一种适用于有落差的河流急流环境的水车式发电设备

技术领域

本发明涉及发电设备领域，具体为一种适用于有落差的河流急流环境的水车式发电设备。

背景技术

目前在自然环境中会有多处落差较大并且水流较急的河流急流环境，急速的水流蕴含有丰富的水力资源，因此人们常会利用上述水力资源转化为电能以便使用，这样大大方便了电力的获取，并且大大降低了电力铺设的成本。现有的常用水车式的发电设备对水流动能和势能进行转换，但是地形环境复杂，因此水车的安装稳固性较差，在实际使用中水车长时间的受到冲击导致与安装部产生松动，从而造成设备的损坏，鉴于此，我们提出一种适用于有落差的河流急流环境的水车式发电设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于有落差的河流急流环境的水车式发电设备，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于有落差的河流急流环境的水车式发电设备，包括砌筑在河流上的渠道以及设置在渠道一侧的设备平台，渠道上设置有水车，设备平台上固定有发电机和增速器，增速器分别与发电机和水车传动连接，还包括：

用于对水车安装的安装座，安装座上设置有减震捕能机构，水车安装在减震捕能机构上，减震捕能机构用于在水车转动过程中对水车进行缓冲减震并将水车受到的冲击能量进行捕获储蓄；

设置在安装座上的扦插机构，且扦插机构用于将安装座稳固的安装在渠道两侧上；

设置在安装座上的增压机构，减震捕能机构通过增压机构驱动扦插机构实时将安装座稳定固定在渠道一侧上。

优选的，水车的中心轴线两端同轴固定连接有两个半轴，且水车通过两个半轴定轴转动连接在减震捕能机构上，其中一个所述半轴通过联轴器与多棱杆的一端传动连接，多棱杆的另一端插入并滑动连接在管轴内，管轴远离多棱杆的一端通过联轴器与增速器的输入轴传动连接。

优选的，减震捕能机构包括框架，且框架上固定有与两个所述半轴相对应的轴架，半轴定轴转动连接在对应的轴架上，安装座上开设有便于水车下端穿过的避让孔，且水车的下端穿过框架的内侧以及所述避让孔延伸至渠道内。

优选的，安装座上固定有多个阻尼筒，且阻尼筒内滑动连接有活塞板一，活塞板一的上表面通过滑杆一与框架的底面固定连接，阻尼筒内位于活塞板一的下表面空间填充有液压油，阻尼筒的底部侧壁上固定并连通泄压筒，泄压筒内滑动连接有柱塞，且柱塞通过弹簧五与泄压筒远离阻尼筒的一端相连接。

优选的，安装座上固定有立架，且立架上滑动连接有捶板，且捶板通过弹簧一与立架的上端相连接，立架的上端固定有向下设置在吊杆，吊杆的下端定轴转动连接有转盘，转盘上固定有拨杆一，且拨杆一可与捶板的底面抵扣接触并相对滑动。

优选的，转盘的周壁上沿圆周走向首尾相连依次固定有多个楔形块，且楔形块的排列方向沿转盘的同一时针转动方向设置，框架上固定有水平横置的升降管，且升降管内滑动连接有拨杆二，拨杆二位于升降管内的一端通过弹簧四与升降管的一端相连接，拨杆二位于升降管外的一端可与楔形块的楔形面抵扣接触并相对滑动，且楔形块的顶角可与拨杆二的底面抵扣接触并相对滑动。

优选的，吊杆上固定有竖直纵置的止逆管，且止逆管内滑动连接有止逆杆，止逆杆位于止逆管内的一端通过弹簧三与止逆管的一端相连接，止逆杆位于止逆管外的一端可与楔形块的楔形面抵扣接触并相对滑动，且楔形块的顶角可与止逆杆的右侧面抵扣接触并相对滑动。

优选的，增压机构包括固定在安装座上的增压筒，增压筒内滑动连接有活塞板二，活塞板二的上表面固定有滑杆二，滑杆二的上端通过弹簧二与增压筒的上端相连接。

优选的，增压机构还包括固定在安装座上的空气泵，且空气泵通过带轮组件与转盘传动连接，安装座上固定有增压筒，且增压筒通过气管一与空气泵的出气口相连通，气管一上连接有单向阀，单向阀的导通方向指向增压筒内侧。

