一种水利工程多功能农用发电设备及其发电方法与流程

1.本发明涉及水利工程技术领域，具体是一种水利工程多功能农用发电设备及其发电方法。


背景技术：

2.水力发电，属于水利工程中的一个分支，研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等技术经济问题的科学技术。水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。为实现将水能转换为电能，需要兴建不同类型的水电站，取代燃煤、燃油发电，具有环保、节约能源的优点；
3.目前，采用的发电方式是利用水流落差驱动水轮机工作，以此带动发电机旋转发电，产生的电能在经过电力系统处理后使电压满足供电要求；
4.传统水力发电均是利用水体中的位能，农田与河道通常是密不可分的，目前，河道取水灌溉农田，只能依靠燃油机带动抽水泵运转取水，无法利用河道水流动能取水，灌溉得不到新能源代替，灌溉成本高，其次，在水体无位能的情况下，水能无法转化为电能为农用设备供电，既浪费能源，又不够环保。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于提供一种水利工程多功能农用发电设备及其发电方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
7.一种水利工程多功能农用发电设备，包括底座、四个支撑杆和四个垫板，四个所述支撑杆分别固定连接于底座的下表面四角，所述垫板固定连接于支撑杆的外壁中部，还包括：
8.水浪平复机构，固定连接于所述底座的上表面右前端；
9.立板，固定连接于所述底座的上表面右端；
10.加强筋，数量为两个，一端分别固定连接于所述立板的左侧前后两端，且另一端与底座的上表面固定连接；
11.变电系统，安装于所述加强筋的上表面；
12.定位螺孔，数量为若干个，沿周向开设于所述立板的左侧壁；
13.第一转轴，通过圆柱滚子轴承可旋转地安装于所述立板的左侧前端；
14.水轮，数量为若干个，从左至右等距安装于所述第一转轴的外壁；
15.主动齿轮，安装于所述第一转轴的外壁左侧；
16.转板，套接于所述第一转轴的外壁左侧，且位于主动齿轮的右侧；
17.定位螺栓，数量为两个，分别螺接于所述转板的左侧壁顶部前后两端；
18.传导齿轮，通过销轴可旋转地安装于所述转板的左侧壁，且与所述主动齿轮啮合连接，所述传导齿轮与主动齿轮构造相同；
19.变速器，数量为两个，分别安装于所述立板的右侧壁顶端和后侧；
20.从动齿轮，安装于所述变速器的输入轴，从动齿轮与传导齿轮啮合连接；
21.发电机，安装于位于顶部的所述变速器的右侧；
22.抽水机构，安装于位于后侧的所述变速器的右侧。
23.作为本发明进一步的方案：若干个所述定位螺孔以第一转轴的轴线为中心沿周向等距分布。
24.作为本发明进一步的方案：所述水浪平复机构包括：三脚架，固定连接于所述底座的上表面右前角；挡板，通过销轴可旋转地安装于所述三脚架的右侧壁底端；支撑杆，一端通过圆柱滚子轴承可旋转地安装于所述三脚架的右侧壁顶端；螺纹套，安装于所述支撑杆的另一端；螺杆，螺接于所述螺纹套的内壁；摇柄，安装于所述螺杆的顶端；支撑座，通过轴承可旋转地安装于所述螺杆底端，所述支撑座的底端与挡板的后侧底端通过销轴可旋转地安装；锁紧螺母，螺接于所述螺杆的外壁，且与所述螺纹套底端接触对螺杆制动。
25.作为本发明进一步的方案：所述挡板的底端低于水轮的最低点。
