一种安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机的制作方法

本发明涉及水利发电设备领域，特别涉及一种安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机。

背景技术：

贯流式水轮机适用于1-25m的水头，水流道呈直线状，是一种卧轴水轮机，转轮形状与轴流式转轮相似，类似于电风扇叶片，贯流式水轮机也有定桨和转桨两种。由于水流在流到内基本上沿周向运动不转弯，因此机组的过水能力和水力效率能有所提高。贯流式水轮机作水轮机运行与作水泵运行均有较好的水力性能，特适用于潮汐电站，其双向发电、双向抽水和双向泄水功能很适合综合利用低水头水力资源。

类似于风力发电机的工作原理，贯流式水轮机的工作原理是由在管道内流通的水流带动叶片转动，通过齿轮箱加速后带动发电机转动发电，实现由机械能转化为电能的效果，在水流流动过程中，当水流量较少时，水流受重力影响，在管道底部流动，此时水流仅与叶片底部接触甚至不接触，导致水流对叶片做功小，致使转速降低，从而使发电效率降低，不仅如此，现有的贯流式水轮机在引入水流后，由于水流中有石块、垃圾等一些大块杂质，水流在流过水轮机叶片中时这些垃圾杂质容易卡在叶片上，导致叶片不转动，影响设备的安全运行，从而使水轮机无法正常工作，导致水轮机的实用性降低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机，包括过滤机构、导水管、设置在导水管一侧的进水管、设置在导水管另一侧的尾管和设置在导水管下方的排水管，所述进水管通过导水管与排水管连通，所述尾管与导水管连通；

所述过滤机构包括第三驱动电机、驱动轮、第二滑轮、第一吊线、和过滤单元，所述第三驱动电机固定在进水管的外侧且与驱动轮传动连接，所述第二滑轮设置在导水管的顶端，所述第一吊线的一端与驱动轮连接，所述第一吊线的另一端通过第二滑轮与过滤单元连接，所述过滤单元设置在导水管内，所述过滤单元包括拉杆、滤网和两个连接组件，所述拉杆与第一吊线连接，两个所述连接组件分别设置在拉杆的两侧，所述连接组件包括第二吊线和挡板，所述拉杆通过第二吊线与挡板的顶端固定连接，所述挡板的底端固定在滤网上；

所述导水管内设有导向板，所述导水管的上方设有闸门控制室，所述闸门控制室内设有闸门控制机构，所述导水管的下方设有导向室，所述导向室内设有导向机构，所述导向机构与导向板传动连接；

所述导向机构包括第二驱动电机、第一连杆、第二连杆、滑块和支撑框架，所述第二驱动电机固定在导向室的底端且与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与滑块铰接，所述支撑框架的竖向截面的形状为U形且U形截面的开口向上，所述滑块套设在支撑框架上，所述支撑框架的两端与导向板固定连接，所述导向板靠近进水管的一端与导水管的底端铰接；

所述导水管和尾管内设有发电机构，所述发电机构包括轮毂、主轴、齿轮箱、转动轴、发电机和若干叶片，所述轮毂设置在导水管内，所述叶片周向均匀分布在轮毂的外周，所述齿轮箱和发电机均固定在尾管内，所述轮毂通过主轴与齿轮箱连接，所述齿轮箱通过转动轴与发电机连接。

作为优选，为了控制水流大小方便控制发电功率，所述闸门控制机构包括第一驱动电机、第一驱动轴和闸门，所述第一驱动电机固定在闸门控制室的顶端且与第一驱动轴传动连接，所述闸门套设在第一驱动轴上，所述第一驱动轴的外周上设有外螺纹，所述闸门内设有内螺纹，所述闸门内的内螺纹与第一驱动轴上的外螺纹相匹配。

