一种用于供热管道的电池系统

技术领域

本发明一般涉及供暖管道供电装置技术领域，具体涉及一种用于供热管道的电池系统。

背景技术

城市供暖通过供暖管道供给，在供暖管路会安装电磁阀、控制器及信号收发器对供热管路进行控制及信号采集，保证供热管路正常运行，然而现在电磁阀、控制器及信号收发器等通过市电进行电能供给，在供电线路发生故障不能对会使电磁阀、控制器及信号收发器供电时会导致电磁阀、控制器及信号收发器失电，从而导致供热故障，且在对供热管道上的电磁阀、控制器及信号收发器采用市电供电时需要铺设线束不便，且在铺设的线束发生故障后故障不易检修。

而供热管道内流动的水流具有可观的能量，如果能将这些能量再利用，即对于能源的可持续发展有这重要意义，因此利用供热管道的水流对电磁阀、控制器及信号收发器进行供电，对解决供供热管道上的电磁阀、控制器及信号收发器供电具有很重要的意义。

发明内容

鉴于上述的问题，本申请提供了一种用于供热管道的电池系统，通过电池系统对电磁阀、控制器及信号收发器等用电设备进行供电，可以对供热管道内流动的热水进行能量回收转化为电能为电磁阀、控制器及信号收发器进行供电，通过这种设置方式只要供热管道内具有水流通过即可正常为电磁阀、控制器及信号收发器进行供电，可以有效避免因市电故障而造成的供热故障。

本发明提供一种用于供热管道的电池系统，包括：

转动件，设置于供热管道内，所述转动件设置有叶片，在供热管道内具有水流通过时能够推动所述叶片使所述转动件旋转；

发电装置，设置于供热管道外部；

传动组件，传动连接所述转动件和所述发电装置，在所述转动件转动时将机械能传递至所述发电装置进行发电。

进一步地，还包括与供热管道相交且连通设置的支撑管，所述支撑管远离供热管道的一端盖设有法兰板，所述法兰板设置有连接杆，所述转动件设置于所述连接杆的端部，所述发电装置设置于所述法兰板，所述发电装置与所述连接杆分设置于所述法兰板相背的两侧。

进一步地，所述传动组件包括穿设与所述法兰板上的刚性顶杆，设置于所述转动件的驱动面，所述驱动面为与所述转动件转动轴同轴设置的圆周面，所述驱动面上设置有凸起部，所述刚性顶杆的一端与所述驱动面接触，穿出所述法兰板的另一端设置有驱动件。

进一步地，所述驱动件为沿远离所述法兰板的方向逐渐缩小设置的圆锥形柱。

进一步地，所述发电装置包括设置于所述法兰板上的本体，所述本体设置有与所述驱动件同轴设置的腔体及围绕所述腔体设置的多个导向通道，每个所述导向通道内导向设置有导向杆，所述导向杆的一端与所述导向通道的端面之间还设置有压簧，所述压簧能够推动所述导向杆使所述导向杆的另一端抵压至所述驱动件，还包括围绕所述导向杆设置的压电件，所述导向杆被所述压电件包围的部分向所述压电件凸出设置有多个环形的凸起部，多个所述环形凸起部沿轴向方向间隔设置。

进一步地，多个所述导向通道围绕所述腔体均匀间隔设置，且所述导向通道的轴向垂直于所述刚性顶杆。

进一步地，所述导向通道靠近所述腔体一端的端面上设置有供所述导向杆穿过的通孔，所述导向通道的另一端螺纹连接有端盖，所述压簧设置于所述端盖和所述导向杆之间。

进一步地，所述连接杆伸入所述支撑管内的部分还一体设置有堵板，所述堵板上设置有供所述刚性顶杆穿过的导向通孔，所述导向通孔与所述刚性顶杆为滑动密封配合，所述堵板与所述支撑管的内侧壁之间为滑动密封配合。