26.作为本发明进一步的方案：所述变电系统包括：防尘箱，安装于所述加强筋的上表面；箱盖，可开合地安装于所述防尘箱的后侧顶端；整流器、变压器和蓄电池，从前至后安装于所述防尘箱的内腔底端，所述整流器、变压器和蓄电池电性连接，且整流器与发电机电性连接。
27.作为本发明进一步的方案：所述抽水机构包括：泵体，安装于位于后侧的所述变速器的右侧；下水管，一端安装于所述泵体进液口；金属网管，安装于所述下水管的另一端；叶轮，安装于所述泵体的内腔；泵盖，安装于所述泵体的左侧开口处；第二转轴，可旋转地安装于所述泵盖的中心位置，且第二转轴的右端安装于所述变速器的输出端。
28.作为本发明进一步的方案：所述下水管的底端低于水轮的最低点。
29.作为本发明进一步的方案：所述从动齿轮与传导齿轮的传动比为1:3以上。
30.以上装置的使用方法为：
31.步骤一，在贴近水边的地面上铲出足够底座放置的面积，支撑杆插入土地内，直至垫板支撑在地面上，实现设备的安放，旋拧定位螺栓远离螺杆，解除对螺杆的制动，通过摇柄驱动螺杆顺时针或逆时针旋转，在螺纹套的作用下螺杆可向上或向下移动，促使挡板底部向上或向下摆动，直至挡板能够阻挡扬起的波浪，旋拧定位螺栓向上移动与螺纹套接触，实现挡板的调整，让水面保持平缓；
32.步骤二，平缓的水面可使若干个水轮均能与水面接触，借助水流动能驱动水轮转动，进而使第一转轴转动，由于第一转轴与传导齿轮啮合连接，进而使传导齿轮旋转，由于从动齿轮与传导齿轮传动比为1:3以上，从动齿轮力臂大于传导齿轮的力臂，从动齿轮的转矩较大，便于传导齿轮驱动从动齿轮旋转，经过变速器提升发电机转速，从而使发电机发电，产生的电能整流器整流，再经变压器变压后存储在蓄电池内，当一些靠电能工作的农用设备如药水搅拌器、除草机等需要使用时，可利用蓄电池内存储的电能供电使用；
33.步骤三，当需要进行农田灌溉时，将定位螺栓从定位螺孔内旋出，解除对转板的制动，拨动转板转动，使传导齿轮与位于后侧的从动齿轮啮合，再将定位螺栓旋入相对应位置的定位螺孔内，对转板固定，完成传导齿轮的调整，进而可使位于后侧的变速器工作，改变第二转轴转速，叶轮高速旋转，叶轮与泵体配合使下水管产生吸力，金属网管对吸入泵体内
的水中悬浮物过滤，然后从泵体出液口排除，以此实现河水输送，对农田进行灌溉。
34.与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：
35.1、本发明通过顺时针或逆时针旋转可使螺杆沿着螺纹套向上或向下移动，促使挡板向上或向下摆动，利用挡板对水波阻挡，保持水面平静，通过第一转轴与水轮的配合可使主动齿轮旋转，进而使传导齿轮带动从动齿轮旋转，发电机发电，变电系统中整流器与变压器配合对电能调整处理，并存储在蓄电池中，从而可利用河道水能转化为电能，为农用设备供电，节省能源又环保；
36.2、本发明通过定位螺栓与定位螺孔配合能对转动后的转板定位，进而使传导齿轮与位于后侧的从动齿轮连接，达到第二转轴带动叶轮旋转的目的，泵体吸水，因此，实现农田灌溉，灌溉得到新能源代替，降低灌溉成本。
附图说明
37.图1为本发明结构示意图；
38.图2为本发明立板左视图；
39.图3为本发明立板主视剖面图；
40.图4为本发明水浪平复机构结构示意图；
41.图5为本发明水浪平复机构右视图；
42.图6为本发明抽水机构主视剖面图。
43.图中：1-底座，2-支撑杆，3-垫板，4-水浪平复机构，5-立板，6-加强筋，7-变电系统，8-定位螺孔，9-第一转轴，10-水轮，11-主动齿轮，12-转板，13-定位螺栓，14-传导齿轮，15-变速器，16-从动齿轮，17-发电机，18-抽水机构，41-三脚架，42-挡板，43-支撑杆，44-螺纹套，45-螺杆，46-摇柄，47-支撑座，48-锁紧螺母，71-防尘箱，72-箱盖，73-整流器，74-变压器，75-蓄电池，181-泵体，182-下水管，183-金属网管，184-叶轮，185-泵盖，186-第二转轴。
