兼具泵水功能的水輪的製造方法
2023-09-23 04:45:45
兼具泵水功能的水輪的製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種兼具泵水功能的水輪機包括由上端蓋、下端蓋及側壁組成的殼體，所述上端蓋和下端蓋之間安裝有可轉動的水輪軸，所述水輪軸上安裝有轉子，殼體上設置有進水口和出水口；所述轉子包括相鄰同軸圓筒形成的環槽，殼體上設置有用於封閉環槽的阻水裝置，相鄰環槽之間的葉片圓筒上在對稱方向開設有葉片開口，葉片開口處通過葉片軸固定有可轉動的葉片；所述上端蓋上設置有葉片開合導軌，所述葉片軸頂端設置有葉片控制杆，所述葉片控制杆可移動地插入葉片開合導軌並在轉子轉動時驅動葉片軸轉動。本發明提供的兼具泵水功能的水輪機，其能利用河流、小溪等流動的水的水流能量和海洋潮汐的水流動能，能在自然狀態下利用水流的能量轉換，也可以達到抽水的目的。
【專利說明】兼具泵水功能的水輪機
【技術領域】
[0001]本發明涉及水能利用領域，更具體地，涉及一種兼具泵水功能的水輪機。
【背景技術】
[0002]現代的水輪機技術往往要依賴修築攔水壩提高水的勢能，水能資源才能有效地被利用；而現有的無需水壩利用水流動能轉換為機械能的水輪機技術，存在著效率低，成本高的瓶頸。江河和海洋裡的水能資源量極為巨大，不過由於條件的限制，大部份的地方因未適合修築攔水壩，至使這部份的水能資源在現有水輪機技術的前提下沒能被我們所用。
[0003]另一方面，水泵是農業灌溉養殖的重要設備，一般主要依靠電力或汽、柴油機驅動，但由於其生產成本較高，同時又嚴重依賴於現代工業產品而不便於應用於較為偏遠的地方。為了克服以上問題，現有技術中出現了由軸流式水輪機和離心式水泵組成的利用自然能源的水輪泵，不過它需要在落差大於I米的河流和渠道上修建水輪泵站，仍然存在修水壩成本高、效率低、無法移動等限制。
[0004]因此，如何能夠利用人力、畜力、風力等自然狀態下河流或海洋的水流能量驅動的水泵技術，是人民亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的，就是克服現有技術的不足，提供一種兼具泵水功能的水輪機，其能利用河流、小溪等流動的水的水流能量和海洋潮汐的水流動能，能將自然狀態下的水流動能轉化成機械能輸出，同時，在進出水口反向連接時候還可以做水泵用於抽水。
[0006]為解決以上技術問題，本發明採用了以下技術方案:
[0007]—種兼具泵水功能的水輪機，包括由上端蓋、下端蓋及側壁組成的殼體，所述上端蓋和下端蓋之間安裝有可轉動的水輪軸，所述水輪軸上安裝有轉子，所述下端蓋在以水輪軸為中心的相對方向上設置有進水口和出水口；
[0008]所述轉子由外到內依次設置有相互同軸的外圓筒、葉片圓筒及內圓筒，所述外圓筒和葉片圓筒之間形成外環，葉片圓筒和內圓筒之間形成內環，所述外環和內環的軸截面積不等，所述外環和內環在一側與進水口連通，在另一側與出水口連通；所述外圓筒、葉片圓筒和內圓筒在靠近上端蓋一側端面由葉片圓盤封閉，所述葉片圓盤與所述水輪軸連接，所述葉片圓筒在相對方向上對稱開設有葉片開口，所述葉片圓盤在所述葉片開口位置設置有葉片軸，所述葉片軸在與葉片開口對應位置固定有葉片，所述葉片在閉合狀態與所述葉片圓筒形成完整的圓筒，所述葉片以葉片軸為界分為面積不相等的第一半葉和第二半葉，所述第一半葉和第二半葉在葉片打開狀態下分別與所述外圓筒和內圓筒上的止口抵接；
[0009]所述殼體上設置有用於在轉子裝入殼體時封閉外環和內環的阻水裝置，所述阻水裝置分別延伸入外環和內環並與葉片圓盤接觸；
