CN105909453A - 一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，包括S型水管、主轴、导流机构、转轮室、密封机构、发电机构、清洗机构、检测机构和控制机构，所述清洗机构包括高压水泵和电控阀，所述电控阀设置在高压水泵的进水管上，所述高压水泵的进水管与S型水管的入口相连，所述高压水泵的输水管与转轮室相连，所述密封机构的外侧设置有甩水杯，所述检测机构包括水流传感器、转速传感器和流量计。本发明可以根据转轮的转速情况判定转轮上的泥沙附着情况并且做到及时的处理，提高发电效率，而且可以根据甩水杯排水的流量检测密封性的情况，通过报警器可以提醒工作人员及时进行处理检修，避免造成对发电机构的腐蚀以及安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，适用于水力发电探领域。
背景技术
水轮机及辅机是重要的水电设备是水力发电行业必不可少的组成部分，是充分利用清洁可再生能源实现节能减排、减少环境污染的重要设备，其技术发展与我国水电行业的发展规模相适应。在我国电力需求的强力拉动下，我国水轮机及辅机制造行业进入快速发展期，其经济规模及技术水平都有显著提高，我国水轮机制造技术已达世界先进水平。
传统的水轮发电机组在经过长时间的使用之后，叶片的外表面和内部均会附着有污物和泥沙，如果得不到定时的清洁，会影响发电效率，严重时会使得转轮无法转动，而且贯流式水轮机与S型水管连接处的密封性一直存在不同的问题，密封性差的情况下出现大量的漏水会造成外部发电机构的腐蚀，甚至可能会导致用电的安全性问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，它可以根据转轮的转速情况判定转轮上的泥沙附着情况并且做到及时的处理，提高发电效率，而且可以根据甩水杯排水的流量检测密封性的情况，通过报警器可以提醒工作人员及时进行处理检修，避免造成对发电机构的腐蚀以及安全问题。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，包括S型水管、主轴、导流机构、转轮室、密封机构、发电机构、清洗机构、检测机构和控制机构，所述主轴的前端设置在S型水管的进口处，所述主轴的后端通过密封机构穿过S型水管与发电机构相连，所述转轮室内设置有转轮，所述导流机构和转轮依次设置在主轴的前端，所述清洗机构设置在S型水管入口的外侧；所述清洗机构包括高压水泵和电控阀，所述电控阀设置在高压水泵的进水管上，所述高压水泵的进水管与S型水管的入口相连，所述高压水泵的输水管与转轮室相连，所述密封机构的外侧设置有甩水杯，所述检测机构包括水流传感器、转速传感器和流量计，所述水流传感器设置在S型水管的入口内，所述转速传感器设置在转轮上，所述流量计设置在甩水杯的出水管上，所述水流传感器的输出端、转速传感器的输出端和流量计的输出端分别与控制机构的输入端相连，所述控制机构的输出端分别与高压水泵的输入端、电控阀的输入端和导流机构的输入端相连。
进一步，为了实现水轮机水流通道的开启和关闭，并且便于根据调节水流通道的开启的角度控制发电机的输出功率稳定，所述导水机构包括导叶和控制连杆结构，所述控制连杆结构包括控制环、导叶臂和控制连杆，所述导叶的尾外侧设置有导叶臂，所述导叶臂通过控制连杆连接在控制环上，所述控制环设置在S型水管的外侧，所述控制机构的输出端与控制环的输入端相连。
进一步，为了能够通过水动力带动转轮转动，从而带动主轴转动，所述转轮的外侧设置有多个叶片。
进一步，为了能够实现主轴和S型水管连接处的密封，并且对连接处起到减压作用，所述密封机构包括梳齿密封。
进一步，为了能够便于维修，增加密封性，并且便于储存润滑水，利于接触面的润滑，所述密封机构还包括工作密封，所述工作密封采用的水压活塞式密封，所述水压活塞式密封的密封环采育馆的为中硬橡胶。
进一步，为了进一步提高密封性，确保密封的安全可靠，所述密封机构还包括检修密封，所述检修密封分别采用填料密封或者空气围带密封，所述填料密封的填料为发辫编织式聚四氟乙烯浸渍碳纤维填料。
进一步，为了实现机械能到电能的转换，所述发电机构包括齿轮箱和发电机，所述发电机通过齿轮箱与主轴相连。