优选的，扦插机构包括固定在安装座上的蜗壳，蜗壳的周壁通过气管二与增压筒内部相连通，且气管二的侧壁上固定并连通泄压阀，泄压阀位于蜗壳进气端的一侧，蜗壳的中心轴线处贯穿并定轴转动连接有螺套，螺套位于蜗壳内的一段周壁上固定有多个叶板，多个所述叶板沿螺套的圆周走向等间隔设置。

优选的，螺套内螺纹连接有螺杆，螺杆的下端同轴固定连接有锚杆，且锚杆的外周壁上固定有螺旋缠绕状的凸棱。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，水车通过管轴、多棱杆及两个联轴器与增速器的输入轴传动连接，使得水车在受到水流冲击工作状态下产生的动态移位能够进行补偿，从而使得半轴即使不与增速器的输入轴处于同轴状态也能顺畅的进行动力的传递，从而提高整个设备的实用性，并且水车受到的冲击损伤不会传递至增速器，从而提高设备的使用寿命，降低维护成本。

本发明中，通过减震捕能机构在水车转动过程中对水车进行缓冲减震并将水车受到的冲击能量进行捕获储蓄，从而降低水车6收到的冲击损伤，提高水车的工作稳定性以及使用寿命，并且减震捕能机构通过增压机构对空气做功使其压缩，从而利用捕获的冲击能量驱动扦插机构实时将安装座稳定固定在渠道一侧上，进而在复杂环境中确保水车的安装稳定性，避免松动，提高设备的使用寿命和工作效率，降低维护成本。

附图说明

图1为本发明的总装截面结构示意图；

图2为本发明中的水车结构侧视图；

图3为图1中的A处放大结构示意图；

图4为图3中的B处放大结构示意图；

图5为本发明中的阻尼筒截面结构示意图；

图6为图3中的C-C截面结构示意图。

图中：1、发电机；2、增速器；3、管轴；4、多棱杆；5、半轴；6、水车；7、轴架；8、安装座；9、渠道；10、锚杆；11、设备平台；12、框架；13、滑杆一；14、活塞板一；15、阻尼筒；16、止逆管；17、吊杆；18、转盘；19、升降管；20、弹簧一；21、拨杆一；22、带轮组件；23、空气泵；24、立架；25、捶板；26、滑杆二；27、弹簧二；28、活塞板二；29、单向阀；30、气管一；31、增压筒；32、气管二；33、螺杆；34、螺套；35、蜗壳；36、弹簧三；37、止逆杆；38、楔形块；39、拨杆二；40、弹簧四；41、泄压筒；42、弹簧五；43、柱塞；44、叶板；45、泄压阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种适用于有落差的河流急流环境的水车式发电设备，包括砌筑在河流上的渠道9以及设置在渠道9一侧的设备平台11，渠道9的作用是用来对水流进行汇聚并引导，渠道9上设置有水车6，以便经过渠道9的水流能够更充分的驱动水车6转动，从而有助于提高发电效率，设备平台11上固定有发电机1和增速器2，增速器2分别与发电机1和水车6传动连接，水车6的中心轴线两端同轴固定连接有两个半轴5，且水车6通过两个半轴5定轴转动连接在减震捕能机构上，其中一个所述半轴5通过联轴器与多棱杆4的一端传动连接，多棱杆4的另一端插入并滑动连接在管轴3内，管轴3远离多棱杆4的一端通过联轴器与增速器2的输入轴传动连接，还包括：

用于对水车6安装的安装座8，安装座8上设置有减震捕能机构，水车6安装在减震捕能机构上，减震捕能机构用于在水车6转动过程中对水车6进行缓冲减震并将水车6受到的冲击能量进行捕获储蓄；

