CN111622888B - 一种自动调节式海洋潮汐能利用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动调节式海洋潮汐能利用装置，包括安装底座、进水口、定位块、驱动齿轮和定位卡块，所述安装底座的上端活动连接有立柱，所述进水口固定安装在立柱的外侧，所述内置管的下表面固定安装有喷头，所述定位块活动安装在立柱的外部，所述水轮机和风能叶片的侧面均固定安装有转速感应器，所述水泵的一端与进水管相互连接，所述安装底座的内部固定安装有无线控制器和电机，所述立柱的下表面焊接有凸台，所述凸台的下表面两侧均转动连接有传动齿轮。该自动调节式海洋潮汐能利用装置，采用新型的结构设计，使得本装置在平潮和涨退潮时装置始终处于工作运行状态，且该装置中设置有自动调节结构，提高潮汐能的利用率。

Description

一种自动调节式海洋潮汐能利用装置
技术领域
本发明涉及海洋潮汐能利用技术领域，具体为一种自动调节式海洋潮汐能利用装置。
背景技术
海洋中的能力较多，例如：潮汐能、温差能、盐差能、海流能、海风能等，其中潮汐能主要是利用涨潮和退潮时海水的高度差产生的能量，通过机械传动结构可以利用潮汐能产生动能，并且将动能转换成电能使用，现在很多合适的海域设置有潮汐能利用结构，进行供电使用，潮汐能属于清洁能源的一种。
随着海洋潮汐能利用装置的不断安装使用，在使用过程中发现了下述问题：
1.现有的一些海洋潮汐能利用装置只能在涨潮和退潮的时间段供电使用，海洋大部分处于平潮的时间装置不能进行供能，供电具有局限。
2.且海洋潮汐能主要是海水流动产生动能，使用的过程中一般的海洋潮汐能利用装置安装后动能结构便不能再移动，装置不便于根据海水流向的改变自动进行调节，潮汐能的利用率较低。
所以需要针对上述问题设计一种自动调节式海洋潮汐能利用装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动调节式海洋潮汐能利用装置，以解决上述背景技术中提出现有的一些海洋潮汐能利用装置只能在涨潮和退潮的时间段供电使用，海洋大部分处于平潮的时间装置不能进行供能，供电具有局限，且海洋潮汐能主要是海水流动产生动能，使用的过程中一般的海洋潮汐能利用装置安装后动能结构便不能再移动，装置不便于根据海水流向的改变自动进行调节，潮汐能的利用率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动调节式海洋潮汐能利用装置，包括安装底座、进水口、定位块、驱动齿轮和定位卡块，所述安装底座的上端活动连接有立柱，且立柱的上表面固定安装有顶部平台，并且顶部平台的上表面中间位置固定安装有风能叶片，所述进水口固定安装在立柱的外侧，且立柱的外部两侧焊接有出水管，并且出水管的下端内部活动安装有内置管，所述内置管的下表面固定安装有喷头，且喷头的上端内部固定安装有单向截止阀，并且喷头贯穿连接在安装防护环的上端内部，所述定位块活动安装在立柱的外部，且定位块的外部两侧均通过侧边安装杆与水轮机相互连接，并且水轮机的外侧面固定安装有固定环，同时固定环的外部焊接有活动板，所述水轮机和风能叶片的侧面均固定安装有转速感应器，所述顶部平台的内部固定安装有风电转换结构，且风电转换结构与风能叶片电性连接，并且风电转换结构的下端电性连接有水泵，所述水泵的一端与进水管相互连接，且水泵的另一端与连接管相互连接，并且连接管与出水管相互连接，所述安装底座的内部固定安装有无线控制器和电机，且电机的上表面转动连接有电动伸缩杆，所述立柱的下表面焊接有凸台，且凸台的上表面两侧均转动连接有丝杆，并且凸台的下表面内部中间位置开设有台阶孔，同时台阶孔的下端侧面预留有定位卡槽，所述凸台的下表面两侧均转动连接有传动齿轮。
优选的，所述喷头、安装防护环、侧边安装杆以及定位块为一体化结构，且定位块与丝杆螺纹连接，并且喷头通过内置管与出水管组成伸缩结构。
优选的，所述水轮机关于侧边安装杆中心对称设置有2个，且水轮机与固定环固定连接，并且固定环的外侧面等间距安装有活动板，同时活动板的位置与喷头的位置相互对应。
优选的，所述连接管与出水管组成相互连通结构，且出水管与立柱贯穿连接，并且出水管的上端呈倾斜状结构。
