CN107816408A - 一种液压水力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压水力发电装置，它属于水力发电技术领域，包括水轮，所述水轮连接有变速箱，所述变速箱连接有蜗杆，所述蜗杆连接有蜗轮，所述蜗轮连接有增压装置，所述增压装置分别连接有氮气压力罐和储油箱，所述氮气压力罐连接有液压发电机；所述增压装置包括传动主体，所述传动主体上设有若干液压缸，所述传动主体内设有曲轴，所述曲轴穿过所述传动主体与所述蜗轮固定连接，所述曲轴上设有连杆，所述连杆与液压缸的活塞杆相铰接；所述液压缸上设有进油口与出油口，所述进油口与储油箱之间设有进油导管连通，所述出油口与氮气压力罐之间设有出油导管连通，所述进油导管与出油导管上均设有单向阀。

Description

一种液压水力发电装置
技术领域
本发明涉及水力发电技术领域，具体涉及一种液压水力发电装置。
背景技术
水力发电系(Hydroelectric power)利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能，水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能，再转变成电能的过程，科学家们以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到最高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力，因此现有的水力发电机组，对安装位置的选定具有较高要求。
我国水资源丰富，河流、湖泊分布广泛，但我国河流流经区域大多地势平缓，自然状态下的河流流速无法推动水力发电机组的运行，为了水资源的开发利用，往往需要筑坝蓄水，通过人工参与提高流水的位能，以推动发电机组进行发电，但是在此过程中成本投入极大，且会造成自然环境的破坏，无法进行大量建造，无法普及，水资源得不到充分利用。
发明内容
对于现有技术中所存在的问题，本发明提供的一种液压水力发电装置，可以应用于自然河流、水渠、污水处理场的排水口等水流流速慢的地区，同时利用多个液压缸同时供油、供压，实现了液压泵低速、高压、大流量供油，具有初始动力小，转化效率高，应用范围广的特点，可充分利用水能资源，同时对自然资源进行良好的保护。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种液压水力发电装置，包括水轮，所述水轮连接有变速箱，所述变速箱连接有蜗杆，所述蜗杆连接有蜗轮，所述蜗轮连接有增压装置，所述增压装置分别连接有氮气压力罐和储油箱，所述氮气压力罐连接有液压发电机；
所述增压装置包括传动主体，所述传动主体内设有曲轴，所述曲轴一端穿过所述传动主体与所述蜗轮固定连接，所述曲轴上至少设有一根固定安装的连杆，所述连杆铰接有液压缸；
所述液压缸上设有进油口与出油口，所述进油口与储油箱之间设有进油导管连通，所述出油口与氮气压力罐之间设有出油导管连通，所述进油导管与出油导管上均设有单向阀。
优选的，所述进油口包括上进油口和下进油口，所述出油口包括上出油口和下出油口，所述上进油口与上出油口位于所述液压缸上部，所述下进油口与下出油口位于所述液压缸下部，所述单向阀设有4个。
优选的，所述液压缸外表面设有外套，所述外套固定安装在所述传动主体上，所述外套上设有进水口、出水口、总进油口和总出油口，所述总进油口与进油口通过单向阀相连通，所述总出油口与出油口通过单向阀相连通，所述进水口连接有储水箱，所述出水口连接有回收箱。
优选的，所述传动主体与液压缸连接的一端设有滑道，所述液压缸的活塞杆在所述滑道内移动，提高所述液压缸运行的稳定性。
优选的，所述传动主体上靠近所述液压缸的一端设有润滑孔，所述润滑孔一端与所述滑道相连通，所述润滑孔另一端连接有油泵，所述油泵连接有润滑油箱，所述滑道下方设有回收箱，所述回收箱与润滑油箱相连通，所述回收箱与润滑油箱之间设有滤网。
本发明的有益效果表现在：
1、本发明中先通过变速箱提速，后通过蜗轮蜗杆减速，可有效避免因水流小、水轮转速慢导致液压油流量小，影响液压发电机工作效率，同时可根据水流流速调节变速箱的转速，使发电机达到最佳工作状态；
2、本发明中通过在液压缸上设置两套独立的进油口与出油口，使液压缸在一个行程中进行两次进油与排油，提高了液压缸的工作效率；
3、本发明中通过在传动主体上设置多个液压缸，使液压缸在发电过程中具有低速高压大流量的特点，可有效提高发电机的工作效率。
附图说明
图1为本发明一种液压水力发电装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种液压水力发电装置的增压装置的结构示意图；
图3为本发明一种液压水力发电装置的增压装置的剖视图；
图4为本发明一种液压水力发电装置的液压缸的结构示意图。
图中：1-水轮、2-变速箱、3-蜗杆、4-蜗轮、5-增压装置、6-氮气压力罐、7-储油箱、8-液压发电机、9-传动主体、10-液压缸、11-曲轴、12-连杆、13-上出油口、14-上进油口、15-下出油口、16-下进油口、17-进油导管、18-出油导管、19-单向阀、20-外套、21-进水口、22-出水口、23-总进油口、24-总出油口、25-滑道。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示的一种液压水力发电装置，包括水轮1，所述水轮1连接有变速箱2，所述变速箱2连接有蜗杆3，所述蜗杆3连接有蜗轮4，所述蜗轮4连接有增压装置5，所述增压装置5分别连接有氮气压力罐6和储油箱7，所述储油箱7可固定安装在所述增压装置5上，有利于提高空间利用率，所述氮气压力罐6连接有液压发电机8；
