本發(fā)明涉及水利發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機。

背景技術(shù)：

貫流式水輪機適用于1-25m的水頭，水流道呈直線狀，是一種臥軸水輪機，轉(zhuǎn)輪形狀與軸流式轉(zhuǎn)輪相似，類似于電風(fēng)扇葉片，貫流式水輪機也有定槳和轉(zhuǎn)槳兩種。由于水流在流到內(nèi)基本上沿周向運動不轉(zhuǎn)彎，因此機組的過水能力和水力效率能有所提高。貫流式水輪機作水輪機運行與作水泵運行均有較好的水力性能，特適用于潮汐電站，其雙向發(fā)電、雙向抽水和雙向泄水功能很適合綜合利用低水頭水力資源。

類似于風(fēng)力發(fā)電機的工作原理，貫流式水輪機的工作原理是由在管道內(nèi)流通的水流帶動葉片轉(zhuǎn)動，通過齒輪箱加速后帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，實現(xiàn)由機械能轉(zhuǎn)化為電能的效果，在水流流動過程中，當(dāng)水流量較少時，水流受重力影響，在管道底部流動，此時水流僅與葉片底部接觸甚至不接觸，導(dǎo)致水流對葉片做功小，致使轉(zhuǎn)速降低，從而使發(fā)電效率降低，不僅如此，現(xiàn)有的貫流式水輪機在引入水流后，由于水流中有石塊、垃圾等一些大塊雜質(zhì)，水流在流過水輪機葉片中時這些垃圾雜質(zhì)容易卡在葉片上，導(dǎo)致葉片不轉(zhuǎn)動，影響設(shè)備的安全運行，從而使水輪機無法正常工作，導(dǎo)致水輪機的實用性降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機，包括過濾機構(gòu)、導(dǎo)水管、設(shè)置在導(dǎo)水管一側(cè)的進水管、設(shè)置在導(dǎo)水管另一側(cè)的尾管和設(shè)置在導(dǎo)水管下方的排水管，所述進水管通過導(dǎo)水管與排水管連通，所述尾管與導(dǎo)水管連通；

所述過濾機構(gòu)包括第三驅(qū)動電機、驅(qū)動輪、第二滑輪、第一吊線、和過濾單元，所述第三驅(qū)動電機固定在進水管的外側(cè)且與驅(qū)動輪傳動連接，所述第二滑輪設(shè)置在導(dǎo)水管的頂端，所述第一吊線的一端與驅(qū)動輪連接，所述第一吊線的另一端通過第二滑輪與過濾單元連接，所述過濾單元設(shè)置在導(dǎo)水管內(nèi)，所述過濾單元包括拉桿、濾網(wǎng)和兩個連接組件，所述拉桿與第一吊線連接，兩個所述連接組件分別設(shè)置在拉桿的兩側(cè)，所述連接組件包括第二吊線和擋板，所述拉桿通過第二吊線與擋板的頂端固定連接，所述擋板的底端固定在濾網(wǎng)上；

所述導(dǎo)水管內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向板，所述導(dǎo)水管的上方設(shè)有閘門控制室，所述閘門控制室內(nèi)設(shè)有閘門控制機構(gòu)，所述導(dǎo)水管的下方設(shè)有導(dǎo)向室，所述導(dǎo)向室內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)，所述導(dǎo)向機構(gòu)與導(dǎo)向板傳動連接；

所述導(dǎo)向機構(gòu)包括第二驅(qū)動電機、第一連桿、第二連桿、滑塊和支撐框架，所述第二驅(qū)動電機固定在導(dǎo)向室的底端且與第一連桿傳動連接，所述第一連桿通過第二連桿與滑塊鉸接，所述支撐框架的豎向截面的形狀為U形且U形截面的開口向上，所述滑塊套設(shè)在支撐框架上，所述支撐框架的兩端與導(dǎo)向板固定連接，所述導(dǎo)向板靠近進水管的一端與導(dǎo)水管的底端鉸接；

