一种高位差压静水循环发电设备及其工艺方法与流程

1.本发明属于水电设备类，尤其是一种高位差压静水循环发电设备及其工艺方法。


背景技术：

2.传统水力发电是把水上流筑坝，利用水从高处流下冲击水轮叶直接发电，农村上有一米以上水位即可少量发电，足够一家一户照明用。到葛洲坝也是用高水位冲下水轮机大量发电。因为要筑坝则牵涉到诸多问题，群众搬迁筑水毁田毁林，破坏生态环境，而天降大雨又有防洪抗洪抢险的风险。对比文件1，申请号：cn200810065737，发明名称：多级水循环发电设备，其特征是修建深度不同的多个水循环蓄水井，井的深度都不同，呈梯级形，井与井之间有管道连通，管道上安装有水轮发电机。末一级水井上设有多个油田磕头机改造的抽水机，将水由最深的水井中抽出，通过管道送入最浅的水井内。对比文件2，申请号：cn201510101506，发明名称：静水循环发电抗旱涝，它是用户将有水的旁边挖一个坑或其它落差也可，将水轮机连着发电机同装置坑底部，把抗上的水开口有计划的顺管放下，冲动水轮机运转，再让叶片与链条相互连接，叶片和链条与坑上齿轮和坑底齿轮相互咬合，坑上齿轮在电动机的带动下和坑底齿轮带动叶片行程呈直线，在出水管道上和出水管道内循环转动，同时又使在出水管道内的叶片循环带水向上运行，把冲动水轮机转动的水，依叶片又带到跟原坑上水持平，并且可分循环水、抗旱水，抗涝水按需流出，如将此水循环放下，循环带出或将水不停的放下，不停的带出冲动水轮机不停的高速运转，带动发电机不停的发电，这样可满足用户用电量的需求，还可调控和满足当地全年的用水量。对比文件1、2与本专利申请的结构特征不相同。


