CN105781850A - 一种具有自动清扫功能的水轮机引水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有自动清扫功能的水轮机引水系统，包括支撑机构、清扫机构、升降机构、水池、设置在水池一侧的进水管和设置在水池另一侧的出水管，所述进水管的内部设有第一流量计，所述出水管的内部设有第二流量计，所述水池内设有水平设置的过滤网，所述水池内部靠近出水管的一侧设有出水阀，该具有自动清扫功能的水轮机引水系统通过中央处理器控制升降机构中的升降驱动电机带动驱动轮转动，利用定滑轮和动滑轮的配合拉动过滤网上升，同时，由清扫机构中的清扫驱动电机带动螺杆的转动，使清洁块在过滤网上来回移动，将泥沙推到泥沙沉降板上，从而实现过滤网的自动清扫功能，并保障了该水轮机引水室水流的畅通。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有自动清扫功能的水轮机引水系统。
背景技术
在水利发电系统中，水轮机引水室是水流进入水轮机的第一个部件，主要负责将上游水流引入下游冲击水轮机发电，常见的水轮机引水室主要包括开敞式、贯流式及蜗壳式，通过不同的引水形式导入水流对水轮机做功。
现有的引水室中，通常缺乏相应的过滤措施，导致上游的水流中混入泥沙等杂质，随着这些泥沙杂质进入水轮机的关键部位并形成堆积，容易形成水轮机转速下降，发电效率低下，甚至造成水轮机堵塞使水轮机停止运转，对整个发电系统造成严重的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中缺乏过滤措施导致水轮机堵塞的不足，提供一种具有过滤措施且自动清洗保证水流畅通的具有自动清扫功能的水轮机引水系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自动清扫功能的水轮机引水系统，包括支撑机构、清扫机构、升降机构、水池、设置在水池一侧的进水管和设置在水池另一侧的出水管，所述进水管的内部设有第一流量计，所述出水管的内部设有第二流量计，所述水池内设有水平设置的过滤网，所述水池内部靠近出水管的一侧设有出水阀，所述升降机构和清扫机构均位于水池的上方；
所述支撑机构包括支撑板、两个支柱和两个泥沙沉降板，两个所述支柱分别竖直设置在水池的两侧，两个所述泥沙沉降板分别设置在水池的两侧，所述支撑板在支柱的顶端，所述清扫机构设置在支柱上；
所述清扫机构包括壳体和设置在壳体下方的距离传感器，所述壳体的下方设有缺口，所述缺口的长度大于水池的长度，所述壳体内设有清扫驱动电机、清洁块和螺杆，所述清扫驱动电机固定在壳体内部的一侧，所述清扫驱动电机与螺杆传动连接，所述螺杆所述清洁块设置在螺杆上，所述螺杆的外周设有外螺纹，所述清洁块内设有内螺纹，所述螺杆的外螺纹与清洁块的内螺纹相匹配；
所述升降机构包括两个升降单元，两个所述升降单元分别设置在支撑板的两侧，所述升降单元包括定滑轮、动滑轮、竖向设置的定滑轮吊线和竖向设置的动滑轮吊线、传送线缆、驱动轮和升降驱动电机，所述升降驱动电机固定在清扫机构的上方，所述升降驱动电机与驱动轮传动连接，所述驱动轮与传送线缆的一端连接，所述传送线缆的另一端依次通过定滑轮和动滑轮与支撑板连接，所述定滑轮吊线的顶端与支撑板连接，所述定滑轮吊线的底端与定滑轮的中心轴连接，所述动滑轮吊线的顶端与动滑轮的中心轴连接，所述动滑轮吊线的底端与过滤网连接；
所述水池内设有中央处理器，所述第一流量计、第二流量计、出水阀、距离传感器、清扫驱动电机和升降驱动电机均与中央处理器电连接。