[0010]所述上端蓋在對應所述進水口與出水口的位置設置有葉片開合導軌，所述葉片軸頂端設置有葉片控制杆，所述葉片控制杆可移動地插入葉片開合導軌並在轉子轉動時驅動葉片軸轉動。
[0011]作為一種具體實施例，所述上端蓋上設置有葉片密封導軌，所述葉片軸在靠近上端蓋一側套設有葉片密封裝置，所述葉片密封裝置包括與葉片軸套設的套筒和活動插入套筒的推桿，所述套筒內側壁上設置有套筒臺階，所述推桿外側壁上設置有凸起環，所述推桿由凸起環和套設於推桿外側的彈簧支撐於套筒臺階上，所述推桿一端在葉片軸位於所述阻水裝置相對方向時與葉片密封導軌相接觸，另一端鉸接設置有橫杆，所述橫杆貫穿套筒與推桿連接，所述橫杆在中部位置還設置有支點，所述橫杆通過支點鉸接於葉片上，與橫杆連接還設置有密封滑片。
[0012]作為一種具體實施例，所述阻水裝置包括用於封閉內環的第一阻水板和用於封閉外環的第二阻水板，所述第一阻水板和第二阻水板均由下端蓋沿平行於水輪軸的方向凸起形成。
[0013]優選地，所述第一阻水板和第二阻水板的頂壁以及兩側壁內均安裝有彈簧，所述彈簧末端安裝頂緊板。
[0014]作為一種具體實施例，所述下端蓋在圓周方向凸起形成用於密封內環和外環的轉子密封盤，所述內圓筒和外圓筒的端面位置設置有與轉子密封盤的環狀周面配合密封的密封組件。
[0015]優選地，所述進水口與出水口沿垂直於下端蓋端面的方向貫穿所述轉子密封盤。
[0016]作為一種具體實施例，與所述進水口連接設置有進水管，所述進水管設有第一進水門和第二進水門，所述第一進水門和第二進水門均為單向門，所述第一進水門和第二進水門分列於進水口的兩側且相對設置。
[0017]作為一種具體實施例，與所述出水口連接設置有排水管，所述排水管設有第一排水門和第二排水門，所述第一排水門和第二排水門為單向門，所述第一排水門和第二排水門分列於出水口的兩側且相對設置。
[0018]作為一種具體實施例，所述阻水裝置包括用於控制通過阻水裝置水流流量的阻水開關，所述阻水開關為節流閥。
[0019]作為一種具體實施例，所述葉片、葉片圓筒、內圓筒、外圓筒、水輪軸及葉片圓盤設置為密封中空或由內部填充輕質材料製成。
[0020]在變形例中，一種兼具泵水功能的水輪機，包括由上端蓋、下端蓋及側壁組成的殼體，所述上端蓋和下端蓋之間安裝有可轉動的水輪軸，所述水輪軸上安裝有轉子，所述側壁在以水輪軸為中心的相對方向上設置有進水口和出水口；
[0021]所述轉子由外到內依次設置有相互同軸的葉片圓筒及內圓筒，所述側壁和葉片圓筒之間形成外環，葉片圓筒和內圓筒之間形成內環，所述外環和內環的軸截面積不等，所述葉片圓筒和內圓筒在靠近上端蓋一側端面位置由葉片圓盤封閉，所述葉片圓盤與所述水輪軸連接，所述葉片圓盤的外圓周與所述側壁接觸，所述葉片圓筒在相對方向上對稱開設有葉片開口，所述葉片圓盤在所述葉片開口位置設置有葉片軸，所述葉片軸在與葉片開口對應位置固定有葉片，所述葉片在閉合狀態與所述葉片圓筒形成完整的圓筒，所述葉片以葉片軸為界分為面積不相等的第一半葉和第二半葉，所述第一半葉和第二半葉在葉片打開狀態下分別與所述側壁和內圓筒上的止口抵接；
[0022]所述殼體上設置有用於在轉子裝入殼體時封閉外環和內環的阻水裝置，所述阻水裝置分別沿外環和內環的軸向方向延伸並與葉片圓盤接觸；
[0023]所述上端蓋在對應所述進水口與出水口的位置設置有葉片開合導軌，所述葉片軸頂端設置有葉片控制杆，所述葉片控制杆可移動地插入葉片開合導軌並在轉子轉動時驅動葉片軸轉動。
[0024]作為一種具體實施例，所述阻水裝置包括用於封閉內環的第一阻水板和用於封閉外環的第二阻水板，所述第一阻水板由下端蓋沿平行於水輪軸的方向凸起形成，所述第二阻水板固定於殼體側壁上。
