CN117468422A - 一种抽水蓄能电站集水井抽排装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抽水蓄能电站集水井抽排装置及其使用方法，涉及抽水蓄能技术领域。包括安装座，安装座的上方设有承载托盘，承载托盘的外壁上设有装配外壳，装配外壳的顶部设有光伏发电板；承载托盘的中心设有离心器，离心器连接传动电机B和传动电机A；承载托盘连通三通管，三通管连通后组接管，后组接管连接浮动盘；承载托盘连通排水器；承载托盘中设有通气装置。本发明提供的装置和方法解决了现有抽排装置缺乏限位抽取、自动调平气流及辅助续航的驱动等功能的问题，可以有效提高抽水蓄能电站抽排效率和稳定性，保证了抽水蓄能电站积水及时排出，保障电站运行安全，具有良好的实用性、经济性、节能性和可持续使用性。

Description

一种抽水蓄能电站集水井抽排装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及抽水蓄能技术领域，具体是一种抽水蓄能电站集水井抽排装置及其使用方法。
背景技术
在抽水蓄能电站建成后，通常存在库盆渗水问题，一般通过在库底设置排水廊道将渗水汇集到库盆侧边的集水井内，随着集水井内积水增加，需要定期对集水井进行抽排。常规的抽排方法采用的是用离心泵抽排，但这种方式存在一些缺点，如:（1）通过离心机直接输送，出水口采用过滤网进行过滤，但由于缺乏限位的抽取功能，当抽水口沉底后容易吸入集水井内的泥浆或者泥沙将过滤网堵塞，不利于持续使用；（2）缺乏自动调平气流的功能，不利于装置持续高效工作；（3）通常需要利用电能、汽油或柴油等持续供能，缺乏辅助续航的功能。
发明内容
本发明提供一种抽水蓄能电站集水井抽排装置及其使用方法，解决了现有抽排装置缺乏限位抽取、自动调平气流及辅助续航等问题，具有较好的实用性、经济性及环保性等优点。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种抽水蓄能电站集水井抽排装置，包括安装座，安装座的上方设有承载托盘，承载托盘的外壁上设有装配外壳，装配外壳的顶部设有光伏发电板；承载托盘的中心设有离心器，离心器连接传动电机B和传动电机A；承载托盘连通三通管，三通管连通后组接管，后组接管连接浮动盘；承载托盘连通排水器；承载托盘中设有通气装置。
前述的抽水蓄能电站集水井抽排装置中，所述安装座的顶部连接前固定架，前固定架的顶部设有连通座，连通座的顶部设置有承载托盘。
前述的抽水蓄能电站集水井抽排装置中，所述离心器的底部设有离心轴，离心轴经防水轴承旋转设置在承载托盘的底部中间，离心轴齿轮连接传动电机B；所述离心轴的底部设有驱动齿轮，驱动齿轮设置为方向相反的上下两个锥齿轮结构，两个锥齿轮之间设置有棘轮结构；驱动齿轮的上侧锥齿轮与传动电机B输出轴上的锥齿轮啮合，驱动齿轮的下侧锥齿轮与设置于连通座中的从动轴上的锥齿轮啮合，从动轴上的锥齿轮还与设于连通座内的传动电机A输出轴上的锥齿轮啮合。
前述的抽水蓄能电站集水井抽排装置中，所述通气装置的主体为圆筒结构，圆筒结构的顶部开设有锥形口，圆筒结构内设有多组导向架，导向架中滑动设置有导向杆，导向杆的顶部连接与锥形口匹配的锥形塞，导向杆的底部连接浮块；浮块上浮至装配外壳顶部时，锥形口和锥形塞密封。
前述的抽水蓄能电站集水井抽排装置中，所述装配外壳的顶部设有延长罩，延长罩的后部罩设在锥形口上，延长罩的前部超出装配外壳的边缘。
前述的抽水蓄能电站集水井抽排装置中，所述三通管的横向管固定设置在两组后固定架中，后固定架连接在安装座的顶部。
前述的抽水蓄能电站集水井抽排装置中，所述承载托盘的底部与连接管连通，连接管与连通座的上部连通；所述排水器的后部与连通座之间经前组接管连通，排水器的内部设置为后高前低的斜坡结构，排水器的中部旋转设置有发电叶轮，发电叶轮连接发电机。
前述的抽水蓄能电站集水井抽排装置中，所述光伏发电板和发电机连接蓄电源，蓄电源连接传动电机B。
前述的抽水蓄能电站集水井抽排装置中，所述后组接管连接铰接座，铰接座设于中间开孔的浮动盘的顶部，浮动盘的底部设有底部支架。
