一种使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备
技术领域
本发明涉及水利发电设备领域,特别涉及一种使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备。
背景技术
水利发电是发电的一种方式,利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。它是由建筑物来集中天然水流的落差,形成水头,并以水库汇集、调节天然水流的流量;基本设备是水轮发电机组。当水流通过水轮机时,水轮机受水流推动而转动,水轮机带动发电机发电,机械能转换为电能,再经过变电和输配电设备将电力送到用户。水利发电设备则是基于水利发电技术的发电设备。
现有的水利发电设备在发电过程中,容易受到泥、沙、石子等杂物对扇叶的损害,长时间的损害将导致扇叶磨损程度加剧,使得扇叶无法有效地转动发电,从而使得现有的水利发电设备的使用寿命大大降低,不仅如此,现有的水利发电设备在长时间使用后,内部淤积的泥沙将导致水流流速减缓,从而降低了扇叶的转速,使得现有的水利发电设备的发电效率随着使用时间的增加而降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足,提供一种使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备,包括外壳、第一出水管、导向管、连接管、两个第二出水管和两个导向机构,所述外壳的顶部设有第一通孔和第二通孔,外壳的一侧设有第三通孔,所述外壳的底部设有两个第四通孔,所述第一出水管与第三通孔相匹配,所述第一出水管与第三通孔连接,两个第二出水管分别设置在外壳的底部的两侧,所述第二出水管与第四通孔一一对应,所述第二出水管与第四通孔相匹配,所述第二出水管与第四通孔连接,两个导向机构中,其中一个导向机构与第一通孔连接,另一个导向机构与第二通孔连接;
所述导向机构包括横板和竖板,两个导向机构中的与第一通孔连接的导向机构中的竖板与外壳的一侧的内壁固定连接,所述导向管与外壳的另一侧的内壁固定连接,两个导向机构中的与第一通孔连接的导向机构中的竖板的顶端与横板的一端固定连接,两个导向机构中的与第二通孔连接的导向机构中的竖板与导向管的远离外壳的一侧固定连接,两个导向机构中的与第二通孔连接的导向机构中的竖板的顶端与横板的一端固定连接,所述导向管的底端位于第三通孔的上方,所述连接管的顶端与第三通孔连接,所述连接管的底端与第一出水管连通;
所述外壳内设有清理机构、推动机构、第一栅板、清堵机构和至少两个发电机构,所述清理机构设置在第三通孔内,所述第一栅板水平设置在外壳内,所述第一栅板的两端分别与外壳的两侧的内壁固定连接,所述推动机构设置在第一栅板上,所述清堵机构设置在第一栅板的下方,所述发电机构设置在外壳内的底部;
所述清理机构包括第一电机、转盘、支撑块、第二电机、第二栅板、驱动轮、转轴、从动轮、第一传动带、传动轮、转动轮、第二传动带、凸轮和至少两个扇叶,所述第一电机固定在第三通孔内,所述第一电机与转盘传动连接,所述支撑块固定在转盘的上方,所述第二电机设置在支撑块内,所述第二电机与第二栅板传动连接,所述驱动轮设置在导向管内,所述驱动轮与导向管的内壁连接,所述从动轮和转动轮分别设置在转盘的下方的两侧,所述驱动轮通过第一传动带与从动轮传动连接,所述从动轮与传动轮同轴设置,所述传动轮通过第二传动带与转动轮传动连接,所述凸轮与转动轮同轴设置,各扇叶周向均匀分布在转轴上,所述转轴与驱动轮的圆心处连接;
所述清堵机构包括驱动组件和两个清堵组件,所述驱动组件设置在第一栅板的下方,两个清堵组件分别设置在驱动组件的下方的两侧,所述清堵组件与第二出水管一一对应;
所述清堵组件包括摆动杆和清堵块,所述摆动杆的一端与驱动组件连接,所述摆动杆的另一端与清堵块铰接,所述清堵块的竖向截面为直角梯形,所述清堵块的直角梯形截面的直角腰所在的边与外壳内的底部抵靠;
所述外壳内还设有PLC和无线信号收发模块,所述PLC与无线信号收发模块电连接,所述第一电机和第二电机均与无线信号收发模块无线信号连接。
