一种落差式水利发电设备的制作方法

文档序号:15628801发布日期:2018-10-12 20:04阅读:242来源:国知局

本发明涉及发电设备领域,更确切地说,是一种落差式水利发电设备。



背景技术:

水力发电,研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等技术经济问题的科学技术。水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。为实现将水能转换为电能,需要兴建不同类型的水电站。水力发电系利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处,将其中所含势能转换成水轮机之动能,再借水轮机为原动力,推动发电机产生电能。利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动,将水能转变为机械能,如果在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来,这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能,再转变成电能的过程。因水力发电厂所发出的电力电压较低,要输送给距离较远的用户,就必须将电压经过变压器增高,再由空架输电线路输送到用户集中区的变电所,最后降低为适合家庭用户、工厂用电设备的电压,并由配电线输送到各个工厂及家庭。但是,现有设备存在以下缺点:

1、当前设备工作时可能因为水压的不稳定导致水流速不稳定从而导致水轮机转速变化。

2、水轮机转速不稳定可能会导致发电机转速变化从而导致频率不稳定,增加了电网的不安全性。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足,本发明目的是提供一种落差式水利发电设备,以解决当前设备工作时可能因为水压的不稳定导致水流速不稳定从而导致水轮机转速变化,水轮机转速不稳定可能会导致发电机转速变化从而导致频率不稳定,增加了电网的不安全性的问题。

为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:一种落差式水利发电设备,其结构包括转速控制装置、进水连接口、水流控制阀、阀门控制电机、水轮机、输出连接架、底座、发电机散热仓、发电机底座、发电机主体,所述底座的上部的右部设有水轮机,所述水轮机通过螺栓与底座固定连接,所述水轮机的上部设有水流控制阀,所述水流控制阀通过法兰与水轮机固定连接,所述水流控制阀的上部设有进水连接口,所述进水连接口通过法兰与进水管连接,所述水流控制阀的左部与阀门控制电机连接,所述阀门控制电机通过连接线与转速控制装置连接,所述水轮机的左部设有输出连接架,所述输出连接架通过螺栓与水轮机固定连接,所述输出连接架的输出轴与转速控制装置连接,所述转速控制装置的左部与发电机主体连接,所述发电机主体的右部设有发电机散热仓,所述发电机主体通过发电机底座与底座固定连接,所述转速控制装置包括低转速检测装置、低转速中部传动装置、电动阀工作控制装置、内部传动轴、转速过快检测装置、直流电输出转化器、电信号控制继电器、减速控制装置、控制装置外壳,所述控制装置外壳的上部设有低转速检测装置,所述低转速检测装置与内部传动轴连接,所述低转速检测装置与低转速中部传动装置连接,所述电动阀工作控制装置与低转速中部传动装置连接,所述内部传动轴的下部与转速过快检测装置连接,所述转速过快检测装置的后部与直流电输出转化器连接,所述直流电输出转化器通过电源连接线与电信号控制继电器连接,所述电信号控制继电器通过电源连接线与减速控制装置连接,所述减速控制装置与内部传动轴配合。

作为本发明进一步地方案,所述低转速检测装置包括进气管道、空气动力扇叶、传动皮带、上部传动连接轴、上部传动连接轴动力输入连接齿轮,所述进气管道的内部设有空气动力扇叶,所述空气动力扇叶通过连接轴与传动皮带连接,所述传动皮带的下端与上部传动连接轴连接,所述上部传动连接轴的右端设有上部传动连接轴动力输入连接齿轮,所述上部传动连接轴动力输入连接齿轮与内部传动轴的齿轮啮合,所述低转速中部传动装置的检测段设在进气管道的中部。

作为本发明进一步地方案,所述低转速中部传动装置包括风速检测板、检测板连接杆、传动杠杆、传动连接线支撑滚轮、传动连接线,所述括风速检测板与检测板连接杆固定连接,所述检测板连接杆的下部与传动杠杆固定连接,所述传动杠杆的右部通过传动连接线与电动阀工作控制装置连接,所述传动连接线与传动连接线支撑滚轮配合。