所述導(dǎo)水管和尾管內(nèi)設(shè)有發(fā)電機構(gòu)，所述發(fā)電機構(gòu)包括輪轂、主軸、齒輪箱、轉(zhuǎn)動軸、發(fā)電機和若干葉片，所述輪轂設(shè)置在導(dǎo)水管內(nèi)，所述葉片周向均勻分布在輪轂的外周，所述齒輪箱和發(fā)電機均固定在尾管內(nèi)，所述輪轂通過主軸與齒輪箱連接，所述齒輪箱通過轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機連接。

作為優(yōu)選，為了控制水流大小方便控制發(fā)電功率，所述閘門控制機構(gòu)包括第一驅(qū)動電機、第一驅(qū)動軸和閘門，所述第一驅(qū)動電機固定在閘門控制室的頂端且與第一驅(qū)動軸傳動連接，所述閘門套設(shè)在第一驅(qū)動軸上，所述第一驅(qū)動軸的外周上設(shè)有外螺紋，所述閘門內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述閘門內(nèi)的內(nèi)螺紋與第一驅(qū)動軸上的外螺紋相匹配。

作為優(yōu)選，為了固定閘門的移動方向，所述閘門的兩側(cè)設(shè)有限位機構(gòu)，所述限位機構(gòu)包括固定在閘門控制室內(nèi)的支桿和若干第一滑輪，所述第一滑輪從上而下依次均勻分布在支桿上。

作為優(yōu)選，為了進一步方便固定閘門的移動方向，所述第一滑輪的直徑等于閘門到閘門控制室內(nèi)壁的距離。

作為優(yōu)選，為了固定主軸，所述發(fā)電機構(gòu)還包括套管和兩個支柱，所述套管套設(shè)在主軸上，所述套管的兩端分別通過支柱與尾管的底部固定連接。

作為優(yōu)選，為了防止水流進入尾管內(nèi)影響發(fā)電機運行，所述尾管內(nèi)靠近導(dǎo)水管的一側(cè)設(shè)有防水板，所述防水板的底端設(shè)有通孔。

作為優(yōu)選，為了方便尾管內(nèi)的水流流入排水管，所述尾管的底端向下傾斜。

作為優(yōu)選，為了方便監(jiān)測流量數(shù)據(jù)，所述導(dǎo)水管內(nèi)設(shè)有第一流量計，所述進水管內(nèi)靠近導(dǎo)水管的一側(cè)設(shè)有第二流量計。

作為優(yōu)選，為了方便獲取導(dǎo)水管內(nèi)水流的液面高度，所述導(dǎo)水管內(nèi)設(shè)有液位傳感器。

作為優(yōu)選，利用碳素線堅固牢靠的特點，為了防止第一掉線和第二吊線牽動重物時損壞，所述第一吊線和第二吊線均為碳素線。

該水輪機在運行時，為了保證輪轂上的葉片正常轉(zhuǎn)動，使發(fā)電機正常供電，在導(dǎo)水管與進水管連接處設(shè)置過濾機構(gòu)，由過濾機構(gòu)中的濾網(wǎng)對進水管進入水流中的石塊、垃圾等大型雜質(zhì)進行隔離，避免其進入導(dǎo)水管中的發(fā)電機構(gòu)影響設(shè)備正常發(fā)電，同時由導(dǎo)水管內(nèi)的第一流量計和第二流量計檢測流過的流量，當(dāng)?shù)谝涣髁坑嫼偷诙髁坑嫬@取的流量數(shù)據(jù)相差大時，表示濾網(wǎng)上的雜質(zhì)堆積較多，此時由第三驅(qū)動電機帶動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，使第一掉線向驅(qū)動輪收縮，拉動濾網(wǎng)向上移動，方便對濾網(wǎng)上的雜質(zhì)進行清除，使設(shè)備能持續(xù)地對大型雜物進行有效隔離，保證水輪機安全可靠地運行。該安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機通過濾網(wǎng)有效隔離水流中的雜質(zhì)，并通過監(jiān)測流量數(shù)據(jù)由過濾機構(gòu)帶動濾網(wǎng)上升，方便清除雜質(zhì)，保證發(fā)電機構(gòu)正常運行，提高了水輪機的安全可靠性。