作为优选,为了便于清理第一栅板上堆积的泥沙,所述推动机构包括收放组件、伸缩架、连接板和推动块,所述收放组件设置在外壳的内壁上,所述伸缩架水平设置在第一栅板的上方,所述连接板上设有条形孔,所述连接板竖向设置,所述推动块固定在连接板的远离收放组件的一侧,所述收放组件包括第三电机、第一丝杆、第二丝杆、固定块和两个移动块,所述第三电机固定在外壳的内壁上,所述第一丝杆和第二丝杆均竖向设置,所述第一丝杆的一端和第二丝杆的一端均设置在固定块内,所述固定块固定在外壳的内壁上,所述固定块位于第三电机的上方,两个移动块分别套设在第一丝杆和第二丝杆上,所述第三电机分别通过第一丝杆和第二丝杆驱动两个移动块相互靠近,所述伸缩架的一端的两侧分别与两个移动块铰接,所述伸缩架的另一端的一侧与连接板的一端铰接,所述伸缩架的另一端的另一侧与条形孔滑动连接,所述推动块与第一栅板抵靠,所述第三电机与无线信号收发模块无线信号连接。
作为优选,为了通过凸轮带动第二栅板抖动,从而将第二栅板上的泥沙抖落,所述凸轮与第一电机的距离等于第二栅板的远离第一电机的一端与第一电机的距离。
作为优选,为了提高第一电机的驱动精度,所述第一电机为伺服电机。
作为优选,为了更精准地驱动清堵块,所述驱动组件包括固定杆、气泵、缸筒和活塞杆,所述固定杆竖向设置在第一栅板的下方,所述固定杆的底端与气泵固定连接,所述缸筒竖向固定在气泵的下方,所述气泵与缸筒连通,所述活塞杆的一端设置在缸筒内,所述活塞杆的另一端与摆动杆的远离清堵块的一端铰接。
作为优选,为了使第一丝杆与第二丝杆之间的连接更牢固,所述第一丝杆与第二丝杆为一体成型结构。
作为优选,为了延长第一丝杆和第二丝杆的使用寿命,所述第一丝杆和第二丝杆的制作材料均为不锈钢。
作为优选,为了加强清理效果,所述推动块与第一出水管相匹配。
作为优选,为了加强清堵效果,所述清堵块的直角梯形截面的上底所在的边与活塞杆的距离大于清堵块的直角梯形截面的下底所在的边与活塞杆的距离。
作为优选,为了进一步地加强清堵效果,所述清堵块的直角梯形截面的下底所在的边的长度等于第二出水管的直径。
本发明的有益效果是,该使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备,通过清理机构和第一栅板清理水流中的泥沙和石子,减少泥、沙、石子等杂物对扇叶的损害,使得扇叶在发电过程中的磨损更少,从而能够延长该水利发电设备的使用寿命,与现有的清理机构相比,该清理机构通过凸轮能够对第二栅板进行清理,使得该清理机构的使用寿命更长,通过清堵机构清理外壳内的底部的泥沙,使得水流流速保持在最佳范围内,从而提高了该水利发电设备的发电效率,与现有的清堵机构相比,该清堵机构运行时更稳定。
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是本发明的使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备的结构示意图;
图2是本发明的使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备的清理机构的结构示意图;
图3是本发明的使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备的清堵机构的结构示意图;
图4是本发明的使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备的推动机构的结构示意图;
图中:1.外壳,2.第一出水管,3.导向管,4.连接管,5.第二出水管,6.横板,7.竖板,8.第一栅板,9.第一电机,10.转盘,11.支撑块,12.第二电机,13.第二栅板,14.驱动轮,15.转轴,16.从动轮,17.第一传动带,18.传动轮,19.转动轮,20.第二传动带,21.凸轮,22.扇叶,23.摆动杆,24.清堵块,25.伸缩架,26.连接板,27.推动块,28.第三电机,29.第一丝杆,30.第二丝杆,31.固定块,32.移动块,33.固定杆,34.气泵,35.缸筒,36.活塞杆。
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所示,一种使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备,包括外壳1、第一出水管2、导向管3、连接管4、两个第二出水管5和两个导向机构,所述外壳1的顶部设有第一通孔和第二通孔,外壳1的一侧设有第三通孔,所述外壳1的底部设有两个第四通孔,所述第一出水管2与第三通孔相匹配,所述第一出水管2与第三通孔连接,两个第二出水管5分别设置在外壳1的底部的两侧,所述第二出水管5与第四通孔一一对应,所述第二出水管5与第四通孔相匹配,所述第二出水管5与第四通孔连接,两个导向机构中,其中一个导向机构与第一通孔连接,另一个导向机构与第二通孔连接;
