一种具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置

技术领域

本发明涉及一种具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置。

背景技术

水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。利用水力推动水力机械转动，将水能转变为机械能，在水轮机上接上发电机，随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转变为电能，水力发电作为一种清洁能源被广泛使用。

现有的水利发电装置一般有发电站等，这些装置一般体积较大，需要固定在堤坝上，因此其在枯水期时，涡轮可能无法沉入水中，造成无法发电，因此市场上出现了浮管式发电装置，而现有的浮管式发电装置一般没有设置较好的防缠绕机构，水中的树枝、塑料袋等漂浮垃圾容易缠绕涡轮，影响涡轮的旋转，甚至造成发电机的损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置，包括浮管、浮板、发电机、涡轮和防堵机构，所述浮管设置在浮板下方，所述发电机设置在浮管内，所述发电机位于浮管的一端，所述涡轮安装在发电机上，所述防堵机构设置在浮板上；

所述防堵机构包括滤网、刷动组件和喷水组件，所述滤网设置在浮管靠近涡轮的一端，所述刷动组件包括电机、半齿轮、齿条、移动杆、固定管、第一弹簧、刷板和刷头，所述电机水平设置在浮板上，所述半齿轮安装在电机上，所述浮板上设有穿孔，所述移动杆穿过穿孔，所述移动杆与穿孔滑动连接，所述齿条设置在移动杆上，所述齿条与半齿轮啮合，所述固定管设置在浮板上方，所述固定管套设在移动杆上，所述固定管与移动杆滑动连接，所述第一弹簧套设在移动杆上，所述第一弹簧位于固定管上方，所述第一弹簧的一端与移动杆端部连接，所述第一弹簧的另一端与固定管连接，所述刷板设置在移动杆远离固定管的一端，所述刷板与滤网抵靠，所述刷头设置在刷板上，所述刷头与刷板铰接，所述喷水组件包括套管、活塞、连杆、入水管和出水管，所述套管设置在浮板上，所述活塞设置在套管内，所述活塞与套管密封连接，所述连杆的一端位于套管内与活塞连接，所述连杆的另一端伸出套管外与移动杆连接，所述入水管和出水管均设置在套管顶部，所述出水管与移动杆靠近第一弹簧的一端连接，所述移动杆中空设置，所述移动杆通过出水管与套管内部连通，所述刷板中空设置，所述刷板与移动杆连通，所述刷板上设有若干出水孔，各出水孔均匀设置。

为了对装置进行固定，所述浮板上设有固定单元，所述固定单元包括拉绳和插杆，所述拉绳的一端与浮板连接，所述拉绳的另一端与插杆连接。

为了防止水进入发电机影响发电机运转，所述发电机上设有隔水单元，所述隔水单元包括外壳、固定环、转环和限位环，所述外壳设置在发电机上，所述发电机的输出轴穿过外壳，所述固定环套设在发电机的输出轴上，所述固定环与发电机的输出轴固定连接，所述转环设置在固定环上，所述转环与固定环同轴设置，所述外壳上设有环形槽，所述转环远离固定环的一端位于环形槽内，所述限位环设置在转环位于环形槽内的一端，所述环形槽内设有凹槽，所述凹槽为环形，所述限位环位于凹槽内，所述限位环与凹槽滑动连接。

为了对移动杆的移动进行更好的限位，所述固定管内设有滑块，所述移动杆上设有滑槽，所述滑块位于滑槽内，所述滑块与滑槽滑动连接。

为了对移动杆的移动进行更好的限位，所述滑块有两个，两个滑块分别设置在固定管的两侧，所述滑槽有两个，两个滑块分别位于两个滑槽内。

为了使得水只能由入水管进入，出水管流出，所述入水管与套管的连接处设有单向阀，所述出水管与套管的连接处设有单向阀。

为了实现更好的抽水效果，所述套管内设有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与套管连接，所述第二弹簧的另一端与活塞连接。

为了实现更好的清理效果，所述刷头有若干，各刷头均匀设置在刷板上。

为了避免刷头损坏滤网，所述刷头与刷板的铰接处设有扭簧。

为了实现更好的发电效果，所述浮管靠近涡轮的一端为喇叭状。

本发明的有益效果是，该具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置，通过水流冲击涡轮，实现发电，通过防堵机构避免树枝、塑料袋等漂浮垃圾缠绕涡轮，对装置进行保护，与现有的发电装置相比，该装置通过浮板的浮力，使得涡轮始终位于水下，使得装置能够适应不同的水位环境，与现有的防堵机构相比，该机构通过一个输出端即可实现刷动组件和喷水组件的同时运行，节省了能源，同时刷动组件和喷水组件采用联动，实现垃圾的在线松动和清理，提高了清理效果，且该联动采用纯机械结构，避免了电子元件的使用，提高了装置的稳定性和使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置的结构示意图；

