CN115030854A - 一种管道微型发电机及数据采集终端 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种管道微型发电机及数据采集终端,涉及管道发电技术领域。该管道微型发电机具有结构简单、能量损耗较小、发电效率较高、可以确保监测装置长期稳定运行的优点。该管道微型发电机包括主阀体和发电总成;主阀体内限制出主流道,发电总成位于主流道内;发电总成包括定子轴、定子磁铁、转子磁铁和叶轮;定子轴连接在主阀体上;定子轴的外侧套设定子磁铁和叶轮;定子磁铁与定子轴固连;定子磁铁内设有线圈;叶轮与定子轴转动连接;叶轮与定子磁铁之间设置转子磁铁;主流道内的流体能够推动叶轮转动。本申请同时公开了一种数据采集终端。本申请用于提升管道微型发电机的性能。
Description
技术领域
本申请涉及管道发电技术领域,尤其涉及一种管道微型发电机及数据采集终端。
背景技术
根据法拉第电磁感应定律,人们发明了各式各样的发电机。在日常生活中,人们使用发电机获取电能,使生活变得更加便利。
目前,全国供水管道长度已经接近峰值,基本实现供水普及。随着供水管网使用年限的增加,未来几年时间内将以管道维护为主。关于管道维护,首先需要管道监测技术,获取管道实时状态,及时反馈。监测设备常与管道相接,主要由电池供电或线缆通信。其中,线缆通信施工和维修费用高,投资成本高。电池供电需要考虑电池的寿命问题,更换频繁,便利性差。
中国专利《一种管道发电机及其电动阀》(公开号:CN110242480B)公开了一种管道发电机,包括管道主阀体、发电总成、发电机、磁力联轴器、电动阀。主阀体侧面具有进口端和出口端,侧面设置有壳体,与壳体配合有盖子;发电总成设置于壳体内,流入端和流出端分别与进口端和出口端相通;发电机设置于盖子上;磁力联轴器设置于发电机和发电总成上;通过电动阀控制发电总成的流入端前的流体压力,壳体内流体使发电总成产生动力,该动力通过磁力连轴器带动发电机进行发电。然而上述管道发电机存在结构较复杂、水流冲击扇叶能量损耗较大的问题,可能存在发电量较小,造成监测装置不能正常使用的问题。
发明内容
本申请的实施例提供一种管道微型发电机和数据采集终端,具有结构简单、能量损耗较小、发电效率较高、可以确保监测装置长期稳定运行的优点。
为达到上述目的,一方面,本申请的实施例提供了一种管道微型发电机,包括主阀体和发电总成;所述主阀体内限制出主流道,所述发电总成位于主流道内;所述发电总成包括定子轴、定子磁铁、转子磁铁和叶轮;所述定子轴连接在所述主阀体上;所述定子轴的外侧套设定子磁铁和叶轮;所述定子磁铁与所述定子轴固连;所述定子磁铁内设有线圈;所述叶轮与所述定子轴转动连接,且所述叶轮与所述定子磁铁之间设置转子磁铁;所述主流道内的流体能够推动所述叶轮转动。
进一步地,所述转子磁铁包括多个弧形磁铁片,多个所述弧形磁铁片沿所述叶轮的周向均布在所述叶轮的内孔壁上。
进一步地,所述发电总成还包括导流罩;所述导流罩包括挡板和连接在所述挡板两端的第一连接板和第二连接板;所述挡板为弧度小于180°的圆弧板;所述第一连接板与所述主阀体固连,所述第二连接板与所述定子轴固连。
进一步地,所述主阀体的侧壁上形成安装面;所述安装面上设有第一安装孔和第二安装孔;所述安装面的上表面上设有安装板;所述定子轴穿过所述第一安装孔后与所述安装板固连;所述第一连接板穿过所述第二安装孔后与所述安装板固连。
进一步地,所述发电总成还包括电缆;所述定子轴为空心轴,所述电缆的一端连接所述线圈,另一端穿过所述空心轴后用于与电路板连接。
进一步地,所述定子轴与所述叶轮之间设有两个第一轴承;两个所述第一轴承分别设置在所述定子轴的两端;所述定子轴上与所述第二连接板之间设有第二轴承。
进一步地,所述叶轮的叶片为涡形。
进一步地,所述主阀体的安装面的外侧设有安装腔,所述安装腔内设有蓄电池;所述蓄电池能够存储所述线圈产生的电能。
进一步地,所述定子磁铁包括中心管和设置在所述中心管的外圆柱面上的多个线圈插块;多个所述线圈插块沿所述中心管的周向均布;所述线圈插块的横截面为“T”字形,所述线圈为腰形空心线圈;所述线圈缠绕在所述线圈插块缠绕在所述“T”字形的竖直段上。