所述导向机构包括横板6和竖板7,两个导向机构中的与第一通孔连接的导向机构中的竖板7与外壳1的一侧的内壁固定连接,所述导向管3与外壳1的另一侧的内壁固定连接,两个导向机构中的与第一通孔连接的导向机构中的竖板7的顶端与横板6的一端固定连接,两个导向机构中的与第二通孔连接的导向机构中的竖板7与导向管3的远离外壳1的一侧固定连接,两个导向机构中的与第二通孔连接的导向机构中的竖板7的顶端与横板6的一端固定连接,所述导向管3的底端位于第三通孔的上方,所述连接管4的顶端与第三通孔连接,所述连接管4的底端与第一出水管2连通;
在水流经过横板6和竖板7时,两个导向机构实现了水流的分层,大部分泥沙都堆积在水流的底层,这样设置能够使得大部分的泥沙流经清理机构;
所述外壳1内设有清理机构、推动机构、第一栅板8、清堵机构和至少两个发电机构,所述清理机构设置在第三通孔内,所述第一栅板8水平设置在外壳1内,所述第一栅板8的两端分别与外壳1的两侧的内壁固定连接,所述推动机构设置在第一栅板8上,所述清堵机构设置在第一栅板8的下方,所述发电机构设置在外壳1内的底部;
通过清理机构和第一栅板8清理水流中的泥沙和石子,减少泥、沙、石子等杂物对扇叶的损害,使得扇叶22在发电过程中的磨损更少,从而能够延长该水利发电设备的使用寿命,与现有的清理机构相比,该清理机构通过凸轮21能够对第二栅板13进行清理,使得该清理机构的使用寿命更长,通过清堵机构清理外壳1内的底部的泥沙,使得水流流速保持在最佳范围内,从而提高了该水利发电设备的发电效率,与现有的清堵机构相比,该清堵机构运行时更稳定。
如图2所示,所述清理机构包括第一电机9、转盘10、支撑块11、第二电机12、第二栅板13、驱动轮14、转轴15、从动轮16、第一传动带17、传动轮18、转动轮19、第二传动带20、凸轮21和至少两个扇叶22,所述第一电机9固定在第三通孔内,所述第一电机9与转盘10传动连接,所述支撑块11固定在转盘10的上方,所述第二电机12设置在支撑块11内,所述第二电机12与第二栅板13传动连接,所述驱动轮14设置在导向管3内,所述驱动轮14与导向管3的内壁连接,所述从动轮16和转动轮19分别设置在转盘10的下方的两侧,所述驱动轮14通过第一传动带17与从动轮16传动连接,所述从动轮16与传动轮18同轴设置,所述传动轮18通过第二传动带20与转动轮19传动连接,所述凸轮21与转动轮19同轴设置,各扇叶22周向均匀分布在转轴15上,所述转轴15与驱动轮14的圆心处连接;
当水流经导向管3流下时,水流带动扇叶22旋转,扇叶22通过转轴15带动驱动轮14转动,驱动轮14通过第一传动带17带动从动轮16转动,从动轮16带动传动轮18转动,传动轮18通过第二传动带20带动转动轮19转动,转动轮19带动凸轮21转动,第一电机9驱动转盘10转动180°,而后,第二电机12驱动第二栅板13转动180°,凸轮21带动第二栅板13抖动,从而将第二栅板13上堆积的泥沙抖落。
如图3所示,所述清堵机构包括驱动组件和两个清堵组件,所述驱动组件设置在第一栅板8的下方,两个清堵组件分别设置在驱动组件的下方的两侧,所述清堵组件与第二出水管5一一对应;
所述清堵组件包括摆动杆23和清堵块24,所述摆动杆23的一端与驱动组件连接,所述摆动杆23的另一端与清堵块24铰接,所述清堵块24的竖向截面为直角梯形,所述清堵块24的直角梯形截面的直角腰所在的边与外壳1内的底部抵靠;
驱动组件驱动摆动杆23摆动,使得摆动杆23带动两个清堵块24靠近或远离,通过清堵块24带动堆积的泥沙向第二出水管5移动。
所述外壳1内还设有PLC和无线信号收发模块,所述PLC与无线信号收发模块电连接,所述第一电机9和第二电机12均与无线信号收发模块无线信号连接。
