兼具泵水功能的水轮的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种兼具泵水功能的水轮机包括由上端盖、下端盖及侧壁组成的壳体，所述上端盖和下端盖之间安装有可转动的水轮轴，所述水轮轴上安装有转子，壳体上设置有进水口和出水口；所述转子包括相邻同轴圆筒形成的环槽，壳体上设置有用于封闭环槽的阻水装置，相邻环槽之间的叶片圆筒上在对称方向开设有叶片开口，叶片开口处通过叶片轴固定有可转动的叶片；所述上端盖上设置有叶片开合导轨，所述叶片轴顶端设置有叶片控制杆，所述叶片控制杆可移动地插入叶片开合导轨并在转子转动时驱动叶片轴转动。本发明提供的兼具泵水功能的水轮机，其能利用河流、小溪等流动的水的水流能量和海洋潮汐的水流动能，能在自然状态下利用水流的能量转换，也可以达到抽水的目的。
【专利说明】兼具泵水功能的水轮机
【技术领域】
[0001]本发明涉及水能利用领域，更具体地，涉及一种兼具泵水功能的水轮机。
【背景技术】
[0002]现代的水轮机技术往往要依赖修筑拦水坝提高水的势能，水能资源才能有效地被利用；而现有的无需水坝利用水流动能转换为机械能的水轮机技术，存在着效率低，成本高的瓶颈。江河和海洋里的水能资源量极为巨大，不过由于条件的限制，大部份的地方因未适合修筑拦水坝，至使这部份的水能资源在现有水轮机技术的前提下没能被我们所用。
[0003]另一方面，水泵是农业灌溉养殖的重要设备，一般主要依靠电力或汽、柴油机驱动，但由于其生产成本较高，同时又严重依赖于现代工业产品而不便于应用于较为偏远的地方。为了克服以上问题，现有技术中出现了由轴流式水轮机和离心式水泵组成的利用自然能源的水轮泵，不过它需要在落差大于I米的河流和渠道上修建水轮泵站，仍然存在修水坝成本高、效率低、无法移动等限制。
[0004]因此，如何能够利用人力、畜力、风力等自然状态下河流或海洋的水流能量驱动的水泵技术，是人民亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种兼具泵水功能的水轮机，其能利用河流、小溪等流动的水的水流能量和海洋潮汐的水流动能，能将自然状态下的水流动能转化成机械能输出，同时，在进出水口反向连接时候还可以做水泵用于抽水。
[0006]为解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案:
[0007]—种兼具泵水功能的水轮机，包括由上端盖、下端盖及侧壁组成的壳体，所述上端盖和下端盖之间安装有可转动的水轮轴，所述水轮轴上安装有转子，所述下端盖在以水轮轴为中心的相对方向上设置有进水口和出水口；
[0008]所述转子由外到内依次设置有相互同轴的外圆筒、叶片圆筒及内圆筒，所述外圆筒和叶片圆筒之间形成外环，叶片圆筒和内圆筒之间形成内环，所述外环和内环的轴截面积不等，所述外环和内环在一侧与进水口连通，在另一侧与出水口连通；所述外圆筒、叶片圆筒和内圆筒在靠近上端盖一侧端面由叶片圆盘封闭，所述叶片圆盘与所述水轮轴连接，所述叶片圆筒在相对方向上对称开设有叶片开口，所述叶片圆盘在所述叶片开口位置设置有叶片轴，所述叶片轴在与叶片开口对应位置固定有叶片，所述叶片在闭合状态与所述叶片圆筒形成完整的圆筒，所述叶片以叶片轴为界分为面积不相等的第一半叶和第二半叶，所述第一半叶和第二半叶在叶片打开状态下分别与所述外圆筒和内圆筒上的止口抵接；
[0009]所述壳体上设置有用于在转子装入壳体时封闭外环和内环的阻水装置，所述阻水装置分别延伸入外环和内环并与叶片圆盘接触；