另一方面,本申请的实施例还提供了一种数据采集终端,包括管道微型发电机,该管道微型发电机为上述任一所述的管道微型发电机。
本申请相比现有技术具有以下有益效果:
1、本申请实施例管道微型发电机将叶轮与转子磁铁固定为一体,通过叶轮直接带动转子磁铁转动,实现位于定子磁铁上的线圈切割磁场发电,相比现有技术通过磁性联轴器连接发电总成的技术方案,本申请实施例的结构更简单,避免了密封摩擦等因素对于传动轴等部件产生的能量损失,因此相同流量的流体通过时,驱动叶轮的圈数适中,提升了管道微型发电机装置的发电效率。
2、本申请实施例管道微型发电机将转子磁铁夹在叶轮中,有效地提高了发电总成的防水性。
3、本申请实施例管道微型发电机中的叶片采用涡形,相比现有技术中直板形的叶片,发电效率更高。
4、本申请实施例管道微型发电机中的导流罩为半弧形,能够防止两侧水流冲击的力平衡,减少了叶片转动的阻力,进一步提高了发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例管道微型发电机的立体结构示意图;
图2为本申请实施例管道微型发电机中发电总成的结构示意图;
图3为本申请实施例管道微型发电机中发电总成部分部件的分解结构示意图;
图4为本申请实施例管道微型发电机中叶轮的立体结构示意图;
图5为本申请实施例管道微型发电机中叶轮与转子磁铁的连接结构示意图;
图6为本申请实施例管道微型发电机中定子磁铁和线圈的连接结构示意图;
图7为本申请实施例管道微型发电机中线圈的立体结构示意图;
图8为本申请实施例管道微型发电机中导流罩的立体结构示意图;
图9为本申请实施例数据采集终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
参照图1至图3,本申请的实施例提供了一种管道微型发电机,包括主阀体1和发电总成2。主阀体1内限制出主流道101,发电总成2位于主流道101内。发电总成2包括定子轴21、定子磁铁22、转子磁铁23、线圈24、叶轮25和导流罩26。
主阀体1的侧壁上形成安装面102,安装面102上设有第一安装孔和第二安装孔。安装面102的上表面上设有安装板3,定子轴21穿过第一安装孔后与安装板3固连。安装面102的外侧设有安装腔103,安装板3位于安装腔103内。安装腔103为开口朝上的矩形腔体,安装腔103的口部扣设盖板。
定子轴21的外侧套设定子磁铁22。具体的,定子磁铁22固连在定子轴21的中部。叶轮25套设在定子轴21上,且其两端分别通过第一轴承28和第二轴承29支撑在定子轴21上。由此,可以减小摩擦力,降低能量损耗。叶轮25的轴线与主流道101的轴线垂直。由此,主流道101内的流体能够推动叶轮25转动。参照图4,为了便于引流,叶轮25的叶片251为涡形。
转子磁铁23连接在叶轮25的内孔壁上,且位于定子磁铁22的外侧。具体的,参照图3和图5,转子磁铁23包括多个弧形磁铁片231,多个弧形磁铁片231沿叶轮的周向均布在叶轮25的内孔壁上。位于便于安装,叶轮25的内孔壁上开设多个安装槽252,多个弧形磁铁片231粘贴在对应的安装槽252内。为了便于安装弧形磁铁片231,安装槽252的上部贯通叶轮25。
定子磁铁22内设有线圈24。具体的,参照图6和图7,定子磁铁22包括中心管221和设置在中心管221的外圆柱面上的多个线圈插块222。多个线圈插块222沿中心管221的周向均布,线圈插块222的横截面为“T”字形,线圈24为腰形空心线圈,线圈24缠绕在“T”字形的竖直段上。参照图2,定子轴21为空心轴,电缆27的一端连接线圈24,另一端穿过空心轴和安装板3的通孔后与电路板连接。
