一种水利挡水闸门发电装置的制作方法

本发明属于水利工程和新能源发电领域，具体涉及一种水利挡水闸门发电装置。

背景技术：

在中国环境污染日益严重的今天，新能源的开发愈加重要，水利和风力发电均是利用水或风的流动从而将动能传动给转动叶片，通过转动叶片的转动将能量传送给发电机组，从而产生电能。

在中国众多的大大小小的水利工程中，挡水闸门是必需要设置的一种部件，通过挡水闸门的开闭，实现蓄水和泄洪的操作，目前的挡水闸门仅仅只有这一种作用，由于挡水闸门常年承受一侧较高的压力，从而容易造成挡水闸门的变形从而影响侧部密封，造成漏水。并且当挡水闸门升起的时候（尤其有时候需要少量放水的时候需要升起一半的挡水闸门），下部流水对挡水闸门下端的剪切应力非常集中，从而容易造成挡水闸门下侧的弯曲。

由于水的涡流效应，在挡水闸门一侧常年都会集中很多漂浮物，漂浮物不仅造成水质的污染、影响景观，同时还会随着水流的冲击进而对挡水闸门进行重复冲击，降低挡水闸门的疲劳强度。现有采用的方式是人工捞取，但是这种操作不但耗费大量的人力，而且还会造成生产事故。

技术实现要素：

本发明通过提出一种水利挡水闸门发电装置。

具体通过如下技术手段实现：

一种水利挡水闸门发电装置，包括第一闸门、第二闸门、第三闸门、叶轮装置、发电机组、污水处理装置、控制装置以及漂浮物收集装置。

所述第一闸门包括外板和内板，所述外板能够沿着内板向上滑动，所述内板为多孔设置，所述第一闸门的所述内板设置有第一滑块，所述第二闸门一侧设置有第一滑轨，与所述第一滑块配合，所述第二闸门的另一侧设置有第二滑块，所述第三闸门一侧设置有第二滑轨，与所述第二滑块配合，所述第三闸门的另一侧上部设置有所述发电机组，下部设置有所述污水处理装置。

所述第三闸门的高度大于所述第一闸门的高度，并且也大于所述第二闸门的高度。

所述叶轮装置包括设置在所述第三闸门下侧的水利叶轮和设置在所述第三闸门顶端的风力叶轮，所述水利叶轮和所述风力叶轮都通过链条与所述发电机组的输入轴连接。

所述发电机组包括发电机和蓄电池。

所述污水处理装置横向垂直设置于所述第三闸门上，并设置在所述发电机组下端，包括石英砂过滤盒、活性炭过滤盒、紫外线消毒部件和储水部件，所述污水处理装置在石英砂过滤盒与所述第三闸门接触的部位设置有污水处理装置开口，所述污水处理装置开口能够通过控制装置的控制实现开闭操作。

所述漂浮物收集装置设置于所述第三闸门挡水的一侧，包括两侧伸长臂和架设于两侧伸长臂之间的软网，所述两侧伸长臂在靠近第三闸门的一端设置有转动块，所述转动块能够在所述第二滑轨上下滑动，并且能够转动所述两侧伸长臂。

所述控制装置用于控制第一闸门和第二闸门的上升和下降、第一闸门外板的上升和下降，污水处理装置开口的开闭，漂浮物收集装置的转动和滑动。

作为优选，所述第一闸门的外板上设置有第三滑块，所述内板与所述外板相对的一侧设置有与第三滑块配合的第三滑轨，所述外板能够沿着内板向上滑动。

作为优选，所述第一闸门的所述外板顶端设置有与所述第二闸门顶端连接的卡扣。

作为优选，所述水利叶轮为3~8个，设置在第三闸门底端并通过长度调节杆伸出到第三闸门下部外侧，在所述第三闸门上还设置有两个中间轴，所述中间轴外部设有带有链齿的轴承，通过链条分别与水利叶轮和发电机组的输入轴相连。

作为优选，所述风力叶轮为2~5个。

作为优选，所述转动块能够转动所述两侧伸长臂，转动的角度为与水平方向呈-15°~20°。

作为优选，所述石英砂过滤盒的内部装有石英砂水处理滤料，所述石英砂水处理滤料为石英砂颗粒和高岭石粘土形成的多孔泥球，所述多孔泥球的粒径为1~3mm。

作为优选，所述活性炭过滤盒设置于所述石英砂过滤盒的一侧，内部顶端设置有搅拌叶片，在搅拌叶片下端设置有多个横向的活性炭处理盒，所述活性炭处理盒外壳为多孔结构，内部装设有活性炭复合颗粒，所述活性炭复合颗粒为活性炭、淀粉和聚丙烯酸钠混合形成的多孔球状颗粒。

