CN219388054U - 一种污水水力发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水力发电技术领域，具体涉及一种污水水力发电系统，包括河道，河道内设有堤坝，位于堤坝下游的河道内设有发电机组，发电机组包括涡室，涡室的进水端固定连接引水渠，引水渠的进水端延伸至堤坝的顶部，涡室的底部固定连接尾水管的上端，涡室的底部设有连通尾水管的通孔，通孔内安装有水轮机，水轮机连接发电机，尾水管的下端固定安装排水池，排水池的一侧设有排水口；堤坝上设有用于阻挡杂物进入引水渠的拦污栅组件；在污水排放时，溢流至堤坝顶部的污水经引水渠进入涡室内并形成涡流，水流冲击水轮机并带动水轮机转动，进而水轮机带动发电机转动，从而在污水排放时通过污水进行发电。

Description

一种污水水力发电系统

技术领域

本实用新型涉及水力发电技术领域，具体涉及一种污水水力发电系统。

背景技术

污水处理为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程，污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

现有技术中，污水经过污水处理厂处理以后直接排放至河道或者沟渠。然而，污水排放存在一定的落差，而且污水的排放流量大，从而在污水排放过程中存在能源浪费的情况。因此，有必要研发一种污水水力发电系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种污水水力发电系统，以解决现有技术中污水排放过程中能源得不到有效利用的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种污水水力发电系统，包括河道，所述河道内设有堤坝，位于所述堤坝下游的所述河道内设有发电机组，所述发电机组包括涡室，所述涡室的进水端固定连接引水渠，所述引水渠的进水端延伸至所述堤坝的顶部，所述涡室的底部固定连接尾水管的上端，所述涡室的底部设有连通所述尾水管的通孔，所述通孔内安装有水轮机，所述水轮机连接发电机，所述尾水管的下端固定安装排水池，所述排水池的一侧设有排水口；所述堤坝上设有用于阻挡杂物进入所述引水渠的拦污栅组件，所述拦污栅组件包括固定安装在所述堤坝的顶部的安装架，所述安装架上竖向均匀间隔设有多个栏杆，所述栏杆横向延伸，所述栏杆相对于所述河道内污水的流动方向倾斜设置；所述安装架上固定安装有竖向延伸的第一滑杆，所述栏杆上固定安装有与所述第一滑杆相匹配的第一滑套，位于最下方的所述第一滑套固定安装在所述第一滑杆上，所述安装架上设有用于推动位于最上方的所述第一滑套向下移动的第一弹簧；相邻的两个所述栏杆之间固定连接有钢丝绳，所述安装架上设有用于拉动位于最上方的所述栏杆向上移动的动力机构。

作为进一步的改进，位于所述栏杆下游的所述安装架上设有可升降的导流板，所述导流板平行于多个所述栏杆所在平面。

作为进一步的改进，所述安装架上固定安装有竖向延伸的第二滑杆，所述导流板上固定安装有与所述第二滑杆相匹配的第二滑套；所述安装架上安装有贯穿式丝杆电机，所述贯穿式丝杆电机上螺纹连接有竖向延伸的丝杆，所述丝杆的下端活动连接装在所述导流板上。

作为进一步的改进，所述导流板上设有竖向延伸的光杆，所述光杆的两端分别通过固定座固定安装在所述导流板上，所述光杆上滑动安装有滑板，所述丝杆的下端固定安装在所述滑板上，所述滑板与位于下方的所述固定座之间设有第二弹簧。

作为进一步的改进，所述动力机构包括一端固定连接在所述滑板上的牵引绳，位于最上方的所述栏杆上固定安装有连接板，所述连接板上设有穿线孔，所述牵引绳远离所述滑板的一端向下穿过所述穿线孔并固定连接有挡块，所述安装架的顶部安装有导轮，位于所述滑板与所述连接板之间的所述牵引绳从所述导轮的顶部绕过。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本申请在污水排放时，溢流至堤坝顶部的污水经引水渠进入涡室内并形成涡流，水流冲击水轮机并带动水轮机转动，进而水轮机带动发电机转动，从而在污水排放时通过污水进行发电，提高资源利用效率，减少在污水排放过程中的资源浪费；