进一步地，所述连接杆的端部设置有连接轴，所述连接轴上套设有转动套，所述转动件与所述转动套同轴设置且与所述转动套可拆卸连接；所述驱动面为所述转动套的周向表面。

进一步地，所述连接轴的另一端设置有第一齿轮，所述第一齿轮通过第一销轴转动连接与所述连接杆的端部，所述第一销轴垂直于所述连接轴,所述第一齿轮远离所述连接轴的一侧还设置有第一齿板，所述第一齿板的端部还设置有第二导向杆，所述第二导向杆导向穿设于所述堵板，所述法兰板上还螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆能够推动所述第二导向杆运动，从而驱动所述转动件从第一状态运动至第二状态，所述第一状态为所述连接轴与所述连接杆同轴的状态，所述第二状态为所述连接轴与所述连接杆垂直的状态。

进一步地，所述连接杆上还设置有导向槽，所述第一齿板导向设置于所述导向槽。

进一步地，所述第二导向杆位于所述堵板远离所述法兰板的一侧设置有第一限位面，在所述转动件处于第一状态时所述第一限位面抵靠在所述堵板上，所述第二导向杆靠近所述法兰板的一端设置有第一承力板，所述第一承力板与所述堵板之间还设置有第二压簧。

进一步地，所述螺纹杆远离所述堵板的一端设置有第二限位面，在所述转动件处于第二状态时所述第二限位面抵靠在所述法兰板上。

进一步地，所述转动件内同轴设置有导向腔，所述导向腔内导向设置有导向轴，所述导向轴的外周面上均匀间隔设置有多个齿条部，所述齿条部沿所述导向轴的轴向方向设置，所述转动件上围绕所述导向轴还设置有多个第二齿轮，所述第二齿轮与所述齿条部一一对应设置啮合连接，每个所述第二齿轮上均设置有所述叶片，所述转动件内还设置有驱动组件，所述驱动组件能够驱动所述导向轴沿轴向运动，以驱动所述第二齿轮转动，使所述叶片在展开状态和收拢状态之间切换。

进一步的，所述驱动组件包括设置于所述连接轴与所述导向腔之间的第二导向腔，所述第二导向腔内设置有活塞，所述活塞与所述导向轴连接，所述第二导向腔内填充有膨胀液。

进一步地，所述转动件内围绕所述第二导向腔还设置有容纳腔，所述容纳腔内填充有膨胀液。

进一步地，所述连接杆内同轴设置有穿过孔，所述穿过孔靠近所述法兰板的一端围绕所述穿过孔同轴设置有台阶孔，所述穿过孔内刚性推杆，所述刚性推杆位于所述台阶孔内的一端设置有第二承力板，所述第二承力板和所述台阶孔的底面之间设置有第三压簧，所述刚性推杆的另一端设置有与所述第一齿轮对应设置的弧形齿板，所述法兰板上与所述台阶孔对应设置有第二螺纹杆。

进一步地，所述支撑管与所述连接杆同轴设置，所述刚性顶杆与所述螺纹杆分设于所述连接杆的两侧。

本发明提供一种用于供热管道的电池系统，通过在供热管道内设置转动件，并在转动件上设置叶片，在供热管道内通过水流时，会推动叶片从而推动转动件转动，可以通过供热管道内的水流发电，为电磁阀、控制器及信号收发器进行供电，从而可以避免市电供电故障导致的供热故障，通过将发电装置设置在支撑管的端部从而将发电装置设置在地面外部，从而便于对发电装置进行检修。

其次，通过设置蓄电池，在发电量有剩余时通过蓄电池进行存储，在发电量不足时对电磁阀、控制器及信号收发器进行供电。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统的整体结构示意图。

图2为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统中A处的局部放大结构示意图。

图3为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统中驱动件的一种实施方式的结构示意图。

图4为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统中D-D处的截面结构示意图。

图5为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统中转动件处于第二状态时的结构示意图。

图6为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统中转动件处于第一状态时的结构示意图。

图7为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统中叶片处于展开状态时B处的局部放大结构示意图。

图8为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统中叶片处于收拢状态时B处的局部放大结构示意图。

图9为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统中转动套的轴向结构示意图。

图10为本发明提供的一种用于供热管道的电池系统中C-C处的断面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