作为优选，所述紫外线消毒部件内部设置有紫外线发生装置，通过发生的紫外线对内部的水进行消毒操作，所述储水部件用于储存经过过滤和消毒之后的饮用水。

所述蓄电池用于给整个装置各个部件供电。

本发明的效果在于：

1，通过设置三个闸门，使得可以根据水位的高低和需要放水量而选择升起一个闸门或两个闸门。如果需要连最上面的闸门（第三闸门）也要升起的时候，则三个闸门（包括在闸门上的附属物）整体提升。通过将最下面的第一闸门设置成外板和内板，并将内板设置为多孔状，可以在需要小量放水的时候，仅打开外板，而水通过内板上的多个通孔而进行放水，从而水的压力均匀分散在第一闸门的内板上，避免了只打开一半闸门放水时，流水对闸门下部形成横向切力导致闸门斜向变形，通孔还可以形成一定的城市景观。

2，由于第三闸门是三个闸门中最高的，通过设置第三闸门顶端的风力发电叶片，可以在任意时刻都实现少量的风力发电，同时配合设置在第三闸门下端的水利发电叶片，发出的电量能够供本装置各个部件使用。当部分闸门升起的时候下端的水流速度一般会比较大，因此在第三闸门下端设置有水利发电叶片可以抵消一部分流水的动能，即能避免流水对闸门下侧的冲击，又能将该动能转化为电能，一举两得。

通过在第三闸门上横向设置有污水处理装置，当所有闸门降下的时候，可以打开污水处理装置开口，该开口将闸门左侧的河（江）水与右侧的污水处理装置连通，并且由于左侧的水具有较大的压力，因此会直接带有很大动能的情况下冲入右侧的石英砂过滤盒，无需像常规污水处理装置需要再增加水泵来进行抽水增加压力的操作。在活性炭过滤箱顶端设置搅拌叶片，将进入到活性炭过滤箱的处理水再次混匀后再进行多层的活性炭过滤，在经过活性炭过滤盒过滤之后的水基本上可以达到较高的纯净度，再经过紫外线消毒杀除水中残留的细菌和极少量的微生物后就可以在储存箱中储存而供水利工程工作的人员或野外作业的其他人员直接饮用了。并且通过设置在第三闸门上的开口可以缓解水压对第三闸门的冲击，同时还可以得到纯净的饮用水。

3，通过设置漂浮物收集装置，可以对水上漂浮物进行收集。仅仅通过上下滑动转动块，使得整个收集装置向下运动或向上运动，同时结合转动转动块使得伸长臂带动的软网先深入水面，然后再转动转动块使得远离第三闸门的一端向上翘起必要时结合向上滑动转动块，使得漂浮物都收集到软网靠近第三闸门的位置，非常便于人工收集，基本上不用耗费太多的人力。而由于整个水面的漂浮物基本上都集中于第三闸门水面上这一部分，因此通过该漂浮物收集装置就能尽可能完全的将水上漂浮物进行清除。

附图说明

图1为本发明水利挡水闸门发电装置挡水时（外板升起）侧视的结构示意图。

图2为本发明水利挡水闸门发电装置挡水时（外板降下）侧视的结构示意图。

图3为本发明漂浮物收集装置俯视的结构示意图。

其中：11-外板，12-多孔设置的内板，13-第一滑块，2-第二闸门，21-第一滑轨，22-第二滑块，3-第三闸门，31-第二滑轨，41-水利叶轮，42-风力叶轮，43-链条，5-发电机组，61-石英砂过滤盒，62-活性炭过滤盒，63-紫外线消毒部件，64-储水部件，65-污水处理装置开口，71-转动块，72-两侧伸长臂，8-河（江）水，9-控制装置。

具体实施方式

实施例1

一种水利挡水闸门发电装置，包括第一闸门、第二闸门、第三闸门、叶轮装置、发电机组、污水处理装置、控制装置以及漂浮物收集装置。

所述第一闸门包括外板和内板，所述外板能够沿着内板向上滑动，所述内板为多孔设置，所述第一闸门的所述内板设置有第一滑块，所述第二闸门一侧设置有第一滑轨，与所述第一滑块配合，所述第二闸门的另一侧设置有第二滑块，所述第三闸门一侧设置有第二滑轨，与所述第二滑块配合，所述第三闸门的另一侧上部设置有所述发电机组，下部设置有所述污水处理装置。

