專利名稱：一種基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)除常規(guī)水力、火力、風(fēng)力發(fā)電、核動力發(fā)電外還采用移動汽、柴油機發(fā)電，但在無前述發(fā)電條件下，尤其是在特殊情況下和無動力及其電源的場合，利用特殊形式發(fā)電來完成用電需要就更顯重要。緊急情況下臨時鋪設(shè)輸油管線為任務(wù)車輛提供油料保障時，其特點是管線展開線長(幾十公里)，地形和使用環(huán)境復(fù)雜。輸油管線輸送的液體主要有水、油類(如汽油、煤油、柴油等)，及其它非腐蝕性液體。輸油管線可以與固定油庫、加油站、 油灌車、艦艇、油船或臨時油庫連接，組成遠(yuǎn)距離液體輸送系統(tǒng)。當(dāng)組成遠(yuǎn)距離液體輸送系統(tǒng)時，需要采用無線通信方式來實現(xiàn)各種輸送數(shù)據(jù)的傳送，其電源就成為突出而必須解決的首要問題。同時，由于輸油管線在實際使用過程中情況復(fù)雜，比如在輸送輕質(zhì)燃油時存在流量不固定，瞬時工作流量變動范圍較大等問題，特別是輸油時其管線必須隔爆。因此，尋找一種既滿足防爆要求，又能保證在不同流量條件下都能提供相對穩(wěn)定的直流電源，同時還不能對輸送介質(zhì)能量產(chǎn)生較大的“壓損”的電源裝置就成了迫切需要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，為了管道數(shù)據(jù)的無線傳輸以及輸油管線的安全。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，包括導(dǎo)流裝置，與所述管線的輸出接口連接，用于將所述管線中的液體導(dǎo)出；整流裝置，與所述導(dǎo)流裝置連接，用于提升液體的流速和規(guī)整液體的流動狀態(tài)；轉(zhuǎn)換裝置，與所述整流裝置連接，用于將所述管線內(nèi)的液體動能轉(zhuǎn)換為電能；其中，所述轉(zhuǎn)換裝置包括渦輪機構(gòu)，與所述整流裝置連接，用于將液體的流動動能轉(zhuǎn)化為所述渦輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動動能；主軸，與所述渦輪機構(gòu)連接，用于傳遞所述渦輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動動能；發(fā)電機組，與所述主軸連接，用于將所述渦輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動動能轉(zhuǎn)化為電能。上述方案中，所述渦輪機構(gòu)包括主葉片渦輪、異形角副葉輪、副軸和輔助增速葉輪；所述主葉片渦輪和所述異形角副葉輪按進液方向依次設(shè)置在所述主軸上，所述主葉片渦輪通過軸承與所述整流裝置連接；所述副軸通過傳動副與所述主軸垂直連接；所述副軸的末端設(shè)有所述輔助增速葉輪。[0016]上述方案中，所述轉(zhuǎn)換裝置還包括傳動裝置，與所述主軸和所述發(fā)電機組連接，用于傳遞扭矩使所述發(fā)電機組做功， 并防止因所述發(fā)電裝置而引起輸油系統(tǒng)的爆炸。上述方案中，所述發(fā)電裝置還包括調(diào)節(jié)器，所述調(diào)節(jié)器與所述發(fā)電機組連接，用于將所述發(fā)電機組輸出的電能調(diào)節(jié)成直流電壓。上述方案中，所述發(fā)電裝置還包括蓄能裝置，與所述發(fā)電機組連接，用于存儲所述發(fā)電機組輸出的電能。上述方案中，所述發(fā)電裝置還包括控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與所述傳動裝置、所述調(diào)節(jié)器、所述蓄能裝置連接，用于控制所述傳動裝置、所述調(diào)節(jié)器、所述蓄能裝置的工作狀態(tài)。上述方案中，所述發(fā)電裝置還包括分流裝置，所述分流裝置的一端分別與所述管線的輸出接口、所述導(dǎo)流裝置的一端連接，所述分流裝置的另一端與所述導(dǎo)流裝置的另一端連接，所述分流裝置用于調(diào)節(jié)所述導(dǎo)流裝置中液體的流速。上述方案中，所述發(fā)電裝置還包括傳感裝置，與所述主軸連接，用于測量所述轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)速和/或溫度。上述方案中，所述發(fā)電裝置還包括顯示裝置，與所述傳感裝置連接，用于顯示所述傳感裝置的測量結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用的技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果如下本實用新型通過將發(fā)電裝置串接在輸油管線任意段接口上，在不影響管線功能和效率的情況下，能充分將輸油管線內(nèi)介質(zhì)的流動動能轉(zhuǎn)換為電能，進而實現(xiàn)了為特殊用電設(shè)備提供電源。

