一种利用注水管线压力能发电的设备的制作方法

1.本实用涉及水力发电领域，尤其涉及一种利用注水管线压力能发电的设备。


背景技术：

2.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。注水管线主要用于水流的通行，在利用注水管线进行发电时，由于注水管线具有压力高、介质复杂、杂质多的特点，传统的流体驱动发电设备存在动密封易泄漏、杂质对叶片冲击大而造成设备的可靠性、寿命大大降低；同时由于在注水管线中通行的水流在满负荷和低负荷运行时，均会对发电设备造成一定的影响，发电设备组件会阻碍满负荷运行注水管线中水流的通行，低负荷运行的注水管线也难以带动发电设备进行发电。
3.因此，有必要提供一种新的利用注水管线压力能发电的设备解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用提供一种通过在注水管线中接入发电组件进行水力发电，节能降耗，在注水管线满负荷运行或低负荷运行时，均能保证发电组件的正常稳定发电的利用注水管线压力能发电的设备。
5.本实用提供的利用注水管线压力能发电的设备包括：合金无磁管体，合金无磁管体的前后两端均固定安装有标准工业法兰；发电组件，发电组件安装于合金无磁管体上，发电组件包括整流器、支座、转轴、涡轮、永磁体定子、缠绕线圈定子和固定杆，整流器安装于合金无磁管体上，两个支座对称固定安装于合金无磁管体内部，且转轴转动连接于两个支座之间，涡轮、永磁体定子依次安装于转轴上，且涡轮靠近合金无磁管体进水端并与转轴不可相对转动，涡轮通过缓冲组件安装于转轴上，永磁体定子通过固定杆与转轴固定连接，缠绕线圈定子固定套设于合金无磁管体外部并与整流器电性连接，且永磁体定子位于缠绕线圈定子内部；分流管，用于注水管线中经过的水流进行分流的分流管安装于合金无磁管体上；限流组件，用于注水管线中经过的水流进行限流的限流组件安装于合金无磁管体上。
6.优选的，位于合金无磁管体前端的一个支座中环绕排列固定安装有多个导流叶片，且支座的前端固定安装有导流罩，导流罩呈半球型设置，且半球型的导流罩弧形面朝向合金无磁管体前端开口设置。
7.优选的，分流管包括竖管、l型管和控制阀，竖管竖直固定安装于合金无磁管体下端并与其内部连通，且竖管靠近合金无磁管体的前端设置，l型管的两端分别与竖管和合金无磁管体后端连通，且控制阀安装于l型管上。
8.优选的，l型管与竖管的连通处靠近竖管中部设置，且竖管的底部安装有密封塞，l型管与竖管的连通处安装有挡网，合金无磁管体内部安装有过滤网，且过滤网位于竖管与发电组件之间。
9.优选的，过滤网位于竖管远离合金无磁管体前端开口的一侧并靠近竖管与合金无
磁管体的连通处，且过滤网倾斜设置并远离竖管的一端靠近合金无磁管体前端开口设置。
10.优选的，限流组件包括固定环、限流板和限流弹簧，固定环固定安装于合金无磁管体内部并位于过滤网与发电组件之间，多个限流板环绕排列安装于固定环靠近发电组件的一侧并与其转动连接，多个限流板围绕成锥形台并朝向发电组件逐渐收拢，多个限流板均通过限流弹簧与合金无磁管体的内壁弹性连接。
11.优选的，用于进入合金无磁管体内部的水流对涡轮的冲击力进行减缓的缓冲组件安装于涡轮后侧，缓冲组件包括锥形套筒、限位环、限位滑槽、限位杆、缓冲弹簧和插槽，锥形套筒固定安装于转轴上并位于涡轮靠近合金无磁管体前端开口的一端，限位环固定套设于转轴上并位于涡轮的后端，多个限位滑槽环绕排列开设于涡轮的后端侧壁上，且多个限位杆分别插设于多个限位滑槽中并均于限位环侧壁固定连接，多个插槽分别开设于多个限位滑槽的端口处，多个缓冲弹簧分别套设于多个限位杆上并一端插设于插槽中与其内壁相抵。
12.优选的，密封塞与竖管底部螺纹连接，且密封塞与竖管的连接处安装有密封圈，密封塞的外部开设有防滑纹。
13.优选的，控制阀用于l型管的开启闭合的手动阀。
14.与相关技术相比较，本实用提供的利用注水管线压力能发电的设备具有如下有益效果：