所述第三闸门的高度大于所述第一闸门的高度，并且也大于所述第二闸门的高度。

所述叶轮装置包括设置在所述第三闸门下侧的水利叶轮和设置在所述第三闸门顶端的风力叶轮，所述水利叶轮和所述风力叶轮都通过链条与所述发电机组的输入轴连接。

所述发电机组包括发电机和蓄电池。

所述污水处理装置横向垂直设置于所述第三闸门上，并设置在所述发电机组下端，包括石英砂过滤盒、活性炭过滤盒、紫外线消毒部件和储水部件，所述污水处理装置在石英砂过滤盒与所述第三闸门接触的部位设置有污水处理装置开口，所述污水处理装置开口能够通过控制装置的控制实现开闭操作。

所述漂浮物收集装置设置于所述第三闸门挡水的一侧，包括两侧伸长臂和架设于两侧伸长臂之间的软网，所述两侧伸长臂在靠近第三闸门的一端设置有转动块，所述转动块能够在所述第二滑轨上下滑动，并且能够转动所述两侧伸长臂。

所述控制装置用于控制第一闸门和第二闸门的上升和下降、第一闸门外板的上升和下降，污水处理装置开口的开闭，漂浮物收集装置的转动和滑动。

所述第一闸门的外板上设置有第三滑块，所述内板与所述外板相对的一侧设置有与第三滑块配合的第三滑轨，所述外板能够沿着内板向上滑动。

所述第一闸门的所述外板顶端设置有与所述第二闸门顶端连接的卡扣。

所述水利叶轮为6个，设置在第三闸门底端并通过长度调节杆伸出到第三闸门下部外侧，在所述第三闸门上还设置有两个中间轴，所述中间轴外部设有带有链齿的轴承，通过链条分别与水利叶轮和发电机组的输入轴相连。

所述风力叶轮为2个。

所述转动块能够转动所述两侧伸长臂，转动的角度极限为向下与水平方向呈-15°，向上与水平方向呈20°。

所述石英砂过滤盒的内部装有石英砂水处理滤料，所述石英砂水处理滤料为石英砂颗粒和高岭石粘土形成的多孔泥球，所述多孔泥球的粒径为2.2mm。

所述活性炭过滤盒设置于所述石英砂过滤盒的一侧，内部顶端设置有搅拌叶片，在搅拌叶片下端设置有多个横向的活性炭处理盒，所述活性炭处理盒外壳为多孔结构，内部装设有活性炭复合颗粒，所述活性炭复合颗粒为活性炭、淀粉和聚丙烯酸钠混合形成的多孔球状颗粒。

所述紫外线消毒部件内部设置有紫外线发生装置，通过发生的紫外线对内部的水进行消毒操作，所述储水部件用于储存经过过滤和消毒之后的饮用水。

实施例2

一种水利挡水闸门发电装置，包括第一闸门、第二闸门、第三闸门、叶轮装置、发电机组、污水处理装置、控制装置以及漂浮物收集装置。

所述第一闸门包括外板和内板，所述外板能够沿着内板向上滑动，所述内板为多孔设置，所述第一闸门的所述内板设置有第一滑块，所述第二闸门一侧设置有第一滑轨，与所述第一滑块配合，所述第二闸门的另一侧设置有第二滑块，所述第三闸门一侧设置有第二滑轨，与所述第二滑块配合，所述第三闸门的另一侧上部设置有所述发电机组，下部设置有所述污水处理装置。

所述第三闸门的高度大于所述第一闸门的高度，并且也大于所述第二闸门的高度。

所述叶轮装置包括设置在所述第三闸门下侧的水利叶轮和设置在所述第三闸门顶端的风力叶轮，所述水利叶轮和所述风力叶轮都通过链条与所述发电机组的输入轴连接。

所述发电机组包括发电机和蓄电池。所述发电机为小型发电机，蓄电池安装在发电机上端。

所述污水处理装置横向垂直设置于所述第三闸门上，并设置在所述发电机组下端，包括石英砂过滤盒、活性炭过滤盒、紫外线消毒部件和储水部件，所述污水处理装置在石英砂过滤盒与所述第三闸门接触的部位设置有污水处理装置开口，所述污水处理装置开口能够通过控制装置的控制实现开闭操作。

所述漂浮物收集装置设置于所述第三闸门挡水的一侧，包括两侧伸长臂和架设于两侧伸长臂之间的软网，所述两侧伸长臂在靠近第三闸门的一端设置有转动块，所述转动块能够在所述第二滑轨上下滑动，并且能够转动所述两侧伸长臂。

所述控制装置用于控制第一闸门和第二闸门的上升和下降、第一闸门外板的上升和下降，污水处理装置开口的开闭，漂浮物收集装置的转动和滑动。

所述第一闸门的外板上设置有第三滑块，所述内板与所述外板相对的一侧设置有与第三滑块配合的第三滑轨，所述外板能够沿着内板向上滑动。

所述第一闸门的所述外板顶端设置有与所述第二闸门顶端连接的卡扣。

所述水利叶轮为6个，设置在第三闸门底端并通过长度调节杆伸出到第三闸门下部外侧，在所述第三闸门上还设置有两个中间轴，所述中间轴外部设有带有链齿的轴承，通过链条分别与水利叶轮和发电机组的输入轴相连。

