一种具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备的制作方法

文档序号:15579075发布日期:2018-09-29 06:22

本发明涉及水利发电设备领域,特别涉及一种具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备。



背景技术:

水力发电设备的作用是将河川、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处,经水轮机转换成水轮机的机械能,水轮机又推动发电机发电,将机械能转换成电能。

现有的水利发电设备一般都有额定转动速度,当现有的水利发电设备的转速长时间高于额定转速时,现有的水利发电设备由于摩擦产生的热量会远远大于冷却机构散发的热量,造成现有的水利发电设备由于温度过高而损毁,不仅如此,河流的水中会携带大量异物,这些异物会随着水流进入现有的水利发电设备的内部,造成水轮机损坏或管道堵塞。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足,提供一种具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备,包括进水管、转动箱、水轮机、排水管、转轴、发电机构、调节机构和抖动机构,所述进水管与转动箱的上方连通,所述排水管与转动箱的上方连通,所述水轮机设置在转动箱内,所述转轴竖向设置,所述转轴的底端穿过水轮机,所述转轴与水轮机同轴设置,所述转轴与水轮机过盈配合,所述转轴的底端与发电机构连接;

所述发电机构包括外壳、线圈和若干磁铁,所述转轴穿过外壳,所述外壳与转轴同轴设置,所述线圈设置在外壳内,所述线圈套设在转轴的顶端,所述线圈与转轴同轴设置,所述线圈与转轴过盈配合,各磁铁周向均匀分布在外壳的内壁上;

所述调节机构包括伸出单元和转动单元;

所述伸出单元包括第一齿轮和传动轮,所述第一齿轮上设有通孔,所述通孔与第一齿轮同轴设置,所述传动轮穿过通孔,所述传动轮套设在转轴上,所述转轴与传动轮同轴设置,所述转轴与传动轮过盈配合,所述通孔的内壁上设有若干棘齿,所述棘齿周向均匀分布在通孔的内壁上,所述传动轮内设有若干伸出槽,所述伸出槽周向均匀分布在传动轮内,各伸出槽内均设有弹簧和弹块,所述弹簧的一端与伸出槽的内壁固定连接,所述弹簧的另一端与弹块固定连接,所述弹簧处于拉伸状态;

所述转动单元包括第二齿轮、固定杆和转轮,所述第二齿轮与第一齿轮啮合,所述第二齿轮固定在固定杆的上方,所述第二齿轮与固定杆同轴设置,所述转轮固定在固定杆的下方,所述转轮与固定杆同轴设置,所述转轮上设有连通管,所述固定杆与转轮之间设有扭转弹簧;

所述抖动机构包括第四齿轮、第三齿轮、定位销和移动单元,所述第四齿轮套设在转轴上,所述第四齿轮设置在第一齿轮的下方,所述第四齿轮与第一齿轮匹配,所述第三齿轮与第四齿轮啮合,所述定位销固定在第三齿轮的远离圆心处,所述移动单元与定位销连接;

所述移动单元包括摆动杆、移动杆、移动块和过滤网,所述摆动杆的一端与定位销铰接,所述摆动杆的另一端与移动杆的一端铰接,所述移动杆的另一端与移动块固定连接,所述移动块与过滤网固定连接。

作为优选,为了增强发电效果,所述磁铁为铷铁硼磁铁。

作为优选,为了防止水从进水管与连通管之间的缝隙泄漏,所述连通管的管径小于进水管的管径。

作为优选,为了防止移动杆倾斜,所述移动杆上设有若干限位套,所述移动杆依次穿过限位套。

作为优选,为了减小第一齿轮与第二齿轮之间的传动损耗,所述第一齿轮与第二齿轮之间涂有润滑油。

作为优选,为了防止弹块由于碰撞而损坏,所述弹块上设有缓冲块。

作为优选,为了减小电能的传导损耗,所述线圈的制作材料为铜。

作为优选,为了增强过滤效果,所述过滤网为活性炭过滤网。

作为优选,为了防止转轮腐蚀形状发生变化而影响转轮的转动,所述转轮的外周涂有防腐镀锌层。

作为优选,为了增强棘齿的抗撞击能力,所述棘齿为钛合金。

本发明的有益效果是,该具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备,通过调节机构,能够根据水轮机的转速调节进水管的进水量,从而防止该水利发电设备由于转速长时间高于额定转速而烧毁,与现有的调节机构相比,该调节机构的调节效果较好,不仅如此,通过抖动机构,该水利发电设备能够将堆积在过滤网上的异物去除,防止异物随着水流进入该水利发电设备的内部,避免水轮机损坏或管道堵塞,与现有的抖动机构相比,该抖动机构利用水轮机的机械能,无需额外动力驱动,降低了能耗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备的结构示意图;