15.1、本实用通过在注水管线中接入发电组件进行水力发电，节能降耗，在注水管线满负荷运行时，通过分流管对进入合金无磁管体内部流速大且急的水流进行分流，减小合金无磁管体内部的发电组件部件的阻碍影响在保证水流冲击发电组件进行发电的同时，保证水流的满负荷流通，保证发电组件中涡轮的安全，提高其使用寿命，在注水管线低负荷运行时，通过限流组件对进入合金无磁管体内部流速较小的水流进行限流，大管径流通的低速水流变成小管径高速水流流通，保证水流对涡轮的冲击力，从而保证水流冲击发电组件进行发电效率；
16.2、本实用中经注水管线进入合金无磁管体内部的水流在冲击位于合金无磁管体前端的支座时，通过导流罩和导流叶片对水流进行导向，使其旋转式冲击涡轮，有利于涡轮的转动，从而保证水流冲击发电组件进行发电效率；
17.3、本实用中的合金无磁管体在使用时，水流在冲击涡轮前，过滤网会对水流进行第一步缓冲，水流冲击限流板时，在限流弹簧的弹性力作用下，对水流的冲击力进行二次减缓，高度水流在冲击至涡轮上时，会使涡轮在转轴上向后滑动，利用缓冲弹簧的弹性力对冲击涡轮的水流冲击力再次进行减缓，保护涡轮叶片的安全，避免水流瞬间的较大冲击力将涡轮叶片损坏，保证了发电组件的使用安全，提高了装置的使用寿命；
18.4、本实用从注水管线流通的水流在进入合金无磁管体内部时，倾斜设置的过滤网对杂质进行过滤并将杂质导向进入竖管中进行存储，水流中的杂质会被阻碍至合金无磁管体前端并进入竖管内部存储，可通过旋离密封塞，使竖管底部通道打开，将杂质冲出，避免杂质对发电组件造成损坏。
附图说明
19.图1为本实用提供的利用注水管线压力能发电的设备的一种较佳实施例的结构示
意图；
20.图2为本实用中合金无磁管体的内剖结构示意图；
21.图3为本实用中缠绕线圈定子与永磁体定子的相对位置结构示意图；
22.图4为本实用中发电组件的部件结构示意图；
23.图5为本实用中涡轮的结构示意图；
24.图6为本实用中缓冲组件的结构示意图；
25.图7为本实用中分流管的爆炸结构示意图；
26.图8为本实用中限流组件的结构示意图。
27.图中标号：1、合金无磁管体；2、标准工业法兰；3、发电组件；31、整流器；32、支座；33、转轴；34、涡轮；35、永磁体定子；36、缠绕线圈定子； 37、固定杆；38、导流叶片；39、导流罩；4、分流管；41、竖管；42、l型管；43、控制阀；44、密封塞；45、挡网；5、限流组件；51、固定环；52、限流板；53、限流弹簧；6、缓冲组件；61、锥形套筒；62、限位环；63、限位滑槽；64、限位杆；65、缓冲弹簧；66、插槽；7、过滤网。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施方式对本实用作进一步说明。
29.请结合参阅图1-图8，其中，图1为本实用提供的利用注水管线压力能发电的设备的一种较佳实施例的结构示意图；图2为本实用中合金无磁管体的内剖结构示意图；图3为本实用中缠绕线圈定子与永磁体定子的相对位置结构示意图；图4为本实用中发电组件的部件结构示意图；图5为本实用中涡轮的结构示意图；图6为本实用中缓冲组件的结构示意图；图7为本实用中分流管的爆炸结构示意图；图8为本实用中限流组件的结构示意图。包括：合金无磁管体1、标准工业法兰2、发电组件3、分流管4、限流组件5、缓冲组件6和过滤网7。
30.在具体实施过程中，如图1至图8示，合金无磁管体1，合金无磁管体1 的前后两端均固定安装有标准工业法兰2；发电组件3，发电组件3安装于合金无磁管体1上，发电组件3包括整流器31、支座32、转轴33、涡轮34、永磁体定子35、缠绕线圈定子36和固定杆37，整流器31安装于合金无磁管体 1上，两个支座32对称固定安装于合金无磁管体1内部，且转轴33转动连接于两个支座32之间，涡轮34、永磁体定子35依次安装于转轴33上，且涡轮 34靠近合金无磁管体1进水端并与转轴33不可相对转动，涡轮34通过缓冲组件6安装于转轴33上，永磁体定子35通过固定杆37与转轴33固定连接，缠绕线圈定子36固定套设于合金无磁管体1外部并与整流器31电性连接，且永磁体定子35位于缠绕线圈定子36内部；分流管4，用于注水管线中经过的水流进行分流的分流管4安装于合金无磁管体1上；限流组件5，用于注水管线中经过的水流进行限流的限流组件5安装于合金无磁管体1上；