优选的，所述电动伸缩杆的上表面固定安装有驱动齿轮，且驱动齿轮的上端中间位置焊接有中间转轴，并且中间转轴的外侧面固定安装有定位卡块。
优选的，所述凸台与立柱固定连接，且凸台与安装底座组成转动结构。
优选的，所述驱动齿轮通过电动伸缩杆与安装底座组成升降结构，且驱动齿轮与传动齿轮啮合连接，并且传动齿轮与丝杆固定连接。
优选的，所述定位卡块等间距在中间转轴的外部设置有4个，且中间转轴通过定位卡块和定位卡槽与凸台卡合连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该自动调节式海洋潮汐能利用装置，采用新型的结构设计，使得本装置将潮汐能与风能相互结合，将风能转换成电能，通过负压抽水结构在平潮时继续使得潮汐能利用结构运动供能，且该装置中设置有高度和角度调节结构，便于根据海水流向自动进行调节，提高潮汐能的利用率；
1.连通结构设置的进水口和进水管，以及出水管、连接管，该装置通过将日常风能转换产生的电能存储起来，一部分电能供电给水泵使用，水泵通过负压输水结构将海水抽取传输到喷头内部，喷头喷水带动活动板附近的海水快速流动，活动板带动内侧的水轮机转动，使得水轮机在平潮时依旧可以正常运行，涨潮和退潮时水泵停止运行，水轮机通过自然潮汐能进行运动，该结构的设置使得水轮机始终处于工作状态，从而使得该装置使用功能，也降低了在涨退潮时水轮机启动过程中的机械损耗；
2.啮合连接设置的传动齿轮和驱动齿轮，且升降结构设置的驱动齿轮和中间转轴，在涨退潮的过程中，根据海水流向的情况，无线控制器带动电机运转，通过电动伸缩杆控制驱动齿轮上下移动，当驱动齿轮移动至最下端位置时，中间转轴通过定位卡块与定位卡槽卡合连接，此时电机运行带动凸台和立柱转动，通过转速感应器感应到水轮机的转速，将水轮机转动调节至最合适的角度位置，将中间转轴移动至最高处位置时，驱动齿轮和传动齿轮啮合连接，通过齿轮传动带动丝杆转动，从而调节水轮机的高度位置，该结构的设置可以根据海水的流向和流速将水轮机调节移动至相应的位置，增加该装置对潮汐能的利用率。
附图说明
图1为本发明正面结构示意图；
图2为本发明定位块正面结构示意图；
图3为本发明水轮机俯视结构示意图；
图4为本发明顶部平台正面剖视结构示意图；
图5为本发明立柱正面局部剖视结构示意图；
图6为本发明安装底座正面剖视结构示意图；
图7为本发明图6中A处放大结构示意图；
图8为本发明台阶孔俯视剖视结构示意图。
图中：1、安装底座；2、立柱；3、顶部平台；4、风能叶片；5、进水口；6、出水管；7、内置管；8、喷头；9、单向截止阀；10、安装防护环；11、定位块；12、侧边安装杆；13、水轮机；14、固定环；15、活动板；16、转速感应器；17、风电转换结构；18、水泵；19、进水管；20、连接管；21、无线控制器；22、电机；23、电动伸缩杆；24、凸台；25、丝杆；26、台阶孔；27、定位卡槽；28、传动齿轮；29、驱动齿轮；30、中间转轴；31、定位卡块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种自动调节式海洋潮汐能利用装置，包括安装底座1、立柱2、顶部平台3、风能叶片4、进水口5、出水管6、内置管7、喷头8、单向截止阀9、安装防护环10、定位块11、侧边安装杆12、水轮机13、固定环14、活动板15、转速感应器16、风电转换结构17、水泵18、进水管19、连接管20、无线控制器21、电机22、电动伸缩杆23、凸台24、丝杆25、台阶孔26、定位卡槽27、传动齿轮28、驱动齿轮29、中间转轴30和定位卡块31，安装底座1的上端活动连接有立柱2，且立柱2的上表面固定安装有顶部平台3，并且顶部平台3的上表面中间位置固定安装有风能叶片4，进水口5固定安装在立柱2的外侧，且立柱2的外部两侧焊接有出水管6，并且出水管6的下端内部活动安装有内置管7，内置管7的下表面固定安装有喷头8，且喷头8的上端内部固定安装有单向截止阀9，并且喷头8贯穿连接在安装防护环10的上端内部，定位块11活动安装在立柱2的外部，且定位块11的外部两侧均通过侧边安装杆12与水轮机13相互连