图2是本发明的具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备的伸出单元的结构示意图;

图3是本发明的具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备的转动单元的结构示意图;

图4是本发明的具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备的抖动机构的结构示意图;

图中:1.进水管,2.转动箱,3.水轮机,4.排水管,5.外壳,6.磁铁,7.线圈,8.转轴,9.第一齿轮,10.第二齿轮,11.通孔,12.棘齿,13.传动轮,14.伸出槽,15.弹簧,16.弹块,17.固定杆,18.转轮,19.连通管,20.第三齿轮,21.定位销,22.摆动杆,23.移动杆,24.限位套,25.移动块,26.过滤网,27.第四齿轮。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示,一种具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备,包括进水管1、转动箱2、水轮机3、排水管4、转轴8、发电机构、调节机构和抖动机构,所述进水管1与转动箱2的上方连通,所述排水管4与转动箱2的上方连通,所述水轮机3设置在转动箱2内,所述转轴8竖向设置,所述转轴8的底端穿过水轮机3,所述转轴8与水轮机3同轴设置,所述转轴8与水轮机3过盈配合,所述转轴8的底端与发电机构连接;

水从进水管1进入转动箱2,驱动水轮机3转动,水轮机3将水的动能转化为水轮机3的机械能,水轮机3带动转轴8转动,转轴8带动发电机构发电,之后水从排水管4排出,当水轮机3的转速大于额定转速时,由于离心力的作用,驱动调节机构工作,调节进水量,从而使得水轮机3的转速降低,同时,转轴8驱动抖动机构工作,防止异物随着水流进入该水利发电设备的内部,避免水轮机损坏或管道堵塞。

所述发电机构包括外壳5、线圈7和若干磁铁6,所述转轴8穿过外壳5,所述外壳5与转轴8同轴设置,所述线圈7设置在外壳5内,所述线圈7套设在转轴8的顶端,所述线圈7与转轴8同轴设置,所述线圈7与转轴8过盈配合,各磁铁6周向均匀分布在外壳5的内壁上;

转轴8转动带动线圈7切割磁铁6产生的磁感线而发电。

所述调节机构包括伸出单元和转动单元;

如图2所示,所述伸出单元包括第一齿轮9和传动轮13,所述第一齿轮9上设有通孔11,所述通孔11与第一齿轮9同轴设置,所述传动轮13穿过通孔11,所述传动轮13套设在转轴8上,所述转轴8与传动轮13同轴设置,所述转轴8与传动轮13过盈配合,所述通孔11的内壁上设有若干棘齿12,所述棘齿12周向均匀分布在通孔11的内壁上,所述传动轮13内设有若干伸出槽14,所述伸出槽14周向均匀分布在传动轮13内,各伸出槽14内均设有弹簧15和弹块16,所述弹簧15的一端与伸出槽14的内壁固定连接,所述弹簧15的另一端与弹块16固定连接,所述弹簧15处于拉伸状态;

如图3所示,所述转动单元包括第二齿轮10、固定杆17和转轮18,所述第二齿轮10与第一齿轮9啮合,所述第二齿轮10固定在固定杆17的上方,所述第二齿轮10与固定杆17同轴设置,所述转轮18固定在固定杆17的下方,所述转轮18与固定杆17同轴设置,所述转轮18上设有连通管19,所述固定杆17与转轮18之间设有扭转弹簧;

当水轮机3的转速大于额定转速时,转轴8的转速会过大,使得弹块16的离心力大于弹簧15的拉力,让弹块16伸出伸出槽14,卡住棘轮12,使得第一齿轮9与传动轮13固定,转轴8带动第一齿轮9转动,第一齿轮9带动转动单元工作,第一齿轮9带动第二齿轮10转动,让固定杆17转动,使得转轮18及连通管19转动,调节进水量,从而使得水轮机3的转速降低,当水轮机3的转速低于额定转速时,处于拉伸状态的弹簧15将弹块16拉回伸出槽14,使得第一齿轮9与传动轮13脱离,同时扭转弹簧将转轮18转回原处。