一种抽水蓄能电站集水井抽排装置的使用方法，包括将安装座安装在水边，将浮动盘放置在水源中，浮动盘漂浮在水面，然后外接电源启动传动电机A带动离心器旋转，离心器产生输送能力，将水源中的水经后组接管和三通管抽入中承载托盘中，过程中通气装置为承载托盘排气，且承载托盘中水经过排水器排出；停止传动电机A时，可通过光伏发电板提供的蓄能使传动电机B驱动离心器作业。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明装置结构新颖简单，使用时，只需将安装座安装在水边，将浮动盘放置在水源中，浮动盘漂浮在水面，然后外接电源启动传动电机A带动离心器旋转，离心器产生输送能力，将水源中的水经后组接管和三通管抽入中承载托盘中后经过排水器排出，所以本发明施工便捷，工作效率高，可有效提高抽水蓄能电站集水井内积水处理效率，节省大量人力、物力，具有较强的使用价值、较好的社会效益及经济效益。
2、本发明提出的浮动盘具有限位抽取功能，底部支架可以限定浮动盘的最下位置，避免吸入泥浆；且外界水进入浮动盘后，经铰接座、后组接管和三通管进入装配外壳和承载托盘之间，再穿过连接管流入连通座中，然后穿过前组接管输入排水器中排出，期间不会被堵塞；另一方面，后组接管的中部设有波纹管，结合铰接座的铰接转动功能，布置浮动盘时灵活方便。
3、本发明在离心器的底部设有离心轴，离心轴经防水轴承旋转设置在承载托盘的底部中间，离心轴的底部设有驱动齿轮，驱动齿轮设置为方向相反的上下两个锥齿轮结构，两个锥齿轮之间设置有棘轮结构；驱动齿轮的上侧锥齿轮与传动电机B输出轴上的锥齿轮啮合，驱动齿轮的下侧锥齿轮与设置于连通座中的从动轴上的锥齿轮啮合，从动轴上的锥齿轮还与设于连通座内的传动电机A输出轴上的锥齿轮啮合。此设置包括了两套驱动系统，并且通过驱动齿轮内的棘轮结构，保证了由蓄电源提供动能时，传动电机B不会通过上侧锥齿轮驱动下侧锥齿轮及其连接件，降低了负荷，延长续航。
4、本发明装置使用过程中，由于水进入承载托盘时原有的空气会无法正常排出，导致流量变小，此时空气能穿过通气装置排出，水位升高的时候带动浮块上升，然后导向杆和锥形塞上升，锥形塞贴合锥形口封闭通气装置，从而保证承载托盘内水增加的时候压力正常。
5、本发明在装配外壳的顶部设有延长罩，延长罩的后部罩设在锥形口上，有效的保护了通气装置，防止外物掉入锥形口造成堵塞；且延长罩的前部超出装配外壳的边缘，可保障通气。
6、本发明使用过程中，当水流入排水器时向前流动时，期间带动发电叶轮旋转，发电叶轮带动发电机旋转进行发电；且光伏发电板通过光伏发电，两种方式相结合，可对蓄电源充能，当关闭外接电网的电源停止传动电机A后，还可通过蓄电源驱动传动电机B进行持续作业，大大提升了装置的续航能力。
7、本发明提供的装置和方法解决了现有抽排装置缺乏限位抽取、自动调平气流及辅助续航的驱动等功能的问题，可以有效提高抽水蓄能电站抽排效率和稳定性，保证了抽水蓄能电站积水及时排出，保障电站运行安全，具有良好的实用性、经济性、节能性和可持续使用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的轴测结构示意图；
图3是本发明的侧仰结构示意图；
图4是本发明的拆分结构示意图；
图5是本发明承载托盘的侧仰结构示意图；
图6是本发明通气装置的立体剖视结构示意图；
图7是本发明承载托盘的侧视结构示意图；
图8是本发明离心器的立体结构示意图；
图9是本发明通气装置的排气方向结构示意图；
图10是图5的A局部放大结构示意图。
附图标记：1-安装座；101-前固定架；102-后固定架；2-承载托盘；201-连通座；202-连接管；203-传动电机A；204-从动轴；3-离心器；301-离心轴；302-驱动齿轮；4-传动电机B；5-装配外壳；501-三通管；502-光伏发电板；503-延长罩；6-通气装置；601-锥形口；602-导向架；603-锥形塞；604-导向杆；605-浮块；7-排水器；701-发电叶轮；702-发电机；703-前组接管；8-浮动盘；801-铰接座；802-底部支架；803-后组接管。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例。一种用于抽水蓄能电站集水井抽排装置，如图1-10所示，包括安装座1，安装座1的上方设有承载托盘2，承载托盘2的外壁上设有装配外壳5，装配外壳5的顶部设有光伏发电板502；承载托盘2的中心设有离心器3，离心器3连接传动电机B4和传动电机A203；承载托盘2连通三通管501，三通管501连通后组接管803，后组接管803连接浮动盘8；承载托盘2连通排水器7；承载托盘2中设有通气装置6。其中，光伏发电板502通过光伏发电功能，同步存储进行续航。