[0010]所述上端盖在对应所述进水口与出水口的位置设置有叶片开合导轨，所述叶片轴顶端设置有叶片控制杆，所述叶片控制杆可移动地插入叶片开合导轨并在转子转动时驱动叶片轴转动。
[0011]作为一种具体实施例，所述上端盖上设置有叶片密封导轨，所述叶片轴在靠近上端盖一侧套设有叶片密封装置，所述叶片密封装置包括与叶片轴套设的套筒和活动插入套筒的推杆，所述套筒内侧壁上设置有套筒台阶，所述推杆外侧壁上设置有凸起环，所述推杆由凸起环和套设于推杆外侧的弹簧支撑于套筒台阶上，所述推杆一端在叶片轴位于所述阻水装置相对方向时与叶片密封导轨相接触，另一端铰接设置有横杆，所述横杆贯穿套筒与推杆连接，所述横杆在中部位置还设置有支点，所述横杆通过支点铰接于叶片上，与横杆连接还设置有密封滑片。
[0012]作为一种具体实施例，所述阻水装置包括用于封闭内环的第一阻水板和用于封闭外环的第二阻水板，所述第一阻水板和第二阻水板均由下端盖沿平行于水轮轴的方向凸起形成。
[0013]优选地，所述第一阻水板和第二阻水板的顶壁以及两侧壁内均安装有弹簧，所述弹簧末端安装顶紧板。
[0014]作为一种具体实施例，所述下端盖在圆周方向凸起形成用于密封内环和外环的转子密封盘，所述内圆筒和外圆筒的端面位置设置有与转子密封盘的环状周面配合密封的密封组件。
[0015]优选地，所述进水口与出水口沿垂直于下端盖端面的方向贯穿所述转子密封盘。
[0016]作为一种具体实施例，与所述进水口连接设置有进水管，所述进水管设有第一进水门和第二进水门，所述第一进水门和第二进水门均为单向门，所述第一进水门和第二进水门分列于进水口的两侧且相对设置。
[0017]作为一种具体实施例，与所述出水口连接设置有排水管，所述排水管设有第一排水门和第二排水门，所述第一排水门和第二排水门为单向门，所述第一排水门和第二排水门分列于出水口的两侧且相对设置。
[0018]作为一种具体实施例，所述阻水装置包括用于控制通过阻水装置水流流量的阻水开关，所述阻水开关为节流阀。
[0019]作为一种具体实施例，所述叶片、叶片圆筒、内圆筒、外圆筒、水轮轴及叶片圆盘设置为密封中空或由内部填充轻质材料制成。
[0020]在变形例中，一种兼具泵水功能的水轮机，包括由上端盖、下端盖及侧壁组成的壳体，所述上端盖和下端盖之间安装有可转动的水轮轴，所述水轮轴上安装有转子，所述侧壁在以水轮轴为中心的相对方向上设置有进水口和出水口；
[0021]所述转子由外到内依次设置有相互同轴的叶片圆筒及内圆筒，所述侧壁和叶片圆筒之间形成外环，叶片圆筒和内圆筒之间形成内环，所述外环和内环的轴截面积不等，所述叶片圆筒和内圆筒在靠近上端盖一侧端面位置由叶片圆盘封闭，所述叶片圆盘与所述水轮轴连接，所述叶片圆盘的外圆周与所述侧壁接触，所述叶片圆筒在相对方向上对称开设有叶片开口，所述叶片圆盘在所述叶片开口位置设置有叶片轴，所述叶片轴在与叶片开口对应位置固定有叶片，所述叶片在闭合状态与所述叶片圆筒形成完整的圆筒，所述叶片以叶片轴为界分为面积不相等的第一半叶和第二半叶，所述第一半叶和第二半叶在叶片打开状态下分别与所述侧壁和内圆筒上的止口抵接；
[0022]所述壳体上设置有用于在转子装入壳体时封闭外环和内环的阻水装置，所述阻水装置分别沿外环和内环的轴向方向延伸并与叶片圆盘接触；
[0023]所述上端盖在对应所述进水口与出水口的位置设置有叶片开合导轨，所述叶片轴顶端设置有叶片控制杆，所述叶片控制杆可移动地插入叶片开合导轨并在转子转动时驱动叶片轴转动。