在導(dǎo)水管內(nèi)，由頂部的液位傳感器檢測水流的液位，當(dāng)液位高度較低時，水流與葉片接觸面積少，導(dǎo)致發(fā)電效率低下，此時，導(dǎo)向室內(nèi)的導(dǎo)向機構(gòu)開始運行，由第二驅(qū)動電機帶動第一連桿轉(zhuǎn)動，通過第二連桿使滑塊在支撐框架的底部滑動，同時支撐框架向上移動，帶動導(dǎo)向板向上轉(zhuǎn)動，從而使水流通過導(dǎo)向板時獲得了一個向上的速度和高度位置，通過到導(dǎo)向板沖擊葉片，由于水流由一個向上的速度和一定的高度位置，從而增大了水流與葉片的接觸面積，提高了水流對葉片的做功，保證了發(fā)電效率。該安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機通過導(dǎo)向機構(gòu)使導(dǎo)向板向上轉(zhuǎn)動，增加了水流與葉片的接觸面積和對葉片的做功，從而保證了水輪機優(yōu)良的發(fā)電性能。

本發(fā)明的有益效果是，該安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機通過濾網(wǎng)有效隔離水流中的雜質(zhì)，并通過監(jiān)測流量數(shù)據(jù)由過濾機構(gòu)帶動濾網(wǎng)上升，方便清除雜質(zhì)，保證發(fā)電機構(gòu)正常運行，提高了水輪機的安全可靠性，不僅如此，通過導(dǎo)向機構(gòu)使導(dǎo)向板向上轉(zhuǎn)動，從而增加了水流與葉片的接觸面積和對葉片的做功，保證了水輪機優(yōu)良的發(fā)電性能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機的閘門控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機的發(fā)電機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機的導(dǎo)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機的過濾機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1.進水管，2.導(dǎo)水管，3.排水管，4.尾管，5.閘門控制室，6.閘門控制機構(gòu)，7.導(dǎo)向室，8.導(dǎo)向機構(gòu)，9.發(fā)電機構(gòu)，10.過濾機構(gòu)，11.第一驅(qū)動電機，12.第一驅(qū)動軸，13.閘門，14.液位傳感器，15.第一流量計，16.支桿，17.第一滑輪，18.導(dǎo)向板，19.輪轂，20.葉片，21.主軸，22.防水板，23.通孔，24.套管，25.支柱，26.齒輪箱，27.轉(zhuǎn)動軸，28.發(fā)電機，29.第二驅(qū)動電機，30.第一連桿，31.第二連桿，32.滑塊，33.支撐框架，34.第二流量計，35.第三驅(qū)動電機，36.驅(qū)動輪，37.第二滑輪，38.第一吊線，39.拉桿，40.第二吊線，41.擋板，42.濾網(wǎng)。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-圖5所示，一種安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機，包括過濾機構(gòu)10、導(dǎo)水管2、設(shè)置在導(dǎo)水管2一側(cè)的進水管1、設(shè)置在導(dǎo)水管2另一側(cè)的尾管4和設(shè)置在導(dǎo)水管2下方的排水管3，所述進水管1通過導(dǎo)水管2與排水管3連通，所述尾管4與導(dǎo)水管2連通；

