CN206021727U - 一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及教学实验用具，特别是一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组。解决能够用于教学和实验的模拟水轮发电机组。一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，包括集线器、水轮发电机和水轮机，集线器位于水轮发电机的顶部，水轮机阀后进水管、尾水肘管、尾水接管上各安装一块透明观察玻璃，在蜗壳侧壁上均匀安装四块透明观察玻璃；配有激光测量装置能够灵活设置在观察玻璃，激光测量装置进行测量水流在转轮出水边的流速和压力；水轮机转轮的转轮叶片和/或导叶上埋设微型传感器。获取一些科研数据，同时也能够比较直观地让学生学习和领悟水轮发电机组的结构、工作原理和运行方式，该机组比较适用于科研和教学当中。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学实验用具，特别是一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组。
背景技术
微型立轴混流式是水轮发电机组中的一种特小型机组，其比较适用于科研和教学当中，也可推广至商业生产中。
目前，我国混流式水轮发电机组有立轴和卧轴两种，通常中小型机组大多为卧式机组，大中型为立轴机组，而微型立轴混流式水轮发电机组却没有得以推广应用。由于水头较低，流量相对不大，机组的出力较小，混流式水轮发电机组也就比较适用，目前立轴混流式水轮发电机组的结构设计在国内还是比较成熟了。
然而，作为教学使用的微型立轴混流式水轮发电机组，其结构和功能要求是非常高的，如申请号201420018044.2公开了一种水力发电实验模拟装置，包括水箱，所述水箱上设置上盖，所述上盖上设置水轮发电机组支架，所述水轮发电机组支架上设置水轮发电机组，所述水轮发电机组上设置连接管路，所述连接管路与进水管连接，所述进水管与水泵连接，所述上盖上还设置图形显示器，所述图形显示器与数据采集器连接，所述数据采集器连接在水轮发电机组上，所述上盖上设置水泵电源接口；所述进水管上设置传感器，所述用于检测水流参数；所述水轮发电机组上还设置出水管；实验时，学生可通过调节水泵电源参数，使出水水流改变，观察电源参数变化对发电量大小的影响；水力发电实验模拟装置使水力发电的过程更清晰、客观得展现在学生面前，上述设备，结构过于简单，数据检测不够全面，普通教学演示勉强够用，但是如果要用到实验上还是不足。
由于教学实验时候，需要直观的提供实验数据进行展示，同时为了教学要求，结构不能太大，这样才便于进行教学使用，在转轮叶片和导叶上埋设微型传感器的设计也是有相当的难度；同时转轮叶处的出水边比较薄，埋设微型传感器以及传感器的出线方式就是很大的难题，由于机组体积小，空间有限，实际安装操作时候难度也很大。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供一种更接近于实际使用状态，能够有效展示水轮发电原理，同时用于实验测量水流在转轮出水边的流速和压力，便于更好的实验获得宝贵的数据进行研究，并且体积小便于移动展示的微型立轴混流式教学实验水轮发电机组。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，包括集线器、水轮发电机和水轮机，集线器位于水轮发电机的顶部，水轮机阀后进水管、尾水肘管、尾水接管上各安装一块透明观察玻璃，在蜗壳侧壁上均匀安装四块透明观察玻璃；配有激光测量装置能够灵活设置在观察玻璃，激光测量装置进行测量水流在转轮出水边的流速和压力；水轮机转轮的转轮叶片和/或导叶上埋设微型传感器。
更有技术方案，所述水轮发电机为SF55-10/740水轮发电机；所述水轮机采用HLA551-LJ-43水轮机。
更有技术方案，所述转轮叶片的传感器的出线方式选择从上冠引出，再穿过主轴中心与水轮发电机集线器相连接，因为转轮叶处的出水边比较薄，埋设微型传感器以及传感器的出线方式就是很大的难题。但是，由于机组体积小，空间有限，设计时就要求进行全面对比分析，经过多次优化设计，最终选择从上冠引出，再穿过主轴中心与水轮发电机集线器相连接，这样有效解决了转轮叶片的传感器的出线方式。
更有技术方案，所述导叶上的微型传感器的出线方式选择从导叶轴端，经底环侧面小孔，最后从蜗壳下座环圈引出至中控室。因为导叶是旋转的，处理不好，容易将传感器的传感线绞断，这样不利于使用。
更有技术方案，所述观察玻璃利用模子热弯成形，其周边磨平，再与蜗壳的相应位置配割观察窗口，密封面打磨光滑，涂上密封胶，表面再装上硅胶条，用压圈压紧。
本实用新型具有以下有益效果：该机组投入到科研和教学之中，其特殊的结构要求，就是为了进行一步获取一些科研数据，同时也能够比较直观地让学生学习和领悟水轮发电机组的结构、工作原理和运行方式，该机组比较适用于科研和教学当中；另外，由于机组体积小，结构紧凑，在交通不便利，人口稀少，不便投资输电的地方，该类型机组还是比较适用的。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型水轮机的结构示意图。
图3为本实用新型转轮叶片传感器安置位置示意图。