[0025]作為一種具體實施例，所述葉片圓筒上貫穿設置有若干通孔。
[0026]採用以上技術方案，本發明所取得的有益效果是:
[0027]本發明的兼具泵水功能的水輪機密封性能好，能量損失小，可以利用河流、小溪的水流能量和海洋潮汐的水流動能，能將自然狀態下的水流動能轉化成機械能輸出，同時，在進出水口反向連接時候還可以做水泵用於抽水，同時，將兩臺兼具泵水功能的水輪機同軸連接時，還可以實現由水輪機轉動帶動水泵轉動，從而將水從低處泵到高處的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明的技術作進一步的詳細說明:
[0029]圖1為實施例1的兼具泵水功能的水輪機的結構示意圖；
[0030]圖2為圖1的爆炸結構示意圖；
[0031]圖3為實施例1的兼具泵水功能的水輪機的阻水裝置的結構示意圖；
[0032]圖4為實施例1的兼具泵水功能的水輪機的葉片安裝示意圖。
[0033]圖5為實施例1的兼具泵水功能的水輪機的葉片結構示意圖；
[0034]圖6為實施例1的兼具泵水功能的水輪機的葉片密封裝置的結構示意圖；
[0035]圖7為實施例1的兼具泵水功能的水輪機的進水管和排水管的安裝結構示意圖；
[0036]圖8為實施例2的兼具泵水功能的水輪機的結構示意圖；
[0037]圖9為圖8的爆炸結構示意圖；
[0038]圖10為實施例2的兼具泵水功能的水輪機的葉片結構示意圖；
[0039]圖11為實施例3中採用本發明所述兼具泵水功能的水輪機的串聯結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖及較佳實施例對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述，但本發明並不僅限於以下的實施例。
[0041]實施例1
[0042]如圖1-圖7所示，一種兼具泵水功能的水輪機，包括由上端蓋1、下端蓋2及側壁3組成的殼體，所述上端蓋I和下端蓋2之間安裝有可轉動的水輪軸4，所述水輪軸4上安裝有轉子，所述下端蓋2在以水輪軸4為中心的相對方向上設置有進水口 10和出水口 11。
[0043]所述轉子由外到內依次設置有相互同軸的外圓筒6、葉片圓筒8及內圓筒5，所述外圓筒6和葉片圓筒8之間形成外環，葉片圓筒8和內圓筒5之間形成內環，所述外環和內環的軸截面積不相等，所述外環和內環在一側與進水口 10連通，在以水輪軸為中心的另一側與出水口 11連通；所述外圓筒6、葉片圓筒8和內圓筒5在靠近上端蓋I 一側端面由葉片圓盤20封閉，所述葉片圓盤20與所述水輪軸4連接，所述葉片圓筒8在相對方向上對稱開設有葉片開口，所述葉片圓盤20在所述葉片開口位置設置有葉片軸100，所述葉片軸100垂直貫穿所述葉片圓盤20，所述葉片軸100在與葉片開口對應位置固定有葉片17，所述葉片17在閉合狀態與所述葉片圓筒8形成完整的圓筒，所述葉片17以葉片軸100為界分為面積不相等的第一半葉171和第二半葉172，所述第一半葉171和第二半葉172的尺寸與所述外環與內環的軸截面尺寸相匹配，使葉片17可封閉外環與內環的水流通道，在葉片17打開狀態下，第一半葉171與所述外圓筒6的止口 61抵接，第二半葉172與內圓筒5上的止口 51抵接(圖4-圖5)。
[0044]設置內環與外環截面積不同使與之對應的第一半葉171與第二半葉172的面積不等，其目的是在葉片17打開狀態下，葉片17兩側獲得的水流推力不相等，因而產生一個力差，這個力差可使葉片17被壓在內圓筒5和外圓筒6的止口 51和61處，從而防止葉片17反轉，並能推動外圓筒6和內圓筒5轉動，從而帶動水輪軸4轉動。