所述過濾機構(gòu)10包括第三驅(qū)動電機35、驅(qū)動輪36、第二滑輪37、第一吊線38、和過濾單元，所述第三驅(qū)動電機35固定在進水管1的外側(cè)且與驅(qū)動輪36傳動連接，所述第二滑輪37設(shè)置在導(dǎo)水管2的頂端，所述第一吊線38的一端與驅(qū)動輪36連接，所述第一吊線38的另一端通過第二滑輪37與過濾單元連接，所述過濾單元設(shè)置在導(dǎo)水管2內(nèi)，所述過濾單元包括拉桿39、濾網(wǎng)42和兩個連接組件，所述拉桿39與第一吊線38連接，兩個所述連接組件分別設(shè)置在拉桿39的兩側(cè)，所述連接組件包括第二吊線40和擋板41，所述拉桿39通過第二吊線40與擋板41的頂端固定連接，所述擋板41的底端固定在濾網(wǎng)42上；

所述導(dǎo)水管2內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向板18，所述導(dǎo)水管2的上方設(shè)有閘門控制室5，所述閘門控制室5內(nèi)設(shè)有閘門控制機構(gòu)6，所述導(dǎo)水管2的下方設(shè)有導(dǎo)向室7，所述導(dǎo)向室7內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)8，所述導(dǎo)向機構(gòu)8與導(dǎo)向板18傳動連接；

所述導(dǎo)向機構(gòu)8包括第二驅(qū)動電機29、第一連桿30、第二連桿31、滑塊32和支撐框架32，所述第二驅(qū)動電機29固定在導(dǎo)向室7的底端且與第一連桿30傳動連接，所述第一連桿30通過第二連桿31與滑塊32鉸接，所述支撐框架32的豎向截面的形狀為U形且U形截面的開口向上，所述滑塊32套設(shè)在支撐框架32上，所述支撐框架32的兩端與導(dǎo)向板18固定連接，所述導(dǎo)向板18靠近進水管1的一端與導(dǎo)水管2的底端鉸接；

所述導(dǎo)水管2和尾管4內(nèi)設(shè)有發(fā)電機構(gòu)9，所述發(fā)電機構(gòu)9包括輪轂19、主軸21、齒輪箱26、轉(zhuǎn)動軸27、發(fā)電機28和若干葉片20，所述輪轂19設(shè)置在導(dǎo)水管2內(nèi)，所述葉片20周向均勻分布在輪轂19的外周，所述齒輪箱26和發(fā)電機28均固定在尾管4內(nèi)，所述輪轂19通過主軸21與齒輪箱26連接，所述齒輪箱26通過轉(zhuǎn)動軸27與發(fā)電機28連接。

作為優(yōu)選，為了控制水流大小方便控制發(fā)電功率，所述閘門控制機構(gòu)6包括第一驅(qū)動電機11、第一驅(qū)動軸12和閘門13，所述第一驅(qū)動電機11固定在閘門控制室5的頂端且與第一驅(qū)動軸12傳動連接，所述閘門13套設(shè)在第一驅(qū)動軸12上，所述第一驅(qū)動軸12的外周上設(shè)有外螺紋，所述閘門13內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，所述閘門13內(nèi)的內(nèi)螺紋與第一驅(qū)動軸12上的外螺紋相匹配。

作為優(yōu)選，為了固定閘門13的移動方向，所述閘門13的兩側(cè)設(shè)有限位機構(gòu)，所述限位機構(gòu)包括固定在閘門控制室5內(nèi)的支桿16和若干第一滑輪17，所述第一滑輪17從上而下依次均勻分布在支桿16上。

作為優(yōu)選，為了進一步方便固定閘門13的移動方向，所述第一滑輪17的直徑等于閘門13到閘門控制室5內(nèi)壁的距離。

作為優(yōu)選，為了固定主軸21，所述發(fā)電機構(gòu)9還包括套管24和兩個支柱25，所述套管24套設(shè)在主軸21上，所述套管24的兩端分別通過支柱25與尾管4的底部固定連接。

作為優(yōu)選，為了防止水流進入尾管4內(nèi)影響發(fā)電機28運行，所述尾管4內(nèi)靠近導(dǎo)水管2的一側(cè)設(shè)有防水板22，所述防水板22的底端設(shè)有通孔23。