接，并且水轮机13的外侧面固定安装有固定环14，同时固定环14的外部焊接有活动板15，水轮机13和风能叶片4的侧面均固定安装有转速感应器16，顶部平台3的内部固定安装有风电转换结构17，且风电转换结构17与风能叶片4电性连接，并且风电转换结构17的下端电性连接有水泵18，水泵18的一端与进水管19相互连接，且水泵18的另一端与连接管20相互连接，并且连接管20与出水管6相互连接，安装底座1的内部固定安装有无线控制器21和电机22，且电机22的上表面转动连接有电动伸缩杆23，立柱2的下表面焊接有凸台24，且凸台24的上表面两侧均转动连接有丝杆25，并且凸台24的下表面内部中间位置开设有台阶孔26，同时台阶孔26的下端侧面预留有定位卡槽27，凸台24的下表面两侧均转动连接有传动齿轮28。
本例中喷头8、安装防护环10、侧边安装杆12以及定位块11为一体化结构，且定位块11与丝杆25螺纹连接，并且喷头8通过内置管7与出水管6组成伸缩结构，丝杆25转动时带动定位块11在其外部上下移动，从而带动外侧的安装防护环10和喷头8上下移动，喷头8推动内置管7在出水管6的内部伸缩调节移动；
水轮机13关于侧边安装杆12中心对称设置有2个，且水轮机13与固定环14固定连接，并且固定环14的外侧面等间距安装有活动板15，同时活动板15的位置与喷头8的位置相互对应，活动板15在喷头8高压喷水的作用下快速移动，带动内侧固定的水轮机13转动；
连接管20与出水管6组成相互连通结构，且出水管6与立柱2贯穿连接，并且出水管6的上端呈倾斜状结构，该连通结构可以循环传送海水，机械推动水轮机13转动；
电动伸缩杆23的上表面固定安装有驱动齿轮29，且驱动齿轮29的上端中间位置焊接有中间转轴30，并且中间转轴30的外侧面固定安装有定位卡块31，驱动齿轮29通过电动伸缩杆23与安装底座1组成升降结构，且驱动齿轮29与传动齿轮28啮合连接，并且传动齿轮28与丝杆25固定连接，伸缩电动伸缩杆23推动中间转轴30向上移动，使得驱动齿轮29与传动齿轮28之间啮合连接，传动齿轮28带动上端固定的丝杆25转动；
凸台24与立柱2固定连接，且凸台24与安装底座1组成转动结构，在动力传动的作用下凸台24带动立柱2在安装底座1的上端内部转动；
定位卡块31等间距在中间转轴30的外部设置有4个，且中间转轴30通过定位卡块31和定位卡槽27与凸台24卡合连接，缩电动伸缩杆23，使得中间转轴30通过定位卡块31和定位卡槽27与凸台24卡槽连接，在转动作用的带动下使得凸台24和立柱2进行转动。
工作原理：使用本装置时，首先根据图1、图2、图3、图4和图5中所示的结构，将该装置通过安装底座1固定在相应的海域位置，涨潮和退潮时，海水流动能力较大，推动水轮机13转动，水轮机13通过相应结构将转动的动能转换成电能，完成潮汐能的转换，在日常平潮时，海水流动平缓，水轮机13不再转换潮汐能，该装置中，风能叶片4处于海面高处位置，日常吸收风能，并且将风能转换成电能，当平潮时，风电转换结构17将一部分电能提供给水泵18运行，水泵18通过进水管19和进水口5将海水抽取传递至连接管20的内部，连接管20通过出水管6和内置管7将海水传递至喷头8的内部，喷头8将海水高压喷洒到下端对应的活动板15外侧，活动板15外侧的海水流动速度增加，活动板15在海水推动作用下进行转动，带动内侧的水轮机13转动，因而该装置中的水轮机13在涨退潮和平潮的状态均能正常工作，使得该装置始终处于供电状态；
随后，根据图1、图2、图6、图7以及图8中所示的结构，在涨退潮的过程中，海水的流流向和流速不同的位置能量不同，无线控制器21控制电机22运行，电机22带动上端的电动伸缩杆23转动，先收缩电动伸缩杆23，使得中间转轴30通过定位卡块31和定位卡槽27与凸台24卡槽连接，在转动作用的带动下使得凸台24和立柱2进行转动，将立柱2外侧的水轮机13转动至相应的角度，根据水轮机13内部安装的转速感应器16感应到不同角度位置水轮机13转速的变化情况，将水轮机13转动调节至最佳的角度位置后，无线控制器21控制电机22停止运行，接着伸缩电动伸缩杆23推动中间转轴30向上移动，使得驱动齿轮29与传动齿轮28之间啮合