[0045]當然，本發明中，葉片圓筒8的數量可以是多個，在這種情況下，相鄰葉片圓筒8之間形成中間環，可以把內環和外環之間的通道劃分為2個以上，則每個葉片圓筒8上的葉片17面積可以相對較小，相應承受的推力也較小，多組葉片17合力推動轉子轉動，特別適用於體積較大的水輪機。
[0046]所述下端蓋2在圓周方向凸起形成用於密封內環和外環的轉子密封盤19，所述內圓筒5和外圓筒6的端面上設置有與轉子密封盤19的環狀周面配合密封的密封組件24。所述轉子密封盤19上設置有用於在轉子裝入殼體時封閉外環和內環的阻水裝置7，上述阻水裝置7包括用於封閉內環的第一阻水板71和用於封閉外環的第二阻水板72，所述第一阻水板71和第二阻水板72均由下端蓋2沿平行於水輪軸4的方向凸起形成，所述阻水裝置7通過第一阻水板71和第二阻水板72分別延伸入外環和內環並與葉片圓盤20接觸。所述上端蓋I設置有葉片開合導軌12，所述葉片開合導軌12分別位於進水口 10和出水口 11處，所述葉片軸100頂端設置有葉片控制杆13，所述葉片控制杆13可移動地插入葉片開合導軌12並在轉子轉動時驅動葉片軸100轉動，當葉片轉動至出水口 11處，在葉片開合導軌12和葉片控制杆13的共同作用下，葉片17逐漸閉合與葉片圓筒8形成一個完整的圓筒從而順利通過阻水裝置7。所述進水口 10與出水口 11沿垂直於下端蓋端面的方向貫穿所述轉子密封盤19。
[0047]在本實施例中，上述第一阻水板71和第二阻水板72的頂壁以及兩側壁內均安裝有彈簧73，所述彈簧73末端安裝頂緊板74，在上端蓋1、下端蓋2、側壁3與轉子配合安裝後，彈簧73的壓力使得頂緊板74壓住外圓筒6、葉片圓盤20及內圓筒5，從而將第一阻水板71和第二阻水板72的頂壁以及兩側的間隙密封。所述阻水裝置7包括用於控制通過阻水裝置7水流流量的阻水開關25，所述阻水開關25為節流閥。上述葉片17、內圓筒5、外圓筒6、葉片圓筒8、水輪軸4及葉片圓盤20設置為密封中空或由內部填充輕質材料製成，目的使整條水輪軸的比重接近水的比重，可以減小軸承的摩擦力，提高效率。
[0048]參見圖1、圖2及圖6，所述上端蓋I上設置有葉片密封導軌14，葉片密封導軌14位於進水口 10和出水口 11之間，並位於與阻水板71相對的一側，所述葉片軸100在靠近上端蓋I 一側套設有葉片密封裝置，所述葉片密封裝置包括與葉片軸100部分套設的套筒90和活動插入套筒90的推桿91，所述套筒90內側壁上設置有套筒臺階94，所述推桿91外側壁上設置有凸起環95，所述推桿91由凸起環95和套設於推桿91外側的彈簧92支撐於套筒臺階94上，所述推桿91 一端在葉片軸4位於所述阻水裝置7相對方向時與葉片密封導軌14相接觸，遠離上端蓋I的一端鉸接設置有橫杆96，所述橫杆96貫穿套筒90與推桿91連接，所述橫杆96在中部位置還設置有支點97，所述橫杆96通過支點97鉸接於葉片17上，與橫杆96連接設置有密封滑片93。隨轉子的轉動，當推桿91與葉片密封導軌14相頂抵，推桿91推動橫杆96使密封滑片93上下運動，以密封葉片17的上下間隙，減少水流從葉片17間隙處通過，由於阻水板71、72間隙密封及轉子密封盤19密封機構的共同密封作用，可減少水流能量損失，提聞效率。