通过调节机构,该水利发电设备能够根据水轮机3的转速调节进水管1的进水量,从而防止该水利发电设备由于转速长时间高于额定转速而烧毁,与现有的调节机构相比,该调节机构的调节效果较好。

如图4所示,所述抖动机构包括第四齿轮27、第三齿轮20、定位销21和移动单元,所述第四齿轮27套设在转轴8上,所述第四齿轮27设置在第一齿轮9的下方,所述第四齿轮27与第一齿轮9匹配,所述第三齿轮20与第四齿轮27啮合,所述定位销21固定在第三齿轮20的远离圆心处,所述移动单元与定位销21连接;

所述移动单元包括摆动杆22、移动杆23、移动块25和过滤网26,所述摆动杆22的一端与定位销21铰接,所述摆动杆22的另一端与移动杆23的一端铰接,所述移动杆23的另一端与移动块25固定连接,所述移动块25与过滤网26固定连接。

转轴8带动第四齿轮27转动,第四齿轮27带动第三齿轮20转动,通过定位销21带动移动单元工作,定位销21驱动摆动杆22摆动,拉动移动杆23来回移动,使得移动块25带动过滤网26在进水管1内移动,从而防止异物随着水流进入该水利发电设备的内部,避免水轮机损坏或管道堵塞。

通过抖动机构,该水利发电设备能够堆积在过滤网26上的异物去除,防止异物随着水流进入该水利发电设备的内部,避免水轮机损坏或管道堵塞,与现有的抖动机构相比,该抖动机构利用水轮机的机械能,无需额外动力驱动,降低了能耗。

作为优选,为了增强发电效果,所述磁铁6为铷铁硼磁铁。铷铁硼磁铁的磁性较强,产生的磁场强度较大,从而提高发电能力。

作为优选,为了防止水从进水管1与连通管19之间的缝隙泄漏,所述连通管19的管径小于进水管1的管径。

作为优选,为了防止移动杆23倾斜,所述移动杆23上设有若干限位套24,所述移动杆23依次穿过限位套24。

作为优选,为了减小第一齿轮9与第二齿轮10之间的传动损耗,所述第一齿轮9与第二齿轮10之间涂有润滑油。

作为优选,为了防止弹块16由于碰撞而损坏,所述弹块16上设有缓冲块。

作为优选,为了减小电能的传导损耗,所述线圈7的制作材料为铜。铜的电阻率较小,因此电流在铜线中传导的损耗较小。

作为优选,为了增强过滤效果,所述过滤网26为活性炭过滤网。

作为优选,为了防止转轮18腐蚀形状发生变化而影响转轮18的转动,所述转轮18的外周涂有防腐镀锌层。

作为优选,为了增强棘齿12的抗撞击能力,所述棘齿12为钛合金。

该具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备的工作原理:水从进水管1进入转动箱2,驱动水轮机3转动,水轮机3将水的动能转化为水轮机3的机械能,水轮机3带动转轴8转动,转轴8带动发电机构发电,之后水从排水管4排出,当水轮机3的转速大于额定转速时,由于离心力的作用,驱动调节机构工作,调节进水量,从而使得水轮机3的转速降低,同时,转轴8驱动抖动机构工作,防止异物随着水流进入该水利发电设备的内部,避免水轮机损坏或管道堵塞。

与现有技术相比,该具有过载保护和异物清除功能的水利发电设备,通过调节机构,能够根据水轮机3的转速调节进水管1的进水量,从而防止该水利发电设备由于转速长时间高于额定转速而烧毁,与现有的调节机构相比,该调节机构的调节效果较好,不仅如此,通过抖动机构,该水利发电设备能够将堆积在过滤网26上的异物去除,防止异物随着水流进入该水利发电设备的内部,避免水轮机损坏或管道堵塞,与现有的抖动机构相比,该抖动机构利用水轮机的机械能,无需额外动力驱动,降低了能耗。

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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