圖1是本實用新型實施例提供的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例中渦輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本實用新型實施例做進一步詳細(xì)地說明。如圖1所示，為本實用新型具體實施例所述的一種基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖中可知，該發(fā)電裝置包括導(dǎo)流裝置3，與管線1的輸出接口連接，用于將管線1中的液體導(dǎo)出；整流裝置5，與導(dǎo)流裝置3連接，用于提升液體的流速和規(guī)整液體的流動狀態(tài)；轉(zhuǎn)換裝置，與整流裝置5連接，用于將管線1內(nèi)的液體動能轉(zhuǎn)換為電能。轉(zhuǎn)換裝置包括渦輪機構(gòu)6，渦輪機構(gòu)6與整流裝置5連接，用于將液體的流動動能轉(zhuǎn)化為渦輪機構(gòu)6的轉(zhuǎn)動動能；主軸7，與渦輪機構(gòu)6連接，用于傳遞渦輪機構(gòu)6的轉(zhuǎn)動動能；發(fā)電機組13，與主軸7連接，用于將渦輪機構(gòu)6的轉(zhuǎn)動動能轉(zhuǎn)化為電能；傳動裝置11， 與主軸7和發(fā)電機組13連接，用于傳遞扭矩使發(fā)電機組做功，并防止因發(fā)電裝置而引起輸油系統(tǒng)的爆炸。在通常情況下，每段輸油管線之間都有連接接口，本實用新型實施例的發(fā)電裝置可以安裝于該連接接口處，導(dǎo)流裝置3與輸油管線1的輸出接口 2連接，輸出接口 2可以是法蘭式接口、槽頭式接口或者承插式接口，同時本實施例的發(fā)電裝置的出口端16與輸油管線的下游端連接，即可將輸油管道中的液體輸入本發(fā)電裝置中進行發(fā)電。其中，整流裝置5與導(dǎo)流裝置3連接，整流裝置5可以將經(jīng)過導(dǎo)流裝置3后流入的液體進行導(dǎo)向提速，以便沖擊渦輪機構(gòu)6上的葉片，進而實現(xiàn)以一定的速度帶動主軸7的旋轉(zhuǎn)。其中，傳動裝置11可以是防爆聯(lián)軸器，或者是可移動式剛性聯(lián)軸器、固定式剛性聯(lián)軸器或彈性聯(lián)軸器，本實用新型并不限定傳動裝置的具體類型。其中，發(fā)電機組13與主軸7連接，當(dāng)主軸7的旋轉(zhuǎn)達到額定值時，發(fā)電機組13開始發(fā)電。具體而言，發(fā)電機組13可以是微型發(fā)電機，或者是汽車用發(fā)電機或調(diào)速型發(fā)電機等，本實用新型并不限定發(fā)電機組的具體類型。在本實施例中，發(fā)電裝置還包括分流裝置4，分流裝置4與導(dǎo)流裝置3屬于并行連接，也就是說，分流裝置4的一端分別與輸油管線1的輸出接口 2、導(dǎo)流裝置3的一端連接； 分流裝置4另一端與導(dǎo)流裝置3的另一端連接。輸油管線1中的液體的流量是隨機變量， 可以通過分流裝置的自動調(diào)節(jié)分流的作用，使得進入導(dǎo)流裝置的流量穩(wěn)定在理論值中，也就是說，當(dāng)輸油管線1中的液體流量增加到某一值時(一般是確保發(fā)電機正常工作范圍內(nèi)的最高理論值)，分流裝置4開始伴隨流量的增減而自動進行調(diào)節(jié)分流動作，來確保發(fā)電機的正常工作。在本實施例中，發(fā)電裝置還包括調(diào)節(jié)器14，調(diào)節(jié)器14與發(fā)電機組13連接，用于將發(fā)電機組13輸出的電能調(diào)節(jié)成額定的直流電壓。具體而言，本實施例的調(diào)節(jié)器可以是電子調(diào)節(jié)器、逆變電源調(diào)節(jié)器或者升降壓穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)器等，本實用新型并不限定調(diào)節(jié)器的具體類型。在本實施例中，發(fā)電裝置還包括蓄能裝置12，與發(fā)電機組13連接，用于存儲發(fā)電機組輸出的電能。具體而言，本實施例的蓄能裝置可以是高能蓄電池，或者是普通型鉛酸蓄電池、鋰電池等，本實用新型并不限定蓄能裝置的具體類型。本實施例中，發(fā)電裝置還包括傳感裝置10，與主軸7連接，用于測量轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)速和/或溫度。具體而言，傳感裝置10可以包括轉(zhuǎn)速傳感器和/或溫度傳感器等，本實用新型并不限定傳感裝置的具體類型。本實施例中，發(fā)電裝置還包括顯示裝置，與傳感裝置10連接，用于顯示傳感裝置 10測量的轉(zhuǎn)速和/或溫度。具體而言，顯示裝置可以是顯示電器儀表8，其可以顯示電壓、 電流、功率、安時、溫度等數(shù)值；也可以是流量儀表9，其可以顯示瞬時流量、轉(zhuǎn)速、累計量顯示等內(nèi)容，本實用新型并不限定顯示裝置的類型和顯示內(nèi)容。