作为本发明进一步地方案,所述电动阀工作控制装置包括传动输入轮、针状电刷、弧形线圈、弧形线圈固定支架、电流输出连接头,所述传动输入轮通过轴承与支架连接,所述传动输入轮与针状电刷固定连接,所述针状电刷与弧形线圈连接,所述弧形线圈与弧形线圈固定支架固定连接,所述弧形线圈固定支架的弧度为140°,所述弧形线圈固定支架为实心的pvc结构,所述弧形线圈的上部设有电流输出连接头,所述电流输出连接头为镀金结构,所述电流输出连接头通过后部连接线与阀门控制电机连接。

作为本发明进一步地方案,所述内部传动轴包括内部传动轴主体、传动轴减速摩擦轮、传动轴转速输出传动齿轮、传动轴支撑轴承,所述内部传动轴主体的右部设有传动轴减速摩擦轮,所述内部传动轴主体的中部设有传动轴转速输出传动齿轮,所述内部传动轴主体通过传动轴支撑轴承与控制装置外壳连接,所述传动轴转速输出传动齿轮的下部与转速过快检测装置啮合。

作为本发明进一步地方案,所述转速过快检测装置包括转速过快检测传动齿轮、转速过快检测传动杆、中部定位滚轮、中部传动杆输入连接辊、中部传动杆、中部传动杆输出连接辊,所述转速过快检测传动齿轮的上部与传动轴转速输出传动齿轮啮合,所述转速过快检测传动齿轮与转速过快检测传动杆固定连接,所述转速过快检测传动杆的连接辊通过皮带绕过中部定位滚轮与中部传动杆输入连接辊连接,所述中部传动杆输入连接辊与中部传动杆固定连接,所述中部传动杆的下部设有中部传动杆输出连接辊,所述中部传动杆输出连接辊通过皮带与直流电输出转化器连接。

作为本发明进一步地方案,所述电信号控制继电器包括电流感应线圈、杠杆支撑架、杠杆复位弹簧、杠杆主体、感应磁铁、从动活动电源接触头、固定接触底座,所述电流感应线圈设在电信号转换器底座的右部,所述电流感应线圈的旁边设有杠杆支撑架,所述杠杆支撑架的旁边设有杠杆复位弹簧,所述杠杆复位弹簧的顶端与杠杆主体连接,所述杠杆复位弹簧的底部与底座通过螺栓固定连接,所述杠杆主体的中部与杠杆支撑架连接,所述杠杆支撑架通过轴承与杠杆主体活动连接,所述电流感应线圈与感应磁铁块配合,所述感应磁铁通过胶水与杠杆主体固定连接,所述电流感应线圈的内部设有感应铁柱,所述从动活动电源接触头设在杠杆主体的前端,所述从动活动电源接触头与固定接触底座配合,所述固定接触底座通过电源连接线与减速控制装置连接。

作为本发明进一步地方案,所述减速控制装置包括固定底座、传动链仓、动力电机、输出支撑杆支撑仓、减速片输出支撑杆、动力电机供电连接线,所述固定底座通过螺栓与支撑架固定连接,所述固定底座上设有传动链仓,所述传动链仓通过螺栓与固定底座固定连接,所述传动链仓上设有动力电机、输出支撑杆支撑仓,所述动力电机的输出轴与输出支撑杆支撑仓内部的减速片输出支撑杆通过传动链仓内部的传动链条连接,所述减速片输出支撑杆通过螺纹与输出支撑杆支撑仓啮合,所述输出支撑杆支撑仓与动力电机均通过螺栓与传动链仓固定连接,所述动力电机通过动力电机供电连接线与固定接触底座连接,所述减速片输出支撑杆与传动轴减速摩擦轮配合。

