一种自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置

本发明涉及太阳能及余热发电装置领域，尤其涉及一种自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置。

背景技术：

1、太阳能发电和余热发电都是以可再生能源为基础的发电方式，对于减少化石燃料的使用、降低碳排放和环境保护有着重要的作用。太阳能是指利用太阳辐射能来产生电力或者热量的可再生能源，可以广泛应用于住宅、工业、商业和公共设施等领域。余热是指在工业生产设备中没有被利用的能源，包括高温废气余热、炉渣余热、化学反应余热和废料余热等种类；据调查，各行业，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％，如果不及时回收利用这些余热，将浪费很多能源并且污染环境。而现有太阳能及余热发电装置不仅制造和安装成本仍然较高，而且受到天气和工作环境要求的限制，造成大量的太阳能和余热资源浪费。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置，该自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置可放置于工业余热多，环境温度高，太阳能充足等地点，该设备不仅制造简单，成本较低，并且可以利用自循环式系统可以有效提高能源转换效率，降低维护成本，减少废水和化学废品的产生；循环水槽、发电循环系统和高压低噪隔膜泵循环系统三个系统中的数十个机械结构相互配合，形成一个密不可分的整体，首先充分将太阳能和余热收集转化为水流的动能和势能，然后再将水流的能量转化为储存在蓄电池里面的电能，可以大幅度节省能源成本，提升经济效益，提高清洁能源的使用率，推动我国加快从化石能源向非化石能源过渡。

2、本发明通过以下技术手段实现上述技术目的。

3、一种自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置，包括依次首尾相连的循环水槽、发电循环系统和高压低噪隔膜泵循环系统；

4、其中，循环水槽依次设置有水槽进口，水槽外壳，水槽出口，左呼吸孔，右呼吸孔，控水漂浮锚；发电循环系统依次设置有发电循环系统进口，磁感装置，蓄电池负极线，蓄电池正极线，蓄电池，叶轮中心杆固定卡环，半螺旋式进水流道，叶轮中心杆，发电循环系统外壳，一级发电叶轮，二级发电叶轮，三级发电叶轮，发电循环系统出口；所述高压低噪隔膜泵循环系统依次设置的装置有隔膜泵循环系统进水口，进口单向阀，直流道，隔膜泵外壳，稳定杆组，弹簧减震组，压缩内腔，内隔膜，推动板，推动杆，低沸点有机物，弹性外隔膜，外隔膜恢复弹力线，漏斗式储热外壳，散热翅片，集热放大镜，出口单向阀，隔膜泵循环系统出水口；

5、循环水槽通过左呼吸孔，右呼吸孔和控水漂浮锚相互协作，控制整个自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置水流平稳，不出现断流情况；发电循环系统采用一级发电叶轮，二级发电叶轮和三级发电叶轮将水流的能量转化为叶轮中心杆的机械能，并在磁感装置的作用下转化为蓄电池储存的电能；高压低噪隔膜泵循环系统采用散热翅片，集热放大镜集中太阳能和余热传递给弹性外隔膜内的低沸点有机物不断压缩膨胀做功将热能转化为推动内隔膜的机械能，然后转化为水流的动能和势能。

6、循环水槽中的液态水首先从水槽进口流入进入水槽外壳的内部，然后在从水槽出口流出；在水槽外壳的上端装备了一个控水漂浮锚；该控水漂浮锚设备包括漂浮泡沫板，竖直杆，横向杆；所述水槽外壳顶端设有通孔，所述竖直杆插入所述通孔内，所述竖直杆下端连接所述漂浮泡沫板，上端连接所述横向杆；横向杆边缘的侧面设有密封胶圈，横向杆下方设有相对于所述左呼吸孔和右呼吸孔的左呼吸孔密封橡胶和右呼吸孔密封橡胶；且左呼吸孔设置在控水漂浮锚左边的水槽外壳上，右呼吸孔设置在控水漂浮锚右边的水槽外壳上；

7、当循环水槽里面的液态水足够时，该控水漂浮锚漂浮，此时控水漂浮锚的左呼吸孔密封橡胶和左呼吸孔相互分开，控水漂浮锚的右呼吸孔密封橡胶与右呼吸孔相互分开，循环水槽内部的水流循环流动；当循环水槽里面的液态水太少时，该控水漂浮锚下沉，此时控水漂浮锚的左呼吸孔密封橡胶和左呼吸孔相互紧密贴合，控水漂浮锚的右呼吸孔密封橡胶与右呼吸孔相互紧密贴合，循环水槽内部的水流停止流动。