图2是本发明的具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置的隔水单元的结构示意图；

图3是本发明的具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置的刷板与刷头的连接结构示意图；

图4是本发明的具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置的移动杆与固定管的连接结构示意图；

图中：1.浮管，2.浮板，3.发电机，4.涡轮，5.滤网，6.电机，7.半齿轮，8.齿条，9.移动杆，10.固定管，11.第一弹簧，12.刷板，13.刷头，14.套管，15.活塞，16.连杆，17.入水管，18.出水管，19.拉绳，20.插杆，21.外壳，22.固定环，23.转环，24.限位环，25.滑块，26.第二弹簧。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-2所示，一种具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置，包括浮管1、浮板2、发电机3、涡轮4和防堵机构，所述浮管1设置在浮板2下方，所述发电机3设置在浮管1内，所述发电机3位于浮管1的一端，所述涡轮4安装在发电机3上，所述防堵机构设置在浮板2上；

该装置使用时，将装置放入水中，浮板2受浮力作用，浮在水面上，从而使得浮板2下方的浮管1始终位于水平面下方，从而使得水流能冲击浮管1内的涡轮4，水流冲入浮管1，然后冲击涡轮4，使得涡轮4旋转，涡轮4驱动发电机3的输出轴旋转，从而实现发电，通过防堵机构避免水中的树枝或者塑料袋等漂浮垃圾缠绕涡轮4，对涡轮4实现保护。

这里浮管1的端部为喇叭状，从而使得更多的水进入浮管1，通过喇叭口，使得水流通过的管径由大变小，从而加速了水的流动，从而提高了水的冲击力，从而实现更好的发电效果。

这里装置放入水中后，在岸边插入插杆20，使得插杆20固定，从而使得拉绳19固定住浮板2，对装置进行固定，避免装置被水冲走。

这里发电机3通过隔水单元实现隔水，发电机3的输出轴旋转驱动固定环22旋转，固定环22驱动转环23旋转，转环23驱动限位环24旋转，限位环24位于凹槽内，从而使得限位环24在凹槽内旋转，从而不会影响发电机3输出轴的旋转，从而避免隔水单元影响发电机3的运行，这里转环23和外壳21对水进行隔离，避免水进入固定环22、转环23和外壳21形成的密封腔内，少量的水滴可能会通过转环23和外壳21之间空隙进入，随后受到限位环24的阻挡，水滴无法继续进入，从而实现二次密封效果，从而提高了隔水效果，从而避免水造成短路等问题。

为了对装置进行固定，所述浮板2上设有固定单元，所述固定单元包括拉绳19和插杆20，所述拉绳19的一端与浮板2连接，所述拉绳19的另一端与插杆20连接。

为了防止水进入发电机3影响发电机3运转，所述发电机3上设有隔水单元，所述隔水单元包括外壳21、固定环22、转环23和限位环24，所述外壳21设置在发电机3上，所述发电机3的输出轴穿过外壳21，所述固定环22套设在发电机3的输出轴上，所述固定环22与发电机3的输出轴固定连接，所述转环23设置在固定环22上，所述转环23与固定环22同轴设置，所述外壳21上设有环形槽，所述转环23远离固定环22的一端位于环形槽内，所述限位环24设置在转环23位于环形槽内的一端，所述环形槽内设有凹槽，所述凹槽为环形，所述限位环24位于凹槽内，所述限位环24与凹槽滑动连接。

为了实现更好的发电效果，所述浮管1靠近涡轮4的一端为喇叭状。

如图3-4所示，所述防堵机构包括滤网5、刷动组件和喷水组件，所述滤网5设置在浮管1靠近涡轮4的一端，所述刷动组件包括电机6、半齿轮7、齿条8、移动杆9、固定管10、第一弹簧11、刷板12和刷头13，所述电机6水平设置在浮板2上，所述半齿轮7安装在电机6上，所述浮板2上设有穿孔，所述移动杆9穿过穿孔，所述移动杆9与穿孔滑动连接，所述齿条8设置在移动杆9上，所述齿条8与半齿轮7啮合，所述固定管10设置在浮板2上方，所述固定管10套设在移动杆9上，所述固定管10与移动杆9滑动连接，所述第一弹簧11套设在移动杆9上，所述第一弹簧11位于固定管10上方，所述第一弹簧11的一端与移动杆9端部连接，所述第一弹簧11的另一端与固定管10连接，所述刷板12设置在移动杆9远离固定管10的一端，所述刷板12与滤网5抵靠，所述刷头13设置在刷板12上，所述刷头13与刷板12铰接，所述喷水组件包括套管14、活塞15、连杆16、入水管17和出水管18，所述套管14设置在浮板2上，所述活塞15设置在套管14内，所述活塞15与套管14密封连接，所述连杆16的一端位于套管14内与活塞15连接，所述连杆16的另一端伸出套管14外与移动杆9连接，所述入水管17和出水管18均设置在套管14顶部，所述出水管18与移动杆9靠近第一弹簧11的一端连接，所述移动杆9中空设置，所述移动杆9通过出水管18与套管14内部连通，所述刷板12中空设置，所述刷板12与移动杆9连通，所述刷板12上设有若干出水孔，各出水孔均匀设置。