导流罩26设置在叶轮25的外侧,其开口朝向应该根据主阀体1的进出口方向和叶轮25的叶片251的方向确定。参照图1和图4,本申请实施例中的叶轮25的涡旋方向为顺时针方向,主阀体1的入口位于左侧,导流罩26位于叶轮25的前侧,其开口朝向后侧,此时,导流罩26的左右边缘与主阀体1的轴线均具有夹角,这样水流不会冲击叶轮25的前侧,减小了阻力。参照图2和图8,导流罩26包括挡板261和连接在挡板261上下两端的第一连接板262和第二连接板263。第一连接板262位于上侧,第二连接板263位于下侧。挡板261为弧度小于180°的圆弧板,第一连接板262穿过第二安装孔后与安装板3固连。第二连接板263与定子轴21的下端固连。由此,便于牵引水流,且最大程度减少水流阻力。第二连接板263上还设有三个出水孔431,便于进入导流罩26内的流体流出。参照图9,安装腔103内设有蓄电池11,通过蓄电池11,对发电总成2发出的电能进行收集,可以通过蓄电池11对数据采集终端中需要供电的设备进行供电,使数据采集终端正常工作,同时通过蓄电池11对数据采集终端进行供电可以省去外部供电时繁杂的线路问题。
继续参照图9,本申请的实施例还公开了一种数据采集终端,包括上述的管道微型发电机、第一蝶阀体4、第二蝶阀体5、一体型转换器6、电动执行器7、连接块8、系列传感器装置9和电路板10。第一蝶阀体4和第二蝶阀体5均通过法兰盘连接在主阀体1的两端,由此,便于进行安装和拆卸。一体型转换器6设置于第一蝶阀体4的正上方。电动执行器7通过连接块8设置于第二蝶阀体5上。系列传感器装置9包括电导率传感器91、压力传感器92、溶解氧传感器93、PH传感器94和温度传感器95。上述传感器的顶端均固定在主阀体1的安装面102上,底端均延伸至主流道101内。电路板10固连在主阀体1上。管道微型发电机能够对数据采集终端中需要供电的设备进行供电,使数据采集终端正常工作,同时通过改供电方式可以省去外部供电时繁杂的线路问题。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种管道微型发电机,其特征在于,包括主阀体和发电总成;所述主阀体内限制出主流道,所述发电总成位于主流道内;所述发电总成包括定子轴、定子磁铁、转子磁铁和叶轮;所述定子轴连接在所述主阀体上;所述定子轴的外侧套设定子磁铁和叶轮;所述定子磁铁与所述定子轴固连;所述定子磁铁内设有线圈;所述叶轮与所述定子轴转动连接;所述叶轮与所述定子磁铁之间设置转子磁铁;所述主流道内的流体能够推动所述叶轮转动。
2.根据权利要求1所述的管道微型发电机,其特征在于,所述转子磁铁包括多个弧形磁铁片,多个所述弧形磁铁片沿所述叶轮的周向均布在所述叶轮的内孔壁上。
3.根据权利要求1所述的管道微型发电机,其特征在于,所述发电总成还包括导流罩;所述导流罩包括挡板和连接在所述挡板两端的第一连接板和第二连接板;所述挡板为弧度小于180°的圆弧板;所述第一连接板与所述主阀体固连,所述第二连接板与所述定子轴固连。
4.根据权利要求3所述的管道微型发电机,其特征在于,所述主阀体的侧壁上形成安装面;所述安装面上设有第一安装孔和第二安装孔;所述安装面的上表面上设有安装板;所述定子轴穿过所述第一安装孔后与所述安装板固连;所述第一连接板穿过所述第二安装孔后与所述安装板固连。
5.根据权利要求1所述的管道微型发电机,其特征在于,所述发电总成还包括电缆;所述定子轴为空心轴,所述电缆的一端连接所述线圈,另一端穿过所述空心轴后用于与电路板连接。
6.根据权利要求3所述的管道微型发电机,其特征在于,所述定子轴与所述叶轮之间设有两个第一轴承;两个所述第一轴承分别设置在所述定子轴的两端;所述定子轴上与所述第二连接板之间设有第二轴承。
7.根据权利要求3所述的管道微型发电机,其特征在于,所述叶轮的叶片为涡形。
8.根据权利要求4所述的管道微型发电机,其特征在于,所述主阀体的安装面的外侧设有安装腔,所述安装腔内设有蓄电池;所述蓄电池能够存储所述线圈产生的电能。
9.根据权利要求1所述的管道微型发电机,其特征在于,所述定子磁铁包括中心管和设置在所述中心管的外圆柱面上的多个线圈插块;多个所述线圈插块沿所述中心管的周向均布;所述线圈插块的横截面为“T”字形,所述线圈为腰形空心线圈;所述线圈缠绕在所述线圈插块缠绕在所述“T”字形的竖直段上。
10.一种数据采集终端,包括管道微型发电机,其特征在于,所述管道微型发电机为权利要求1~9中任一所述的管道微型发电机。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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