本申请在无外力作用时，第一弹簧将多个第一滑套向下压紧，相邻两个栏杆之间的竖直距离较小，从而防止较大的杂物进入涡室内卡住水轮机，由于栏杆相对于河道内污水的流动方向倾斜设置，从而在水流的冲击下使得较大的杂物沿栏杆倾斜向后向下游方向移动，避免杂物在栏杆前方堆积；

本申请便于通过动力机构拉动位于最上方的栏杆向上移动，从而使相邻两个栏杆之间的间距增大，进而使卡在两个栏杆之间的缝隙内杂物脱离栏杆，从而方便地完成栏杆的清理工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的发电机组的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的拦污栅组件的结构示意图；

图4是图3的俯视示意图；

图5是图4中A-A剖视示意图；

图6是本实用新型实施例的导流板降下时的示意图。

图中：1-河道；2-堤坝；3-涡室；4-引水渠；5-尾水管；6-水轮机；7-发电机；8-排水池；9-排水口；10-排污管；11-安装架；12-栏杆；13-底座；14-第一立杆；15-第一滑杆；16-第一滑套；17-第一弹簧；18-钢丝绳；19-导流板；20-第二滑杆；21-第二滑套；22-顶板；23-贯穿式丝杆电机；24-丝杆；25-光杆；26-固定座；27-第二弹簧；28-牵引绳；29-连接板；30-穿线孔；31-挡块；32-导轮；33-滑板；34-第二立杆；35-发电机组；36-拦污栅组件。

具体实施方式

如图1至图6所示，一种污水水力发电系统，包括河道1，河道1内设有堤坝2，位于堤坝2上游的河道1为高水位区域，堤坝2下游的河道1为低水位区域，从而增加污水排放时的落差。位于堤坝2下游的河道1内设有发电机组35，发电机组35包括涡室3，涡室3的进水端固定连接引水渠4，引水渠4的进水端延伸至堤坝2的顶部，涡室3的底部固定连接锥形的尾水管5的上端，涡室3的底部设有连通尾水管5的通孔，通孔内通过螺栓安装有水轮机6，涡室3的顶部通过螺栓安装有发电机7，水轮机6的转轴通过联轴器连接发电机7的转轴，尾水管5的下端固定安装排水池8，排水池8的一侧设有水平设置的排水口9，排水口9没入河道1低水位区域的液面以下。另外，堤坝2上还设有连通高水位区域的底部与低水位区域的排污管10，排污管10上设有阀门，以便于排出沉积在高水位区域底部的污物。

涡室3、引水渠4、尾水管5及排水池8为钢制结构，相互之间通过螺栓连接或焊接；或者涡室3、引水渠4、尾水管5及排水池8通过水泥预制。污水排放时，溢流至堤坝2顶部的污水经引水渠4进入涡室3内并形成涡流，水流冲击水轮机6并带动水轮机6转动，进而水轮机6带动发电机7转动，从而在污水排放时通过污水进行发电，提高资源利用效率，减少在污水排放过程中的资源浪费。

如图3至图6所示，为了防止水轮机6被污水中的杂物卡住，堤坝2上设有用于阻挡杂物进入引水渠4的拦污栅组件36，拦污栅组件36包括固定安装在堤坝2的顶部的安装架11，安装架11上竖向均匀间隔设有多个栏杆12，栏杆12横向延伸，栏杆12相对于河道内污水的流动方向倾斜设置，引水渠4的进水端沿水流方向的投影位于多个栏杆12所形成的平面上，安装架11设有两个底座13，底座13通过螺栓安装在堤坝2上或预埋在堤坝2内，两个底座13上分别焊接有竖向延伸的第一立杆14，第一立杆的迎水侧设有第一安装槽，第一安装槽内通过螺栓固定安装有竖向延伸的第一滑杆15，栏杆12的背水面的两端分别焊接有与第一滑杆15相匹配的第一滑套16，位于最下方的第一滑套16通过螺栓固定安装在第一滑杆15上，其余第一滑套16均可沿第一滑杆15上下滑动，安装架上设有用于推动位于最上方的第一滑套16向下移动的第一弹簧17，第一弹簧17套在第一滑杆15上，第一弹簧17的上端抵在第一安装槽的顶壁上、下端抵在位于最上方的第一滑套16上；相邻的两个栏杆12之间固定连接有钢丝绳18，安装架11上设有用于拉动位于最上方的栏杆12向上移动的动力机构。