本发明提供一种用于供热管道的电池系统，参考图1-图5，作为一种具体的实施方式，该系统包括：

转动件1，设置于供热管道9内，所述转动件1设置有叶片10，在供热管道9内具有水流通过时能够推动所述叶片10使所述转动件旋转；

发电装置2，设置于供热管道9外部；

传动组件3，传动连接所述转动件1和所述发电装置2，在所述转动件1转动时将机械能传递至所述发电装置2进行发电。

进一步地，还包括与供热管道9相交且连通设置的支撑管4，所述支撑管4远离供热管道9的一端盖设有法兰板40，所述法兰板40设置有连接杆41，所述转动件1设置于所述连接杆41的端部，所述发电装置2设置于所述法兰板40，所述发电装置2与所述连接杆41分设置于所述法兰板2相背的两侧。参考图1、图2，支撑管4与供热管道固定连接，可以在铺设供热管道时通过焊接的方式设置于供热管道9上，使支撑管的端部伸出地面，在支撑管4的端部设置有连接法兰，通过连接法兰与法兰板40可拆卸连接，连接杆41可拆卸连接与法兰板40上或焊接在法兰板上，而转动件1设置在连接杆41伸入供热管道的端部，发电装置2可拆卸设置于法兰板40上。

具体的，参考图1，在工作时，通过在供热管道9内设置转动件，并在转动件1上设置叶片10，在供热管道内通过水流时，会推动叶片从而推动转动件1转动，传动组件将机械能传递至发电装置进行发电，从而可以通过供热管道9内的水流发电，为电磁阀、控制器及信号收发器进行供电，当然，也可以设置蓄电池(未示出)，在发电量有剩余时通过蓄电池进行存储，在发电量不足时对电磁阀、控制器及信号收发器进行供电，从而可以避免市电供电故障导致的供热故障。

进一步地，参考图1-图5、图9，作为一种具体的实施方式，传动组件的具体结构为：所述传动组件3包括穿设与所述法兰板40上的刚性顶杆31，设置于所述转动件1且与所述转动件同轴设置的驱动面320，所述驱动面为与所述转动件1转动轴同轴设置的圆周面，所述驱动面320上设置有凸起部，所述刚性顶杆31的一端与所述驱动面320接触，穿出所述法兰板40的另一端设置有驱动件33，所述驱动件33为沿远离所述法兰板的方向逐渐缩小设置的锥形柱。

具体的，其工作原理为：在水流驱动转动件1转动时，转动件1带动驱动面320转动，驱动面320上设置的凸起部对刚性顶杆31往复顶起，从而将机械能传递至发电装置2，通过驱动件33驱动发电装置进行发电。

进一步地，参考图2，作为具体的实施方式，发电装置2的具体结构为：所述发电装置2包括设置于所述法兰板40上的本体21，所述本体21设置有与所述驱动件33同轴设置的腔体210及围绕所述腔体210设置的多个导向通道211，每个所述导向通道211内导向设置有导向杆22，所述导向杆22的一端与所述导向通道211的端面之间还设置有压簧23，所述压簧23能够推动所述导向杆22使所述导向杆的另一端抵压至所述驱动件33，还包括围绕所述导向杆22设置的压电件24，所述导向杆22被所述压电件24包围的部分向压电件24凸出设置有多个环形的凸起部220，多个所述环形凸起部220沿轴向方向间隔设置。

具体的，其中压电件可以由压电陶瓷或有机压电聚合物制成的片状结构，其中有机压电聚合物包括聚偏氟乙烯等材料；发电装置2的本体21可拆卸连接与法兰板40上，工作时，通过驱动件33的往复顶升，作为一种优选的实施方式，参考图2，驱动件33设置为圆锥形结构，在刚性顶杆31的端部与驱动面320上的凸起接触时将驱动件33顶起时，驱动件31能够推动导向杆22抵抗压簧23的弹力运动，在刚性顶杆的端部与驱动面320上相邻凸起部之间的位置接触时，在多个压簧23的推力作用下导向杆回弹，同样推动刚性顶杆回落，如此往复能够驱动导向杆22在导向通道211内往复运动，由于导向杆22上设置有凸起部220，因此在导向杆22往复运动时能够通过凸起部220对与压电件接触的部分进行加压，使压电件产生电能。