作為優(yōu)選，為了方便尾管4內(nèi)的水流流入排水管3，所述尾管4的底端向下傾斜。

作為優(yōu)選，為了方便監(jiān)測流量數(shù)據(jù)，所述導(dǎo)水管2內(nèi)設(shè)有第一流量計15，所述進水管1內(nèi)靠近導(dǎo)水管2的一側(cè)設(shè)有第二流量計34。

作為優(yōu)選，為了方便獲取導(dǎo)水管2內(nèi)水流的液面高度，所述導(dǎo)水管2內(nèi)設(shè)有液位傳感器14。

作為優(yōu)選，利用碳素線堅固牢靠的特點，為了防止第一掉線38和第二吊線40牽動重物時損壞，所述第一吊線38和第二吊線40均為碳素線。

該水輪機在運行時，為了保證輪轂19上的葉片20正常轉(zhuǎn)動，使發(fā)電機28正常供電，在導(dǎo)水管2與進水管1連接處設(shè)置過濾機構(gòu)10，由過濾機構(gòu)110中的濾網(wǎng)42對進水管1進入水流中的石塊、垃圾等大型雜質(zhì)進行隔離，避免其進入導(dǎo)水管2中的發(fā)電機構(gòu)9影響設(shè)備正常發(fā)電，同時由導(dǎo)水管2內(nèi)的第一流量計15和第二流量計34檢測流過的流量，當(dāng)?shù)谝涣髁坑?5和第二流量計34獲取的流量數(shù)據(jù)相差大時，表示濾網(wǎng)42上的雜質(zhì)堆積較多，此時由第三驅(qū)動電機35帶動驅(qū)動輪36轉(zhuǎn)動，使第一掉線38向驅(qū)動輪36收縮，拉動濾網(wǎng)42向上移動，方便對濾網(wǎng)42上的雜質(zhì)進行清除，使設(shè)備能持續(xù)地對大型雜物進行有效隔離，保證水輪機安全可靠地運行。該安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機通過濾網(wǎng)42有效隔離水流中的雜質(zhì)，并通過監(jiān)測流量數(shù)據(jù)由過濾機構(gòu)10帶動濾網(wǎng)42上升，方便清除雜質(zhì)，保證發(fā)電機構(gòu)9正常運行，提高了水輪機的安全可靠性。

在導(dǎo)水管2內(nèi)，由頂部的液位傳感器14檢測水流的液位，當(dāng)液位高度較低時，水流與葉片20接觸面積少，導(dǎo)致發(fā)電效率低下，此時，導(dǎo)向室7內(nèi)的導(dǎo)向機構(gòu)8開始運行，由第二驅(qū)動電機29帶動第一連桿30轉(zhuǎn)動，通過第二連桿31使滑塊32在支撐框架33的底部滑動，同時支撐框架33向上移動，帶動導(dǎo)向板18向上轉(zhuǎn)動，從而使水流通過導(dǎo)向板18時獲得了一個向上的速度和高度位置，通過到導(dǎo)向板18沖擊葉片20，由于水流由一個向上的速度和一定的高度位置，從而增大了水流與葉片20的接觸面積，提高了水流對葉片20的做功，保證了發(fā)電效率。該安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機通過導(dǎo)向機構(gòu)8使導(dǎo)向板18向上轉(zhuǎn)動，增加了水流與葉片20的接觸面積和對葉片20的做功，從而保證了水輪機優(yōu)良的發(fā)電性能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該安全可靠且性能優(yōu)良的智能型貫流式水輪機通過濾網(wǎng)42有效隔離水流中的雜質(zhì)，并通過監(jiān)測流量數(shù)據(jù)由過濾機構(gòu)10帶動濾網(wǎng)42上升，方便清除雜質(zhì)，保證發(fā)電機構(gòu)9正常運行，提高了水輪機的安全可靠性，不僅如此，通過導(dǎo)向機構(gòu)8使導(dǎo)向板18向上轉(zhuǎn)動，從而增加了水流與葉片20的接觸面積和對葉片20的做功，保證了水輪機優(yōu)良的發(fā)電性能。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。