[0024]作为一种具体实施例，所述阻水装置包括用于封闭内环的第一阻水板和用于封闭外环的第二阻水板，所述第一阻水板由下端盖沿平行于水轮轴的方向凸起形成，所述第二阻水板固定于壳体侧壁上。
[0025]作为一种具体实施例，所述叶片圆筒上贯穿设置有若干通孔。
[0026]采用以上技术方案，本发明所取得的有益效果是:
[0027]本发明的兼具泵水功能的水轮机密封性能好，能量损失小，可以利用河流、小溪的水流能量和海洋潮汐的水流动能，能将自然状态下的水流动能转化成机械能输出，同时，在进出水口反向连接时候还可以做水泵用于抽水，同时，将两台兼具泵水功能的水轮机同轴连接时，还可以实现由水轮机转动带动水泵转动，从而将水从低处泵到高处的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术作进一步的详细说明:
[0029]图1为实施例1的兼具泵水功能的水轮机的结构示意图；
[0030]图2为图1的爆炸结构示意图；
[0031]图3为实施例1的兼具泵水功能的水轮机的阻水装置的结构示意图；
[0032]图4为实施例1的兼具泵水功能的水轮机的叶片安装示意图。
[0033]图5为实施例1的兼具泵水功能的水轮机的叶片结构示意图；
[0034]图6为实施例1的兼具泵水功能的水轮机的叶片密封装置的结构示意图；
[0035]图7为实施例1的兼具泵水功能的水轮机的进水管和排水管的安装结构示意图；
[0036]图8为实施例2的兼具泵水功能的水轮机的结构示意图；
[0037]图9为图8的爆炸结构示意图；
[0038]图10为实施例2的兼具泵水功能的水轮机的叶片结构示意图；
[0039]图11为实施例3中采用本发明所述兼具泵水功能的水轮机的串联结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图及较佳实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述，但本发明并不仅限于以下的实施例。
[0041]实施例1
[0042]如图1-图7所示，一种兼具泵水功能的水轮机，包括由上端盖1、下端盖2及侧壁3组成的壳体，所述上端盖I和下端盖2之间安装有可转动的水轮轴4，所述水轮轴4上安装有转子，所述下端盖2在以水轮轴4为中心的相对方向上设置有进水口 10和出水口 11。
[0043]所述转子由外到内依次设置有相互同轴的外圆筒6、叶片圆筒8及内圆筒5，所述外圆筒6和叶片圆筒8之间形成外环，叶片圆筒8和内圆筒5之间形成内环，所述外环和内环的轴截面积不相等，所述外环和内环在一侧与进水口 10连通，在以水轮轴为中心的另一侧与出水口 11连通；所述外圆筒6、叶片圆筒8和内圆筒5在靠近上端盖I 一侧端面由叶片圆盘20封闭，所述叶片圆盘20与所述水轮轴4连接，所述叶片圆筒8在相对方向上对称开设有叶片开口，所述叶片圆盘20在所述叶片开口位置设置有叶片轴100，所述叶片轴100垂直贯穿所述叶片圆盘20，所述叶片轴100在与叶片开口对应位置固定有叶片17，所述叶片17在闭合状态与所述叶片圆筒8形成完整的圆筒，所述叶片17以叶片轴100为界分为面积不相等的第一半叶171和第二半叶172，所述第一半叶171和第二半叶172的尺寸与所述外环与内环的轴截面尺寸相匹配，使叶片17可封闭外环与内环的水流通道，在叶片17打开状态下，第一半叶171与所述外圆筒6的止口 61抵接，第二半叶172与内圆筒5上的止口 51抵接(图4-图5)。