[0049]與所述進水口 10連接設置有進水管15，所述進水管15設有第一進水門151和第二進水門152，所述第一進水門151和第二進水152門均為單向門，所述第一進水門151和第二進水門152分列於進水口 10的兩側且相對設置，每個進水門的進水方向與進水口 10的進水方向均呈90度角。與所述出水口 11連接設置有排水管16，所述排水管16設有第一排水門161和第二排水門162，所述第一排水門161和第二排水門162為單向門，所述第一排水門161與第二排水門162分列於出水口 11的兩側且相對設置，每個排水門的排水方向與排水口 11水流方向均呈90度角。以上結構使得兼具泵水功能的水輪機可以在雙向水流中工作。
[0050]參見圖1、圖2及圖7，以下對本發明所述的兼具泵水功能的水輪機的工作原理進行說明:
[0051]當本發明所述兼具泵水功能的水輪機作為水輪機使用時，將兼具泵水功能的水輪機放置於具有水位高度差的地方，如在江河兩岸適宜的地方修水壩並設置本發明的兼具泵水功能的水輪機，或者將其設置在江河及海洋水流能量豐富的地方，當從高處流下或者快速流動的水流經水管從進水口 10進入，由於進水口 10右側與出水口 11之間設置有阻水裝置7，水流只能從與阻水裝置7相反的方向流動，由於葉片17的尺寸與水流通道內環和外環的尺寸互相配合，使進入兼具泵水功能的水輪機的水流全部被葉片17阻擋住，水流只能推動水輪機的葉片17使水輪軸4轉動，當水流推動葉片17從進水口 10轉動半周到出水口11處，水流從出水口 11排出流向下遊，同時，葉片17受到葉片控制杆13與葉片開合導軌12的互相作用與葉片圓筒8逐漸形成整個圓筒，並通過阻水裝置7。此後葉片17隨轉子的轉動在葉片控制杆13與葉片開合導軌的互相作用下又漸打開，並在到達進水口 10的位置時完全打開，打開角度約為90度，葉片控制杆13與葉片開合導軌12分離。而於此同時，與該葉片17相對的另一葉片在水流的推動下轉動至出水口 11處，兩者相互交替地完成以上過程，從而推動水輪軸4持續轉動將水的動能轉換為機械能。
[0052]當本發明所述兼具泵水功能的水輪機作為水泵使用時，在進水口 10處連接水管，水從出水口 11進入，動力(人力，水力等)作用在水泵軸4上(作為水泵使用時)，使水泵軸4及葉片17逆時針方向轉動(圖1-圖9)。葉片17在出水口 11處受到葉片控制杆13與葉片開合導軌12的互相作用全打開並封閉住內環及外環的水流通道，通過設置所述的內環和外環的軸截面面積不等，使第一半葉171和第二半葉172的面積不相等，其目的是在葉片17打開狀態下，葉片17兩側獲得的水流壓力不相等，因而產生一個力差，這個力差可使葉片17被壓在內圓筒5和外圓筒6的止口 51和61處，防止葉片反轉。水流全部被葉片17從出水口 11處推壓至進水口 10處。水從進水口排出，並通過水管將水泵出，然後葉片17在葉片控制杆13與葉片開合導軌12的互相作用下關閉，並與葉片圓筒8形成完整的圓筒，從而通過阻水裝置7，葉片17通過阻水裝置7後，葉片受到葉片控制杆13與葉片開合導軌12的互相作用逐漸打開，轉動至出水口 11處時全打開，葉片控制杆13與葉片開合導軌分離，如此循環往復，將水不斷從入水口泵出。
[0053]應該理解，除結構上的差異外，本實施例所述兼具泵水功能的水輪機的工作原理及效能也同樣適用於本實施例中的其餘實施例。
[0054]實施例2
[0055]參見圖7-圖9所示兼具泵水功能的水輪機，本實施例與實施例1的區別在於本例所述兼具泵水功能的水輪機的轉子上無外圓筒，而是由側壁3代替了外圓筒的功能。
