一种具有调节和更换功能的水轮机
技术领域
本发明涉及电力设备领域,特别涉及一种具有调节和更换功能的水轮机。
背景技术
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械,它属于流体机械中的透平机械。早在公元前100年前后,中国就出现了水轮机的雏形--水轮,用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮机则大多数安装在水电站内,用来驱动发电机发电。在水电站中,上游水库中的水经引水管引向水轮机,推动水轮机转轮旋转,带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大,水轮机的输出功率也就越大。
现有的水轮机在工作时,水中如果含有泥沙,冲刷叶轮时会对叶轮造成一定的损坏,如果安装滤网,滤网容易堵塞,而更换清理起来又十分麻烦,不仅如此,现有的水轮机难以控制水的流量,如果水流过大,会使叶轮超负荷运转,缩短叶轮的使用寿命。
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,提供一种具有调节和更换功能的水轮机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有调节和更换功能的水轮机,包括调控室、进水管、蜗壳、发电装置、出水管和若干喷管,所述进水管穿过调控室与蜗壳连通,所述发电装置和喷管均设置在蜗壳内,所述喷管的一端与进水管连通,所述喷管的另一端朝向发电装置,所述出水管与蜗壳的下方连通,所述调控室内设有调节机构和更换机构,所述调控室的上方设有处理器,所述处理器内设有PLC;
所述调节机构包括阀板、升降组件和清洁刷,所述调控室的两侧均与进水管连通,所述阀板抵靠在调控室内的与进水管的连通的一侧,所述阀板的两端与调控室的内壁密封连接,所述升降组件与阀板的上方连接,所述清洁刷固定在阀板上,所述调控室内设有滤网,所述滤网的两端和下方均设有卡槽,所述卡槽固定在调控室的内壁上,所述清洁刷的刷毛抵靠在滤网上,所述滤网的上方设有连接块;
所述更换机构包括驱动组件、从动齿轮、转轴、第一轴承和连接杆,所述连接块的下方设有插孔,所述第一轴承的外圈固定在阀板上,所述转轴与第一轴承的内圈固定连接,所述转轴竖向设置,所述连接杆的形状为L形,所述转轴的底端与连接杆的一端固定连接,所述连接杆的另一端与插孔正对设置,所述调控室的上方设有穿孔,所述转轴的顶端穿过穿孔与从动齿轮固定连接,所述从动齿轮与转轴同轴设置。
作为优选,为了驱动阀板升降,所述升降组件包括支撑杆、第一电机、丝杆和套管,所述第一电机通过支撑杆固定在调控室的上方,所述丝杆竖向设置,所述第一电机与丝杆的顶端传动连接,所述套管套设在丝杆的底端,所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹,所述套管与阀板的上方固定连接,所述调控室的上方设有通孔,所述套管穿过通孔,所述第一电机与PLC电连接。
作为优选,为了防止水从通孔与套管之间的缝隙内溢出,所述通孔内设有密封圈,所述套管通过密封圈与通孔的内壁密封连接。
作为优选,为了防止丝杆生锈,所述丝杆上涂有防腐镀锌层。
作为优选,为了驱动从动齿轮转动,所述驱动组件包括第二电机和半齿轮,所述第二电机固定在调控室的上方,所述第二电机与半齿轮传动连接,所述半齿轮与从动齿轮啮合,所述第二电机与PLC电连接。
作为优选,为了提高第二电机的驱动力,所述第二电机为伺服电机。
作为优选,为了减小半齿轮与从动齿轮之间的摩擦力,所述半齿轮上涂有润滑油。
作为优选,为了发电,所述发电装置包括叶轮、驱动轴、第二轴承和发电机,所述第二轴承的外圈固定在蜗壳的底部的中心处,所述驱动轴竖向设置,所述驱动轴的底端与第二轴承的内圈固定连接,所述叶轮固定在驱动轴上,所述叶轮与驱动轴同轴设置,所述发电机位于蜗壳的上方,所述驱动轴的顶端与发电机连接,所述喷管围绕驱动轴的轴线周向均匀分布。