进一步的，作为优选的实施方式，参考图3、图4，为驱动件33的另一种优选的实施方式，驱动件为与刚性顶杆31同轴设置的圆柱状，在圆柱状的驱动件的周向表面上沿轴向方向设置有若干第一倾斜面331和若干第二倾斜面332，其中第一倾斜面331为自远离所述法兰板40一端起向外倾斜延伸设置，第二切斜面为自靠近所述法兰板40一端起向外倾斜延伸设置，且第一倾斜面331的数量大于第二切斜面332的数量，第一倾斜面331和第二切斜面332总数与导向杆22的数量形同且一一对应，通过这种设置方式，使驱动件33受到导向杆22的推力可以相互部分抵消，从而可以降低驱动面上凸起部驱动发电装置2的阻力，由于第一倾斜面331的数量大于第二切斜面332的数量，因此最终驱动件33受到的多个导向杆推力的合力方向为朝向驱动面320，因此在刚性顶杆的端部从与凸起部接触运动至与驱动面320上相邻两个凸起部之间的位置相对应时，在多个导向杆对驱动件33的作用力的合力可以将刚性顶杆推动使刚性顶杆回弹向驱动面运动，如此往复能够驱动导向杆22在导向通道211内往复运动，使压电件产生电能。

进一步地，作为优选的实施方式，多个所述导向通道211围绕所述腔体210均匀间隔设置，且所述导向通道211的轴向垂直于所述刚性顶杆31，其中导向通道211设置有四个，在导向通道211设置有四个时，第一倾斜面331设置有三个，第二切斜面设置有一个。

进一步地，参考图2，作为优选的实施方式，所述导向通道211靠近所述腔体210一端的端面上设置有供所述导向杆22穿过的通孔，所述导向通道211的另一端螺纹连接有端盖212，所述压簧23设置于所述端盖和所述导向杆22之间。通过设置通孔可以对导向杆22起到导向作用，还可以对凸起部起到限位作用，设置端盖212便于对导向杆的拆卸和安装，便于对发电装置2进行维护。

进一步地，参考图1、图5、图6，作为优选的实施方式，所述连接杆41伸入所述支撑管4内的部分还一体设置有堵板42，所述堵板42上设置有供所述刚性顶杆31穿过的导向通孔，所述导向通孔与所述刚性顶杆31为滑动密封配合，所述堵板42与所述支撑管4的内侧壁之间为滑动密封配合。具体的，通过设置堵板42一方面可以起到密封作用，避免供热管道9内的热水进入支撑管40内，还可在堵板42上设置导向通孔对刚性顶杆进行导向，其中堵板42与连接杆41为一体设置。

进一步地，参考图7，作为具体的实施方式，转动件1与连接杆的连接方式为：所述连接杆41的端部设置有连接轴43，所述连接轴43上套设有转动套44，所述转动件与所述转动套44同轴设置且与所述转动套可拆卸连接；所述驱动面320为所述转动套44的周向表面。

实施例二

可以理解的是，由于转动件1设置于供热管道内，长时间的工作会使转动件1及传动组件3磨损，发生故障，因此在转动件1发生故障时便于将其取出进行维护，针对该问题，本发明提供一种用于供热管道的电池系统，其与实施例一的不同之处在于，作为进一步地改进，所述连接轴43的另一端设置有第一齿轮430，所述第一齿轮430通过第一销轴45转动连接与所述连接杆41的端部，所述第一销轴垂直于所述连接轴43，所述第一齿轮430远离所述连接轴43的一侧还设置有第一齿板431，所述第一齿板431的端部还设置有第二导向杆432，所述第二导向杆432导向穿设于所述堵板42，所述法兰板40上还螺纹连接有螺纹杆433，所述螺纹杆433能够推动所述第二导向杆运动，从而驱动所述转动件从第一状态运动至第二状态，所述第一状态为所述连接轴43与所述连接杆41同轴的状态，所述第二状态为所述连接轴43与所述连接杆41垂直的状态。