位于栏杆12下游的安装架11上设有可升降的导流板19，导流板19平行于多个栏杆12所在平面，导流板19的长度大于栏杆12的长度，且当导流板19降至最低位置与堤坝2的顶部相接触时，引水渠4的进水端沿水流方向的投影位于导流板19上。

在无外力作用时，如图3和图5所示，第一弹簧17将多个第一滑套16向下压紧，此时相邻两个栏杆12之间的竖直距离较小，且钢丝绳18处于松弛的状态，较大的杂物无法通过两个栏杆12之间的缝隙，从而防止较大的杂物经引水渠4进入涡室3内卡住水轮机6。此时导流板19处于升起的状态，污水可向后透过多个栏杆12直接进入引水渠4内。由于栏杆12相对于河道内污水的流动方向倾斜设置，从而在水流的冲击下使得较大的杂物沿栏杆12倾斜向后向下游方向移动，避免杂物在栏杆12前方堆积。

或当较多的杂物卡在两个栏杆12之间的缝隙内时，如图6所示，通过动力机构拉动位于最上方的栏杆12向上移动，直至多个栏杆12之间的钢丝绳18被绷直，从而使相邻两个栏杆12之间的间距增大，进而使卡在两个栏杆12之间的缝隙内杂物脱离栏杆12；与此同时将导流板19降下使其与堤坝2的顶部相接触，通过导流板的阻挡作用避免原来卡在两个栏杆12之间的杂物向后进入引水渠4内，进而在水流的冲击下使得较大的杂物沿导流板19倾斜向后向下游方向移动，从而完成栏杆12的清理工作。

两个底座13上还分别焊接有竖向延伸的第二立杆34，第二立杆34的迎水侧设有第二安装槽，第二安装槽内通过螺栓固定安装有竖向延伸的第二滑杆20，导流板19的背水面的两端分别通过螺栓固定安装有与第二滑杆20相匹配的第二滑套21，从而提高导流板19升降的稳定性。两个第一立杆14及两个第二立杆34的上端通过螺栓固定安装有同一顶板22，顶板22上通过螺栓安装有贯穿式丝杆电机23，贯穿式丝杆电机23上螺纹连接有竖向延伸的丝杆24，丝杆24的下端活动连接装在导流板19上。具体的，贯穿式丝杆电机23工作时作用于丝杆24，进而通过丝杆24带动导流板19上下移动。

导流板19的背面设有两个竖向延伸的光杆25，光杆25的两端分别通过固定座26固定安装在导流板19上，两个光杆25上滑动安装有同一滑板33，丝杆24的下端通过螺栓固定安装在滑板33的中部，滑板33与位于下方的固定座26之间设有第二弹簧27，第二弹簧27套在光杆25上。

动力机构包括一端固定连接在滑板33上的牵引绳28，位于最上方的栏杆12上焊接有连接板29，连接板29上设有穿线孔30，牵引绳28远离滑板33的一端向下穿过穿线孔30并固定连接有挡块31，顶板22的顶部通过螺栓安装有两个导轮32，其中一个导轮32位于连接板29的上方，另一个导轮32位于滑板33的上方，位于滑板33与连接板29之间的牵引绳28从两个导轮32的顶部绕过，顶板22上设有供牵引绳28穿过的避让孔。