本實施例中，發(fā)電裝置還包括控制開關(guān)15，控制開關(guān)15與傳動裝置11相連。具體而言，當(dāng)將控制開關(guān)15置于“開啟，，位置時，傳動裝置11吸合，此時可帶動發(fā)電機組13運轉(zhuǎn)發(fā)電；當(dāng)將控制開關(guān)15置于“停機”位置時，傳動裝置11分離，此時發(fā)電機組13停止運轉(zhuǎn)不發(fā)電。另外，控制開關(guān)15還可以與調(diào)節(jié)器14、蓄能裝置12相連；具體而言，當(dāng)控制開關(guān)15置于“合”位置時，所有電路接通調(diào)節(jié)器14工作、蓄能裝置12蓄電；將開關(guān)置于“斷”位置時，所有電路關(guān)閉，調(diào)節(jié)器14、蓄能裝置12停止工作，進而實現(xiàn)對發(fā)電裝置的控制。由于管道流量變化范圍大，目前科研技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的渦輪和葉輪結(jié)構(gòu)，如普通螺旋式渦輪、直旋片式渦輪、混流半閉式葉輪、以及閉式單雙吸葉輪等，不能提供適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速給發(fā)電機組，進而不能滿足本實用新型所述使用條件。因此，本實用新型的實施例中提供了一種具有主葉片渦輪備裝異形角度副葉輪，再附加改變角度輔助增速葉輪的“備角渦輪”結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)充分吸收小流速低能量并保持適當(dāng)轉(zhuǎn)速的目的，進而解決了上述問題。具體而言，如圖2所示，為本實用新型具體實施例所述的渦輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。 由圖中可知，渦輪機構(gòu)包括主葉片渦輪6-1、異形角副葉輪6-2、副軸6-3和輔助增速葉輪 6-4。主葉片渦輪6-1和異形角副葉輪6-2按進液方向依次設(shè)置在主軸7上，其中主葉片渦輪6-1通過軸承6-5與整流裝置5連接，副軸6-3通過傳動副6-6與主軸7垂直連接，輔助增速葉輪6-4設(shè)置在副軸6-3的末端。副軸6-3由軸承副6-7支承，末端設(shè)有鎖母6_8對輔助增速葉輪6-4限位。其中，主葉片渦輪6-1、異形角副葉輪6-2與主軸7串連形成主動力，輔助增速葉輪 6-4通過副軸6-3、傳動副6-6與主軸7并聯(lián)形成合力。由于流體經(jīng)過整流裝置5提速變角度后，形成多組高能量流束體作用給主葉片渦輪6-1上，此時流束體改變，再經(jīng)備裝的異形角副葉輪6-2和輔助增速葉輪6-4的共同作用，充分保證動力轉(zhuǎn)速。為了更好說明本實用新型的實施例，現(xiàn)具體說明本實用新型的實現(xiàn)過程。使用本發(fā)電裝置時將法蘭式接口與管線上游端連接，將裝置出口端與管線下游端連接好后即可使用。發(fā)電裝置前部三通形成兩條通道，導(dǎo)流裝置和分流裝置，導(dǎo)流裝置后端依次連接裝有整流裝置、渦輪機構(gòu)、主軸及其它附屬件。當(dāng)管線中流體開始流動時，由于分流裝置處于關(guān)閉狀態(tài)，流體首先經(jīng)導(dǎo)流裝置進入整流裝置被導(dǎo)向提速，再沖擊作用在備角渦輪的特殊葉片上，使之以一定的速度帶動主軸旋轉(zhuǎn)。主軸由軸承支承，其另一端裝有發(fā)訊盤和防爆聯(lián)軸器，到此為止上述部件全部為內(nèi)置式裝配，即零部件都與輸送液體相接觸。由于防爆聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)將驅(qū)動微型發(fā)電機的轉(zhuǎn)動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度達到額定值時，微型發(fā)電機開始發(fā)電，再經(jīng)電子調(diào)節(jié)器調(diào)整成穩(wěn)定的額定直流電壓，并輸送到高能蓄電池蓄電待用。當(dāng)不需要本發(fā)電裝置工作且又不分離輸油管線時，可以通過控制開關(guān)分離傳動裝置，使發(fā)電機組停滯運轉(zhuǎn)，同時還可以通過控制開關(guān)的轉(zhuǎn)換合斷位置，驅(qū)使調(diào)節(jié)器和蓄能裝置脫離工作狀態(tài)。綜上所述，本實用新型通過將發(fā)電裝置串接在輸油管線任意段接口上，在不影響管線功能和效率的情況下，充分將輸油管線內(nèi)介質(zhì)的流動動能轉(zhuǎn)換為電能，進而實現(xiàn)為特殊用電設(shè)備提供電源。而且本實用新型可以自動調(diào)整介質(zhì)流動的流量，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電機的穩(wěn)步發(fā)電。