具体实施方式
44.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
45.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
46.实施例1
47.请参阅图1-3，本发明实施例中，一种水利工程多功能农用发电设备，包括底座1、四个支撑杆2和四个垫板3，四个支撑杆2分别固定连接于底座1的下表面四角，支撑杆2底部为圆锥体，便于其插入地面，垫板3固定连接于支撑杆2的外壁中部，垫板3可增大与地面的接触面积，放置底座1下沉，还包括水浪平复机构4、立板5、加强筋6、变电系统7、定位螺孔8、第一转轴9、水轮10、主动齿轮11、转板12、定位螺栓13、传导齿轮14、变速器15、从动齿轮16、发电机17和抽水机构18，水浪平复机构4固定连接于底座1的上表面右前端，立板5固定连接于底座1的上表面右端，加强筋6数量为两个，一端分别固定连接于立板5的左侧前后两端，且另一端与底座1的上表面固定连接，加强筋6不仅增强立板5的稳定性，还能对防尘箱71支
撑，变电系统7安装于加强筋6的上表面，定位螺孔8数量为若干个，沿周向开设于立板5的左侧壁，第一转轴9通过圆柱滚子轴承可旋转地安装于立板5的左侧前端，水轮10数量为若干个，从左至右等距安装于第一转轴9的外壁，河道内河水流动作用下推动水轮10转动，从而实现第一转轴9的旋转，主动齿轮11安装于第一转轴9的外壁左侧，转板12套接于第一转轴9的外壁左侧，且位于主动齿轮11的右侧，定位螺栓13数量为两个，分别螺接于转板12的左侧壁顶部前后两端，传导齿轮14通过销轴可旋转地安装于转板12的左侧壁，且与主动齿轮11啮合连接，传导齿轮14与主动齿轮11构造相同，利用传导齿轮14的传动可使从动齿轮16转动，变速器15数量为两个，分别安装于立板5的右侧壁顶端和后侧，用于将输入的低转速调整成输出高转速，从动齿轮16安装于变速器15的输入轴，从动齿轮16与传导齿轮14啮合连接，发电机17安装于位于顶部的变速器15的右侧，发电机17转动发电，实现水能转化为电能，抽水机构18安装于位于后侧的变速器15的右侧。
48.进一步的，若干个定位螺孔8以第一转轴9的轴线为中心沿周向等距分布，随着转板12转动，可使定位螺栓13与不同位置的定位螺孔8对应上，便于对移动后的转板12定位。
49.进一步的，如图4和5所示，水浪平复机构4包括三脚架41、挡板42、支撑杆43、螺纹套44、螺杆45、摇柄46、支撑座47和锁紧螺母48，三脚架41固定连接于底座1的上表面右前角，挡板42通过销轴可旋转地安装于三脚架41的右侧壁底端，挡板42的底端低于水轮10的最低点，确保挡板42可优先与水面接触，对水面产生的波浪阻拦，以便于水轮10受力均衡，支撑杆43一端通过圆柱滚子轴承可旋转地安装于三脚架41的右侧壁顶端，螺纹套44安装于支撑杆43的另一端，螺杆45螺接于螺纹套44的内壁，当螺杆45顺时针或逆时针旋转时，螺杆45在螺纹套44上向上或向下移动，进而实现挡板42的摆动，摇柄46安装于螺杆45的顶端，支撑座47通过轴承可旋转地安装于螺杆45底端，支撑座47的底端与挡板42的后侧底端通过销轴可旋转地安装，锁紧螺母48螺接于螺杆45的外壁，且与螺纹套44底端接触对螺杆45制动。