作为优选，利用碳素线稳定牢固的特点，为了保证升降机构的拉力，所述定滑轮吊线、动滑轮吊线和传送线缆均为碳素线。
作为优选，为了方便过滤网上的杂质掉落在水池外，所述泥沙沉降板倾斜设置，所述泥沙沉降板靠近水池的一端的高度大于泥沙沉降板靠近支柱的一端的高度。
作为优选，利用直流电机驱动力强的特点，为了保证升降机构的驱动力，所述升降驱动电机为直流电机。
作为优选，利用淬火钢坚硬不易受损的特点，为了保证螺杆的外螺纹不受损，所述螺杆的材料为淬火钢。
作为优选，为了避免清洁块清扫时对过滤网造成损伤，所述清洁块的底端设有毛刷。
作为优选，利用无刷直流电机寿命长且工作噪音小的特点，为了保证清扫机构的使用寿命及工作时无噪音污染，所述清扫驱动电机为无刷直流电机。
作为优选，为了保证升降精度，所述驱动轮的直径小于定滑轮的直径，所述定滑轮的直径等于动滑轮的直径。
本发明的有益效果是，该具有自动清扫功能的水轮机引水系统通过中央处理器控制升降机构中的升降驱动电机带动驱动轮转动，利用定滑轮和动滑轮的配合拉动过滤网上升，同时，由清扫机构中的清扫驱动电机带动螺杆的转动，使清洁块在过滤网上来回移动，将泥沙推到泥沙沉降板上，从而实现过滤网的自动清扫功能，并保障了该水轮机引水室水流的畅通。
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是本发明的具有自动清扫功能的水轮机引水系统的结构示意图；
图2是本发明的具有自动清扫功能的水轮机引水系统的清扫机构的结构示意图；
图3是本发明的具有自动清扫功能的水轮机引水系统的升降单元的结构示意图；
图中：1.水池，2.过滤网，3.进水管，4.第一流量计，5.出水阀，6.出水管，7.第二流量计，8.泥沙沉降板，9.清扫机构，10.升降结构，11.支撑板，12.支柱，13.壳体，14.清扫驱动电机，15.距离传感器，16.清洁块，17.螺杆，18.动滑轮，19.动滑轮吊线，20.定滑轮，21.定滑轮吊线，22.传送线缆，23.升降驱动电机，24.驱动轮。
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-图3所示，一种具有自动清扫功能的水轮机引水系统，包括支撑机构、清扫机构9、升降机构、水池1、设置在水池1一侧的进水管3和设置在水池1另一侧的出水管6，所述进水管3的内部设有第一流量计4，所述出水管6的内部设有第二流量计7，所述水池1内设有水平设置的过滤网2，所述水池1内部靠近出水管3的一侧设有出水阀5，所述升降机构和清扫机构9均位于水池1的上方；
所述支撑机构包括支撑板11、两个支柱12和两个泥沙沉降板8，两个所述支柱12分别竖直设置在水池1的两侧，两个所述泥沙沉降板8分别设置在水池1的两侧，所述支撑板11在支柱12的顶端，所述清扫机构9设置在支柱12上；
所述清扫机构9包括壳体13和设置在壳体13下方的距离传感器15，所述壳体13的下方设有缺口，所述缺口的长度大于水池1的长度，所述壳体13内设有清扫驱动电机14、清洁块16和螺杆17，所述清扫驱动电机14固定在壳体13内部的一侧，所述清扫驱动电机14与螺杆17传动连接，所述螺杆17所述清洁块16设置在螺杆17上，所述螺杆17的外周设有外螺纹，所述清洁块16内设有内螺纹，所述螺杆17的外螺纹与清洁块16的内螺纹相匹配；
所述升降机构包括两个升降单元，两个所述升降单元分别设置在支撑板11的两侧，所述升降单元包括定滑轮20、动滑轮18、竖向设置的定滑轮吊线21和竖向设置的动滑轮吊线19、传送线缆22、驱动轮24和升降驱动电机23，所述升降驱动电机23固定在清扫机构9的上方，所述升降驱动电机23与驱动轮24传动连接，所述驱动轮24与传送线缆22的一端连接，所述传送线缆22的另一端依次通过定滑轮20和动滑轮18与支撑板11连接，所述定滑轮吊线21的顶端与支撑板11连接，所述定滑轮吊线21的底端与定滑轮20的中心轴连接，所述动滑轮吊线19的顶端与动滑轮18的中心轴连接，所述动滑轮吊线19的底端与过滤网2连接；