这里水流进入浮管1前，经过滤网5的过滤，树枝、塑料袋等漂浮垃圾隔离在滤网5上，从而避免树枝或塑料袋等垃圾进入浮管1，造成涡轮4的缠绕，从而对涡轮4和发电机3实现保护。

树枝和塑料袋留在滤网5上，会影响浮管1的进水，此时运行电机6，电机6驱动半齿轮7旋转，当半齿轮7与齿条8啮合时，半齿轮7驱动齿条8移动，齿条8驱动移动杆9移动，移动杆9驱动刷板12移动，刷板12驱动刷头13移动，通过刷头13勾住树枝、塑料袋等垃圾，然后随着移动杆9的移动，使得刷头13上的垃圾由滤网5上移开，从而对滤网5实现清理，同时移动杆9移动驱动连杆16移动，连杆16驱动活塞15移动，活塞15移动使得活塞15与套管14形成的密封腔空间减小，从而使得套管14内的水压入出水管18，然后流入移动杆9内，然后流入刷板12内，然后由刷板12上的各个出水孔喷出，从而使得水流冲击滤网5，使得滤网5缠绕的垃圾产生松动，从而使得刷头13更好的对滤网5上的垃圾进行清理。

当半齿轮7不与齿条8啮合时，此时第一弹簧11处于拉伸状态，第一弹簧11的回复力对移动杆9产生向下的推力，从而使得移动杆9在第一弹簧11的回复力作用下反向移动，从而使得刷板12和刷头13反向移动，从而使得刷头13再次对滤网5进行清理，同时移动杆9反向移动驱动活塞15反向移动，从而使得密封腔空间增大，从而使得密封腔内的气压减小，外部的大气压就会将水由入水管17压入密封腔内，从而对下一次的喷水进行准备，这里的第二弹簧26处于压缩状态，第二弹簧26的回复力对活塞15产生向外的推力，从而使得活塞15更好的反向移动，实现更好的补水效果。

这里移动杆9位于固定管10内，从而使得移动杆9只能沿着固定管10的轴线方向移动，从而对移动杆9的移动进行限位，滑块25位于移动杆9上的滑槽内，从而使得滑块25只能沿着滑槽的轴线方向移动，从而对滑块25的移动进行限位，从而对移动杆9的移动进行更好的限位。

这里入水管17上的单向阀只能入水不能出水，这里出水管18上的反向阀只能出水不能入水，从而使得水只能由入水管17进入套管14内，然后由出水管18流出。

为了对移动杆9的移动进行更好的限位，所述固定管10内设有滑块25，所述移动杆9上设有滑槽，所述滑块25位于滑槽内，所述滑块25与滑槽滑动连接。

为了对移动杆9的移动进行更好的限位，所述滑块25有两个，两个滑块25分别设置在固定管10的两侧，所述滑槽有两个，两个滑块25分别位于两个滑槽内。

为了使得水只能由入水管17进入，出水管18流出，所述入水管17与套管14的连接处设有单向阀，所述出水管18与套管14的连接处设有单向阀。

为了实现更好的抽水效果，所述套管14内设有第二弹簧26，所述第二弹簧26的一端与套管14连接，所述第二弹簧26的另一端与活塞15连接。

为了实现更好的清理效果，所述刷头13有若干，各刷头13均匀设置在刷板12上。

为了避免刷头13损坏滤网5，所述刷头13与刷板12的铰接处设有扭簧。

该装置使用时，将装置放置在水中，通过固定单元对装置进行固定，避免装置被水冲走，通过隔水单元对发电机3进行密封隔水，放置水造成短路等问题，通过浮板2的浮力，使得涡轮4始终位于水平面下方，避免在不同的水位情况下，涡轮4无法沉入水下，影响发电效果，通过滤网5对树枝、塑料袋等漂浮垃圾进行隔离，避免垃圾缠绕涡轮4，造成装置损坏，通过刷动单元对滤网5进行清理，提高了浮管1的进水效果，通过喷水组件使得滤网5上的垃圾产生松动，实现更好的清理效果。

与现有技术相比，该具有防缠绕功能的浮管式水利发电装置，通过水流冲击涡轮4，实现发电，通过防堵机构避免树枝、塑料袋等漂浮垃圾缠绕涡轮4，对装置进行保护，与现有的发电装置相比，该装置通过浮板2的浮力，使得涡轮4始终位于水下，使得装置能够适应不同的水位环境，与现有的防堵机构相比，该机构通过一个输出端即可实现刷动组件和喷水组件的同时运行，节省了能源，同时刷动组件和喷水组件采用联动，实现垃圾的在线松动和清理，提高了清理效果，且该联动采用纯机械结构，避免了电子元件的使用，提高了装置的稳定性和使用寿命。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。