50.进一步的，如图1所示，变电系统7包括防尘箱71、箱盖72、整流器73、变压器74和蓄电池75，防尘箱71安装于加强筋6的上表面，通过防尘箱71与箱盖72的配合对整流器73、变压器74和蓄电池75保护，箱盖72可开合地安装于防尘箱71的后侧顶端，整流器73、变压器74和蓄电池75从前至后安装于防尘箱71的内腔底端，整流器73对发电机17产生的电能进行整流处理，再经过变压器74变压后使可用电能存储在蓄电池中，整流器73、变压器74和蓄电池75电性连接，且整流器73与发电机17电性连接。
51.进一步的，如图6所示，抽水机构18包括泵体181、下水管182、金属网管183、叶轮184、泵盖185和第二转轴186，泵体181安装于位于后侧的变速器15的右侧，下水管182一端安装于泵体181进液口，金属网管183安装于下水管182的另一端，下水管182的底端低于水轮10的最低点，使下水管182下潜到适宜深度，防止水面上漂浮物影响抽水的进行，金属网管183利用自身网孔度河水过滤，避免悬浮物在叶轮184与泵体181之间发生阻塞，叶轮184安装于泵体181的内腔，叶轮184高速旋转时，泵体181内可产生吸力，让河水吸入泵体181，泵盖185安装于泵体181的左侧开口处，第二转轴186可旋转地安装于泵盖185的中心位置，且第二转轴186的右端安装于变速器15的输出端。
52.进一步的，从动齿轮16与传导齿轮15的传动比为1:3以上，从动齿轮16直径大于传导齿轮15直径，从动齿轮16转矩较大，便于传导齿轮15驱动从动齿轮16旋转。
53.工作原理：
54.步骤一，在贴近水边的地面上铲出足够底座1放置的面积，支撑杆2插入土地内，直至垫板3支撑在地面上，实现设备的安放，旋拧定位螺栓13远离螺杆45，解除对螺杆45的制动，通过摇柄46驱动螺杆45顺时针或逆时针旋转，在螺纹套44的作用下螺杆45可向上或向下移动，促使挡板42底部向上或向下摆动，直至挡板42能够阻挡扬起的波浪，旋拧定位螺栓13向上移动与螺纹套44接触，实现挡板42的调整，让水面保持平缓；
55.步骤二，平缓的水面可使若干个水轮10均能与水面接触，借助水流动能驱动水轮10转动，进而使第一转轴9转动，由于第一转轴9与传导齿轮14啮合连接，进而使传导齿轮14旋转，由于从动齿轮16与传导齿轮14传动比为1:3以上，从动齿轮17力臂大于传导齿轮14的力臂，从动齿轮17的转矩较大，便于传导齿轮14驱动从动齿轮16旋转，经过变速器15提升发电机17转速，从而使发电机17发电，产生的电能整流器73整流，再经变压器74变压后存储在蓄电池75内，当一些靠电能工作的农用设备如药水搅拌器、除草机等需要使用时，可利用蓄电池75内存储的电能供电使用；
56.步骤三，当需要进行农田灌溉时，将定位螺栓13从定位螺孔8内旋出，解除对转板12的制动，拨动转板12转动，使传导齿轮14与位于后侧的从动齿轮16啮合，再将定位螺栓13旋入相对应位置的定位螺孔8内，对转板12固定，完成传导齿轮14的调整，进而可使位于后侧的变速器15工作，改变第二转轴186转速，叶轮184高速旋转，叶轮184与泵体181配合使下水管182产生吸力，金属网管183对吸入泵体181内的水中悬浮物过滤，然后从泵体181出液口排除，以此实现河水输送，对农田进行灌溉；
57.本发明对水面泛起的水波平复，借助水力推动水轮10旋转，通过变电系统对电能处理存储，取代柴油发电，节约能源的同时更加环保，而且具备抽水功能，灌溉得到新能源取替，灌溉成本低，更利于推广。
58.以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。