抽排装置的使用方法：将安装座1安装在水边，将浮动盘8放置在水源中，浮动盘8漂浮在水面，然后外接电源启动传动电机A203带动离心器3旋转，离心器3产生输送能力，将水源中的水经后组接管803和三通管501抽入中承载托盘2中，过程中通气装置6为承载托盘2排气，且承载托盘2中水经过排水器7排出；停止传动电机A203时，可通过光伏发电板502提供的蓄能使传动电机B4驱动离心器3作业。
所述三通管501连通后组接管803，当抽水效率高，一根后组接管803供水效率不够时，可通过三通管501接两根后组接管803提升抽水效率。
所述安装座1的顶部连接前固定架101，前固定架101的顶部设有连通座201，连通座201的顶部设置有承载托盘2。连通座201内部设置为空心结构，将排水器7和承载托盘2连通。
所述离心器3的底部设有离心轴301，离心轴301经防水轴承旋转设置在承载托盘2的底部中间，离心轴301齿轮连接传动电机B4；所述离心轴301的底部设有驱动齿轮302，驱动齿轮302设置为方向相反的上下两个锥齿轮结构，两个锥齿轮之间设置有棘轮结构；驱动齿轮302的上侧锥齿轮与传动电机B4输出轴上的锥齿轮啮合，驱动齿轮302的下侧锥齿轮与设置于连通座201中的从动轴204上的锥齿轮啮合，从动轴204上的锥齿轮还与设于连通座201内的传动电机A203输出轴上的锥齿轮啮合。两个锥齿轮之间设置有棘轮结构作用是：当传动电机A203带动从动轴204旋转，从动轴204配合锥齿轮带动驱动齿轮302的下侧锥齿轮转动时，通过棘轮可带动上侧锥齿轮转动，进而带动离心轴301旋转；而当传动电机B4经锥齿轮带动上侧锥齿轮转动时，上侧锥齿轮不会对下侧锥齿轮及其连接的从动轴204和传动电机A203造成影响。
所述通气装置6的主体为圆筒结构，圆筒结构的顶部开设有锥形口601，圆筒结构内设有多组导向架602，导向架602中滑动设置有导向杆604，导向杆604的顶部连接与锥形口601匹配的锥形塞603，导向杆604的底部连接浮块605；浮块605上浮至装配外壳5顶部时，锥形口601和锥形塞603密封。导向架602优选设置为四组。由于水进入承载托盘2时原有的空气会无法正常排出，导致流量变小，此时空气能穿过通气装置6排出，水位升高的时候带动浮块605上升，然后导向杆604和锥形塞603上升，锥形塞603贴合锥形口601封闭通气装置6，保证承载托盘2内水增加的时候压力正常。
所述装配外壳5的顶部设有延长罩503，延长罩503的后部罩设在锥形口601上，延长罩503的前部超出装配外壳5的边缘。延长罩503起到保护通气装置6的作用，防止外物掉入锥形口601造成堵塞；且延长罩503的前部超出装配外壳5的边缘，保障通气。
所述三通管501的横向管固定设置在两组后固定架102中，后固定架102连接在安装座1的顶部。
所述承载托盘2的底部与连接管202连通，连接管202与连通座201的上部连通；所述排水器7的后部与连通座201之间经前组接管703连通，排水器7的内部设置为后高前低的斜坡结构，排水器7的中部旋转设置有发电叶轮701，发电叶轮701连接发电机702。其中，排水器7的中间配合防水轴承旋转设置有发电叶轮701；承载托盘2的底部和连通座201的两侧之间连接设置有两组连接管202；连通座201的中间固定设置有传动电机A203；传动电机A203和离心轴301设置联轴器传动连接；连通座201的中间后侧旋转设置有从动轴204。设置两组连接管202，排出水时效率更高。当水流入排水器7时向前流动时，期间带动发电叶轮701旋转，发电叶轮701带动发电机702旋转进行发电，进而提供续航能力；光伏发电板502通过光伏发电功能，同步存储进行续航。