作为优选,为了将滤网从调控室内取出,所述调控室的一侧的上方设有开口和密封盖,所述密封盖盖设在开口上。
作为优选,为了检测进水管内的水的流量,所述进水管内设有流量传感器,所述流量传感器与PLC电连接。
本发明的有益效果是,该具有调节和更换功能的水轮机,通过调节机构控制水的流量,防止叶轮超负荷运转,与现有的调节机构相比,该调节机构设计巧妙,在阀板上升的同时还能清洁滤网,不仅如此,通过更换机构将滤网移动到调控室内的上方,便于对滤网进行更换和维修,与现有的更换机构相比,该更换机构由升降组件驱动,节省了电力,提高了实用性。
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是本发明的具有调节和更换功能的水轮机的结构示意图;
图2是图1的A部放大图;
图3是本发明的具有调节和更换功能的水轮机的发电装置的俯视图;
图4是本发明的具有调节和更换功能的水轮机的驱动组件的结构示意图;;
图中:1.调控室,2.进水管,3.蜗壳,4.出水管,5.喷管,6.处理器,7.阀板,8.清洁刷,9.支撑杆,10.第一电机,11.丝杆,12.套管,13.密封盖,14.第二电机,15.半齿轮,16.从动齿轮,17.转轴,18.第一轴承,19.滤网,20.卡槽,21.叶轮,22.驱动轴,23.第二轴承,24.发电机,25.流量传感器,26.连接块,27.连接杆。
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,一种具有调节和更换功能的水轮机,包括调控室1、进水管2、蜗壳3、发电装置、出水管4和若干喷管5,所述进水管2穿过调控室1与蜗壳3连通,所述发电装置和喷管5均设置在蜗壳3内,所述喷管5的一端与进水管2连通,所述喷管5的另一端朝向发电装置,所述出水管4与蜗壳3的下方连通,所述调控室1内设有调节机构和更换机构,所述调控室1的上方设有处理器6,所述处理器6内设有PLC;
PLC,即可编程逻辑控制器,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程,其实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,一般用于数据的处理以及指令的接收和输出,用于实现中央控制。
水从进水管2内流入,经过调控室1,再进入蜗壳3,被喷管5喷出,驱动发电装置工作,从而发电,最后水通过出水管4流出到蜗壳3外。
如图2所示,所述调节机构包括阀板7、升降组件和清洁刷8,所述调控室1的两侧均与进水管2连通,所述阀板7抵靠在调控室1内的与进水管2的连通的一侧,所述阀板7的两端与调控室1的内壁密封连接,所述升降组件与阀板7的上方连接,所述清洁刷8固定在阀板7上,所述调控室1内设有滤网19,所述滤网19的两端和下方均设有卡槽20,所述卡槽20固定在调控室1的内壁上,所述清洁刷8的刷毛抵靠在滤网19上,所述滤网19的上方设有连接块连接块26;
升降组件控制阀板7上升,从而调节水的流量,同时,阀板7上升带动清洁刷8移动,刷毛刷去滤网19上的垃圾,实现清洁滤网19的效果。
所述更换机构包括驱动组件、从动齿轮16、转轴17、第一轴承18和连接杆27,所述连接块连接块26的下方设有插孔,所述第一轴承18的外圈固定在阀板7上,所述转轴17与第一轴承18的内圈固定连接,所述转轴17竖向设置,所述连接杆27的形状为L形,所述转轴17的底端与连接杆27的一端固定连接,所述连接杆27的另一端与插孔正对设置,所述调控室1的上方设有穿孔,所述转轴17的顶端穿过穿孔与从动齿轮16固定连接,所述从动齿轮16与转轴17同轴设置。
如需更换滤网19,则PLC控制驱动组件带动从动齿轮16转动,从动齿轮16通过转轴17带动连接杆27转动,使连接杆27对准插孔,升降组件再带动阀板7上升,连接杆27插入插孔,通过连接块连接块26带动滤网19上升,然后用户再对滤网19进行更换,而平时如果不需要更换滤网19,则只需控制连接杆27转动,连接杆27远离连接块连接块26,升降组件上升时滤网19就不会跟着移动。