设置在安装座8上的扦插机构，且扦插机构用于将安装座8稳固的安装在渠道9两侧上；

设置在安装座8上的增压机构，减震捕能机构通过增压机构驱动扦插机构实时将安装座8稳定固定在渠道9一侧上。

本实施例中，减震捕能机构包括框架12，且框架12上固定有与两个所述半轴5相对应的轴架7，半轴5定轴转动连接在对应的轴架7上，安装座8上开设有便于水车6下端穿过的避让孔，且水车6的下端穿过框架12的内侧以及所述避让孔延伸至渠道9内，安装座8上固定有多个阻尼筒15，且阻尼筒15内滑动连接有活塞板一14，活塞板一14的上表面通过滑杆一13与框架12的底面固定连接，阻尼筒15内位于活塞板一14的下表面空间填充有液压油，阻尼筒15的底部侧壁上固定并连通泄压筒41，泄压筒41内滑动连接有柱塞43，且柱塞43通过弹簧五42与泄压筒41远离阻尼筒15的一端相连接。

本实施例中，安装座8上固定有立架24，且立架24上滑动连接有捶板25，且捶板25通过弹簧一20与立架24的上端相连接，立架24的上端固定有向下设置在吊杆17，吊杆17的下端定轴转动连接有转盘18，转盘18上固定有拨杆一21，且拨杆一21可与捶板25的底面抵扣接触并相对滑动，转盘18的周壁上沿圆周走向首尾相连依次固定有多个楔形块38，且楔形块38的排列方向沿转盘18的同一时针转动方向设置，框架12上固定有水平横置的升降管19，且升降管19内滑动连接有拨杆二39，拨杆二39位于升降管19内的一端通过弹簧四40与升降管19的一端相连接，拨杆二39位于升降管19外的一端可与楔形块38的楔形面抵扣接触并相对滑动，且楔形块38的顶角可与拨杆二39的底面抵扣接触并相对滑动。

本实施例中，吊杆17上固定有竖直纵置的止逆管16，且止逆管16内滑动连接有止逆杆37，止逆杆37位于止逆管16内的一端通过弹簧三36与止逆管16的一端相连接，止逆杆37位于止逆管16外的一端可与楔形块38的楔形面抵扣接触并相对滑动，且楔形块38的顶角可与止逆杆37的右侧面抵扣接触并相对滑动。

本实施例中，增压机构包括固定在安装座8上的增压筒31，增压筒31内滑动连接有活塞板二28，活塞板二28的上表面固定有滑杆二26，滑杆二26的上端通过弹簧二27与增压筒31的上端相连接。

本实施例中，增压机构还包括固定在安装座8上的空气泵23，且空气泵23通过带轮组件22与转盘18传动连接，安装座8上固定有增压筒31，且增压筒31通过气管一30与空气泵23的出气口相连通，气管一30上连接有单向阀29，单向阀29的导通方向指向增压筒31内侧。

本实施例中，扦插机构包括固定在安装座8上的蜗壳35，蜗壳35的周壁通过气管二32与增压筒31内部相连通，且气管二32的侧壁上固定并连通泄压阀45，泄压阀45位于蜗壳35进气端的一侧，蜗壳35的中心轴线处贯穿并定轴转动连接有螺套34，螺套34位于蜗壳35内的一段周壁上固定有多个叶板44，多个所述叶板44沿螺套34的圆周走向等间隔设置，螺套34内螺纹连接有螺杆33，螺杆33的下端同轴固定连接有锚杆10，且锚杆10的外周壁上固定有螺旋缠绕状的凸棱。

本发明工作原理和优点：该种适用于有落差的河流急流环境的水车式发电设备在进行发电时，工作过程如下：

如图1所示，利用锚杆10将安装座8固定在渠道9处的两侧上，锚杆10上螺旋缠绕的凸棱有助于提高锚杆10与渠道9一侧地面的连接稳固性，水车6的侧面结构如图2所示，水车6在水流的驱动下转动，使得水车6通过半轴5和联轴器带动多棱杆4转动，然后通过多棱杆4带动管轴3转动，使得管轴3通过联轴器对增速器2进行动力输入，并且在增速器2的作用下放大扭矩驱动发电机1工作输出电能，采用管轴3、多棱杆4及两个联轴器的使用可使得水车6在受到水流冲击工作状态下产生的动态移位进行补偿，从而使得半轴5即使不与增速器2的输入轴处于同轴状态也能顺畅的进行动力的传递，从而提高整个设备的实用性，并且水车6受到的冲击损伤不会传递至增速器2，从而提高设备的使用寿命，降低维护成本。

