一种可自动调节浆叶角度的转浆式水轮机

技术领域

本发明涉及水轮机技术领域，具体是涉及一种可自动调节浆叶角度的转浆式水轮机。

背景技术

转桨式水轮机又称“卡普兰式水轮机”，转轮叶片的角度可以调整，以适应水头及流量变化而保持高效率的轴流式水轮机。

转桨式水轮机桨叶操作机构比较传统的有两种，一种是双作用活塞(活塞动)与其一端带耳柄的操作架搭配，再通过连杆带动桨叶摇臂；另一种双作用活塞缸(缸动活塞不动)一侧端头直接设耳柄叉头，也要通过连杆带动叶片摇臂。

两种操作机构都需用一个连杆来传递动力，而不是原动零件直接驱动叶片摇臂，连杆两端就有两套摩擦副及相关零件，所占的空间大和零件数量多，连接件的可靠性也受到影响，且两种典型的桨叶操作机构在设计时均较难、较繁，其主要支承零件转轮体均为内外双层，铸造，加工难度大，且水轮机在使用时，与发电机连接的转动轴与外壳在摩擦力的作用下，转动轴会发生损耗，转动轴与外壳间无法完全密封，水轮机内部的水会流出，影响水轮机的使用，为此，提出一种可自动调节浆叶角度的转浆式水轮机。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提出了一种可自动调节桨叶角度的转桨式水轮机，具备结构简单，使用方便，能够快速的根据需求调节桨叶的偏转角度，便于更换摩擦垫，保证转轴与外壳间的密封性，便于使用，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种可自动调节浆叶角度的转浆式水轮机，包括外壳，所述外壳的一端设有进水管，所述外壳的另一端设有出水管，所述外壳内腔的中部活动连接有转动轮，所述转动轮内腔的中部活动连接有大齿轮，所述转动轮的外圈均匀通过连接杆连接有桨叶，且连接杆的一端连接有小齿轮，所述大齿轮与小齿轮啮合，所述转动轮内腔的中部设有储电池，所述转动轮内腔的另一端连接有转动马达，所述转动马达的输出轴末端与大齿轮一面的中部连接，所述转动轮顶部的中部连接有传动轴，所述外壳内腔的顶端设有贯穿孔，所述传动轴的另一端通过贯穿孔延伸至外壳的外侧，且所述贯穿孔的内腔内活动连接有摩擦结构，所述传动轴与摩擦结构通过连接片连接，所述外壳顶部的中部设有发电结构，所述传动轴的另一端与发电结构连接。

优选的，所述进水管的内径是逐渐缩小的，所述进水管靠近外壳的一端的内径小于其另一端的内径，通过进水管尺寸的设置，进水管内水流的流速是逐渐增大的，提高该水轮机的发电效率。

优选的，所述传动轴中部设有矩形槽，所述传动轴底端的两侧均设有固定槽，所述连接片与固定槽的内腔适配，通过矩形槽的设置，便于给转动轮内的储电池供电。

优选的，所述摩擦结构包括两个半环，所述半环的内直径与传动轴适配，所述半环与贯穿孔适配，且所述半环与连接片通过螺纹连接，通过摩擦结构的设置，使用者可以快速的根据需求更换摩擦结构，保证传动轴与外壳间的密封性。

优选的，所述贯穿孔的顶部连接有测试环，所述测试环的底部镶嵌有湿度传感器，通过湿度传感器的设置，可以实时检测贯穿孔是否漏水，根据贯穿孔的漏水情况，判断摩擦结构是否需要更换。

优选的，所述储电池顶部的中部连接有圆柱，圆柱与转动轮的侧壁活动连接，圆柱的顶部连接有矩形块，所述矩形块与矩形槽的内腔适配，且所述圆柱和矩形块的材质均具有导电性，通过圆柱和矩形块的设置，便于给储电池通电。

优选的，所述转动轮的底端设有密封环，所述密封环的顶部连接有顶盖，所述大齿轮和小齿轮位于密封环和顶盖形成的空腔内，且密封环的底部与桨叶接触，通过密封环的设置，可以保证大齿轮和小齿轮所在位置的密封性，可以防止外界的水与齿轮接触，造成齿轮生锈，影响桨叶角度调节的准确性。

优选的，所述桨叶一端的中部设有与连接杆适配的通孔，所述桨叶该端的形状为圆形，且所述桨叶该端的外表面连接有密封片，通过密封片的设置，提高了桨叶与转动轮之间的摩擦力和密封性，便于桨叶角度的保持和保证转动轮的密封性。

优选的，所述半环的材质为橡胶，所述半环内腔的中部填充有充气囊，通过充气囊的设置，半环在充气囊弹力的作用下与贯穿孔的内壁处于紧密贴合的状态，提高贯穿孔的密封性。

优选的，所述连接片的形状为C型，所述连接片的外表面包裹有防滑垫，通过防滑垫的设置，增加了连接片与半环和传动轴之间的摩擦力，提高了连接片连接的牢固性。

本发明的有益效果是：

1.该可自动调节浆叶角度的转浆式水轮机，通过转动马达、大齿轮和小齿轮的设置，转动马达的转动可以带动与之连接的大齿轮转动，大齿轮通过与之啮合的小齿轮能够带动桨叶转动，该水轮机中的桨叶能够快速的调节偏见角度，便于该水轮机的使用，且该水轮机上桨叶调节结构简单，使用方便，易于生产。

2.该可自动调节浆叶角度的转浆式水轮机，通过摩擦结构和连接片的设置，摩擦结构与传动轴能够快速的连接或分离，该水轮机在使用过程中，摩擦结构与外壳之间发生摩擦，使用者能够快速的更换摩擦结构，保证传动轴与外壳间的摩擦性。

