泄洪管7的上面部分的表面或固定在基座8以上的部分的泄洪管7的管表面制造成为光滑的圆管形的外表面，光滑的圆管形的外表面与环形浮体1的密封环槽内安装的密封环6配合；密封环槽制造在泄洪管7上时，泄洪管7的上面部分的管表面上至少制造有两道密封环槽。

环形浮体1制造成为圆环形的空腔体，环形浮体1内的空腔体制造成为浮力腔，环形浮体1的内环面制造成为内通孔5，内通孔5的内环面上制造有出水孔4和密封环槽或内通孔5的内环面上只制造有出水孔4，内通孔5的内环面上制造有出水孔和密封环槽时密封环槽在出水孔4的上面和下面，内通孔5的内环面上只制造有出水孔时内通孔5的内环面是光滑的密封面；在环形浮体1的下面一面或外面的下面部分制造有进水孔3，在浮力腔内制造有连接进水孔3和出水孔4的内通管2，内通管2与进水孔3和出水孔4相通；所述的浮力腔制造成为产生浮力腔体。

所述的密封环槽制造成为安装密封环6的环形凹槽，制造在泄洪管7的上面部分的管表面上或制造在内通孔5的内环面上。

所述的密封环6采用具有弹性收缩功能和弹性膨胀功能的材料制造成为圆环形的密封体，密封体制造成为密封圈或皮碗或钢性环体。

基座8制造成为建造在水库底部的底座，制造成为有管式洞的中空座体；基座8的管式洞的上面部分用于固定排洪管7的下面部分，固定排洪管7以外的部分的管式洞的用于排送水。

所述的发电仓是建造在堤坝底部的内部安装发电机和水轮机的室内空间，在发电仓内有与水轮机的进水口连接的排洪发电管道的一部分和与水轮机的出水口连接的排洪管道的一部分。

所述的水轮机是将需要排泄的洪水的能量转化为发电的动力的转化器。

建造时，将基座建造在水库的底部，将排洪发电管道建造在水库底部或堤坝底部，将排洪管道建造在堤坝底部、排洪管道的出水口伸出堤坝外，将发电仓建造在堤坝的底部的内部，将水轮机和发电机安装在发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；再将基座下端的管式洞与排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与排洪管道连接；最后，将泄洪管7的下端插入基座8中间的管式洞中固定，然后将密封环安装在密封环槽内，再将环形浮体1的内通孔5和安装在密封环槽内的密封环6套装在泄洪管7的上面部分的光滑的圆管形的管表面，或者，将环形浮体1的内通孔5套装在安装在泄洪管7的上面部分的密封环槽内的密封环6上。

水库内蓄水后，当水库中的水面低于设定的蓄水位时，环形浮体1的内通孔5上的出水孔4被泄洪管7的上面部分遮挡而被在出水孔4的上面和下面的密封环6密封，断开了从进水孔3进入泄洪管7的排洪发电通道。当水库中的水面高于设定的蓄水位时，环形浮体1上浮而在泄洪管7的上面部分的光滑的圆管形的外表面上向上滑动，随着环形浮体1的上浮，安装在出水孔4上面的内环面的密封环槽内的密封环6向上移出泄洪管7的上端或出水孔4上移而移出安装在泄洪管7的上面部分的管表面的最上面的一道密封环槽内的密封环6外，内通孔5上的出水孔4露出泄洪管7的上端的进水口，水从进水孔3进入内通管2后再经过出水孔4进入泄洪管7上端的进水口，而后从泄洪管7进入基座8内的管式洞中后经过排洪发电管道将水送入水轮机中推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电，从水轮机中排出的水从排洪管道中排出水库外。当水库中的水位随着排洪发电通道的打开而泄洪后，水位自然降低；水位降低后，环形浮体1随着随着水位自然下降，当水位达到设定的安全水位时，内通孔5上的出水孔4随着环形浮体1的下降而低于泄洪管7的上端，泄洪管7的上端伸入出水孔4上面的密封环6内或出水孔4下降而进入泄洪管7的上面部分安装的密封环6之间；此时，内通孔5上的出水孔4被泄洪管7的上面部分遮挡和被在出水孔4的上面和下面的密封环6密封，断开了从进水孔3进入泄洪管7的排洪发电通道，水轮机停止运转、发电机停止发电。