进一步，为了实现清洁和密封检测的自动控制，所述控制机构包括控制器和报警器，所述控制器的输出端与报警器的输入端相连，所述控制器为PLC。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：本发明由于设置有水流传感器，可以实时检测水流的大小，从而通过控制环调节导叶的角度，确保转轮上的叶片转动速度的稳定性，并且保证发电机发电功率的稳定性；由于设置有转速传感器，可以实时检测转轮的转速，从而可以判断叶片上是否有泥沙附着，并且通过高压水泵进行及时处理，从而保证发电的效率，降低水轮机的损坏率；由于在甩水杯的出水管上设置流量计，可以实时检测密封处的情况，并且通过报警器进行报警，密封出现问题时可以提醒工作人员及时进行检修，防止造成发电机构的损坏，提高发电的安全性。
附图说明
图1为本发明的一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大图；
图3为本发明的一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组的控制原理图；
图中：1.S型水管，2.主轴，3.转轮室，4.转轮，5.高压水泵，6.电控阀，7.甩水杯，8.水流传感器，9.转速传感器，10.流量计，11.导叶，12.控制环，13.导叶臂，14.控制连杆，15.叶片，16.梳齿密封，17.工作密封，18.检修密封，19.齿轮箱，20.发电机。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，包括S型水管1、主轴2、导流机构、转轮室3、密封机构、发电机构、清洗机构、检测机构和控制机构，所述主轴2的前端设置在S型水管的进口处，所述主轴的后端通过密封机构穿过S型水管1与发电机构相连，所述转轮室3内设置有转轮4，所述导流机构和转轮4依次设置在主轴2的前端，所述清洗机构设置在S型水管1入口的外侧；所述清洗机构包括高压水泵5和电控阀6，所述电控阀6设置在高压水泵5的进水管上，所述高压水泵5的进水管与S型水管1的入口相连，所述高压水泵5的输水管与转轮室3相连，所述密封机构的外侧设置有甩水杯7，所述检测机构包括水流传感器8、转速传感器9和流量计10，所述水流传感器8设置在S型水管1的入口内，所述转速传感器9设置在转轮4上，所述流量计10设置在甩水杯7的出水管上，所述水流传感器8的输出端、转速传感器9的输出端和流量计10的输出端分别与控制机构的输入端相连，所述控制机构的输出端分别与高压水泵5的输入端、电控阀6的输入端和导流机构的输入端相连。
为了实现水轮机水流通道的开启和关闭，并且便于根据调节水流通道的开启的角度控制发电机的输出功率稳定，所述导水机构包括导叶11和控制连杆结构，所述控制连杆结构包括控制环12、导叶臂13和控制连杆14，所述导叶11的尾外侧设置有导叶臂13，所述导叶臂13通过控制连杆14连接在控制环12上，所述控制环12设置在S型水管1的外侧，所述控制机构的输出端与控制环12的输入端相连。
为了能够通过水动力带动转轮4转动，从而带动主轴2转动，所述转轮4的外侧设置有多个叶片15。
为了能够实现主轴和S型水管连接处的密封，并且对连接处起到减压作用，所述密封机构包括梳齿密封16。
为了能够便于维修，增加密封性，并且便于储存润滑水，利于接触面的润滑，所述密封机构还包括工作密封17，所述工作密封17采用的水压活塞式密封，所述水压活塞式密封的密封环采育馆的为中硬橡胶。
为了进一步提高密封性，确保密封的安全可靠，所述密封机构还包括检修密封18，所述检修密封18分别采用填料密封或者空气围带密封，所述填料密封的填料为发辫编织式聚四氟乙烯浸渍碳纤维填料。
为了实现机械能到电能的转换，所述发电机构包括齿轮箱19和发电机20，所述发电机20通过齿轮箱19与主轴2相连。
为了实现清洁和密封检测的自动控制，所述控制机构包括控制器和报警器，所述控制器的输出端与报警器的输入端相连，所述控制器为PLC。
