专利名称：户用组装式微型水力发电有压引水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水力发电引水系统，特别涉及一种适用于户 用组装式微型水力发电有压引水系统。
背景技术：
水电站引水系统是将天然或工程所集中的水能资源安全、经济且 最小水头损失地引导到水轮机转轮上，以实现水能向电能的转换。微 型水力发电(简称微水电)作为一种可再生的清洁环保能源，在我国 分布较广，尤其是西部山区。但目前微水电的引水系统大都延续大、 中、小型水电站的施工方法，造成不必要的浪费；也存在不经过科学 设计而随意接管的现象，不仅造成大量水能资源经过引水系统白白被 损失掉，而且为运行留下安全隐患。传统引水系统压力管道的材料大 多为钢管和钢筋混凝土管。为实现压力管道的转弯、避免明钢管在温 度变化及墩座不均匀沉陷产生过大的应力，在紧靠镇墩下游需设置伸 縮节，见附图5;为了减小进口局部水头损失和确保引水水质，进水 口需现场浇注形式复杂的喇叭口且配有拦污栅，经过流线型的扭曲面 与压力管道连接。因此，施工现场需要复杂的立模工艺、大量的混凝 土浇注和钢管焊接等，这些专业的施工方法和工艺增加施工难度，提 高了工程造价，延长了施工周期，限制了微水电尤其是户用、村用微 水电在边远山区农牧民的推广应用。发明内容
本实用新型的目的是要提供一种户用组装式微型水力发电有压 引水系统，该系统不仅能够方便现场组装、结构安全可靠，而且采用
了较廉价的新型管材(PPR (三型聚丙烯)、PVC (聚氯乙烯)、PE (聚 乙烯))，有效降低了管材管件的费用，以克服现有微水电引水系统施 工的工期较长、材料浪费以及水能利用率低等问题。
为了达到本实用新型的目的所采用的技术方案包括由直管和弯
管构成的压力管道2，在压力管道2的前端连接有喇叭形进水口 1， 压力管道2的末端通往水轮发电机组11，在压力管道2与水轮发电 机组11之间以及压力管道2前端与喇叭形进水口之间设有阀门10， 其特征在于，所述的压力管道2支撑在一系列弧形滑移支座9上，压 力管道2的弯管的两端各设置一环形固结支座8与地面连接，紧靠环 形固结支座8的下游，压力管道2与波纹伸縮节4连接。
上述的户用组装式微型水力发电有压引水系统中，所述的压力管 道2的材料为塑料管材，如PPR (三型聚丙烯)或PVC (聚氯乙烯) 或PE (聚乙烯)等。
上述的户用组装式微型水力发电有压引水系统中，所述的喇叭形 进水口 1为PPR(三型聚丙烯)一次成型结构，并配有曲面拦污栅12。
上述的户用组装式微型水力发电有压引水系统中，所述的波纹伸 縮节4为硅胶或橡胶波纹管，且内壁为光滑圆柱面。
上述的户用组装式微型水力发电有压引水系统中，所述的压力管 道2的管段连接为热熔或胶粘或螺纹连接。
上述的户用组装式微型水力发电有压引水系统中，环形固结支座 8包括上下两个带固定耳的半圆环，固定耳上带孔，这两个半圆环将压力管道2箍住，固定在地面上的螺杆通过所述固定耳上的孔将环形 固结支座8固定。
上述的户用组装式微型水力发电有压引水系统中，弧形滑移支座 9包括一个带固定耳的弧形托板，固定耳上带孔，固定在地面上的螺 杆通过所述固定耳上的孔将弧形滑移支座9固定，弧形滑移支座9通 过其弧形托板的凹面将压力管道2托住。
上述的户用组装式微型水力发电有压引水系统中，所述的弯管的 壁厚大于直管的壁厚。
本实用新型与传统的水力发电引水系统比较具有以下特点-
(1) 方便现场组装、简化施工工艺、縮短施工工期；
(2) 新型管材(PPR、 PVC、 PE)和管件较传统(钢管和钢筋混凝 土管)造价低，且可满足内水压力较小的微型水力发电要求；
(3) 管壁较光滑，摩阻力小，可减小水头损失，增加发电水头；
(4) 结构设计简单实用，便于系列化生产。
图1为本实用新型的结构示意图2为本实用新型的波纹伸縮节的结构示意图3为本实用新型的环形固结支座结构示意图4为本实用新型的弧形滑移支座的结构示意图5为现有技术中的一种水电站引水系统结构示意图;
图6为现有技术中的一种支墩细部结构示意图。
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型包括喇叭形进水口 1，压力管道2，波 纹伸縮节4，管段接头7，环形固结支座8，弧形滑移支座9，阀门 10，水轮发电机组ll，曲面拦污栅12。 3为直管，5、 6为弯管，多 段直管和弯管构成压力管道2。本实用新型的弯管5、 6为加强弯管， 即其壁厚要大于直管，以抵抗水流转弯处的冲击力，同时也承受环形 管箍的局部应力。弯管和直管的内径应保持一致，以减小水头损失。 本实施例中5为45。加强弯管，6为30°加强弯管。
水流由引水系统的喇叭形进水口 1流经阀门10进入压力管道2， 喇叭形进水口 1的上游侧装有与之配套的曲面拦污栅12，使得水流 被滤清并且进口局部水头损失最小。压力管道2由一系列直管3通过 管段接头7以及加强弯管连接而成。转弯处可根据旋转角度不同选择 加强弯管5 (45度)或6 (30度)。压力管道2支撑在一系列弧形滑 移支座9上，允许管道轴向移动。每个加强弯管5或6的两端各设置 一与地面连接的环形固结支座8， 二者共同作用可平衡管道的轴向和 法向力，且不产生位移和转角，以抵抗水流经过弯管的惯性离心力引 起的振动。紧靠环形固结支座8的下游，压力管道2与波纹伸縮节4 连接，以消除温度变化及支座不均匀沉陷产生的应力。水流最后由压 力管道2的末端流经阀门10进入水轮发电机组11，阀门10可以用 于事故和检修停机以及流量控制。