所述光伏发电板502和发电机702连接蓄电源，蓄电源连接传动电机B4。传动电机A203通过电网连接供电，在传动电机A203运行一定时间时，蓄电源充电，此时关闭传动电机A203，启动传动电机B4，传动电机B4配合锥齿轮带动上侧驱动齿轮302和离心轴301旋转，利用续航能力工作，节省能源。
所述后组接管803连接铰接座801，铰接座801设于中间开孔的浮动盘8的顶部，浮动盘8的底部设有底部支架802。后组接管803的中部设一段波纹管，结合铰接座801的铰接转动功能，布置浮动盘8时更加灵活方便。通过底部支架802可将浮动盘8固定并具有限位功能，可防止浮动盘8沉底后吸入集水井内的泥浆或者泥沙，造成堵塞。
浮动盘8漂浮在水面，启动传动电机A203带动从动轴204旋转，从动轴204配合锥齿轮带动下侧驱动齿轮302和离心轴301旋转，进而离心轴301旋转产生输送能力，外界水进入浮动盘8，然后穿过铰接座801、后组接管803和三通管501进入装配外壳5和承载托盘2之间，进而穿过连接管202流入连通座201中，再穿过前组接管703输入排水器7中排出。
上述方案实施时，部件的设置位置是：安装座1的顶部前侧固定设置有前固定架101；安装座1的顶部后侧固定设置有两组后固定架102；承载托盘2的底部固定设置有连通座201，连通座201固定设置在前固定架101的顶部；离心器3的底部固定设置有离心轴301，离心轴301配合防水轴承旋转设置在承载托盘2的底部中间；传动电机B4固定设置在连通座201的前侧；装配外壳5固定设置在承载托盘2的外部；装配外壳5的后侧连接设置有三通管501，三通管501固定设置在两组后固定架102中；通气装置6固定设置在装配外壳5的顶部前侧；排水器7的后端与连通座201的前端之间连接设置有前组接管703；浮动盘8，浮动盘8的顶部一体式设置有铰接座801，铰接座801的一侧配合防水轴承旋转设置有后组接管803，后组接管803另一端配合防水轴承旋转设置在三通管501的一侧。
上述装置的详细工作原理及使用方式是：
将安装座1安装在水边，然后将浮动盘8放置在水源中，利用底部支架802进行固定和限位，可防止浮动盘8沉底后吸入集水井内的泥浆或者泥沙，造成堵塞；浮动盘8漂浮在水面，然后启动外接电网的传动电机A203带动从动轴204旋转，从动轴204配合锥齿轮带动下侧驱动齿轮302和离心轴301旋转，进而离心轴301旋转产生输送能力，利用离心器3的转动，外界水进入浮动盘8，然后穿过铰接座801、后组接管803和三通管501进入装配外壳5和承载托盘2中，进而穿过连接管202流入连通座201中，再穿过前组接管703输入排水器中7排出；
在水进入承载托盘2时原有的空气会无法正常排出，导致流量变小，此时空气能穿过通气装置6排出，水位升高的时候带动浮块605上升，然后导向杆604和锥形塞603上升，锥形塞603贴合锥形口601封闭通气装置6，保证承载托盘2内水增加的时候压力正常；
水流入排水器7时向前流动，期间带动发电叶轮701旋转，发电叶轮701带动发电机702旋转进行发电，给蓄电源充电，进而提供续航能力；同时，光伏发电板502通过光伏发电功能，也同步储能提升续航能力；
在传动电机A203运行一定时间时，蓄电源充电，此时关闭传动电机A203，启动传动电机B4，传动电机B4配合锥齿轮带动上侧驱动齿轮302和离心轴301旋转，利用续航能力工作，节省能源。
本发明涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现。上述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抽水蓄能电站集水井抽排装置，其特征在于：包括安装座（1），安装座（1）的上方设有承载托盘（2），承载托盘（2）的外壁上设有装配外壳（5），装配外壳（5）的顶部设有光伏发电板（502）；承载托盘（2）的中心设有离心器（3），离心器（3）连接传动电机B（4）和传动电机A（203）；承载托盘（2）连通三通管（501），三通管（501）连通后组接管（803），后组接管（803）连接浮动盘（8）；承载托盘（2）连通排水器（7）；承载托盘（2）中设有通气装置（6）。