[0044]设置内环与外环截面积不同使与之对应的第一半叶171与第二半叶172的面积不等，其目的是在叶片17打开状态下，叶片17两侧获得的水流推力不相等，因而产生一个力差，这个力差可使叶片17被压在内圆筒5和外圆筒6的止口 51和61处，从而防止叶片17反转，并能推动外圆筒6和内圆筒5转动，从而带动水轮轴4转动。
[0045]当然，本发明中，叶片圆筒8的数量可以是多个，在这种情况下，相邻叶片圆筒8之间形成中间环，可以把内环和外环之间的通道划分为2个以上，则每个叶片圆筒8上的叶片17面积可以相对较小，相应承受的推力也较小，多组叶片17合力推动转子转动，特别适用于体积较大的水轮机。
[0046]所述下端盖2在圆周方向凸起形成用于密封内环和外环的转子密封盘19，所述内圆筒5和外圆筒6的端面上设置有与转子密封盘19的环状周面配合密封的密封组件24。所述转子密封盘19上设置有用于在转子装入壳体时封闭外环和内环的阻水装置7，上述阻水装置7包括用于封闭内环的第一阻水板71和用于封闭外环的第二阻水板72，所述第一阻水板71和第二阻水板72均由下端盖2沿平行于水轮轴4的方向凸起形成，所述阻水装置7通过第一阻水板71和第二阻水板72分别延伸入外环和内环并与叶片圆盘20接触。所述上端盖I设置有叶片开合导轨12，所述叶片开合导轨12分别位于进水口 10和出水口 11处，所述叶片轴100顶端设置有叶片控制杆13，所述叶片控制杆13可移动地插入叶片开合导轨12并在转子转动时驱动叶片轴100转动，当叶片转动至出水口 11处，在叶片开合导轨12和叶片控制杆13的共同作用下，叶片17逐渐闭合与叶片圆筒8形成一个完整的圆筒从而顺利通过阻水装置7。所述进水口 10与出水口 11沿垂直于下端盖端面的方向贯穿所述转子密封盘19。
[0047]在本实施例中，上述第一阻水板71和第二阻水板72的顶壁以及两侧壁内均安装有弹簧73，所述弹簧73末端安装顶紧板74，在上端盖1、下端盖2、侧壁3与转子配合安装后，弹簧73的压力使得顶紧板74压住外圆筒6、叶片圆盘20及内圆筒5，从而将第一阻水板71和第二阻水板72的顶壁以及两侧的间隙密封。所述阻水装置7包括用于控制通过阻水装置7水流流量的阻水开关25，所述阻水开关25为节流阀。上述叶片17、内圆筒5、外圆筒6、叶片圆筒8、水轮轴4及叶片圆盘20设置为密封中空或由内部填充轻质材料制成，目的使整条水轮轴的比重接近水的比重，可以减小轴承的摩擦力，提高效率。
[0048]参见图1、图2及图6，所述上端盖I上设置有叶片密封导轨14，叶片密封导轨14位于进水口 10和出水口 11之间，并位于与阻水板71相对的一侧，所述叶片轴100在靠近上端盖I 一侧套设有叶片密封装置，所述叶片密封装置包括与叶片轴100部分套设的套筒90和活动插入套筒90的推杆91，所述套筒90内侧壁上设置有套筒台阶94，所述推杆91外侧壁上设置有凸起环95，所述推杆91由凸起环95和套设于推杆91外侧的弹簧92支撑于套筒台阶94上，所述推杆91 一端在叶片轴4位于所述阻水装置7相对方向时与叶片密封导轨14相接触，远离上端盖I的一端铰接设置有横杆96，所述横杆96贯穿套筒90与推杆91连接，所述横杆96在中部位置还设置有支点97，所述横杆96通过支点97铰接于叶片17上，与横杆96连接设置有密封滑片93。随转子的转动，当推杆91与叶片密封导轨14相顶抵，推杆91推动橫杆96使密封滑片93上下运动，以密封叶片17的上下间隙，减少水流从叶片17间隙处通过，由于阻水板71、72间隙密封及转子密封盘19密封机构的共同密封作用，可减少水流能量损失，提闻效率。