有益效果

本发明提供一种落差式水利发电设备的方案,通过设有转速控制装置,当设备接入水管在进行正常工作时,水流从进水连接口、水流控制阀输入水轮机,从而带动水轮机、输出连接架转动,当水轮机、输出连接架转动时可以带动发电机主体开始工作,当内部传动轴主体转动时,可以通过传动轴转速输出传动齿轮带动上部传动连接轴动力输入连接齿轮转动,当上部传动连接轴动力输入连接齿轮转动时可以带动空气动力扇叶、传动皮带转动,从而带动空气在进气管道内从右向左运动,从而将风速检测板向左推,风速检测板可以带动检测板连接杆、传动杠杆转动,从而拉动传动连接线,传动连接线可以带动传动输入轮、针状电刷转动,从而可以调节接入电路的电阻从而调节水流控制阀的开关的大小,当转速过快时,可以通过传动轴转速输出传动齿轮带动下部转速过快检测传动齿轮转动,转速过快检测传动齿轮可以带动转速过快检测传动杆转动,转速过快检测传动杆可以通过皮带带动中部传动杆输入连接辊、中部传动杆、中部传动杆输出连接辊转动,之后可以将动能转化为电能,从而使带动电流感应线圈带动杠杆主体、感应磁铁、从动活动电源接触头转动,当从动活动电源接触头与固定接触底座接触时,连通减速控制装置的电源,从而使减速片输出支撑杆向上运动与传动轴减速摩擦轮接触,从而达到减速的效果,可以有效的、精确的控制设备的转速,提高了输出的电流的频率的稳定性,减小电网负载,提高了电网安全。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明一种落差式水利发电设备的结构示意图。

图2为本发明转速控制装置的结构示意图。

图3为本发明转速控制装置的详细结构示意图。

图4为本发明转速控制装置的工作状态图。

图中:转速控制装置-1、进水连接口-2、水流控制阀-3、阀门控制电机-4、水轮机-5、输出连接架-6、底座-7、发电机散热仓-8、发电机底座-9、发电机主体-10、低转速检测装置-11、低转速中部传动装置-12、电动阀工作控制装置-13、内部传动轴-14、转速过快检测装置-15、直流电输出转化器-16、电信号控制继电器-17、减速控制装置-18、控制装置外壳-19、进气管道-111、空气动力扇叶-112、传动皮带-113、上部传动连接轴-114、上部传动连接轴动力输入连接齿轮-115、风速检测板-121、检测板连接杆-122、传动杠杆-123、传动连接线支撑滚轮-124、传动连接线-125、传动输入轮-131、针状电刷-132、弧形线圈-133、弧形线圈固定支架-134、电流输出连接头-135、内部传动轴主体-141、传动轴减速摩擦轮-142、传动轴转速输出传动齿轮-143、传动轴支撑轴承-144、转速过快检测传动齿轮-151、转速过快检测传动杆-152、中部定位滚轮-153、中部传动杆输入连接辊-154、中部传动杆-155、中部传动杆输出连接辊-156、电流感应线圈-171、杠杆支撑架-172、杠杆复位弹簧-173、杠杆主体-174、感应磁铁-175、从动活动电源接触头-176、固定接触底座-177、固定底座-181、传动链仓-182、动力电机-183、输出支撑杆支撑仓-184、减速片输出支撑杆-185、动力电机供电连接线-186。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。

请参阅图1-图4,本发明提供一种落差式水利发电设备的技术方案:

其结构包括转速控制装置1、进水连接口2、水流控制阀3、阀门控制电机4、水轮机5、输出连接架6、底座7、发电机散热仓8、发电机底座9、发电机主体10,所述底座7的上部的右部设有水轮机5,所述水轮机5通过螺栓与底座7固定连接,所述水轮机5的上部设有水流控制阀3,所述水流控制阀3通过法兰与水轮机5固定连接,所述水流控制阀3的上部设有进水连接口2,所述进水连接口2通过法兰与进水管连接,所述水流控制阀3的左部与阀门控制电机4连接,所述阀门控制电机4通过连接线与转速控制装置1连接,所述水轮机5的左部设有输出连接架6,所述输出连接架6通过螺栓与水轮机5固定连接,所述输出连接架6的输出轴与转速控制装置1连接,所述转速控制装置1的左部与发电机主体10连接,所述发电机主体10的右部设有发电机散热仓8,所述发电机主体10通过发电机底座9与底座7固定连接,所述转速控制装置1包括低转速检测装置11、低转速中部传动装置12、电动阀工作控制装置13、内部传动轴14、转速过快检测装置15、直流电输出转化器16、电信号控制继电器17、减速控制装置18、控制装置外壳19,所述控制装置外壳19的上部设有低转速检测装置11,所述低转速检测装置11与内部传动轴14连接,所述低转速检测装置11与低转速中部传动装置12连接,所述电动阀工作控制装置13与低转速中部传动装置12连接,所述内部传动轴14的下部与转速过快检测装置15连接,所述转速过快检测装置15的后部与直流电输出转化器16连接,所述直流电输出转化器16通过电源连接线与电信号控制继电器17连接,所述电信号控制继电器17通过电源连接线与减速控制装置18连接,所述减速控制装置18与内部传动轴14配合,所述低转速检测装置11包括进气管道111、空气动力扇叶112、传动皮带113、上部传动连接轴114、上部传动连接轴动力输入连接齿轮115,所述进气管道111的内部设有空气动力扇叶112,所述空气动力扇叶112通过连接轴与传动皮带113连接,所述传动皮带113的下端与上部传动连接轴114连接,所述上部传动连接轴114的右端设有上部传动连接轴动力输入连接齿轮115,所述上部传动连接轴动力输入连接齿轮115与内部传动轴14的齿轮啮合,所述低转速中部传动装置12的检测段设在进气管道111的中部,所述低转速中部传动装置12包括风速检测板121、检测板连接杆122、传动杠杆123、传动连接线支撑滚轮124、传动连接线125,所述括风速检测板121与检测板连接杆122固定连接,所述检测板连接杆122的下部与传动杠杆123固定连接,所述传动杠杆123的右部通过传动连接线125与电动阀工作控制装置13连接,所述传动连接线125与传动连接线支撑滚轮124配合,所述电动阀工作控制装置13包括传动输入轮131、针状电刷132、弧形线圈133、弧形线圈固定支架134、电流输出连接头135,所述传动输入轮131通过轴承与支架连接,所述传动输入轮131与针状电刷132固定连接,所述针状电刷132与弧形线圈133连接,所述弧形线圈133与弧形线圈固定支架134固定连接,所述弧形线圈固定支架134的弧度为140°,所述弧形线圈固定支架134为实心的pvc结构,所述弧形线圈133的上部设有电流输出连接头135,所述电流输出连接头135为镀金结构,所述电流输出连接头135通过后部连接线与阀门控制电机4连接,所述内部传动轴14包括内部传动轴主体141、传动轴减速摩擦轮142、传动轴转速输出传动齿轮143、传动轴支撑轴承144,所述内部传动轴主体141的右部设有传动轴减速摩擦轮142,所述内部传动轴主体141的中部设有传动轴转速输出传动齿轮143,所述内部传动轴主体141通过传动轴支撑轴承144与控制装置外壳19连接,所述传动轴转速输出传动齿轮143的下部与转速过快检测装置15啮合,所述转速过快检测装置15包括转速过快检测传动齿轮151、转速过快检测传动杆152、中部定位滚轮153、中部传动杆输入连接辊154、中部传动杆155、中部传动杆输出连接辊156,所述转速过快检测传动齿轮151的上部与传动轴转速输出传动齿轮143啮合,所述转速过快检测传动齿轮151与转速过快检测传动杆152固定连接,所述转速过快检测传动杆152的连接辊通过皮带绕过中部定位滚轮153与中部传动杆输入连接辊154连接,所述中部传动杆输入连接辊154与中部传动杆155固定连接,所述中部传动杆155的下部设有中部传动杆输出连接辊156,所述中部传动杆输出连接辊156通过皮带与直流电输出转化器16连接,所述电信号控制继电器17包括电流感应线圈171、杠杆支撑架172、杠杆复位弹簧173、杠杆主体174、感应磁铁175、从动活动电源接触头176、固定接触底座177,所述电流感应线圈171设在电信号转换器底座的右部,所述电流感应线圈171的旁边设有杠杆支撑架172,所述杠杆支撑架172的旁边设有杠杆复位弹簧173,所述杠杆复位弹簧173的顶端与杠杆主体174连接,所述杠杆复位弹簧173的底部与底座通过螺栓固定连接,所述杠杆主体174的中部与杠杆支撑架172连接,所述杠杆支撑架172通过轴承与杠杆主体174活动连接,所述电流感应线圈171与感应磁铁175块配合,所述感应磁铁175通过胶水与杠杆主体174固定连接,所述电流感应线圈171的内部设有感应铁柱,所述从动活动电源接触头176设在杠杆主体174的前端,所述从动活动电源接触头176与固定接触底座177配合,所述固定接触底座177通过电源连接线与减速控制装置18连接,所述减速控制装置18包括固定底座181、传动链仓182、动力电机183、输出支撑杆支撑仓184、减速片输出支撑杆185、动力电机供电连接线186,所述固定底座181通过螺栓与支撑架固定连接,所述固定底座181上设有传动链仓182,所述传动链仓182通过螺栓与固定底座181固定连接,所述传动链仓182上设有动力电机183、输出支撑杆支撑仓184,所述动力电机183的输出轴与输出支撑杆支撑仓184内部的减速片输出支撑杆185通过传动链仓182内部的传动链条连接,所述减速片输出支撑杆185通过螺纹与输出支撑杆支撑仓184啮合,所述输出支撑杆支撑仓184与动力电机183均通过螺栓与传动链仓182固定连接,所述动力电机183通过动力电机供电连接线186与固定接触底座177连接,所述减速片输出支撑杆185与传动轴减速摩擦轮142配合。

