[发明专利]水力自发电智能调节阀

说明书

本发明提供了一种水力自发电智能调节阀，包括调节阀、水力发电组件、发电机和支撑杆，所述水力发电组件设置在调节阀内的下游，所述水力发电组件包括叶轮和传动组件，所述叶轮的扇叶外侧设有导流套，导流套对应活塞介质流通口，介质从进水腔到出水腔通过导流套的导流孔把高速水流的方向导向叶轮，冲击叶轮转动，叶轮通过传动组件驱动发电机旋转发电，所述发电机与蓄电池连接，所述支撑杆垂直固定在阀体内壁，用于支撑水力发电组件，本发明实现了全工作环境下的实用性，解决了市电、光伏发电、高能锂电池用于调节阀所具有的缺陷，通过调节介质压力、流量而产生的富余压力用于发电，属于变废为宝的手段。

技术领域

本发明属阀门技术领域，涉及智能调节阀，尤其涉及一种水力自发电智能调节阀。

背景技术

现有调节阀种类繁多，主要分为两大类，一类通过执行器调节阀门流通孔口，实现对介质压力和流量的调节，一类通过介质压力，来驱动阀门开度，实现对介质和压力的调节。前者对执行器性能要求很高，且调节型执行器造价高昂；后者调节精度较差，且对介质压力变化很敏感，无法精准调节，且在部分极限工况下无法工作。为解决上述问题设计的一种智能调节阀。该智能调节阀门需要电力驱动

传统电力来源有市电、高能锂电池、光伏发电，这些电力获取技术成熟有效，但是各有缺陷，在实际应用中受限制。其中，市电电力足，稳定可靠，但是有两个问题，第一是怕系统停电，第二是市电接入阀门，需要布线，水司用户投入成本高；高能锂电池，电力有限，使用寿命不长，尤其是对于需要频繁调节的管网，是致命问题，并且，采用高能锂电池的话，基本上无法利用5G通信系统，因为通信系统需要频繁对控制中心发送信号，这个频发信号的耗电量是锂电池无法承受的。光伏(风光互补)发电，解决了以上两种供电问题，但是其本身的问题是，第一过于依赖天气，第二，这些装置必须占据一定的地面面积及空间，这在市内地区是一种缺陷，并且外置的发电装置维护也较为麻烦。

发明内容

本发明提出了一种水力自发电智能调节阀，采用轴流式调节阀同时应用，将阀门减压损耗的能量转化为电力，并将该电力用于阀门控制，降低了管网富余压力对阀门设备造成的破坏，变害为宝，降低成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种水力自发电智能调节阀包括调节阀、水力发电组件、发电机和支撑杆，所述水力发电组件设置在调节阀内的下游，所述水力发电组件包括叶轮和传动组件，所述叶轮的扇叶外侧设有导流套，导流套对应活塞介质流通口，介质从进水腔到出水腔通过导流套的倒流孔把高速水流的方向导向叶轮，冲击叶轮转动，叶轮通过传动组件驱动发电机旋转发电，发电机与蓄电池连接，所述支撑杆垂直固定在阀体内壁，用于支撑水力发电组件。

进一步的，调节阀包括左阀体、设置在左阀体两端的进水口、出水口、设置在左阀体内部的阀芯、所述阀芯包括导流罩、活塞和活塞缸，所述阀芯与左阀体之间形成进水腔和出水腔，所述活塞设置在阀芯内部，活塞与导流罩密封配合形成控制腔，所述活塞与活塞缸之间形成外空腔和内空腔，所述外空腔与进水腔连通，所述内空腔与出水腔连通，所述控制腔通过第一管道与第三管道连接与进水口连通，所述控制腔通过管道与第二管道与出水口连通，所述第三管道设有控制其通断的控制阀。

进一步的，所述活塞靠近右侧端部设置活塞鼠笼，所述叶轮为U型设计，叶轮的长度略大于活塞鼠笼的长度，发电状态下，叶轮相对于活塞鼠笼在轴向方向居中设置。

进一步的，传动组件包括横向转轴和纵向转轴，所述横向转轴一端与叶轮垂直转动连接，中间位置通过轴承与支撑杆垂直连接，右侧固定设有齿轮，所述竖向转轴下端固定设有齿轮，上端连接发电机，中间垂直穿出右阀体转动连接。

进一步的，传动组件中，两个所述齿轮为斜齿轮垂直啮合。