[0049]与所述进水口 10连接设置有进水管15，所述进水管15设有第一进水门151和第二进水门152，所述第一进水门151和第二进水152门均为单向门，所述第一进水门151和第二进水门152分列于进水口 10的两侧且相对设置，每个进水门的进水方向与进水口 10的进水方向均呈90度角。与所述出水口 11连接设置有排水管16，所述排水管16设有第一排水门161和第二排水门162，所述第一排水门161和第二排水门162为单向门，所述第一排水门161与第二排水门162分列于出水口 11的两侧且相对设置，每个排水门的排水方向与排水口 11水流方向均呈90度角。以上结构使得兼具泵水功能的水轮机可以在双向水流中工作。
[0050]参见图1、图2及图7，以下对本发明所述的兼具泵水功能的水轮机的工作原理进行说明:
[0051]当本发明所述兼具泵水功能的水轮机作为水轮机使用时，将兼具泵水功能的水轮机放置于具有水位高度差的地方，如在江河两岸适宜的地方修水坝并设置本发明的兼具泵水功能的水轮机，或者将其设置在江河及海洋水流能量丰富的地方，当从高处流下或者快速流动的水流经水管从进水口 10进入，由于进水口 10右侧与出水口 11之间设置有阻水装置7，水流只能从与阻水装置7相反的方向流动，由于叶片17的尺寸与水流通道内环和外环的尺寸互相配合，使进入兼具泵水功能的水轮机的水流全部被叶片17阻挡住，水流只能推动水轮机的叶片17使水轮轴4转动，当水流推动叶片17从进水口 10转动半周到出水口11处，水流从出水口 11排出流向下游，同时，叶片17受到叶片控制杆13与叶片开合导轨12的互相作用与叶片圆筒8逐渐形成整个圆筒，并通过阻水装置7。此后叶片17随转子的转动在叶片控制杆13与叶片开合导轨的互相作用下又渐打开，并在到达进水口 10的位置时完全打开，打开角度约为90度，叶片控制杆13与叶片开合导轨12分离。而于此同时，与该叶片17相对的另一叶片在水流的推动下转动至出水口 11处，两者相互交替地完成以上过程，从而推动水轮轴4持续转动将水的动能转换为机械能。
[0052]当本发明所述兼具泵水功能的水轮机作为水泵使用时，在进水口 10处连接水管，水从出水口 11进入，动力(人力，水力等)作用在水泵轴4上(作为水泵使用时)，使水泵轴4及叶片17逆时针方向转动(图1-图9)。叶片17在出水口 11处受到叶片控制杆13与叶片开合导轨12的互相作用全打开并封闭住内环及外环的水流通道，通过设置所述的内环和外环的轴截面面积不等，使第一半叶171和第二半叶172的面积不相等，其目的是在叶片17打开状态下，叶片17两侧获得的水流压力不相等，因而产生一个力差，这个力差可使叶片17被压在内圆筒5和外圆筒6的止口 51和61处，防止叶片反转。水流全部被叶片17从出水口 11处推压至进水口 10处。水从进水口排出，并通过水管将水泵出，然后叶片17在叶片控制杆13与叶片开合导轨12的互相作用下关闭，并与叶片圆筒8形成完整的圆筒，从而通过阻水装置7，叶片17通过阻水装置7后，叶片受到叶片控制杆13与叶片开合导轨12的互相作用逐渐打开，转动至出水口 11处时全打开，叶片控制杆13与叶片开合导轨分离，如此循环往复，将水不断从入水口泵出。
[0053]应该理解，除结构上的差异外，本实施例所述兼具泵水功能的水轮机的工作原理及效能也同样适用于本实施例中的其余实施例。
[0054]实施例2
[0055]参见图7-图9所示兼具泵水功能的水轮机，本实施例与实施例1的区别在于本例所述兼具泵水功能的水轮机的转子上无外圆筒，而是由侧壁3代替了外圆筒的功能。