所述风力叶轮为3个。

所述转动块能够转动所述两侧伸长臂，转动的角度为与水平方向呈-12°~18°。

所述石英砂过滤盒的内部装有石英砂水处理滤料，所述石英砂水处理滤料为石英砂颗粒和高岭石粘土形成的多孔泥球，所述多孔泥球的粒径为2mm。

所述活性炭过滤盒设置于所述石英砂过滤盒的一侧，内部顶端设置有搅拌叶片，在搅拌叶片下端设置有多个横向的活性炭处理盒，所述活性炭处理盒外壳为多孔结构，内部装设有活性炭复合颗粒，所述活性炭复合颗粒为活性炭、淀粉和聚丙烯酸钠混合形成的多孔球状颗粒，三者原料的比例按重量计为8:1:0.8。

所述紫外线消毒部件内部设置有紫外线发生装置，通过发生的紫外线对内部的水进行消毒操作，所述储水部件用于储存经过过滤和消毒之后的饮用水。

实施例3

一种水利挡水闸门发电装置，包括第一闸门、第二闸门、第三闸门、叶轮装置、发电机组、污水处理装置、控制装置以及漂浮物收集装置。

所述第一闸门包括外板和内板，所述外板能够沿着内板向上滑动，所述内板为多孔设置，所述第一闸门的所述内板设置有第一滑块，所述第二闸门一侧设置有第一滑轨，与所述第一滑块配合，所述第二闸门的另一侧设置有第二滑块，所述第三闸门一侧设置有第二滑轨，与所述第二滑块配合，所述第三闸门的另一侧上部设置有所述发电机组，下部设置有所述污水处理装置。

所述第三闸门的高度大于所述第一闸门的高度，并且也大于所述第二闸门的高度。

所述叶轮装置包括设置在所述第三闸门下侧的水利叶轮和设置在所述第三闸门顶端的风力叶轮，所述水利叶轮和所述风力叶轮都通过链条与所述发电机组的输入轴连接。

所述发电机组包括发电机和蓄电池。

所述污水处理装置横向垂直设置于所述第三闸门上，并设置在所述发电机组下端，包括石英砂过滤盒、活性炭过滤盒、紫外线消毒部件和储水部件，所述污水处理装置在石英砂过滤盒与所述第三闸门接触的部位设置有污水处理装置开口，所述污水处理装置开口能够通过控制装置的控制实现开闭操作。

所述漂浮物收集装置设置于所述第三闸门挡水的一侧，包括两侧伸长臂和架设于两侧伸长臂之间的软网，所述两侧伸长臂在靠近第三闸门的一端设置有转动块，所述转动块能够在所述第二滑轨上下滑动，并且能够转动所述两侧伸长臂。

所述控制装置用于控制第一闸门和第二闸门的上升和下降、第一闸门外板的上升和下降，污水处理装置开口的开闭，漂浮物收集装置的转动和滑动。

所述第一闸门的外板上设置有第三滑块，所述内板与所述外板相对的一侧设置有与第三滑块配合的第三滑轨，所述外板能够沿着内板向上滑动。

所述第一闸门的所述外板顶端设置有与所述第二闸门顶端连接的卡扣。

所述水利叶轮为5个，设置在第三闸门底端并通过长度调节杆伸出到第三闸门下部外侧，在所述第三闸门上还设置有两个中间轴，所述中间轴外部设有带有链齿的轴承，通过链条分别与水利叶轮和发电机组的输入轴相连。

所述风力叶轮为5个。

所述转动块能够转动所述两侧伸长臂，转动的角度为与水平方向呈-10°~10°。

所述石英砂过滤盒的内部装有石英砂水处理滤料，所述石英砂水处理滤料为石英砂颗粒和高岭石粘土形成的多孔泥球，所述多孔泥球的粒径为1.5mm。

所述活性炭过滤盒设置于所述石英砂过滤盒的一侧，内部顶端设置有搅拌叶片，在搅拌叶片下端设置有多个横向的活性炭处理盒，所述活性炭处理盒外壳为多孔结构，内部装设有活性炭复合颗粒，所述活性炭复合颗粒为活性炭、淀粉和聚丙烯酸钠混合形成的多孔球状颗粒。三者重量比例为5:1:0.9。

所述紫外线消毒部件内部设置有紫外线发生装置，通过发生的紫外线对内部的水进行消毒操作，所述储水部件用于储存经过过滤和消毒之后的饮用水。