2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站集水井抽排装置，其特征在于：所述安装座（1）的顶部连接前固定架（101），前固定架（101）的顶部设有连通座（201），连通座（201）的顶部设置有承载托盘（2）。
3.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站集水井抽排装置，其特征在于：所述离心器（3）的底部设有离心轴（301），离心轴（301）经防水轴承旋转设置在承载托盘（2）的底部中间，离心轴（301）齿轮连接传动电机B（4）；所述离心轴（301）的底部设有驱动齿轮（302），驱动齿轮（302）设置为方向相反的上下两个锥齿轮结构，两个锥齿轮之间设置有棘轮结构；驱动齿轮（302）的上侧锥齿轮与传动电机B（4）输出轴上的锥齿轮啮合，驱动齿轮（302）的下侧锥齿轮与设置于连通座（201）中的从动轴（204）上的锥齿轮啮合，从动轴（204）上的锥齿轮还与设于连通座（201）内的传动电机A（203）输出轴上的锥齿轮啮合。
4.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站集水井抽排装置，其特征在于：所述通气装置（6）的主体为圆筒结构，圆筒结构的顶部开设有锥形口（601），圆筒结构内设有多组导向架（602），导向架（602）中滑动设置有导向杆（604），导向杆（604）的顶部连接与锥形口（601）匹配的锥形塞（603），导向杆（604）的底部连接浮块（605）；浮块（605）上浮至装配外壳（5）顶部时，锥形口（601）和锥形塞（603）密封。
5.根据权利要求4所述的抽水蓄能电站集水井抽排装置，其特征在于：所述装配外壳（5）的顶部设有延长罩（503），延长罩（503）的后部罩设在锥形口（601）上，延长罩（503）的前部超出装配外壳（5）的边缘。
6.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站集水井抽排装置，其特征在于：所述三通管（501）的横向管固定设置在两组后固定架（102）中，后固定架（102）连接在安装座（1）的顶部。
7.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站集水井抽排装置，其特征在于：所述承载托盘（2）的底部与连接管（202）连通，连接管（202）与连通座（201）的上部连通；所述排水器（7）的后部与连通座（201）之间经前组接管（703）连通，排水器（7）的内部设置为后高前低的斜坡结构，排水器（7）的中部旋转设置有发电叶轮（701），发电叶轮（701）连接发电机（702）。
8.根据权利要求7所述的抽水蓄能电站集水井抽排装置，其特征在于：所述光伏发电板（502）和发电机（702）连接蓄电源，蓄电源连接传动电机B（4）。
9.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站集水井抽排装置，其特征在于：所述后组接管（803）连接铰接座（801），铰接座（801）设于中间开孔的浮动盘（8）的顶部，浮动盘（8）的底部设有底部支架（802）。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的抽水蓄能电站集水井抽排装置的的使用方法，其特征在于：包括将安装座（1）安装在水边，将浮动盘（8）放置在水源中，浮动盘（8）漂浮在水面，然后外接电源启动传动电机A（203）带动离心器（3）旋转，离心器（3）产生输送能力，将水源中的水经后组接管（803）和三通管（501）抽入中承载托盘（2）中，过程中通气装置（6）为承载托盘（2）排气，且承载托盘（2）中水经过排水器（7）排出；停止传动电机A（203）时，可通过光伏发电板（502）提供的蓄能使传动电机B（4）驱动离心器（3）作业。
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