作为优选，为了固定闸门的移动方向，所述闸门的两侧设有限位机构，所述限位机构包括固定在闸门控制室内的支杆和若干第一滑轮，所述第一滑轮从上而下依次均匀分布在支杆上。

作为优选，为了进一步方便固定闸门的移动方向，所述第一滑轮的直径等于闸门到闸门控制室内壁的距离。

作为优选，为了固定主轴，所述发电机构还包括套管和两个支柱，所述套管套设在主轴上，所述套管的两端分别通过支柱与尾管的底部固定连接。

作为优选，为了防止水流进入尾管内影响发电机运行，所述尾管内靠近导水管的一侧设有防水板，所述防水板的底端设有通孔。

作为优选，为了方便尾管内的水流流入排水管，所述尾管的底端向下倾斜。

作为优选，为了方便监测流量数据，所述导水管内设有第一流量计，所述进水管内靠近导水管的一侧设有第二流量计。

作为优选，为了方便获取导水管内水流的液面高度，所述导水管内设有液位传感器。

作为优选，利用碳素线坚固牢靠的特点，为了防止第一掉线和第二吊线牵动重物时损坏，所述第一吊线和第二吊线均为碳素线。

该水轮机在运行时，为了保证轮毂上的叶片正常转动，使发电机正常供电，在导水管与进水管连接处设置过滤机构，由过滤机构中的滤网对进水管进入水流中的石块、垃圾等大型杂质进行隔离，避免其进入导水管中的发电机构影响设备正常发电，同时由导水管内的第一流量计和第二流量计检测流过的流量，当第一流量计和第二流量计获取的流量数据相差大时，表示滤网上的杂质堆积较多，此时由第三驱动电机带动驱动轮转动，使第一掉线向驱动轮收缩，拉动滤网向上移动，方便对滤网上的杂质进行清除，使设备能持续地对大型杂物进行有效隔离，保证水轮机安全可靠地运行。该安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机通过滤网有效隔离水流中的杂质，并通过监测流量数据由过滤机构带动滤网上升，方便清除杂质，保证发电机构正常运行，提高了水轮机的安全可靠性。

在导水管内，由顶部的液位传感器检测水流的液位，当液位高度较低时，水流与叶片接触面积少，导致发电效率低下，此时，导向室内的导向机构开始运行，由第二驱动电机带动第一连杆转动，通过第二连杆使滑块在支撑框架的底部滑动，同时支撑框架向上移动，带动导向板向上转动，从而使水流通过导向板时获得了一个向上的速度和高度位置，通过到导向板冲击叶片，由于水流由一个向上的速度和一定的高度位置，从而增大了水流与叶片的接触面积，提高了水流对叶片的做功，保证了发电效率。该安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机通过导向机构使导向板向上转动，增加了水流与叶片的接触面积和对叶片的做功，从而保证了水轮机优良的发电性能。

本发明的有益效果是，该安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机通过滤网有效隔离水流中的杂质，并通过监测流量数据由过滤机构带动滤网上升，方便清除杂质，保证发电机构正常运行，提高了水轮机的安全可靠性，不仅如此，通过导向机构使导向板向上转动，从而增加了水流与叶片的接触面积和对叶片的做功，保证了水轮机优良的发电性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机的结构示意图；

图2是本发明的安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机的闸门控制机构的结构示意图；

图3是本发明的安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机的发电机构的结构示意图；

图4是本发明的安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机的导向机构的结构示意图；

图5是本发明的安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机的过滤机构的结构示意图；

图中：1.进水管，2.导水管，3.排水管，4.尾管，5.闸门控制室，6.闸门控制机构，7.导向室，8.导向机构，9.发电机构，10.过滤机构，11.第一驱动电机，12.第一驱动轴，13.闸门，14.液位传感器，15.第一流量计，16.支杆，17.第一滑轮，18.导向板，19.轮毂，20.叶片，21.主轴，22.防水板，23.通孔，24.套管，25.支柱，26.齿轮箱，27.转动轴，28.发电机，29.第二驱动电机，30.第一连杆，31.第二连杆，32.滑块，33.支撑框架，34.第二流量计，35.第三驱动电机，36.驱动轮，37.第二滑轮，38.第一吊线，39.拉杆，40.第二吊线，41.挡板，42.滤网。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图5所示，一种安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机，包括过滤机构10、导水管2、设置在导水管2一侧的进水管1、设置在导水管2另一侧的尾管4和设置在导水管2下方的排水管3，所述进水管1通过导水管2与排水管3连通，所述尾管4与导水管2连通；

所述过滤机构10包括第三驱动电机35、驱动轮36、第二滑轮37、第一吊线38、和过滤单元，所述第三驱动电机35固定在进水管1的外侧且与驱动轮36传动连接，所述第二滑轮37设置在导水管2的顶端，所述第一吊线38的一端与驱动轮36连接，所述第一吊线38的另一端通过第二滑轮37与过滤单元连接，所述过滤单元设置在导水管2内，所述过滤单元包括拉杆39、滤网42和两个连接组件，所述拉杆39与第一吊线38连接，两个所述连接组件分别设置在拉杆39的两侧，所述连接组件包括第二吊线40和挡板41，所述拉杆39通过第二吊线40与挡板41的顶端固定连接，所述挡板41的底端固定在滤网42上；

所述导水管2内设有导向板18，所述导水管2的上方设有闸门控制室5，所述闸门控制室5内设有闸门控制机构6，所述导水管2的下方设有导向室7，所述导向室7内设有导向机构8，所述导向机构8与导向板18传动连接；