如图4所示,所述推动机构包括收放组件、伸缩架25、连接板26和推动块27,所述收放组件设置在外壳1的内壁上,所述伸缩架25水平设置在第一栅板8的上方,所述连接板26上设有条形孔,所述连接板26竖向设置,所述推动块27固定在连接板26的远离收放组件的一侧,所述收放组件包括第三电机28、第一丝杆29、第二丝杆30、固定块31和两个移动块32,所述第三电机28固定在外壳1的内壁上,所述第一丝杆29和第二丝杆30均竖向设置,所述第一丝杆29的一端和第二丝杆30的一端均设置在固定块31内,所述固定块31固定在外壳1的内壁上,所述固定块31位于第三电机28的上方,两个移动块32分别套设在第一丝杆29和第二丝杆30上,所述第三电机28分别通过第一丝杆29和第二丝杆30驱动两个移动块32相互靠近,所述伸缩架25的一端的两侧分别与两个移动块32铰接,所述伸缩架25的另一端的一侧与连接板26的一端铰接,所述伸缩架25的另一端的另一侧与条形孔滑动连接,所述推动块27与第一栅板8抵靠,所述第三电机28与无线信号收发模块无线信号连接,第三电机28驱动第一丝杆29和第二丝杆30转动,第一丝杆29和第二丝杆30带动两个移动块32靠近或远离,从而带动伸缩架25伸长或收缩,带动推动块27左右移动,将第一栅板8上的泥沙推入第一出水管2内,从而便于清理第一栅板8上堆积的泥沙。
作为优选,为了通过凸轮21带动第二栅板13抖动,从而将第二栅板13上的泥沙抖落,所述凸轮21与第一电机9的距离等于第二栅板13的远离第一电机9的一端与第一电机9的距离,第一电机9驱动转盘10转动,带动第二栅板13转动至凸轮21的上方,从而通过凸轮21带动第二栅板13抖动,将第二栅板13上的泥沙抖落。
作为优选,为了提高第一电机9的驱动精度,所述第一电机9为伺服电机,伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象,从而提高第一电机9的驱动精度。
作为优选,为了更精准地驱动清堵块24,所述驱动组件包括固定杆33、气泵34、缸筒35和活塞杆36,所述固定杆33竖向设置在第一栅板8的下方,所述固定杆33的底端与气泵34固定连接,所述缸筒35竖向固定在气泵34的下方,所述气泵34与缸筒35连通,所述活塞杆36的一端设置在缸筒35内,所述活塞杆36的另一端与摆动杆23的远离清堵块24的一端铰接,气泵34与缸筒35通过压强差控制活塞杆36做活塞运动,从而带动摆动杆23驱动两个清堵块24靠近或远离,通过控制压强差的大小能够精准地控制活塞杆36的伸缩量,从而更精准地驱动清堵块24。
作为优选,为了使第一丝杆29与第二丝杆30之间的连接更牢固,所述第一丝杆29与第二丝杆30为一体成型结构。
作为优选,为了延长第一丝杆29和第二丝杆30的使用寿命,所述第一丝杆29和第二丝杆30的制作材料均为不锈钢,不锈钢具有良好的耐腐蚀性,能够有效地减缓第一丝杆29和第二丝杆30的腐蚀速率,从而延长第一丝杆29和第二丝杆30的使用寿命。
作为优选,为了加强清理效果,所述推动块27与第一出水管2相匹配,能够避免推动块27在将泥沙推入第一出水管2后,泥沙回流至外壳1内,从而加强清理效果。
作为优选,为了加强清堵效果,所述清堵块24的直角梯形截面的上底所在的边与活塞杆36的距离大于清堵块24的直角梯形截面的下底所在的边与活塞杆36的距离,使得泥沙沿着清堵块24的直角梯形截面的斜腰所在的边流向第二出水管5,避免泥沙流向两个清堵块24之间,从而加强了清堵效果。
作为优选,为了进一步地加强清堵效果,所述清堵块24的直角梯形截面的下底所在的边的长度等于第二出水管5的直径,能够避免在清堵块24将泥沙推入第二出水管5内后,泥沙回流至外壳1内,从而进一步地加强清堵效果。
PLC通过无线信号收发模块控制清理机构和第一栅板8清理水流中的泥沙和石子,减少泥、沙、石子等杂物对扇叶的损害,使得扇叶22在发电过程中的磨损更少,从而能够延长该水利发电设备的使用寿命,通过推动机构清理第一栅板8上堆积的泥沙和石子,PLC通过无线信号收发模块控制驱动组件驱动两个清堵组件相互远离,将外壳1内的底部的泥沙推入第二出水管5内,使得水流流速保持在最佳范围内,从而提高了该水利发电设备的发电效率,与现有的清堵机构相比,该清堵机构运行时更稳定。
与现有技术相比,该使用寿命长的具有防止泥沙堆积功能的水利发电设备,通过清理机构和第一栅板8清理水流中的泥沙和石子,减少泥、沙、石子等杂物对扇叶的损害,使得扇叶22在发电过程中的磨损更少,从而能够延长该水利发电设备的使用寿命,与现有的清理机构相比,该清理机构通过凸轮21能够对第二栅板13进行清理,使得该清理机构的使用寿命更长,通过清堵机构清理外壳1内的底部的泥沙,使得水流流速保持在最佳范围内,从而提高了该水利发电设备的发电效率,与现有的清堵机构相比,该清堵机构运行时更稳定。
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。