本发明的一种落差式水利发电设备的,其工作原理为:使用时,首先检查各部分是否稳固连接,确认设备完好之后,将设备放置在合适的位置,连接电源,调节工作状态和工作参数,之后即可开始正常工作,通过设有转速控制装置1,当设备接入水管在进行正常工作时,水流从进水连接口2、水流控制阀3输入水轮机5,从而带动水轮机5、输出连接架6转动,当水轮机5、输出连接架6转动时可以带动发电机主体10开始工作,当内部传动轴主体141转动时,可以通过传动轴转速输出传动齿轮143带动上部传动连接轴动力输入连接齿轮115转动,当上部传动连接轴动力输入连接齿轮115转动时可以带动空气动力扇叶112、传动皮带113转动,从而带动空气在进气管道111内从右向左运动,从而将风速检测板121向左推,风速检测板121可以带动检测板连接杆122、传动杠杆123转动,从而拉动传动连接线125,传动连接线125可以带动传动输入轮131、针状电刷132转动,从而可以调节接入电路的电阻从而调节水流控制阀3的开关的大小,当转速过快时,可以通过传动轴转速输出传动齿轮143带动下部转速过快检测传动齿轮151转动,转速过快检测传动齿轮151可以带动转速过快检测传动杆152转动,转速过快检测传动杆152可以通过皮带带动中部传动杆输入连接辊154、中部传动杆155、中部传动杆输出连接辊156转动,之后可以将动能转化为电能,从而使带动电流感应线圈171带动杠杆主体174、感应磁铁175、从动活动电源接触头176转动,当从动活动电源接触头176与固定接触底座177接触时,连通减速控制装置18的电源,从而使减速片输出支撑杆185向上运动与传动轴减速摩擦轮142接触,从而达到减速的效果,可以有效的、精确的控制设备的转速,提高了输出的电流的频率的稳定性,减小电网负载,提高了电网安全。

本发明解决的问题是当前设备工作时可能因为水压的不稳定导致水流速不稳定从而导致水轮机转速变化,水轮机转速不稳定可能会导致发电机转速变化从而导致频率不稳定,增加了电网的不安全性,本发明通过上述部件的互相组合,从而达到减速的效果,可以有效的、精确的控制设备的转速,提高了输出的电流的频率的稳定性,减小电网负载,提高了电网安全。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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