本實用新型中的防爆傳動裝置，可以降低發(fā)電過程中的爆炸事件對輸油管線造成的危險性。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)中采用普通蓄電池和太陽能電池供電技術(shù)相比，具有不受自然環(huán)境、氣候條件的影響，無需人員看守，可長期連續(xù)不斷、安全有效地提供所需電源的顯著優(yōu)勢。尤其是應(yīng)急突發(fā)事件和抵御自然災(zāi)害實施救援特別情況下，作為機動布線提供后勤保障，適應(yīng)滿足現(xiàn)代化、自動化、信息化需求，更顯其特殊實用價值，具有廣泛的推廣應(yīng)用前途。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，其特征在于，包括導(dǎo)流裝置，與所述管線的輸出接口連接，用于將所述管線中的液體導(dǎo)出；整流裝置，與所述導(dǎo)流裝置連接，用于提升液體的流速和規(guī)整液體的流動狀態(tài)；轉(zhuǎn)換裝置，與所述整流裝置連接，用于將所述管線內(nèi)的液體動能轉(zhuǎn)換為電能；其中，所述轉(zhuǎn)換裝置包括渦輪機構(gòu)，與所述整流裝置連接，用于將液體的流動動能轉(zhuǎn)化為所述渦輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動動能；主軸，與所述渦輪機構(gòu)連接，用于傳遞所述渦輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動動能；發(fā)電機組，與所述主軸連接，用于將所述渦輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動動能轉(zhuǎn)化為電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換裝置還包括傳動裝置，與所述主軸和所述發(fā)電機組連接，用于傳遞扭矩使所述發(fā)電機組做功，并防止因所述發(fā)電裝置而引起輸油系統(tǒng)的爆炸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括調(diào)節(jié)器，所述調(diào)節(jié)器與所述發(fā)電機組連接，用于將所述發(fā)電機組輸出的電能調(diào)節(jié)成直流電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括蓄能裝置，與所述發(fā)電機組連接，用于存儲所述發(fā)電機組輸出的電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與所述傳動裝置、所述調(diào)節(jié)器、所述蓄能裝置連接，用于控制所述傳動裝置、所述調(diào)節(jié)器、所述蓄能裝置的工作狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括分流裝置，所述分流裝置的一端分別與所述管線的輸出接口、所述導(dǎo)流裝置的一端連接，所述分流裝置的另一端與所述導(dǎo)流裝置的另一端連接，所述分流裝置用于調(diào)節(jié)所述導(dǎo)流裝置中液體的流速。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括傳感裝置，與所述主軸連接，用于測量所述轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)速和/或溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置還包括顯示裝置，與所述傳感裝置連接，用于顯示所述傳感裝置的測量結(jié)果。
專利摘要本實用新型涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于管線輸油動力的自持式發(fā)電裝置，包括導(dǎo)流裝置，與管線的輸出接口連接；整流裝置，與導(dǎo)流裝置連接；轉(zhuǎn)換裝置，與整流裝置連接；其中，轉(zhuǎn)換裝置包括渦輪機構(gòu)，與整流裝置連接；主軸，與渦輪機構(gòu)連接；發(fā)電機組，與主軸連接。本實用新型通過將發(fā)電裝置串接在輸油管線任意段接口上，在不影響管線功能和效率的情況下，能充分將輸油管線內(nèi)介質(zhì)的流動動能轉(zhuǎn)換為電能，進而實現(xiàn)了為特殊用電設(shè)備提供電源。
文檔編號F03B13/00GK202117831SQ201120075029
公開日2012年1月18日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者劉楠, 宋音, 徐先超, 李明杰 申請人:中國人民解放軍總后勤部油料研究所, 天津新科成套儀表有限公司