所述导向机构8包括第二驱动电机29、第一连杆30、第二连杆31、滑块32和支撑框架32，所述第二驱动电机29固定在导向室7的底端且与第一连杆30传动连接，所述第一连杆30通过第二连杆31与滑块32铰接，所述支撑框架32的竖向截面的形状为U形且U形截面的开口向上，所述滑块32套设在支撑框架32上，所述支撑框架32的两端与导向板18固定连接，所述导向板18靠近进水管1的一端与导水管2的底端铰接；

所述导水管2和尾管4内设有发电机构9，所述发电机构9包括轮毂19、主轴21、齿轮箱26、转动轴27、发电机28和若干叶片20，所述轮毂19设置在导水管2内，所述叶片20周向均匀分布在轮毂19的外周，所述齿轮箱26和发电机28均固定在尾管4内，所述轮毂19通过主轴21与齿轮箱26连接，所述齿轮箱26通过转动轴27与发电机28连接。

作为优选，为了控制水流大小方便控制发电功率，所述闸门控制机构6包括第一驱动电机11、第一驱动轴12和闸门13，所述第一驱动电机11固定在闸门控制室5的顶端且与第一驱动轴12传动连接，所述闸门13套设在第一驱动轴12上，所述第一驱动轴12的外周上设有外螺纹，所述闸门13内设有内螺纹，所述闸门13内的内螺纹与第一驱动轴12上的外螺纹相匹配。

作为优选，为了固定闸门13的移动方向，所述闸门13的两侧设有限位机构，所述限位机构包括固定在闸门控制室5内的支杆16和若干第一滑轮17，所述第一滑轮17从上而下依次均匀分布在支杆16上。

作为优选，为了进一步方便固定闸门13的移动方向，所述第一滑轮17的直径等于闸门13到闸门控制室5内壁的距离。

作为优选，为了固定主轴21，所述发电机构9还包括套管24和两个支柱25，所述套管24套设在主轴21上，所述套管24的两端分别通过支柱25与尾管4的底部固定连接。

作为优选，为了防止水流进入尾管4内影响发电机28运行，所述尾管4内靠近导水管2的一侧设有防水板22，所述防水板22的底端设有通孔23。

作为优选，为了方便尾管4内的水流流入排水管3，所述尾管4的底端向下倾斜。

作为优选，为了方便监测流量数据，所述导水管2内设有第一流量计15，所述进水管1内靠近导水管2的一侧设有第二流量计34。

作为优选，为了方便获取导水管2内水流的液面高度，所述导水管2内设有液位传感器14。

作为优选，利用碳素线坚固牢靠的特点，为了防止第一掉线38和第二吊线40牵动重物时损坏，所述第一吊线38和第二吊线40均为碳素线。

该水轮机在运行时，为了保证轮毂19上的叶片20正常转动，使发电机28正常供电，在导水管2与进水管1连接处设置过滤机构10，由过滤机构110中的滤网42对进水管1进入水流中的石块、垃圾等大型杂质进行隔离，避免其进入导水管2中的发电机构9影响设备正常发电，同时由导水管2内的第一流量计15和第二流量计34检测流过的流量，当第一流量计15和第二流量计34获取的流量数据相差大时，表示滤网42上的杂质堆积较多，此时由第三驱动电机35带动驱动轮36转动，使第一掉线38向驱动轮36收缩，拉动滤网42向上移动，方便对滤网42上的杂质进行清除，使设备能持续地对大型杂物进行有效隔离，保证水轮机安全可靠地运行。该安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机通过滤网42有效隔离水流中的杂质，并通过监测流量数据由过滤机构10带动滤网42上升，方便清除杂质，保证发电机构9正常运行，提高了水轮机的安全可靠性。

在导水管2内，由顶部的液位传感器14检测水流的液位，当液位高度较低时，水流与叶片20接触面积少，导致发电效率低下，此时，导向室7内的导向机构8开始运行，由第二驱动电机29带动第一连杆30转动，通过第二连杆31使滑块32在支撑框架33的底部滑动，同时支撑框架33向上移动，带动导向板18向上转动，从而使水流通过导向板18时获得了一个向上的速度和高度位置，通过到导向板18冲击叶片20，由于水流由一个向上的速度和一定的高度位置，从而增大了水流与叶片20的接触面积，提高了水流对叶片20的做功，保证了发电效率。该安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机通过导向机构8使导向板18向上转动，增加了水流与叶片20的接触面积和对叶片20的做功，从而保证了水轮机优良的发电性能。

与现有技术相比，该安全可靠且性能优良的智能型贯流式水轮机通过滤网42有效隔离水流中的杂质，并通过监测流量数据由过滤机构10带动滤网42上升，方便清除杂质，保证发电机构9正常运行，提高了水轮机的安全可靠性，不仅如此，通过导向机构8使导向板18向上转动，从而增加了水流与叶片20的接触面积和对叶片20的做功，保证了水轮机优良的发电性能。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。