[0056]具体地说，参见图8-图9，本实施例所述的兼具泵水功能的水轮机，包括由上端盖1、下端盖2及侧壁3组成的壳体，所述上端盖I和下端盖2之间安装有可转动的水轮轴4，所述水轮轴4上安装有转子，所述侧壁3在以水轮轴4为中心的相对方向上设置有进水口10’和出水口 11’，所述转子由外到内依次设置有相互同轴的叶片圆筒8及内圆筒5，所述侧壁3和叶片圆筒8之间形成外环，叶片圆筒8和内圆筒5之间形成内环，所述外环和内环的轴截面积不相等，所述叶片圆筒8和内圆筒5在靠近上端盖I 一侧端面位置由叶片圆盘20封闭，所述叶片圆盘20与所述水轮轴4连接，所述叶片圆盘20还沿径向方向延伸使得外圆周与侧壁3接触，所述叶片圆筒8在相对方向上对称开设有叶片开口，所述叶片圆盘20在所述叶片开口位置设置有叶片轴100，所述叶片轴100贯穿所述叶片圆盘20，所述叶片轴4在与叶片开口对应位置固定有叶片17，所述叶片17在闭合状态下与所述叶片圆筒8形成完整的圆筒，所述叶片17以叶片轴4为界分为面积不相等的第一半叶171和第二半叶172，所述第一半叶片和第二半叶片的轴截面尺寸与所述外环与内环的尺寸相匹配，所述第一半叶171和第二半叶172在叶片打开状态下分别与所述侧壁3和内圆筒5上的止口抵接。
[0057]所述壳体上设置有用于在转子装入壳体时封闭外环和内环的阻水装置7，所述阻水装置7分别沿外环和内环的轴向方向延伸并与叶片圆盘20接触，所述上端盖I在对应所述进水口 10’与出水口 11’的位置上设置有叶片开合导轨12，所述叶片轴100顶端设置有叶片控制杆13，所述叶片控制杆13可移动地插入叶片开合导轨12并在转子转动时驱动叶片轴100转动。
[0058]参见图10，在本实施例中，所述叶片17上在端部位置开设有槽体，所述槽体内设置有顶板174，所述顶板174由弹簧173顶紧，其目的是在叶片17与壳体接触时候起到更好的密封作用。
[0059]所述阻水装置7包括用于封闭内环的第一阻水板73和用于封闭外环的第二阻水板74，所述第一阻水板73由下端盖沿平行于水轮轴4的方向凸起形成，所述第二阻水板74固定于壳体侧壁3上，所述叶片圆筒8上贯穿设置有若干通孔81，通孔81作为内环与外环的水流通道。
[0060]基于上述结构和设置，当本实施例的兼具泵水功能的水轮机作为水轮机使用时，将兼具泵水功能的水轮机放置于江河中，水流从进水口 10’进入，由于进水口 10’与出水口11’之间设置有阻水装置7，水流只能从与阻水装置7相反的方向流动，由于叶片17的尺寸与外环和内环的尺寸互相配合，使进入兼具泵水功能的水轮机的水流全部被叶片17阻挡住，水流只能推动叶片17转动，进而推动水轮轴4转动，当叶片17转动到出水口 11’处，水流从出水口 11’排出，同时叶片17受到叶片控制杆13与叶片开合导轨12的互相作用，叶片17逐渐闭合与叶片圆筒8形成整个圆筒，并通过阻水装置7，与此同时，与该叶片17相对的另一片叶片17在水流的推动下继续转动，从而推动水轮轴4持续转动将水的动能转换为机械能。
[0061]当作为水泵使用时，在进水口 10’处连接水管，水流从出水口 11’进入，动力(人力，水力等)作用在水泵轴4 (作为水泵使用时)，使水泵轴4及叶片17逆时针方向转动(图9)。叶片17在出水口 11’处受叶片控制杆13与叶片开合导轨12的互相作用全打开并封闭住内环及外环的水流通道，水流全部被叶片17从出水口 11’处推压旋转至进水口 10’处。水流从进水口排出，并通过水管将水泵出，然后叶片17在叶片控制杆13与叶片开合导轨12的互相作用下关闭，并与叶片圆筒8形成完整的圆筒，从而通过阻水装置7，叶片17通过阻水装置7后，叶片受到叶片控制杆13与叶片开合导轨12的互相作用逐渐打开，转动至出水口 11’处时全打开，叶片控制杆13与叶片开合导轨分离，如此循环往复，将水不断从进水口10’处泵出。