技术实现要素：

3.本发明的目的是利用高位水对水阀和球阀的冲击上下行形成差压，将水泵到水轮机构，将轮盘推转，轮盘安装转轴和变速轮传动发电机组发电，连接到电网供用，利国利民。由高位水管路机构、高位差压阀泵管路机构、发电机组机构连接构成，高位水池建在水轮机底下用于水轮机轮叶排泻水回收，通过高位水管连接到水阀、水泵冲压打开阀芯开闭水管的水路，水泵的水注入水轮机轮盘，从而驱动发电机工作。设计先进新颖，结构简单，安装使用方便，建造个蓄水池和深水池即可安装使用，占地面积少，选地用地要求条件低，可广泛推广应用。
4.本发明的技术方案是这样的：一种高位差压静水循环发电设备，包括轴承座、轮盘、主动轮、水槽、被动轮、发电机、注水管、球阀体、顶板、球阀、球阀内腔、进水口、座板、第一接管、第一法兰、第一直排水阀、盖板、配重块、阀座、第一连接杆、第一套、水阀芯、水阀内腔、第二接管、颈、第二配重块、第二连接杆、第二直排水阀、第三接管、开关、高位水管、高位水池、注水口、出水口、压缩缸出水口、缸底内腔、外缸体、活塞环、内缸体、压缩腔、压块、连杆、套圈、缸上腔、内缸顶、内缸底边、底板、进水管、底边板、水腔、芯、壳体、封板、面板、套圈、轴、复位板、阀面板、缓冲腔、帽颈，球压板、水管、第一高位直排水阀、第二高位直排水
阀、支承、阀面板和球压块，其特征在于高位水池32、高位水管31组成高位差压水管路机构，注水管7、注水口33、轮盘2、主动轮3、水槽4、被动轮5和发电机6组成水轮发电机构，第一直排水阀16、第二直排水阀28、球阀体8组成高位差压阀泵管路机构，高水池32底下的高位水管31底口连接第二直排水阀28，第二直排水阀28连接第一直排水阀16，第一直排水阀16连接球阀体8，球阀体8连接水轮发电机的注水口33，第一直排水阀16有水阀内腔23，水阀芯22安装在第一连接杆20底端，第一连接杆20顶端安装配重块18，第一直排水阀16内腔的压缩腔40底口接通水管62内径并相通，水阀芯22在压缩腔40与水管62内径之间上下滑行，水阀芯22由第一连接杆20牵拉上下移动，配重块18与水阀芯22在第一连接杆20牵拉下上下同步移动，球阀体8有球阀内腔11安装球阀10，球阀内腔11有进水口12和有出水口34，球阀10的顶上有球压板61。
5.第一直排水阀16、第二直排水阀28结构组成相同，其配重块18、第一连接杆20、水阀芯22安装使用相同。
6.第一连接杆20底部穿过盖板17中心孔安装水阀芯22。
7.高位差压水管路机构安装在高位差压阀泵管路机构上方，同时也是安装在水轮发电机构下方，高位水池32下方安装高位水管31，高位水管31通过第三接管29连接第二直排水阀28，第二直排水阀28通过第二接管24连接第一直排水阀16，第一直排水阀16通过第一接管14连接发电机组机构。
8.高位水池32的水通过高压水管进入第一直排水阀16、第二直排水阀28，之后进入球阀体8，经出水口34流到发电机组机构工作。
9.高位水管31出来的水进入第一直排水阀16、第二直排水阀28时，把水阀芯22、配重块18推动上下滑动，向上推为开启水运行，下滑为关停工作，把球阀10和球阀10顶上的球压板61推动上下，打开或关停进水口12。
10.本发明与传统技术相比的突出效果是：两个水阀配置有配合块复位，调节阀芯上下通水，串接一个球阀自动调节进出水，利用高位水冲压，并利用循环水，轮盘排泻出的水回收变成循环用水驱动发电机发电。结构简单，设计新颖，制造安装容易，占地面积少，场地利用多方位，山区平原可利用发电，投入资金少，设备选型简单，环境卫生，不污染，生态平衡保护好，静音不扰民，是发电系统优选设备。
附图说明
11.图1为本发明的整体结构装配主视示意图。
12.图2为本发明的整体结构装配俯视示意图。
13.图3为本发明的实施例2环塞及水阀结构阀芯上行通水状态主视示意图。
14.图4为本发明的实施例2环塞及水阀结构阀芯下行关水状态主视示意图。
15.图5为本发明的实施例2环塞及水阀结构阀芯装配重块主视示意图。
16.图6为本发明的实施例3缓冲阀芯装配主视示意图。
17.图7为本发明图3中b
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b剖视示意图。
18.图8为本发明图5中a
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a剖视示意图。
19.图9为本发明图5中e
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e剖视示意图。
20.图10为本发明图6中c
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c剖视示意图。
21.图11为本发明图6中d
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d剖视示意图。
22.图12为本发明的图5俯视示意图。
23.图13为本发明的图3俯视示意图。
24.图14为本发明的高位直排水阀连接示意图。
25.附图标记：轴承座1、轮盘2、主动轮3、水槽4、被动轮5、发电机6、注水管7、球阀体8、顶板9、球阀10、球阀内腔11、进水口12、座板13、第一接管14、第一法兰15、第一直排水阀16、盖板17、配重块18、阀座19、第一连接杆20、第一套21、水阀芯22、水阀内腔23、第二接管24、颈25、第二配重块26、第二连接杆27、第二直排水阀28、第三接管29、开关30、高位水管31、高位水池32、注水口33、出水口34、压缩缸出水口35、缸底内腔36、外缸体37、活塞环38、内缸体39、压缩腔40、压块41、连杆42、套圈43、缸上腔44、内缸顶45、内缸底边46、底板47、进水管48、底边板49、水腔50、芯51、壳体52、封板53、面板54、套圈55、轴56、复位板57、阀面板58、缓冲腔59、帽颈60，球压板61、水管62、第一高位直排水阀63、第二高位直排水阀64、支承65、阀面板66。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明作进一步描述。