具体的，通过这种设置方式，可以便于对电池系统安装至加热管道内，也便于维修，参考图1、图5-图8、图10，在连接杆的端部平行设置有两块连接板41a，第一齿轮430通过第一销轴45转动设置在两连接板41a之间，从而使转动件1可以绕第一销轴45从第一状态转动至第二状态，其中电池系统安装的方法包括以下步骤：步骤一，在初始安装时，将螺纹杆433旋出，此时在转动件1的重力作用下处于第一状态(参考图6)；步骤二，将转动件1插入支撑管4内，使转动件到达供热管道9内，然后将螺纹杆433螺接至法兰板40上，推动第二导向杆432运动，从而推动第一齿板431运动，驱动第一次轮430转动，使转动件逐渐转动至第二状态(参考图5)；步骤三，将刚性顶杆31依次穿过法兰板40和堵板42；步骤四，将发电装置2设置于法兰板40，然后通过螺栓将发电装置2和法兰板40一同固定至支撑管4的端部；完成对电池系统的安装。

需要说明的是，在需要将该系统拆除检修维护时，按照安装步骤的相反顺序进行依次拆卸即可。

进一步地，参考图5、图6、图10，所述连接杆41的端部平行设置有两连接板41a，两连接板之间设置有导向槽434，所述第一齿板431导向设置于所述导向槽434。其中导向槽434设置于两连接板41a之间，导向槽434的两侧分别与两连接板41a固定连接，导向槽434位于第一齿轮430远离所述连接轴43的一侧；导向槽434可以选用C型槽，第一齿板431为相适配的T型板，在T型板与第一齿轮430接触的一面设置为齿面。

进一步地，参考图1、图5，作为优选的实施方式，所述第二导向杆432位于所述堵板42远离所述法兰板的一侧设置有第一限位面4321，在所述转动件处于第一状态时所述第一限位面4321抵靠在所述堵板42上，所述第二导向杆靠近所述法兰板的一端设置有第一承力板4322，所述第一承力板4322与所述堵板之间还设置有第二压簧4323。通过设置第一限位面，可以在转动件1处于第一状态时第一限位面抵靠在堵板上进行限位，进一步的设置第一承力板4322和第二压簧4323，可以在第一状态时通过第二压簧4323提供一定的保持力，从而可以便与保持第一状态，避免转动件1摆动，从而便于拆卸和安装；通过设置第一承力板4322还可以增大第二导向杆432和螺纹杆433的接触面。

进一步地，参考图1、图2，所述螺纹杆433远离所述堵板的一端设置有第二限位面4330，在所述转动件处于第二状态时所述第二限位面4330抵靠在所述法兰板上。具体的，在螺纹杆433的端部设置有螺栓头，第二限位面4330为螺栓头靠近法兰板40的一面；可以理解的是，在将转动件1从第一状态驱动至第二状态时转动件均处于供热管道9内部，不能观察转动件1的实时状态，因此通过设置第二限位面4330，在第二限位面与法兰板接触时第一转动件1正好处于第二状态，从而便于对转动件1位置的确定，减小安装难度。

进一步地，为了提高在电池系统工作时的稳定性，作为进一步地改进，所述连接杆41内同轴设置有穿过孔410，所述穿过孔靠近所述法兰板的一端围绕所述穿过孔410同轴设置有台阶孔411，所述穿过孔410内滑动导向穿设有刚性推杆412，所述刚性推杆412位于所述台阶孔411内的一端设置有第二承力板413，所述第二承力板413和所述台阶孔411的底面之间设置有第三压簧415，所述刚性推杆412的另一端设置有与所述第一齿轮430对应设置的弧形齿板414，所述法兰板上与所述台阶孔对应设置有第二螺纹杆416；通过这种设置方式，可以在转动件1处于第二状态时，通过锁紧第二螺纹杆416从而推动推杆412抵抗第三压簧415的弹力运动，使弧形齿板414由与第一齿轮分离的状态运动至与第一齿轮相啮合的状态，从而可以对第一齿轮进行锁紧，提高稳定性。