[0056]具體地說，參見圖8-圖9，本實施例所述的兼具泵水功能的水輪機，包括由上端蓋1、下端蓋2及側壁3組成的殼體，所述上端蓋I和下端蓋2之間安裝有可轉動的水輪軸4，所述水輪軸4上安裝有轉子，所述側壁3在以水輪軸4為中心的相對方向上設置有進水口10』和出水口 11』，所述轉子由外到內依次設置有相互同軸的葉片圓筒8及內圓筒5，所述側壁3和葉片圓筒8之間形成外環，葉片圓筒8和內圓筒5之間形成內環，所述外環和內環的軸截面積不相等，所述葉片圓筒8和內圓筒5在靠近上端蓋I 一側端面位置由葉片圓盤20封閉，所述葉片圓盤20與所述水輪軸4連接，所述葉片圓盤20還沿徑向方向延伸使得外圓周與側壁3接觸，所述葉片圓筒8在相對方向上對稱開設有葉片開口，所述葉片圓盤20在所述葉片開口位置設置有葉片軸100，所述葉片軸100貫穿所述葉片圓盤20，所述葉片軸4在與葉片開口對應位置固定有葉片17，所述葉片17在閉合狀態下與所述葉片圓筒8形成完整的圓筒，所述葉片17以葉片軸4為界分為面積不相等的第一半葉171和第二半葉172，所述第一半葉片和第二半葉片的軸截面尺寸與所述外環與內環的尺寸相匹配，所述第一半葉171和第二半葉172在葉片打開狀態下分別與所述側壁3和內圓筒5上的止口抵接。
[0057]所述殼體上設置有用於在轉子裝入殼體時封閉外環和內環的阻水裝置7，所述阻水裝置7分別沿外環和內環的軸向方向延伸並與葉片圓盤20接觸，所述上端蓋I在對應所述進水口 10』與出水口 11』的位置上設置有葉片開合導軌12，所述葉片軸100頂端設置有葉片控制杆13，所述葉片控制杆13可移動地插入葉片開合導軌12並在轉子轉動時驅動葉片軸100轉動。
[0058]參見圖10，在本實施例中，所述葉片17上在端部位置開設有槽體，所述槽體內設置有頂板174，所述頂板174由彈簧173頂緊，其目的是在葉片17與殼體接觸時候起到更好的密封作用。
[0059]所述阻水裝置7包括用於封閉內環的第一阻水板73和用於封閉外環的第二阻水板74，所述第一阻水板73由下端蓋沿平行於水輪軸4的方向凸起形成，所述第二阻水板74固定於殼體側壁3上，所述葉片圓筒8上貫穿設置有若干通孔81，通孔81作為內環與外環的水流通道。
[0060]基於上述結構和設置，當本實施例的兼具泵水功能的水輪機作為水輪機使用時，將兼具泵水功能的水輪機放置於江河中，水流從進水口 10』進入，由於進水口 10』與出水口11』之間設置有阻水裝置7，水流只能從與阻水裝置7相反的方向流動，由於葉片17的尺寸與外環和內環的尺寸互相配合，使進入兼具泵水功能的水輪機的水流全部被葉片17阻擋住，水流只能推動葉片17轉動，進而推動水輪軸4轉動，當葉片17轉動到出水口 11』處，水流從出水口 11』排出，同時葉片17受到葉片控制杆13與葉片開合導軌12的互相作用，葉片17逐漸閉合與葉片圓筒8形成整個圓筒，並通過阻水裝置7，與此同時，與該葉片17相對的另一片葉片17在水流的推動下繼續轉動，從而推動水輪軸4持續轉動將水的動能轉換為機械能。
[0061]當作為水泵使用時，在進水口 10』處連接水管，水流從出水口 11』進入，動力(人力，水力等)作用在水泵軸4 (作為水泵使用時)，使水泵軸4及葉片17逆時針方向轉動(圖9)。葉片17在出水口 11』處受葉片控制杆13與葉片開合導軌12的互相作用全打開並封閉住內環及外環的水流通道，水流全部被葉片17從出水口 11』處推壓旋轉至進水口 10』處。水流從進水口排出，並通過水管將水泵出，然後葉片17在葉片控制杆13與葉片開合導軌12的互相作用下關閉，並與葉片圓筒8形成完整的圓筒，從而通過阻水裝置7，葉片17通過阻水裝置7後，葉片受到葉片控制杆13與葉片開合導軌12的互相作用逐漸打開，轉動至出水口 11』處時全打開，葉片控制杆13與葉片開合導軌分離，如此循環往復，將水不斷從進水口10』處泵出。