所述水池1内设有中央处理器，所述第一流量计4、第二流量计7、出水阀5、距离传感器15、清扫驱动电机14和升降驱动电机23均与中央处理器电连接。
作为优选，利用碳素线稳定牢固的特点，为了保证升降机构的拉力，所述定滑轮吊线21、动滑轮吊线19和传送线缆22均为碳素线。
作为优选，为了方便过滤网2上的杂质掉落在水池1外，所述泥沙沉降板8倾斜设置，所述泥沙沉降板8靠近水池1的一端的高度大于泥沙沉降板8靠近支柱12的一端的高度。
作为优选，利用直流电机驱动力强的特点，为了保证升降机构的驱动力，所述升降驱动电机23为直流电机。
作为优选，利用淬火钢坚硬不易受损的特点，为了保证螺杆17的外螺纹不受损，所述螺杆17的材料为淬火钢。
作为优选，为了避免清洁块16清扫时对过滤网2造成损伤，所述清洁块16的底端设有毛刷。
作为优选，利用无刷直流电机寿命长且工作噪音小的特点，为了保证清扫机构9的使用寿命及工作时无噪音污染，所述清扫驱动电机14为无刷直流电机。
作为优选，为了保证升降精度，所述驱动轮24的直径小于定滑轮20的直径，所述定滑轮20的直径等于动滑轮18的直径。
该水轮机引水室在工作时，水流由进水管3进入水池1，由第一流量计4监控进水的水流量，水流通过过滤网2从出水管6流出，水流中的泥沙被过滤网2隔离开，由第二流量计7监控出水的水流量，随着泥沙在过滤网2处的堆积，第二流量计7与第一流量计4的差值逐渐增大，当两者的差值增加到一定程度时，由水池1内的中央处理器控制升降机构工作，在升降机构的升降单元中，由升降驱动电机23运行带动驱动轮24转动，传送线缆22通过定滑轮20带动动滑轮18位置上升，以此带动过滤网2的高度位置发生改变，由于装置采用动滑轮18传送，可将传送力减少一半，通过该装置可实现将过滤网2的上升操作。
在过滤网2上升的过程中，由清扫机构9中的距离传感器15检测上升高度，当过滤网2上升至一定高度时，距离传感器15通知中央处理器控制升降机构停止上升操作，同时清扫机构9运行，在清扫机构9中，清扫驱动电机14开始运转，带动螺杆17转动，由于螺杆17上的外螺纹与清洁块16的内螺纹相匹配，在螺杆17转动的同时，清洁块16根据螺杆17的转向发生左右的移动，此时清洁块16上的毛刷与过滤网2接触，在清洁块16移动的同时清洁块16通过反复左右移动将过滤网2上的杂质往过滤网2的两侧推动，泥沙被推至过滤网2边缘后落在泥沙沉降板8上，从而实现对过滤网的自动清扫。
当清扫工作完成后，过滤网2利用自身重力使其下降至水池1中，并继续对水池1进水管3中流入的水流进行泥沙隔离工作，当泥沙堆积至一定程度时，再次通过升降机构对其位置进行上升操作，并由清扫机构9进行过滤网2的清扫工作，如此反复运行，从而实现水轮机引水室的自动清扫功能。
与现有技术相比，该具有自动清扫功能的水轮机引水系统通过中央处理器控制升降机构中的升降驱动电机23带动驱动轮24转动，利用定滑轮20和动滑轮18的配合拉动过滤网2上升，同时，由清扫机构9中的清扫驱动电机14带动螺杆17的转动，使清洁块16在过滤网2上来回移动，将泥沙推到泥沙沉降板8上，从而实现过滤网2的自动清扫功能，并保障了该水轮机引水室水流的畅通。
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。
Claims (8)