附图说明

图1为本发明结构正面示意图；

图2为本发明结构图1爆炸示意图；

图3为本发明结构半环截面示意图；

图4为本发明结构转动轮爆炸示意图；

图5为本发明结构转轮剖面示意图；

图6为本发明结构传动轴与圆柱连接原理示意图。

图中：1、外壳；2、出水管；3、进水管；4、发电结构；5、传动轴；6、测试环；7、桨叶；8、半环；9、固定槽；10、连接片；11、矩形块；12、转动轮；13、连接杆；14、小齿轮；15、大齿轮；16、密封环；17、顶盖；18、密封片；19、储电池；20、转动马达；21、圆柱；22、矩形槽。

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1，一种可自动调节浆叶角度的转浆式水轮机，包括外壳1，外壳1的一端设有进水管3，进水管3的内径是逐渐缩小的，进水管3靠近外壳1的一端的内径小于其另一端的内径，且进水管3靠近外壳1的一端的内径为另一端内径的一半，通过进水管3尺寸的设置，在进水管3内流动的水的速度是逐渐增大的，能够有效的提高该水轮机的发电效率，外壳1的另一端设有出水管2，通过出水管2的设置，便于把该水轮机内的水排出，外壳1顶部的中部连接有发电结构4，发电结构4为现有技术，在此不做赘述，发电结构4的底部连接有传动轴5。

请参阅图2和3，外壳1内腔的中部活动连接有转动轮12，外壳1内腔的顶部设有贯穿孔，传动轴5通过贯穿孔与转动轮12顶部的中部螺纹连接，且传动轴5底端的两侧均设有固定槽9，固定槽9的内腔内卡接有连接片10，贯穿孔的内腔内活动连接有摩擦结构，摩擦结构与传动轴5通过连接片10连接，通过摩擦结构的设置，传动轴5与贯穿孔间接接触，可以防止传动轴5因摩擦而损耗，延长传动轴5的使用寿命。

贯穿孔的顶部连接有测试环6，测试环6的底部镶嵌有湿度传感器，通过湿度传感器的设置，可以检测外壳与传动轴的接触部位是否发生漏水，便于使用者根据检测的结果判断摩擦结构是否发生更换。

摩擦结构包括两个半环8，半环8的内直径与传动轴5适配，半环8与贯穿孔适配，且半环8与连接片10通过螺纹连接，半环8的材质为橡胶，半环8内腔的中部填充有充气囊，且半环8使用时，充气囊处于压缩的状态，通过充气囊的设置，随着半环8的消耗，充气囊的回弹力会使半环8膨胀，增加半环8与贯穿孔之间的密封性，延长半环8的使用寿命。

连接片10的形状为C，半环8上设有与连接片10适配的固定槽9，且该固定槽与连接片10顶部之间的距离值为半环8内腔顶部与半环8顶部之间的距离值的一半，可以防止连接片10用螺栓与半环8连接时，刺破充气囊，影响半环8的使用效果，便于用连接片10把传动轴和半环8连接在一起，连接片10的外表面包裹有防滑垫，通过防滑垫的设置，增加了连接片10与半环8和传动轴之间的摩擦力，提高了连接片10连接的牢固性。

请参阅图4至6，转动轮12内腔顶端的中部活动连接有圆柱21，圆柱的顶部连接有矩形块11，矩形块11与矩形槽22的内腔适配，且圆柱21和矩形块11的材质均具有导电性，圆柱21和矩形块11的材质为金属铜，圆柱21的底部与储电池19的顶部连接，储电池19位于转动轮12的内腔内，通过圆柱21和矩形块11的设置，便于给储电池19充电。

转动轮12内腔中部的底端连接有转动马达20，转动马达20的输出轴末端与大齿轮15顶部的中部连接，转动马达20的转动可以带动与之连接的大齿轮15转动，转动轮12的外圈活动连接有连接杆13，连接杆13的外圈卡接有桨叶7，连接杆13的底部连接有小齿轮14，大齿轮15与小齿轮14啮合，通过大齿轮15和小齿轮14啮合的设置，大齿轮15的转动可以带动小齿轮14转动，小齿轮14通过与之连接的连接杆13带动桨叶7转动，桨叶7的偏转角度能够快速的调节，便于该水轮机的使用。

桨叶7一端的中部设有与连接杆13适配的通孔，桨叶7该端的形状为圆形，且桨叶7该端的外表面连接有密封片18，密封片18为充气囊，通过密封片18的设置，可以防止水进入到转动轮12的内腔内，提高了转动轮12内腔的密封性。

转动轮12的底端设有密封环16，密封环16的顶部连接有顶盖17，大齿轮15和小齿轮14位于密封环16和顶盖17形成的空腔内，且密封环16的底部与桨叶7接触，通过密封环16的设置，保证了转动轮12内腔的密封性，防止齿轮生锈，影响桨叶7角度调节的准确性。

工作原理：使用时，水流从进水管3进入到外壳1的内腔内，水流推动桨叶7转动，桨叶7带动转动轮12转动，转动轮12通过与之连接的传动轴5带动发电结构4转动，发电结构4可以发电，外壳1内的水流从出水管排出，需要调节桨叶7的偏转角度时，启动转动马达20，转动马达20的转动带动与之连接的大齿轮15转动，大齿轮15通过与之啮合的小齿轮14带动桨叶7转动，桨叶7的偏转角度能够快速的更换，便于该水轮机的使用。

本申请涉及到的电器元件均在市场上可以买到，均是现有技术，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。