连接，传动齿轮28带动上端固定的丝杆25转动，丝杆25与外侧的定位块11螺纹连接，在丝杆25转动时带动定位块11上下移动，从而调节水轮机13的高度位置，当水轮机13移动至相应的高度位置时转速感应器16感应到的转速最快时，无线控制器21控制电机22停止运行，该结构的设置可以使得该装置自动适应海水的变化情况进行相应的调节，最大化利用潮汐能，同样的原理可以在平潮的状态下调节风能叶片4的角度位置，合理利用风能，增加该装置的实用性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种自动调节式海洋潮汐能利用装置，包括安装底座(1)、进水口(5)、定位块(11)、驱动齿轮(29)和定位卡块(31)，其特征在于：所述安装底座(1)的上端活动连接有立柱(2)，且立柱(2)的上表面固定安装有顶部平台(3)，并且顶部平台(3)的上表面中间位置固定安装有风能叶片(4)，所述进水口(5)固定安装在立柱(2)的外侧，且立柱(2)的外部两侧焊接有出水管(6)，并且出水管(6)的下端内部活动安装有内置管(7)，所述内置管(7)的下表面固定安装有喷头(8)，且喷头(8)的上端内部固定安装有单向截止阀(9)，并且喷头(8)贯穿连接在安装防护环(10)的上端内部，所述定位块(11)活动安装在立柱(2)的外部，且定位块(11)的外部两侧均通过侧边安装杆(12)与水轮机(13)相互连接，并且水轮机(13)的外侧面固定安装有固定环(14)，同时固定环(14)的外部焊接有活动板(15)，所述水轮机(13)和风能叶片(4)的侧面均固定安装有转速感应器(16)，所述顶部平台(3)的内部固定安装有风电转换结构(17)，且风电转换结构(17)与风能叶片(4)电性连接，并且风电转换结构(17)的下端电性连接有水泵(18)，所述水泵(18)的一端与进水管(19)相互连接，且水泵(18)的另一端与连接管(20)相互连接，并且连接管(20)与出水管(6)相互连接，所述安装底座(1)的内部固定安装有无线控制器(21)和电机(22)，且电机(22)的上表面转动连接有电动伸缩杆(23)，所述立柱(2)的下表面焊接有凸台(24)，且凸台(24)的上表面两侧均转动连接有丝杆(25)，并且凸台(24)的下表面内部中间位置开设有台阶孔(26)，同时台阶孔(26)的下端侧面预留有定位卡槽(27)，所述凸台(24)的下表面两侧均转动连接有传动齿轮(28)；
所述电动伸缩杆(23)的上表面固定安装有驱动齿轮(29)，且驱动齿轮(29)的上端中间位置焊接有中间转轴(30)，并且中间转轴(30)的外侧面固定安装有定位卡块(31)；
所述凸台(24)与立柱(2)固定连接，且凸台(24)与安装底座(1)组成转动结构；
所述驱动齿轮(29)通过电动伸缩杆(23)与安装底座(1)组成升降结构，且驱动齿轮(29)与传动齿轮(28)啮合连接，并且传动齿轮(28)与丝杆(25)固定连接；
所述定位卡块(31)等间距在中间转轴(30)的外部设置有4个，且中间转轴(30)通过定位卡块(31)和定位卡槽(27)与凸台(24)卡合连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动调节式海洋潮汐能利用装置，其特征在于：所述喷头(8)、安装防护环(10)、侧边安装杆(12)以及定位块(11)为一体化结构，且定位块(11)与丝杆(25)螺纹连接，并且喷头(8)通过内置管(7)与出水管(6)组成伸缩结构。
3.根据权利要求1所述的一种自动调节式海洋潮汐能利用装置，其特征在于：所述水轮机(13)关于侧边安装杆(12)中心对称设置有2个，且水轮机(13)与固定环(14)固定连接，并且固定环(14)的外侧面等间距安装有活动板(15)，同时活动板(15)的位置与喷头(8)的位置相互对应。
4.根据权利要求1所述的一种自动调节式海洋潮汐能利用装置，其特征在于：所述连接管(20)与出水管(6)组成相互连通结构，且出水管(6)与立柱(2)贯穿连接，并且出水管(6)的上端呈倾斜状结构。
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