1.一种具有自动清扫功能的水轮机引水系统，其特征在于，包括支撑机构、清扫机构(9)、升降机构、水池(1)、设置在水池(1)一侧的进水管(3)和设置在水池(1)另一侧的出水管(6)，所述进水管(3)的内部设有第一流量计(4)，所述出水管(6)的内部设有第二流量计(7)，所述水池(1)内设有水平设置的过滤网(2)，所述水池(1)内部靠近出水管(3)的一侧设有出水阀(5，)所述升降机构和清扫机构(9)均位于水池(1)的上方；
所述支撑机构包括支撑板(11)、两个支柱(12)和两个泥沙沉降板(8)，两个所述支柱(12)分别竖直设置在水池(1)的两侧，两个所述泥沙沉降板(8)分别设置在水池(1)的两侧，所述支撑板(11)在支柱(12)的顶端，所述清扫机构(9)设置在支柱(12)上；
所述清扫机构(9)包括壳体(13)和设置在壳体(13)下方的距离传感器(15)，所述壳体(13)的下方设有缺口，所述缺口的长度大于水池(1)的长度，所述壳体(13)内设有清扫驱动电机(14)、清洁块(16)和螺杆(17)，所述清扫驱动电机(14)固定在壳体(13)内部的一侧，所述清扫驱动电机(14)与螺杆(17)传动连接，所述螺杆(17)所述清洁块(16)设置在螺杆(17)上，所述螺杆(17)的外周设有外螺纹，所述清洁块(16)内设有内螺纹，所述螺杆(17)的外螺纹与清洁块(16)的内螺纹相匹配；
所述升降机构包括两个升降单元，两个所述升降单元分别设置在支撑板(11)的两侧，所述升降单元包括定滑轮(20)、动滑轮(18)、竖向设置的定滑轮吊线(21)和竖向设置的动滑轮吊线(19)、传送线缆(22)、驱动轮(24)和升降驱动电机(23)，所述升降驱动电机(23)固定在清扫机构(9)的上方，所述升降驱动电机(23)与驱动轮(24)传动连接，所述驱动轮(24)与传送线缆(22)的一端连接，所述传送线缆(22)的另一端依次通过定滑轮(20)和动滑轮(18)与支撑板(11)连接，所述定滑轮吊线(21)的顶端与支撑板(11)连接，所述定滑轮吊线(21)的底端与定滑轮(20)的中心轴连接，所述动滑轮吊线(19)的顶端与动滑轮(18)的中心轴连接，所述动滑轮吊线(19)的底端与过滤网(2)连接；
所述水池(1)内设有中央处理器，所述第一流量计(4)、第二流量计(7)、出水阀(5)、距离传感器(15)、清扫驱动电机(14)和升降驱动电机(23)均与中央处理器电连接。
2.如权利要求1所述的具有自动清扫功能的水轮机引水系统，其特征在于，所述定滑轮吊线(21)、动滑轮吊线(19)和传送线缆(22)均为碳素线。
3.如权利要求1所述的具有自动清扫功能的水轮机引水系统，其特征在于，所述泥沙沉降板(8)倾斜设置，所述泥沙沉降板(8)靠近水池(1)的一端的高度大于泥沙沉降板(8)靠近支柱(12)的一端的高度。
4.如权利要求1所述的具有自动清扫功能的水轮机引水系统，其特征在于，所述升降驱动电机(23)为直流电机。
5.如权利要求1所述的具有自动清扫功能的水轮机引水系统，其特征在于，所述螺杆(17)的材料为淬火钢。
6.如权利要求1所述的具有自动清扫功能的水轮机引水系统，其特征在于，所述清洁块(16)的底端设有毛刷。
7.如权利要求1所述的具有自动清扫功能的水轮机引水系统，其特征在于，所述清扫驱动电机(14)为无刷直流电机。
8.如权利要求1所述的具有自动清扫功能的水轮机引水系统，其特征在于，所述驱动轮(24)的直径小于定滑轮(20)的直径，所述定滑轮(20)的直径等于动滑轮(18)的直径。
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