图4为本实用新型转轮导叶传感器安置位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1、2所示，一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，包括集线器1、水轮发电机2和水轮机3，集线器1位于水轮发电机2的顶部，水轮机3阀后进水管4、尾水肘管5、尾水接管6上各安装一块透明观察玻璃7，水轮机3的蜗壳301侧壁上均匀安装四块透明观察玻璃7；配有激光测量装置8能够灵活设置在观察玻璃7，甚至每个观察玻璃配置一个激光测量装置，这样测量装置就独立出来，便于收集数据，同时激光测量精度更高，数据更加准确，激光测量装置8进行测量水流在转轮出水边的流速和压力；水轮机3转轮的转轮叶片9和/或导叶10上埋设微型传感器11。
HLA551-LJ-43水轮机3配SF55-10/740半伞式水轮发电机2，水轮机3转轮直径为43cm，水轮发电机2输出功率为55kW，所要解决的问题是常规立式混流式机组没有的特殊要求，那就是要求在阀后进水管4、尾水肘管5、尾水接管6上各安装一块透明观察玻璃7，在蜗壳301上安装四块透明观察玻璃7，以便利用激光测量装置测量机组运行过程中水的流态。
如图3所示，所述水轮机3的转轮叶片的传感器11的出线方式，传感器的引线从小孔12引出后，最终从转轮叶片的上冠引出，再穿过主轴13中心与水轮发电机2集线器1相连接。因为转轮叶处的出水边比较薄，埋设微型传感器以及传感器的出线方式就是很大的难题。
在水轮机转轮的一个叶片靠出水边埋设5个传感器，以便测量水流在转轮出水边的流速和压力；转轮叶片上的传感器11的输出线要求从主轴13中心引出，与水轮发电机顶部的集线器1相连接，最终输出至中控室。
如图4所示，所述导叶10上的微型传感器11，传感器分为两端的加速传感器14和位于底面的压力感应器15，的出线方式选择从导叶10轴端16，经底环侧面小孔，最后从蜗壳301下座环圈引出至中控室。因为导叶是旋转的，处理不好，容易将传感器的传感线绞断，这样不利于使用。
在转轮叶片9和导叶10上埋设微型传感器11的设计也是有相当的难度，因为转轮叶处的出水边比较薄，埋设微型传感器以及传感器的出线方式就是很大的难题；但是，由于机组体积小，空间有限，最终选择从上冠引出，再穿过主轴中心与水轮发电机集线器相连接，导叶上的微型传感器选择从导叶轴端，经底环侧面小孔，最后从蜗壳下座环圈引出至中控室。
观察玻璃7利用模子热弯成形，其周边磨平，再与蜗壳的相应位置配割观察窗口，密封面打磨光滑，涂上密封胶，表面再装上硅胶条，用压圈压紧，进行水压试验，蜗壳未出现漏水现象，最终蜗壳的观察玻璃问题得以解决。
Claims (7)
1.一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，包括集线器、水轮发电机和水轮机，集线器位于水轮发电机的顶部，其特征在于：水轮机阀后进水管、尾水肘管、尾水接管上各安装一块透明观察玻璃，在蜗壳侧壁上均匀安装四块透明观察玻璃；配有激光测量装置能够灵活设置在观察玻璃，激光测量装置进行测量水流在转轮出水边的流速和压力；水轮机转轮的转轮叶片和/或导叶上埋设微型传感器。
2.如权利要求1所述的一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，其特征在于：所述水轮发电机为SF55-10/740水轮发电机；所述水轮机采用HLA551-LJ-43水轮机。
3.如权利要求1所述的一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，其特征在于：所述转轮叶片的传感器的出线方式选择从上冠引出，再穿过主轴中心与水轮发电机集线器相连接。
4.如权利要求2所述的一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，其特征在于：所述转轮叶片的传感器的出线方式选择从上冠引出，再穿过主轴中心与水轮发电机集线器相连接。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，其特征在于：导叶上的微型传感器的出线方式选择从导叶轴端，经底环侧面小孔，最后从蜗壳下座环圈引出至中控室。
6.如权利要求1-4任一项所述的一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，其特征在于：所述观察玻璃利用模子热弯成形，其周边磨平，再与蜗壳的相应位置配割观察窗口，密封面打磨光滑，涂上密封胶，表面再装上硅胶条，用压圈压紧。
7.如权利要求5所述的一种微型立轴混流式教学实验水轮发电机组，其特征在于：所述观察玻璃利用模子热弯成形，其周边磨平，再与蜗壳的相应位置配割观察窗口，密封面打磨光滑，涂上密封胶，表面再装上硅胶条，用压圈压紧。
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| CN107564385A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-01-09 | 陕西舜洋电子科技有限公司 | 一种立式水力发电机演示装置 |
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2016
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