8、进一步的，循环水槽、发电循环系统、高压低噪隔膜泵循环系统、控水漂浮锚的密封胶圈、控水漂浮锚的左呼吸孔密封橡胶、控水漂浮锚的右呼吸孔密封橡胶、进口单向阀、压缩内腔、内隔膜、弹性外隔膜和出口单向阀等装置具有出色的气密性能，且各个管道和装置连接处的位置密封效果良好，无任何泄漏现象。

9、进一步的，控水漂浮锚上的漂浮泡沫板、竖直杆、横向杆考虑到需要足够的耐腐蚀，漂浮能力和密封性能，采用碳纤维增强聚合物材料来建造漂浮泡沫板和横向杆，采用铝合金来锻造竖直杆；

10、发电循环系统中的液态水从发电循环系统进口流入半螺旋式进水流道的半螺旋式进水流道进口，然后再从半螺旋式进水流道的叶轮进水口流出，然后先冲击一级发电叶轮，再冲击二级发电叶轮，最后冲击三级发电叶轮，接下来再从发电循环系统出口流出，进入高压低噪隔膜泵循环系统；

11、该半螺旋式进水流道主要包括半螺旋式进水流道进口，半螺旋式进水流道外壁，半螺旋式进水流道内壁，外半螺旋流道，叶轮进水口；

12、当发电循环系统的一级发电叶轮，二级发电叶轮，三级发电叶轮被向下冲击的水流带动旋转的同时，与一级发电叶轮，二级发电叶轮和三级发电叶轮相连的叶轮中心杆以及与叶轮中心杆焊接为一体的磁感装置也会被带动旋转切割磁感装置产生电能，继而通过蓄电池负极线和蓄电池正极线向蓄电池内部输送电能用以储存。

13、进一步的，磁感装置，蓄电池负极线，蓄电池正极线，蓄电池和叶轮中心杆能够配合来发电；且磁感装置和叶轮中心杆之间润滑良好，可以将水的能量转化为机械能，再转化为电能储存在蓄电池中，该蓄电池可以外接用电仪器来使用所储存的电能。

14、进一步的，半螺旋式进水流道有外半螺旋流道和叶轮进水口两个流道，可以确保流经流道的流体的方向具有强制性，避免了流体的波动和涡旋，从而提高流体的流经效率和压力，达到更好的物质传输效果。

15、进一步的，一级发电叶轮，二级发电叶轮和三级发电叶轮考虑到实际应用效果，均采用zg-225-450材料锻造，且一级发电叶轮，二级发电叶轮和三级发电叶轮都具有四个叶片，叶片外径比为1.2:1.0:0.8；

16、高压低噪隔膜泵循环系统中的液态水从隔膜泵循环系统进水口流入，然后流向进口单向阀；该进口单向阀包括进口阀壁，进口阀弹簧连接杆，进口阀弹簧，进口阀环形楔子外密封圈，进口阀环形轨道，进口阀固定卡扣，进口阀环形楔子内密封圈，进口阀增重填充物；

17、当进口单向阀上隔膜泵循环系统进水口边作用的压力大于直流道作用的压力时，进口单向阀的进口阀弹簧往左方伸长，进口阀环形楔子内密封圈和进口阀增重填充物沿进口单向阀的进口阀环形轨道往左平移，此时高压低噪隔膜泵循环系统内的液态水沿着进口单向阀进入直流道、压缩内腔和出口单向阀的左端；当进口单向阀上隔膜泵循环系统进水口边作用的压力小于直流道作用的压力时，进口单向阀关闭；

18、该出口单向阀包括出口阀壁，出口阀弹簧连接杆，出口阀弹簧，出口阀环形楔子外密封圈，出口阀环形轨道，出口阀固定卡扣，出口阀环形楔子内密封圈，出口阀增重填充物；

19、当出口单向阀上直流道边作用的压力大于隔膜泵循环系统出水口作用的压力时，出口单向阀的出口阀弹簧往左方伸长，出口阀环形楔子内密封圈和出口阀增重填充物沿出口单向阀的出口阀环形轨道往左平移，此时高压低噪隔膜泵循环系统内的液态水沿着出口单向阀流入隔膜泵循环系统出水口；当出口单向阀上直流道边作用的压力小于隔膜泵循环系统出水口作用的压力时，出口单向阀关闭；