其中电池系统安装方法的步骤二和步骤三之间还包括：步骤21，将锁紧第二螺纹杆416从而推动推杆412抵抗第三压簧415的弹力运动，使弧形齿板414由与第一齿轮分离的状态运动至与第一齿轮相啮合的状态。

进一步地，可以理解的是，在通过上述方式将转动件1安装至供热管道9和从供热管道9内拆出时，由于叶片处于展开状态，因此必需使叶片的尺寸进行控制，使叶片能够出入支撑管4才可以，为了保证叶片在供热管道9内具有足够大的受力面，这就需要将支撑管的内径做的足够大，这无疑会增加施工成本，提高占地面积，针对该问题，作为进一步地改进，参考图7、图8，所述转动件1内同轴设置有导向腔1a，所述导向腔1a内导向设置有导向轴1b，所述导向轴1b的外周面上均匀间隔设置有多个齿条部11，所述齿条部11沿所述导向轴1b的轴向方向设置，所述转动件1上围绕所述导向轴1b还设置有多个第二齿轮12，所述第二齿轮12与所述齿条部11一一对应设置啮合连接，每个所述第二齿轮上均设置有所述叶片10，所述转动件1内还设置有驱动组件，所述驱动组件能够驱动所述导向轴1b沿轴向运动，以驱动所述第二齿轮转动，使所述叶片10在展开状态(参考图7)和收拢状态(参考图8)之间切换。通过这种设置方式，可以在需要对电池系统拆装置，首先将叶片从展开状态切换至收拢状态，然后进行拆装，在将转动件安装至供热管道内后再从收拢状态切换至展开状态，通过这种设置方式可以在保证叶片具有足够大的受力面的前提下可以将支撑管4的尺寸设置的足够小，从而可以降低施工成本。

进一步的，参考图7、图8，作为一种具体的实施方式，驱动组件的具体结构为：所述驱动组件包括设置于所述连接轴43与所述导向腔1a之间的第二导向腔1c，所述第二导向腔1c内设置有活塞14，所述活塞与所述导向轴1b连接，所述第二导向腔1c内填充有膨胀液。

具体的，由于供热管道内流过的是热水，因此通过这种膨胀液膨胀产生推力的方式进行驱动导向轴1b设置方式可以巧妙的利用热胀冷缩的远离，简化驱动组件的驱动结构，其中膨胀液设置为在温度处于20℃左右时可以使叶片10处于收拢状态，在温度处于40℃使可以使叶片10处于完全展开的状态，其工作方法为：在进行安装时，首先使连接件1受冷，使膨胀液收缩，从而使叶片10处于收拢状态，然后将其逐步安装至供热管道9上，在供热管道9工作时，内部通过热水，从而使膨胀液受热膨胀推动导向轴1b运动，从而驱动叶片10展开。

一般在对电池系统进行检修维护均是在不使用供暖管道的季节，此时叶片均处于收缩状态，可以对转动件进行拆卸。

进一步地，作为一种具体的实施方式，为了保证在膨胀液膨胀时可以具有足够的力推动导向轴1b运动从而推动叶片展开，其中第二导向腔1c的横截面为S1，单位cm

进一步地，作为进一步的改进，参考图7、图8，所述转动件1内围绕所述第二导向腔1c还设置有容纳腔1d，所述容纳腔内填充有膨胀液。通过这种设置方式，可以增大膨胀液的量，从而增大膨胀液体积与第二导向腔1c体积的比值，使膨胀液膨胀时导向轴1b获取足够的推力，保证叶片能够完全展开；其中容纳腔1d的开口位置开拆卸设置有端盖，通过这种设置方式便于对膨胀液的添加。

进一步地，作为具体的实施方式，所述支撑管4与所述连接杆41同轴设置，所述刚性顶杆31与所述螺纹杆433分设于所述连接杆41的两侧。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。