[0062]實施例3
[0063]參見圖11，本實施例展示了一種實施例1或實施例2中的兼具泵水功能的水輪機同軸連接時的應用，本發明的兼具泵水功能的水輪機，作為水泵工作時與作為水輪機工作時的旋轉方向是相反的。在該實施例中，將上方的兼具泵水功能的水輪機充當水輪機用作輸出動力，而將下方的水輪機充當水泵的作用。當將該裝置放置於水流中時，來自上方水輪機輸出的動力通過水輪軸4傳遞至下方水泵帶動轉子轉動，從而完成泵水的作用。可使應用的範圍更廣泛。
[0064]最後應說明的是:以上僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換，但是凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:包括由上端蓋、下端蓋及側壁組成的殼體，所述上端蓋和下端蓋之間安裝有可轉動的水輪軸，所述水輪軸上安裝有轉子，所述下端蓋在以水輪軸為中心的相對方向上設置有進水口和出水口； 所述轉子由外到內依次設置有相互同軸的外圓筒、葉片圓筒及內圓筒，所述外圓筒和葉片圓筒之間形成外環，葉片圓筒和內圓筒之間形成內環，所述外環和內環的軸截面積不等，所述外環和內環在一側與進水口連通，在另一側與出水口連通；所述外圓筒、葉片圓筒和內圓筒在靠近上端蓋一側端面由葉片圓盤封閉，所述葉片圓盤與所述水輪軸連接，所述葉片圓筒在相對方向上對稱開設有葉片開口，所述葉片圓盤在所述葉片開口位置設置有葉片軸，所述葉片軸在與葉片開口對應位置固定有葉片，所述葉片在閉合狀態與所述葉片圓筒形成完整的圓筒，所述葉片以葉片軸為界分為面積不相等的第一半葉和第二半葉，所述第一半葉和第二半葉在葉片打開狀態下分別與所述外圓筒和內圓筒上的止口抵接； 所述殼體上設置有用於在轉子裝入殼體時封閉外環和內環的阻水裝置，所述阻水裝置分別延伸入外環和內環並與葉片圓盤接觸； 所述上端蓋在對應所述進水口與出水口的位置設置有葉片開合導軌，所述葉片軸頂端設置有葉片控制杆，所述葉片控制杆可移動地插入葉片開合導軌並在轉子轉動時驅動葉片軸轉動。
2.根據權利要求1所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:所述上端蓋上設置有葉片密封導軌，所述葉片軸在靠近上端蓋一側套設有葉片密封裝置，所述葉片密封裝置包括與葉片軸套設的套筒和活動插入套筒的推桿，所述套筒內側壁上設置有套筒臺階，所述推桿外側壁上設置有凸起環，所述推桿由凸起環和套設於推桿外側的彈簧支撐於套筒臺階上，所述推桿一端在葉片軸位於所述阻水裝置相對方向時與葉片密封導軌相接觸，另一端鉸接設置有橫杆，所述橫杆貫穿套筒與推桿連接，所述橫杆在中部位置還設置有支點，所述橫杆通過支點鉸接於葉片上，與橫杆連接還設置有密封滑片。
3.根據權利要求1所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:所述阻水裝置包括用於封閉內環的第一阻水板和用於封閉外環的第二阻水板，所述第一阻水板和第二阻水板均由下端蓋沿平行於水輪軸的方向凸起形成。
4.根據權利要求3所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:所述第一阻水板和第二阻水板的頂壁以及兩側壁內均安裝有彈簧，所述彈簧末端安裝頂緊板。
5.根據權利要求1所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:所述下端蓋在圓周方向凸起形成用於密封內環和外環的轉子密封盤，所述內圓筒和外圓筒的端面位置設置有與轉子密封盤的環狀周面配合密封的密封組件。