20、在隔膜泵外壳内部的左右两侧各设置有一组稳定杆组和一组弹簧减震组，每组稳定杆组包含有两根稳定杆，每组弹簧减震组包含有六组弹簧；

21、压缩内腔位于弹簧减震组的上方，且内隔膜将压缩内腔与低沸点有机物隔开；推动板，推动杆焊接为一体；

22、外隔膜恢复弹力线一端连接到弹性外隔膜外部，另一端连接于漏斗式储热外壳；漏斗式储热外壳位于弹性外隔膜正上方，且该漏斗式储热外壳中部安置有散热翅片；

23、散热翅片包含圆盘翅片，弯折翅片和长短直翅片；集热放大镜位于散热翅片正上方，且与漏斗式储热外壳最上端相连接；

24、当高压低噪隔膜泵循环系统上的集热放大镜提供足够的热量给漏斗式储热外壳中部上安置的散热翅片，并且漏斗式储热外壳中部上安置的散热翅片将热量传播给弹性外隔膜时，此时弹性外隔膜内部的低沸点有机物将会汽化膨胀；内隔膜，推动板和推动杆将会被弹性外隔膜往上移动；

25、当汽化的低沸点有机物通过内隔膜间接的接触到液态水时，低沸点有机物被冷却液化，此时弹性外隔膜将会被压缩，内隔膜，推动板和推动杆将会被弹性外隔膜推着往下压缩。

26、进一步的，稳定杆组具有两组，左右竖直对称分布在隔膜泵外壳两侧，且每组稳定杆组具有两根稳定杆，且靠近下方的稳定杆距离隔膜泵外壳底部为30cm，另一根稳定杆距离隔膜泵外壳底部为50cm。

27、进一步的，弹簧减震组，左右竖直对称分布在隔膜泵外壳两侧，且每组弹簧减震组具有六根长短不一的弹簧，相邻弹簧之间间隔距离为10cm。

28、进一步的，压缩内腔，内隔膜，推动板，推动杆，低沸点有机物和弹性外隔膜相互配合，不断压缩和膨胀，产生足够的能量将水流抽取回到循环水槽中；所述内隔膜采用具有良好耐油、耐溶剂和耐腐蚀的丁腈橡胶制造，且厚度为5mm；所述弹性外隔膜采用弹性好、耐热性能优良的丁基橡胶一体化制造，且厚度为8mm。

29、进一步的，外隔膜恢复弹力线连接在弹性外隔膜和漏斗式储热外壳上，沿着弹性外隔膜的轮廓左右竖直对称设置组长短不一的外隔膜恢复弹力线。

30、进一步的，所述散热翅片，安置在漏斗式储热外壳在中间，且散热翅片上的圆盘翅片与漏斗式储热外壳焊接为一体，保持固定；所述圆盘翅片左右竖直对称的设置有一个弯折翅片，且在弯折翅片中间设置有14片长短直翅片。

31、进一步的，所述进口单向阀放置于直流道内部，每组进口阀弹簧具有两根弹簧；当隔膜泵循环系统进水口作用于进口阀弹簧和进口阀环形楔子内密封圈的压力大于直流道作用于进口阀环形楔子内密封圈的压力时，进口阀弹簧和进口阀环形楔子内密封圈之间能够相互运动；进口阀弹簧连接杆，进口阀环形楔子外密封圈，进口阀环形轨道，进口阀固定卡扣在任何情况下都相对固定不动。

32、进一步的，出口单向阀放置于直流道内部每组出口阀弹簧具有两根弹簧；当直流道作用于出口阀弹簧和出口阀环形楔子内密封圈的压力大于隔膜泵循环系统出水口作用于出口阀环形楔子内密封圈的压力时，出口阀弹簧和出口阀环形楔子内密封圈之间能够相互运动；出口阀弹簧连接杆，出口阀环形楔子外密封圈，出口阀环形轨道，出口阀固定卡扣在任何情况下都相对固定不动。

33、借由以上的技术方案，本发明的有益效果如下：

34、1、本技术提供了一种自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置，该装置采用自循环式和发电系统的组合设计方式，能够充分利用太阳能和余热，将它们转化为水流的动能和势能，再转化为电能进行储能和转化。通过这种方式，能源转换效率可得到极大的提升，实现了更高的能量输出；

35、2、本技术提供了一种自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置，该装置与传统发电方式相比，该装置没有内燃机的噪音和振动，同时隔膜泵自身的振动和噪音也较低，可以有效地降低环境噪音污染；

36、3、本技术提供了一种自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置，该装置采用新型高压低噪隔膜泵的制造工艺比较简单，使用的原材料和能源成本也比较低，因此可以实现成本节省；同时，隔膜泵设计简单，维护方便，且不易出现漏气和泄压等问题，从而提高设备的稳定性和可靠性；

37、4、本技术提供了一种自循环式的新型高压低噪隔膜泵发电装置，该装置采用了清洁能源作为原动力，不会产生大量废物和化学废品而且没有污染物的产生，因此，它不仅能够减少环境污染，还可以充分利用清洁能源，推动我国能源结构转型，增加可再生能源的使用比例；同时还符合可持续发展的理念，对于实现可持续发展、推动经济发展和环境保护等方面都有着积极的意义。

38、为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。