压力管道2的管材选用PPR或PVC或PE，管件的连接采用热熔 或胶粘或螺纹连接。各连接处(包括加强弯管5或6与直管3的连接， 直管3与管段接头7的连接)保持内径不变，使连接段水流平顺、水 头损失最小。波纹伸縮节4 (如图2所示)采用橡胶或硅胶，它与直 管段3的内径亦相同，且内表面为光滑圆柱面。图3所示为环形固结支座8，它由上下两个带固定耳的半圆环13 通过螺杆15及螺母14构成周向闭合圆环。固定耳上带孔，这两个半 圆环13将压力管道2箍住，固定在地面上的螺杆15通过所述固定耳 上的孔将环形固结支座8固定。当压力管道2沿线地质条件为稳定坚 硬的基岩19时，可直接将螺杆15锚固在基岩19上，螺杆15底部通 过锚栓18与基岩19锚固(见图3的右半侧)；当压力管道2沿线地 质条件为松散或风化岩石时，可将螺杆15底部与现场浇筑的混凝土 筑台17或21直接固结，螺杆底部通过螺帽16与混凝土筑台17或 21固结(见图3、图4的左半侧)。
图4为弧形滑移支座9的结构示意图，其固定方式同环形固结支 座8，图中20为带固定耳的弧形托板。
图5为国内外现有的常规水电站引水系统结构示意图，图6为现 有技术中一种支墩细部结构示意图。由图5和图6可知常规水电站引 水系统结构复杂，价格较高，现场施工难度大，不适用于户用、村用 微型水力发电。图中22为伸縮节，23为支墩，24为镇墩。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而 非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普 通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替 换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的 权利要求范围当中。
权利要求1、一种户用组装式微型水力发电有压引水系统，包括由直管和弯管构成的压力管道(2)，在压力管道(2)的前端连接有喇叭形进水口(1)，压力管道(2)的末端通往水轮发电机组(11)，在压力管道(2)与水轮发电机组(11)之间以及压力管道(2)前端与喇叭形进水口(1)之间设有阀门(10)，其特征在于，所述的压力管道(2)支撑在一系列弧形滑移支座(9)上，压力管道(2)的弯管的两端各设置一环形固结支座(8)与地面连接，紧靠环形固结支座(8)的下游，压力管道(2)与波纹伸缩节(4)连接。
2、 根据权利要求1所述的户用组装式微型水力发电有压引水系 统，其特征在于，所述的压力管道(2)的材料为塑料管材。
3、 根据权利要求1所述的户用组装式微型水力发电有压引水系 统，其特征在于，所述的喇叭形进水口 (1)为三型聚丙烯一次成型 结构，并配有曲面拦污栅(12)。
4、 根据权利要求1或2或3所述的户用组装式微型水力发电有 压引水系统，其特征在于，所述的波纹伸縮节(4)为硅胶或橡胶波 纹管，且内壁为光滑圆柱面。
5、 根据权利要求1或2或3所述的户用组装式微型水力发电有 压引水系统，其特征在于，所述的压力管道(2)的管段连接为热熔 或胶粘或螺纹连接。
6、 根据权利要求1或2或3所述的户用组装式微型水力发电有 压引水系统，其特征在于，所述的环形固结支座(8)包括上下两个 带固定耳的半圆环，固定耳上带孔，这两个半圆环将压力管道(2) 箍住，固定在地面上的螺杆通过所述固定耳上的孔将环形固结支座(8)固定。
7、 根据权利要求1或2或3所述的户用组装式微型水力发电有 压引水系统，其特征在于，所述的弧形滑移支座(9)包括一个带固 定耳的弧形托板，固定耳上带孔，固定在地面上的螺杆通过所述固定 耳上的孔将弧形滑移支座(9)固定，弧形滑移支座(9)通过其弧形 托板的凹面将压力管道(2)托住。
8、 根据权利要求1或2或3所述的户用组装式微型水力发电有 压引水系统，其特征在于，所述的弯管的壁厚大于直管的壁厚。
9、 根据权利要求2所述的户用组装式微型水力发电有压引水系 统，其特征在于，所述的塑料管材为三型聚丙烯或聚氯乙烯或聚乙烯 管材。
专利摘要本实用新型公开了一种水力发电引水系统，特别是一种适用于户用组装式微型水力发电有压引水系统。技术方案包括，由直管和弯管构成的压力管道(2)，在压力管道(2)的前端连接有喇叭形进水口(1)，压力管道(2)的末端通往水轮发电机组(11)，其特征在于，所述的压力管道(2)支撑在一系列弧形滑移支座(9)上，压力管道(2)的弯管的两端各设置一环形固结支座(8)与地面连接，紧靠环形固结支座(8)的下游，压力管道(2)与波纹伸缩节(4)连接。本实用新型具有现场组装方便、施工工艺简单、施工工期短，造价低，管壁较光滑，摩阻力小，水头损失小，结构设计简单实用，便于系列化生产等优点。
文档编号F03B3/00GK201280991SQ20082012300
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月13日 优先权日2008年10月13日
发明者阳 何, 玲 华, 敏 姜, 昕 张, 袁林娟, 贺向丽 申请人:中国农业大学