6.根據權利要求5所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:所述進水口與出水口沿垂直於下端蓋端面的方向貫穿所述轉子密封盤。
7.根據權利要求1所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:與所述進水口連接設置有進水管，所述進水管設有第一進水門和第二進水門，所述第一進水門和第二進水門均為單向門，所述第一進水門和第二進水門分列於進水口的兩側且相對設置。
8.根據權利要求1所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:與所述出水口連接設置有排水管，所述排水管設有第一排水門和第二排水門，所述第一排水門和第二排水門為單向門，所述第一排水門和第二排水門分列於出水口的兩側且相對設置。
9.根據權利要求1所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:所述阻水裝置包括用於控制通過阻水裝置水流流量的阻水開關，所述阻水開關為節流閥。
10.根據權利要求1所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:所述葉片、葉片圓筒、內圓筒、外圓筒、水輪軸及葉片圓盤設置為密封中空或由內部填充輕質材料製成。
11.一種兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:包括由上端蓋、下端蓋及側壁組成的殼體，所述上端蓋和下端蓋之間安裝有可轉動的水輪軸，所述水輪軸上安裝有轉子，所述側壁在以水輪軸為中心的相對方向上設置有進水口和出水口； 所述轉子由外到內依次設置有相互同軸的葉片圓筒及內圓筒，所述側壁和葉片圓筒之間形成外環，葉片圓筒和內圓筒之間形成內環，所述外環和內環的軸截面積不等，所述葉片圓筒和內圓筒在靠近上端蓋一側端面位置由葉片圓盤封閉，所述葉片圓盤與所述水輪軸連接，所述葉片圓盤的外圓周與所述側壁接觸，所述葉片圓筒在相對方向上對稱開設有葉片開口，所述葉片圓盤在所述葉片開口位置設置有葉片軸，所述葉片軸在與葉片開口對應位置固定有葉片，所述葉片在閉合狀態與所述葉片圓筒形成完整的圓筒，所述葉片以葉片軸為界分為面積不相等的第一半葉和第二半葉，所述第一半葉和第二半葉在葉片打開狀態下分別與所述側壁和內圓筒上的止口抵接； 所述殼體上設置有用於在轉子裝入殼體時封閉外環和內環的阻水裝置，所述阻水裝置分別沿外環和內環的軸向方向延伸並與葉片圓盤接觸； 所述上端蓋在對應所述進水口與出水口的位置設置有葉片開合導軌，所述葉片軸頂端設置有葉片控制杆，所述葉片控制杆可移動地插入葉片開合導軌並在轉子轉動時驅動葉片軸轉動。
12.根據權利要求11所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:所述阻水裝置包括用於封閉內環的第一阻水板和用於封閉外環的第二阻水板，所述第一阻水板由下端蓋沿平行於水輪軸的方向凸起形成，所述第二阻水板固定於殼體側壁上。
13.根據權利要求11所述的兼具泵水功能的水輪機，其特徵在於:所述葉片圓筒上貫穿設置有若干通孔。
【文檔編號】F04D1/00GK104265543SQ201410379287
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月4日 優先權日:2014年8月4日
【發明者】鄭廣生 申請人:鄭廣生