31.需要说明的是：本装置在使用过程中，将合金无磁管体1通过两端的标准工业法兰2安装于注水管线中，注水管线中的水流从合金无磁管体1前端进入，从其后端流出，在水流经过合金无磁管体1内部时，水流通过限流组件5进行一定程度上的限流后推动涡轮34转动，从而使转轴33带动永磁体定子35转动，使永磁体定子35与缠绕线圈定子36相对转动，从而切割磁场与配合外部发电机进行发电，经过整流器31整流后即可对蓄电池进行充电，再利用蓄电池对设备进行供电，在注水管线满负荷运行时，进入合金无磁管体1内部的水流流
速大且急，合金无磁管体1内部的发电组件3会阻碍水流的流通，此时可通过分流管4对其进行分流，在保证水流冲击发电组件3进行发电的同时，保证水流的满负荷流通，保证发电组件3中涡轮34的安全，提高其使用寿命，在注水管线低负荷运行时，进入合金无磁管体1内部的水流流速较小，会减小对涡轮34的冲击，从而减缓永磁体定子35的转动，会减小发电组件3的发电效率，通过设置限流组件5并关闭分流管4，使进入合金无磁管体1内部的水流在经过限流组件5时，大管径流通的低速水流经过限流组件5变成小管径高度水流流通，从而提高水流的冲击力，从而保证涡轮34的转动稳定性，保证水流冲击发电组件3进行发电效率。
32.参考图3示，位于合金无磁管体1前端的一个支座32中环绕排列固定安装有多个导流叶片38，且支座32的前端固定安装有导流罩39，导流罩39呈半球型设置，且半球型的导流罩39弧形面朝向合金无磁管体1前端开口设置；
33.需要说明的是：水流在冲击位于合金无磁管体1前端的支座32时，通过导流罩39和导流叶片38对水流进行导向，使其旋转式冲击涡轮34，有利于涡轮34的转动，从而保证水流冲击发电组件3进行发电效率。
34.参考图1、图2和图7示，分流管4包括竖管41、l型管42和控制阀43，竖管41竖直固定安装于合金无磁管体1下端并与其内部连通，且竖管41靠近合金无磁管体1的前端设置，l型管42的两端分别与竖管41和合金无磁管体 1后端连通，且控制阀43安装于l型管42上；
35.需要说明的是：在使用分流管4时，通过控制阀43打开l型管42，使合金无磁管体1前端与后端形成一个水流通道，对进入合金无磁管体1内部的水流进行分流通行，在注水管线不满负荷运行时通过控制阀43关闭l型管42，使分流管4关闭。
36.参考图7示，l型管42与竖管41的连通处靠近竖管41中部设置，且竖管41的底部安装有密封塞44，l型管42与竖管41的连通处安装有挡网45，合金无磁管体1内部安装有过滤网7，且过滤网7位于竖管41与发电组件3 之间；
37.需要说明的是：从注水管线中进入合金无磁管体1内部的水流在冲击发电组件3进行发电时，过滤网7会对水流进行过滤，在使用分流管4时，杂质会被挡网45阻挡而不会继续随水流流动，水流中的杂质会被阻碍至合金无磁管体1前端并进入竖管41内部存储，可通过旋离密封塞44，使竖管41底部通道打开，将杂质冲出，避免杂质对发电组件3造成损坏，提高了发电组件3 的使用安全性和使用寿命。
38.其中，过滤网7位于竖管41远离合金无磁管体1前端开口的一侧并靠近竖管41与合金无磁管体1的连通处，且过滤网7倾斜设置并远离竖管41的一端靠近合金无磁管体1前端开口设置；倾斜设置的过滤网7对杂质起到一个导向作用，有利于杂质进入竖管41中进行存储。
39.参考图2和图8示，限流组件5包括固定环51、限流板52和限流弹簧53，固定环51固定安装于合金无磁管体1内部并位于过滤网7与发电组件3之间，多个限流板52环绕排列安装于固定环51靠近发电组件3的一侧并与其转动连接，多个限流板52围绕成锥形台并朝向发电组件3逐渐收拢，多个限流板52 均通过限流弹簧53与合金无磁管体1的内壁弹性连接；
40.需要说明的是：水流在冲击涡轮34前，会对固定环51上的多个限流板 52进行冲击，使多个限流板52端部进行开合，在水流较大时，冲击时限流板 52上的水流在限流弹簧53的弹性力作用下，对水流的冲击力进行减缓，避免高速水流冲击涡轮34而使其损坏，在水流较小时，在限流弹簧53的弹性力作用下，经过限流组件5的水流由大管径低速水流变成小
管径高速水流，增大水流的冲击涡轮34的冲击力，保证发电组件3的正常运行发电。