初始状态时，如图3和图5所示，导流板19呈升起的状态，挡块31位于穿线孔30的下方且不接触连接板29，第一弹簧17将多个第一滑套16向下压紧、使相邻两个栏杆12保持较小的间距。对栏杆12缝隙内的杂物进行清理时，如图6所示，通过贯穿式丝杆电机23正向旋转并带动丝杆24下移，丝杆24通过滑板33带动导流板19下降，同时导流板19通过牵引绳28拉动挡块31上升；当导流板19下降至与堤坝2的顶部相接触时，滑板33继续下移从而使第二弹簧27压缩，且挡块31上升至与连接板29相接触并拉动位于最上方的栏杆12上移，进而使相邻两个栏杆12之间的间距增大，杂物从栏杆12的缝隙脱离。

反之，通过贯穿式丝杆电机23反向旋转并带动丝杆24上移，丝杆24首先带动滑板33相对于导流板19上升并使第二弹簧27舒展，导流板19上升的同时挡块31下降，第一弹簧17重新将多个第一滑套16向下压紧，相邻两个栏杆12回复较小的间距；当滑板33上升至与上方的固定座26相接触后，滑板33上升的同时带动导流板19重新升起。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种污水水力发电系统，其特征在于：包括河道，所述河道内设有堤坝，位于所述堤坝下游的所述河道内设有发电机组，所述发电机组包括涡室，所述涡室的进水端固定连接引水渠，所述引水渠的进水端延伸至所述堤坝的顶部，所述涡室的底部固定连接尾水管的上端，所述涡室的底部设有连通所述尾水管的通孔，所述通孔内安装有水轮机，所述水轮机连接发电机，所述尾水管的下端固定安装排水池，所述排水池的一侧设有排水口；

所述堤坝上设有用于阻挡杂物进入所述引水渠的拦污栅组件，所述拦污栅组件包括固定安装在所述堤坝的顶部的安装架，所述安装架上竖向均匀间隔设有多个栏杆，所述栏杆横向延伸，所述栏杆相对于所述河道内污水的流动方向倾斜设置；所述安装架上固定安装有竖向延伸的第一滑杆，所述栏杆上固定安装有与所述第一滑杆相匹配的第一滑套，位于最下方的所述第一滑套固定安装在所述第一滑杆上，所述安装架上设有用于推动位于最上方的所述第一滑套向下移动的第一弹簧；相邻的两个所述栏杆之间固定连接有钢丝绳，所述安装架上设有用于拉动位于最上方的所述栏杆向上移动的动力机构。

2.如权利要求1所述的一种污水水力发电系统，其特征在于：位于所述栏杆下游的所述安装架上设有可升降的导流板，所述导流板平行于多个所述栏杆所在平面。

3.如权利要求2所述的一种污水水力发电系统，其特征在于：所述安装架上固定安装有竖向延伸的第二滑杆，所述导流板上固定安装有与所述第二滑杆相匹配的第二滑套；所述安装架上安装有贯穿式丝杆电机，所述贯穿式丝杆电机上螺纹连接有竖向延伸的丝杆，所述丝杆的下端活动连接装在所述导流板上。

4.如权利要求3所述的一种污水水力发电系统，其特征在于：所述导流板上设有竖向延伸的光杆，所述光杆的两端分别通过固定座固定安装在所述导流板上，所述光杆上滑动安装有滑板，所述丝杆的下端固定安装在所述滑板上，所述滑板与位于下方的所述固定座之间设有第二弹簧。

5.如权利要求4所述的一种污水水力发电系统，其特征在于：所述动力机构包括一端固定连接在所述滑板上的牵引绳，位于最上方的所述栏杆上固定安装有连接板，所述连接板上设有穿线孔，所述牵引绳远离所述滑板的一端向下穿过所述穿线孔并固定连接有挡块，所述安装架的顶部安装有导轮，位于所述滑板与所述连接板之间的所述牵引绳从所述导轮的顶部绕过。