[0062]实施例3
[0063]参见图11，本实施例展示了一种实施例1或实施例2中的兼具泵水功能的水轮机同轴连接时的应用，本发明的兼具泵水功能的水轮机，作为水泵工作时与作为水轮机工作时的旋转方向是相反的。在该实施例中，将上方的兼具泵水功能的水轮机充当水轮机用作输出动力，而将下方的水轮机充当水泵的作用。当将该装置放置于水流中时，来自上方水轮机输出的动力通过水轮轴4传递至下方水泵带动转子转动，从而完成泵水的作用。可使应用的范围更广泛。
[0064]最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:包括由上端盖、下端盖及侧壁组成的壳体，所述上端盖和下端盖之间安装有可转动的水轮轴，所述水轮轴上安装有转子，所述下端盖在以水轮轴为中心的相对方向上设置有进水口和出水口； 所述转子由外到内依次设置有相互同轴的外圆筒、叶片圆筒及内圆筒，所述外圆筒和叶片圆筒之间形成外环，叶片圆筒和内圆筒之间形成内环，所述外环和内环的轴截面积不等，所述外环和内环在一侧与进水口连通，在另一侧与出水口连通；所述外圆筒、叶片圆筒和内圆筒在靠近上端盖一侧端面由叶片圆盘封闭，所述叶片圆盘与所述水轮轴连接，所述叶片圆筒在相对方向上对称开设有叶片开口，所述叶片圆盘在所述叶片开口位置设置有叶片轴，所述叶片轴在与叶片开口对应位置固定有叶片，所述叶片在闭合状态与所述叶片圆筒形成完整的圆筒，所述叶片以叶片轴为界分为面积不相等的第一半叶和第二半叶，所述第一半叶和第二半叶在叶片打开状态下分别与所述外圆筒和内圆筒上的止口抵接； 所述壳体上设置有用于在转子装入壳体时封闭外环和内环的阻水装置，所述阻水装置分别延伸入外环和内环并与叶片圆盘接触； 所述上端盖在对应所述进水口与出水口的位置设置有叶片开合导轨，所述叶片轴顶端设置有叶片控制杆，所述叶片控制杆可移动地插入叶片开合导轨并在转子转动时驱动叶片轴转动。
2.根据权利要求1所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:所述上端盖上设置有叶片密封导轨，所述叶片轴在靠近上端盖一侧套设有叶片密封装置，所述叶片密封装置包括与叶片轴套设的套筒和活动插入套筒的推杆，所述套筒内侧壁上设置有套筒台阶，所述推杆外侧壁上设置有凸起环，所述推杆由凸起环和套设于推杆外侧的弹簧支撑于套筒台阶上，所述推杆一端在叶片轴位于所述阻水装置相对方向时与叶片密封导轨相接触，另一端铰接设置有横杆，所述横杆贯穿套筒与推杆连接，所述横杆在中部位置还设置有支点，所述横杆通过支点铰接于叶片上，与横杆连接还设置有密封滑片。
3.根据权利要求1所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:所述阻水装置包括用于封闭内环的第一阻水板和用于封闭外环的第二阻水板，所述第一阻水板和第二阻水板均由下端盖沿平行于水轮轴的方向凸起形成。
4.根据权利要求3所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:所述第一阻水板和第二阻水板的顶壁以及两侧壁内均安装有弹簧，所述弹簧末端安装顶紧板。
5.根据权利要求1所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:所述下端盖在圆周方向凸起形成用于密封内环和外环的转子密封盘，所述内圆筒和外圆筒的端面位置设置有与转子密封盘的环状周面配合密封的密封组件。