41.参考图4、图5和图6示，用于进入合金无磁管体1内部的水流对涡轮34 的冲击力进行减缓的缓冲组件6安装于涡轮34后侧，缓冲组件6包括锥形套筒61、限位环62、限位滑槽63、限位杆64、缓冲弹簧65和插槽66，锥形套筒61固定安装于转轴33上并位于涡轮34靠近合金无磁管体1前端开口的一端，限位环62固定套设于转轴33上并位于涡轮34的后端，多个限位滑槽63 环绕排列开设于涡轮34的后端侧壁上，且多个限位杆64分别插设于多个限位滑槽63中并均于限位环62侧壁固定连接，多个插槽66分别开设于多个限位滑槽63的端口处，多个缓冲弹簧65分别套设于多个限位杆64上并一端插设于插槽66中与其内壁相抵；
42.需要说明的是：在注水管线满负荷运行而水流流速大且急时，水流冲击至涡轮34上时，会使涡轮34在转轴33上向后滑动，从而使限位杆64的端部在限位滑槽63中滑动，在限位环62和插槽66的作用下，对缓冲弹簧65进行挤压，从而利用缓冲弹簧65的弹性力对冲击涡轮34的水流冲击力进行减缓，保护涡轮34叶片的安全，避免水流瞬间的较大冲击力将涡轮34叶片损坏，保证了发电组件3的使用安全，提高了装置的使用寿命。
43.其中，密封塞44与竖管41底部螺纹连接，且密封塞44与竖管41的连接处安装有密封圈，密封塞44的外部开设有防滑纹；螺纹连接的密封塞44安装拆卸方便，且水流难以对密封塞44冲击使其与竖管41分离，密封圈提高其连接密封性，防滑纹的设置以增加密封塞44表面的摩擦力，方便密封塞44的安装拆卸。
44.其中，控制阀43用于l型管42的开启闭合的手动阀；手动阀内部无磁性部件，不会对永磁体定子35和缠绕线圈定子36造成影响。
45.本实用提供的工作原理如下：
46.本装置在使用过程中，将合金无磁管体1通过两端的标准工业法兰2安装于注水管线中，注水管线中的水流从合金无磁管体1前端进入，从其后端流出；
47.在水流经过合金无磁管体1内部时，水流通过限流组件5进行一定程度上的限流后推动涡轮34转动，从而使转轴33带动永磁体定子35转动，使永磁体定子35与缠绕线圈定子36相对转动，从而切割磁场与配合外部发电机进行发电，经过整流器31整流后即可对蓄电池进行充电，再利用蓄电池对设备进行供电；
48.在注水管线满负荷运行时，进入合金无磁管体1内部的水流流速大且急，合金无磁管体1内部的发电组件3会阻碍水流的流通，此时可通过分流管4 对其进行分流，通过控制阀43打开l型管42，使合金无磁管体1前端与后端形成一个水流通道，对进入合金无磁管体1内部的水流进行分流通行，冲击时限流板52上的水流在限流弹簧53的弹性力作用下，对水流的冲击力进行减缓，避免高速水流冲击涡轮34而使其损坏，经过减缓后的水流冲击涡轮34推动涡轮34转动，从而使发电组件3配合外部发电机进行发电，经过整流器31整流后即可对蓄电池进行充电，再利用蓄电池对设备进行供电，在保证水流冲击发电组件3进行发电的同时，保证水流的满负荷流通；
49.在注水管线低负荷运行时，通过控制阀43关闭l型管42，使分流管4关闭，进入合金无磁管体1内部的水流流速较小，在水流经过限流组件5时，在限流弹簧53的弹性力作用下，经过限流组件5的水流由大管径水流变成小管径水流，增大水流的冲击涡轮34的冲击力，提高水流的冲击力，从而保证涡轮34的转动稳定性，保证水流冲击发电组件3进行发电效率；
50.从注水管线中进入合金无磁管体1内部的水流在冲击发电组件3进行发电时，倾斜
设置的过滤网7对杂质进行过滤并将杂质导向进入竖管41中进行存储，在使用分流管4时，杂质会被挡网45阻挡而不会继续随水流流动，水流中的杂质会被阻碍至合金无磁管体1前端并进入竖管41内部存储，可通过旋离密封塞44，使竖管41底部通道打开，将杂质冲出，避免杂质对发电组件3 造成损坏。
51.本实用中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。
52.以上所述仅为本实用的实施例，并非因此限制本实用的专利范围，凡是利用本实用说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用的专利保护范围内。