27.实施例1，以直排式水阀结合自动球阀泵为例，本发明的总体设计构思为，参照图1~图2，高位压差水管路机构、高位差压阀泵管路机构、发电机组机构，其中高位差压水管路机构由高位水池、高位水管路等构件组成；高位差压阀泵管路机构由两个相同结构相同动作构成同步动作的阀体串接组成，在这两个同步阀体相距20cm以上连接一个球阀，构成高位差压阀泵管路机构；球阀出水口连接到发电机组的水轮机盘叶，水轮带动发电机工作。安装结构是：高位差压水管路机构安装在高位差压阀泵管路机构上方，高位差压水管路机构安装在发电机组机构下方，位置设计是在地面上安装发电机组机构，在发动机组机构下方建有高位水池，在地面底下再建一个水池，水池上方安装高位差压阀泵管路机构，高位水池的水来自水管抽来的水或山间引接入的或回收水轮机泄泻出的水。高位水管连接高位水池引入水对水阀、阀泵工作之后，注入水轮机驱动发电机组机构工作。具体是：高位水池32底下安装高位水管31，高位水管31通过第三接管29连接第二直排水阀28，第二直排水阀28通过第二接管24连接第一直排水阀16，第一直排水阀16通过第一接管14连接球阀体8，球阀体8通过出水口34连接注水管7，注水管7的注水口33注入水槽4，水槽4为轮盘2的外径边上的轮叶结构，轮盘2在水槽4的重力下转动，从而带动发电机6的转动发电工作。第一直排水阀16、第二直排水阀28的结构是两个阀同类结构构造，串接安装，第一直排水阀16两侧有第一法兰15，第一直排水阀16的上方有颈25，颈25顶口有盖板17，盖板17即法兰，盖板17中间开孔容第一连接杆20上下穿行，第一连接杆20底端安装水阀芯22，第一连接杆20顶端安装配重块18，第一连接杆20顶端固在配重块18底面，盖板17中心孔安装有第一套21，第一套21中心孔与第一连接杆20外径之间有空隙，容第一直排水阀16的第一连接杆20上下滑行。水阀芯22安装在水阀内腔23，水阀内腔23≥水阀芯22，颈25内径≥水阀芯22，水阀芯22在第一连接杆20牵动下在水阀内腔23与颈25内腔上下滑动。当水阀芯22下行堵塞水阀内腔23为关闭通道止水；当水阀芯22上行且行至盖板17底止行，水阀芯22离开水阀内腔23为通路放水。由于配重块18重力作用把第一连接杆20压下，水阀芯22也被压下至水阀内腔23，第二接管24
引来的高压水推动水阀芯22上行打开水路通路，而行至盖板17底面高度止行，配重块18重力推下水阀芯22下行，得到自动上下目的。第一直排水阀16与第二直排水阀28串接同步，其之间通过第一法兰15连接，第一直排水阀16通过第二接管24通入到进水口12，推动球阀10上下滚动离合进水口12，把水引入球阀内腔11至经出水口34连接到注水管7，进入发电机构的水轮机轮叶轮盘2，并通过主动轮3、被动轮5变速驱动发电机6工作，水轮机轮盘2的水槽4储水到10kg以上重量即可带动轮盘2转动，轮盘2底端是高位水池32，高位水池32又可输水到高位水管31进入下一个循环工作。实现了高位水池32的静水转为高压水使用。
28.实施例2，参照附图3、4、5、7、8、9、12，参照实施例1，把第一直排水阀16、第二直排水阀28改装为活塞式直排水阀，本水阀由缸体、活塞、活塞环组成，缸体有进水口、出水口，进出水口也按第一缸连接第二缸工作，内缸体39外径有活塞环38，内缸体39顶面有压块41，压块41与活塞环38构成压缩腔，内缸体39顶板有中心孔安装连杆42，连杆42上方顶端安装压块41，连杆42底端装在底板47上方，内缸体39装入在外缸体37内腔，内缸体39和压块41在外缸体37内腔上下滑动，外缸体37下方开有压缩缸出水口35，外缸体37下方有进水管48，内缸体39的内缸底边46是缸底内腔36，压缩缸出水口35安装在缸底内腔36，进水管48进水缸底内腔36后把内缸体39顶上，并让内缸底边46高于压缩缸出水口35，则水路开通并从压缩缸出水口35出水，当内缸体39上行到外缸体37的顶板底面止行时，压块41的重力以及活塞环38与压板41之间的压缩力把内缸体39下推至缸壁遮挡压缩缸出水口35为关闭，之后由进水管48进入的高压水进入又推上内缸体39上行到顶上，而在压块41重力下内缸体39又下行实现开、关停水循环。内缸体39、外缸体37与普通气缸结构类同。
29.实施例3，参照实施例1、2，参照附图6、10、11、13，把第一直排水阀或活塞直排水阀改为储压缓冲式直排水阀，壳体52有底边板49构成水腔50，面板54与封板53、帽颈60构成储压缓冲腔59，封板53、面板54中心有孔装有套圈55，轴56装入套圈55的中心孔可相对上下滑动，轴56顶面装有复位板57，复位板57顶上有阀面板58，芯51安装在水腔50，水腔50连接水管水路，水腔50进水则托起芯51，芯51外径大小与水管水路内径相当大小，但水腔50可让芯51上下滑动，芯51上行到轴56、复位板57上行，使缓冲腔59构成储压，复位板57行至阀面板58底面后，复位板57自重情况下，下推芯51堵塞水管水路止水，反之，芯51上行水管水路为通水，本储压缓冲式直排水阀安装连接也是由两个同结构水阀串接，之后接到球阀。实现了上下自动吸排水。
30.实施例4，参照实施例1、2、3，把水阀改为重力板自动调节高位直排水阀，参照图14，其改造结构是：第一直排水阀16、第二直排水阀28改为第一高位直排水阀63、第二高位直排水阀64，第一高位直排水阀63、第二高位直排水阀64串接安装在水管62上面，而且与水管内径相通，水阀芯22通过压缩腔40直下到水管62的内径里，水阀芯22的外径大小≤水管62 的内径和小于压缩腔40的内径，第一高位直排水阀63的阀座19固装在水管62上方，其压缩腔40顶面装有阀面板58，顶面板上面有软垫，顶板9上方装有支承65，支承65上面装有法兰，法兰上方装配重块18，配重块18固于第一连接杆20顶上，第一连接杆20底端安装水阀芯22，第一连接杆20上下牵动水阀芯22上下，水阀芯22上行由水管62的水压力上行，水阀芯22上行高于水管62内径为通水，水阀芯22上行到阀面板66底面，由第一连接杆20顶上的配重块18重力压下内芯腔22重回到水管62内径止水。水浮力把水阀芯22托起离开水管62内径通水，球阀体8的顶面安装球压板61，当进水口12来水不足时球压板61和球阀10压下堵水，进
水口12进水把球阀10顶起实现往复循环。
31.本发明的高位水池32与阀泵结构之间形成差压，把水经同步直排水阀和泵之间的位差再形成差压，使用水有压力向上进入注水口33到水槽4，至水轮机轮盘2转动，从而驱动发电机6负载工作。