6.根据权利要求5所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:所述进水口与出水口沿垂直于下端盖端面的方向贯穿所述转子密封盘。
7.根据权利要求1所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:与所述进水口连接设置有进水管，所述进水管设有第一进水门和第二进水门，所述第一进水门和第二进水门均为单向门，所述第一进水门和第二进水门分列于进水口的两侧且相对设置。
8.根据权利要求1所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:与所述出水口连接设置有排水管，所述排水管设有第一排水门和第二排水门，所述第一排水门和第二排水门为单向门，所述第一排水门和第二排水门分列于出水口的两侧且相对设置。
9.根据权利要求1所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:所述阻水装置包括用于控制通过阻水装置水流流量的阻水开关，所述阻水开关为节流阀。
10.根据权利要求1所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:所述叶片、叶片圆筒、内圆筒、外圆筒、水轮轴及叶片圆盘设置为密封中空或由内部填充轻质材料制成。
11.一种兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:包括由上端盖、下端盖及侧壁组成的壳体，所述上端盖和下端盖之间安装有可转动的水轮轴，所述水轮轴上安装有转子，所述侧壁在以水轮轴为中心的相对方向上设置有进水口和出水口； 所述转子由外到内依次设置有相互同轴的叶片圆筒及内圆筒，所述侧壁和叶片圆筒之间形成外环，叶片圆筒和内圆筒之间形成内环，所述外环和内环的轴截面积不等，所述叶片圆筒和内圆筒在靠近上端盖一侧端面位置由叶片圆盘封闭，所述叶片圆盘与所述水轮轴连接，所述叶片圆盘的外圆周与所述侧壁接触，所述叶片圆筒在相对方向上对称开设有叶片开口，所述叶片圆盘在所述叶片开口位置设置有叶片轴，所述叶片轴在与叶片开口对应位置固定有叶片，所述叶片在闭合状态与所述叶片圆筒形成完整的圆筒，所述叶片以叶片轴为界分为面积不相等的第一半叶和第二半叶，所述第一半叶和第二半叶在叶片打开状态下分别与所述侧壁和内圆筒上的止口抵接； 所述壳体上设置有用于在转子装入壳体时封闭外环和内环的阻水装置，所述阻水装置分别沿外环和内环的轴向方向延伸并与叶片圆盘接触； 所述上端盖在对应所述进水口与出水口的位置设置有叶片开合导轨，所述叶片轴顶端设置有叶片控制杆，所述叶片控制杆可移动地插入叶片开合导轨并在转子转动时驱动叶片轴转动。
12.根据权利要求11所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:所述阻水装置包括用于封闭内环的第一阻水板和用于封闭外环的第二阻水板，所述第一阻水板由下端盖沿平行于水轮轴的方向凸起形成，所述第二阻水板固定于壳体侧壁上。
13.根据权利要求11所述的兼具泵水功能的水轮机，其特征在于:所述叶片圆筒上贯穿设置有若干通孔。
【文档编号】F04D1/00GK104265543SQ201410379287
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】郑广生 申请人:郑广生