作为优选,为了驱动阀板7升降,所述升降组件包括支撑杆9、第一电机10、丝杆11和套管12,所述第一电机10通过支撑杆9固定在调控室1的上方,所述丝杆11竖向设置,所述第一电机10与丝杆11的顶端传动连接,所述套管12套设在丝杆11的底端,所述套管12的与丝杆11的连接处设有与丝杆11匹配的螺纹,所述套管12与阀板7的上方固定连接,所述调控室1的上方设有通孔,所述套管12穿过通孔,所述第一电机10与PLC电连接。
PLC控制第一电机10驱动丝杆11转动,带动套管12上升,从而使阀板7逐渐上升,水流的流量逐渐变大,由于转轴17通过第一轴承18与阀板7连接,转轴17穿过穿孔,可以限制套管12的移动方向,防止套管12跟着丝杆11转动。
作为优选,为了防止水从通孔与套管12之间的缝隙内溢出,所述通孔内设有密封圈,所述套管12通过密封圈与通孔的内壁密封连接。
作为优选,为了防止丝杆11生锈,所述丝杆11上涂有防腐镀锌层。
如图4所示,所述驱动组件包括第二电机14和半齿轮15,所述第二电机14固定在调控室1的上方,所述第二电机14与半齿轮15传动连接,所述半齿轮15与从动齿轮16啮合,所述第二电机14与PLC电连接。
PLC控制第二电机14驱动半齿轮15转动,从动齿轮16随之转动,通过转轴17带动连接杆27转动,升降组件带动阀板7上升,此时半齿轮15转动到没有齿的一侧朝向转轴17,以防升降组件带动阀板7下降时,半齿轮15卡住从动齿轮16。
作为优选,为了提高第二电机14的驱动力,所述第二电机14为伺服电机。
作为优选,为了减小半齿轮15与从动齿轮16之间的摩擦力,所述半齿轮15上涂有润滑油。
如图3所示,所述发电装置包括叶轮21、驱动轴22、第二轴承23和发电机24,所述第二轴承23的外圈固定在蜗壳3的底部的中心处,所述驱动轴22竖向设置,所述驱动轴22的底端与第二轴承23的内圈固定连接,所述叶轮21固定在驱动轴22上,所述叶轮21与驱动轴22同轴设置,所述发电机24位于蜗壳3的上方,所述驱动轴22的顶端与发电机24连接,所述喷管5围绕驱动轴22的轴线周向均匀分布。
进水管2内的水从喷管5内喷出,从各个角度喷向叶轮21,使叶轮21转动,带动驱动轴22转动,使发动机发电。
作为优选,为了将滤网19从调控室1内取出,所述调控室1的一侧的上方设有开口和密封盖13,所述密封盖13盖设在开口上。
用户将密封盖25打开,通过升降组件将滤网19移动到调控室1内的顶部,然后将连接块连接块26从连接杆27上取下,将滤网19从开口内取出。
作为优选,为了检测进水管2内的水的流量,所述进水管2内设有流量传感器25,所述流量传感器25与PLC电连接。
流量传感器25检测进水管2内的水的流量,并发送信号给PLC,PLC收取信号后,根据流量控制阀板7上升的距离,从而实现调节流量的功能。
水从进水管2内流入,经过调控室1,PLC控制第一电机10驱动丝杆11转动,带动套管12上升,从而使阀板7逐渐上升,从而调节水流的流量,如需更换滤网19,则在阀板7向上移动之前,PLC控制第二电机14驱动半齿轮15转动,带动从动齿轮16转动,通过转轴17带动连接杆27转动,使连接杆27对准插孔,升降组件再带动阀板7上升,使连接杆27插入插孔,然后通过连接块连接块26带动滤网19上升,用户再对滤网19进行更换。
与现有技术相比,该具有调节和更换功能的水轮机,通过调节机构控制水的流量,防止叶轮21超负荷运转,与现有的调节机构相比,该调节机构设计巧妙,在阀板7上升的同时还能清洁滤网19,不仅如此,通过更换机构将滤网19移动到调控室1内的上方,便于对滤网19进行更换和维修,与现有的更换机构相比,该更换机构由升降组件驱动,节省了电力,提高了实用性。
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。