水力发电就是利用水流的动力通过导叶11之间的缝隙带动叶片15转动，从而带动转轮4和主轴2转动，主轴2带动齿轮箱19工作，齿轮箱19带动发电机20转动，从而将机械能转换成电能。在发电的过程中，水流传感器8可以实时检测水流的情况，并且将信号传递给控制器，控制器通过水流的便会控制控制环调节导叶11的角度，从而使叶片15匀速转动，确保发电的稳定性，转轮4上设置的转速传感器9可以实时检测叶片15转动的速率，并且将信号传给控制器，当转轮4转速降低时，控制器便会控制控制环关闭导叶11之间的水流通道，启动高压水泵5，打开电控阀6，利用高压水对叶片15进行冲洗，将附着在叶片15上的泥沙冲洗干净，确保发电的效率。而主轴2后端甩水杯7的出水管上的流量计10可以实时检测主轴2与S型水管1连接处漏水的情况，并且将信号传递给控制器，当流量计10的数值增加时，说明密封性出现问题，控制器便会控制报警器进行报警，提醒工作人员及时进行检修，避免造成发电机构的损坏。
与现有技术相比，本发明由于设置有水流传感器，可以实时检测水流的大小，从而通过控制环调节导叶的角度，确保转轮上的叶片转动速度的稳定性，并且保证发电机发电功率的稳定性；由于设置有转速传感器，可以实时检测转轮的转速，从而可以判断叶片上是否有泥沙附着，并且通过高压水泵进行及时处理，从而保证发电的效率，降低水轮机的损坏率；由于在甩水杯的出水管上设置流量计，可以实时检测密封处的情况，并且通过报警器进行报警，密封出现问题时可以提醒工作人员及时进行检修，防止造成发电机构的损坏，提高发电的安全性。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，其特征在于：包括S型水管、主轴、导流机构、转轮室、密封机构、发电机构、清洗机构、检测机构和控制机构，所述主轴的前端设置在S型水管的进口处，所述主轴的后端通过密封机构穿过S型水管与发电机构相连，所述转轮室内设置有转轮，所述导流机构和转轮依次设置在主轴的前端，所述清洗机构设置在S型水管入口的外侧；
所述清洗机构包括高压水泵和电控阀，所述电控阀设置在高压水泵的进水管上，所述高压水泵的进水管与S型水管的入口相连，所述高压水泵的输水管与转轮室相连，所述密封机构的外侧设置有甩水杯，所述检测机构包括水流传感器、转速传感器和流量计，所述水流传感器设置在S型水管的入口内，所述转速传感器设置在转轮上，所述流量计设置在甩水杯的出水管上，所述水流传感器的输出端、转速传感器的输出端和流量计的输出端分别与控制机构的输入端相连，所述控制机构的输出端分别与高压水泵的输入端、电控阀的输入端和导流机构的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，其特征在于：所述导水机构包括导叶和控制连杆结构，所述控制连杆结构包括控制环、导叶臂和控制连杆，所述导叶的尾外侧设置有导叶臂，所述导叶臂通过控制连杆连接在控制环上，所述控制环设置在S型水管的外侧，所述控制机构的输出端与控制环的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，其特征在于：所述转轮的外侧设置有多个叶片。
4.根据权利要求1所述的一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，其特征在于：所述密封机构包括梳齿密封。
5.根据权利要求4所述的一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，其特征在于：所述密封机构还包括工作密封，所述工作密封采用的水压活塞式密封，所述水压活塞式密封的密封环采育馆的为中硬橡胶。
6.根据权利要求5所述的一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，其特征在于：所述密封机构还包括检修密封，所述检修密封分别采用填料密封或者空气围带密封，所述填料密封的填料为发辫编织式聚四氟乙烯浸渍碳纤维填料。
7.根据权利要求1所述的一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，其特征在于：所述发电机构包括齿轮箱和发电机，所述发电机通过齿轮箱与主轴相连。
8.根据权利要求1所述的一种具有清洁功能的高效贯流式水轮发电机组，其特征在于：所述控制机构包括控制器和报警器，所述控制器的输出端与报警器的输入端相连，所述控制器为PLC。
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