如图1、图3和图5所示，在上述水车6工作过程中，水车6产生的震动冲击通过半轴5和轴架7带动框架12进行上下方向的晃动，从而使得框架12通过滑杆一13带动活塞板一14在阻尼筒15内上下移动，进而使得活塞板一14对阻尼筒15内的液压油进行往复式的加压，加压后的液压油通过柱塞43对弹簧五42进行压缩，并在活塞板一14上移后，利用弹簧五42的回弹使得柱塞43复位以及带动液压油在阻尼筒15内流动，从而利用液压油内部的粘纸阻力以及弹簧五42的往复式回弹对框架12及其上的水车6进行减震缓冲，从而降低水车6收到的冲击损伤，提高水车6的工作稳定性以及使用寿命。

如上所述，框架12上下移动的同时带动升降管19进行上下移动，如图4所示，当框架12带动升降管19上移时，拨杆二39受到转盘18上楔形块38的楔形面的作用向升降管19内移动并压缩弹簧四40，使得弹簧四40获得一个恢复力，当拨杆二39与所述楔形面不接触时在弹簧四40恢复力的作用下带动拨杆二39复位，并且在框架12带动升降管19下移时，拨杆二39与楔形块38的顶角抵扣接触并通过所述楔形块38带动转盘18在图4中顺时针转动，在转盘18顺时针转动的同时通过楔形块38的斜面对止逆杆37施加力的作用，使得止逆杆37向止逆管16内移动并压缩弹簧三36，使得弹簧三36获得一个恢复力，当转盘18有逆转的趋势时，在弹簧三36的恢复力作用下使得止逆杆37对楔形块38施加阻碍，从而避免转盘18逆转，实现在框架12的上下往复运动过程中驱动转盘18单向顺时针转动，并且转盘18转动的过程中带动拨杆一21同步转动，当拨杆一21与捶板25的底面接触时，对捶板25的底面施加推力，使得捶板25在立架24上向上移动，并同时压缩弹簧一20，使得弹簧一20获得一个恢复力，从而实现对水车6受到的冲击能量进行捕获存储在弹簧一20中，也达到进一步提高对水车6减震缓冲的效果。

如上所述，转盘18转动的同时通过带轮组件22带动空气泵23工作，使得空气泵23通过气管一30向增压筒31内输送空气，从而使得增压筒31内气压增大并使得活塞板二28上移，进而使得活塞板二28通过滑杆二26对弹簧二27拉伸，使得弹簧二27获得一个恢复力，从而利用水车6受到的冲击能量对空气进行做功使其压缩，从而进一步的捕能并且在增压筒31内的高压空气通过气管二32进入蜗壳35内，如图6所示，使得蜗壳35内的叶板44带动螺套34在图6中具有顺时针转动的趋势，进而使得螺套34通过螺纹传动带动螺杆33下移，并使得螺杆33带动锚杆10下移更加深入的插进地层里，从而实现利用水车6受到的冲击能量驱动锚杆10更加稳固的对安装座8进行固定，进而在复杂环境中确保水车6的安装稳定性，避免松动，提高设备的使用寿命和工作效率，降低维护成本。

当拨杆一21与捶板25脱离不接触时，在弹簧一20的恢复力作用下使得捶板25快速下移，释放储蓄的能量，利用捶板25与滑杆二26的上端锤击使得滑杆二26在弹簧二27的恢复力作用下带动活塞板二28快速下移，从而使得增压筒31内的气压急剧增加，这样就使得叶板44能够受到更大的冲击力，进而使得锚杆10能够进一步的插入地层中，并且在气管二32内的气压超过限定后泄压阀45打开进行泄压，以便增压筒31内能够始终保持稳定的气压状态，保持锚杆10始终收到气压的驱动，以便在锚杆10和地层之间出现松动时，锚杆10能够及时的向下插进，确保安装座8处于稳固的状态。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。