所述增压装置包括传动主体9，所述传动主体9内设有曲轴11，所述曲轴11一端穿过所述传动主体9与所述蜗轮4固定连接，所述曲轴11上至少设有一根固定安装的连杆12，所述连杆12铰接有液压缸10；
所述液压缸10上设有进油口与出油口，所述进油口与储油箱7之间设有进油导管17连通，所述出油口与氮气压力罐6之间设有出油导管18连通，所述进油导管17与出油导管18上均设有单向阀19。
如图2-3所示，所述液压缸10外表面设有外套20，所述外套20固定安装在所述传动主体9上，所述外套20上设有进水口21、出水口22、总进油口23和总出油口24，所述总进油口23与进油口通过所述单向阀19相连通，所述总出油口24与出油口通过所述单向阀19相连通，所述进水口21连接有储水箱，所述出水口22连接有回收，所述外套20与进水口21、出水口22相配合，实现对所述液压缸10的降温；所述传动主体9与液压缸10连接的一端设有滑道25，所述液压缸10的活塞杆在所述滑道25内移动，提高所述液压缸10运行的稳定性；所述传动主体9上靠近所述液压缸10的一端设有润滑孔，所述润滑孔一端与所述滑道25相连通，所述润滑孔另一端连接有油泵，所述油泵连接有润滑油箱，所述滑道25下方设有回收箱，所述回收箱与润滑油箱相连通，所述回收箱与润滑油箱之间设有滤网，通过对所述滑道25润滑以减轻所述滑道25与液压缸10的活塞杆之间的摩擦。
如图4所示，所述进油口包括上进油口14和下进油口16，所述出油口包括上出油口13和下出油口15，所述上进油口14与上出油口13位于所述液压缸10上部，所述下进油口16与下出油口15位于所述液压缸10下部，所述单向阀19设有4个，通过在所述液压缸10上设置两套独立的所述进油口与出油口，使所述液压缸10在一个行程中进行两次进油与排油，提高了所述液压缸10的工作效率。
本发明工作时，将水轮1安装在自然河流、水渠和污水处理厂的排水口等有水流动的地方，通过水流为所述水轮1的转动提供动力，然后所述水轮1带动所述变速箱2工作，提高输出轴的转速，然后通过所述蜗轮4与蜗杆3降低所述曲轴11的转速，并通过曲轴连杆结构带动所述液压缸10运动，所述液压缸10上设有两套独立的进油口与出油口，分别位于所述液压缸10的活塞两端，使所述液压缸10在一个行程内可以连续对液压油加压，所述氮气压力罐6的使用，起到平衡液压油的作用，使液压油可以平稳的进入所述液压发电机8；
在本发明的力传递过程中，根据能量守恒定律，输入功率等于输出功率，功率计算公式：
Pw表示功率，F表示受力大小，V表示线速度，
由公式知：在所述变速箱2加速过程中，所述变速箱2输出轴转速增加，受力减小；通过所述蜗轮4、蜗杆3减速，同时根据所述蜗轮4、蜗杆3的特性；由公式知：所述曲轴11转速降低，受力增加，因所述曲轴11通过所述连杆12带动所述液压缸10运动，所述液压缸10具有速度慢，受力大的特点。
由液压缸内压强计算公式：
P表示压强，F表示压力大小，S表示受力面积，
由公式知：在受力面积一定时，压强与压强大小呈正比，所述液压缸10具有速度慢，受力大的特点，所以液压油具有低速高压的特点，同时多个所述液压缸10为所述液压发电机8连接，可有效提高所述液压发电机8的整体流量，提高所述液压发电机8的发电效率。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种液压水力发电装置,其特征是，包括水轮，所述水轮连接有变速箱，所述变速箱连接有蜗杆，所述蜗杆连接有蜗轮，所述蜗轮连接有增压装置，所述增压装置分别连接有氮气压力罐和储油箱，所述氮气压力罐连接有液压发电机；
所述增压装置包括传动主体，所述传动主体内设有曲轴，所述曲轴一端穿过所述传动主体与所述蜗轮固定连接，所述曲轴上至少设有一根固定安装的连杆，所述连杆铰接有液压缸；
所述液压缸上设有进油口与出油口，所述进油口与储油箱之间设有进油导管连通，所述出油口与氮气压力罐之间设有出油导管连通，所述进油导管与出油导管上均设有单向阀。
2.根据权利要求1所述的一种液压水力发电装置，其特征是，所述进油口包括上进油口和下进油口，所述出油口包括上出油口和下出油口，所述上进油口与上出油口位于所述液压缸上部，所述下进油口与下出油口位于所述液压缸下部，所述单向阀设有4个。
3.根据权利要求2所述的一种液压水力发电装置，其特征是，所述液压缸外表面设有外套，所述外套固定安装在所述传动主体上，所述外套上设有进水口、出水口、总进油口和总出油口，所述总进油口与进油口通过单向阀相连通，所述总出油口与出油口通过单向阀相连通，所述进水口连接有储水箱，所述出水口连接有回收箱。
4.根据权利要求1所述的一种液压水力发电装置，其特征是，所述传动主体与液压缸连接的一端设有滑道，所述液压缸的活塞杆在所述滑道内移动。
5.根据权利要求1所述的一种液压水力发电装置，其特征是，所述传动主体上靠近所述液压缸的一端设有润滑孔，所述润滑孔一端与所述滑道相连通，所述润滑孔另一端连接有油泵，所述油泵连接有润滑油箱，所述滑道下方设有回收箱，所述回收箱与润滑油箱相连通，所述回收箱与润滑油箱之间设有滤网。
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