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摘要
本发明涉及电力技术领域，且公开一种基于蜗杆传动原理的水下发电装置，包括壳体，所述壳体的顶部固定连接有密封腔，所述密封腔的内部活动连接有转轴，所述转轴的外部固定连接有涡轮，所述转轴的外部活动连接有第一密封圈，所述转轴的外部啮合连接有第一蜗杆，所述第一蜗杆的外部啮合连接有第二蜗杆，通过涡轮的使用，由于涡轮为横向叶轮，且横向在壳体内转动，所以涡轮转动时，涡轮不会在水流带动转动下损伤水底的过往的鱼群，保护水底的生态环境，避免水底的生态环境发生破坏，同时有效防止水底水草缠绕涡轮，从而导致缠死涡轮，使水下发电装置停止工作，从而保证动能水力发电正常运行，提高水下发电的发电效率。
权利要求
1.一种基于蜗杆传动原理的水下发电装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)的顶部固定连接有密封腔(2)，所述密封腔(2)的内部活动连接有转轴(3)，所述转轴(3)的外部固定连接有涡轮(4)，所述转轴(3)的外部活动连接有第一密封圈(5)，所述转轴(3)的外部啮合连接有第一蜗杆(6)，所述第一蜗杆(6)的外部啮合连接有第二蜗杆(7)，所述第二蜗杆(7)的外部啮合连接有连接杆(8)，所述连接杆(8)的外部活动连接有密封板(9)，所述密封板(9)的内部固定连接有第二密封圈(10)，所述连接杆(8)的底部固定连接有第一锥形齿轮(11)，所述第一锥形齿轮(11)的外部啮合连接有第二锥形齿轮(12)，所述第二锥形齿轮(12)的外部固定连接有连接轴(13)，所述壳体(1)的内部开设有发电腔(14)，所述连接轴(13)的外部固定连接有中心齿(15)，所述中心齿(15)的外部啮合连接有行星齿(16)，所述行星齿(16)的外部啮合连接有齿环(17)，所述齿环(17)的外部固定连接有外圈环(18)，所述外圈环(18)的外部固定连接有轴承(19)，所述外圈环(18)的内部固定连接有永磁铁(20)，所述连接轴(13)的外部固定连接有转子(21)；所述密封腔(2)为“N”形腔，且密封腔(2)有两个，两个密封腔(2)分别固定连接在壳体(1)顶部的左右两端，两个密封腔(2)的内部均充有惰性气体；所述转轴(3)的两端均设置有螺纹，转轴(3)转动连接在两个密封腔(2)之间，且转轴(3)的两端均和第一密封圈(5)活动连接，两个第一密封圈(5)和密封腔(2)固定连接；所述第一蜗杆(6)和第二蜗杆(7)分别有两个，两个第一蜗杆(6)分别活动连接在两个密封腔(2)内，两个第二蜗杆(7)分别活动连接在两个密封腔(2)内；所述密封板(9)有两个，两个密封板(9)分别固定连接在两个密封腔(2)的内部，且密封板(9)和第一蜗杆(6)活动连接，第二密封圈(10)和连接杆(8)活动连接；所述连接杆(8)、第一锥形齿轮(11)和第二锥形齿轮(12)各有两个，两个连接杆(8)分别和两个第二蜗杆(7)啮合连接，两个第一锥形齿轮(11)分别固定连接在两个连接杆(8)的底端，两个第二锥形齿轮(12)分别固定连接在连接轴(13)的两端；所述连接轴(13)活动连接在发电腔(14)的内部。
说明书
一种基于蜗杆传动原理的水下发电装置
技术领域
[0001]本发明涉及电力技术领域，具体为一种基于蜗杆传动原理的水下发电装置。
背景技术
[0002]传统水力发电需要建大坝——这种规模浩大的建筑工程往往会改变当地的地貌和生态系统，给当地的生态系统造成严重的影响，科学家提出了一个理想的解决方案：动能水力发电，即通过水下涡轮机充分利用河流和潮汐的自然流动为动力进行发电。
[0003]现有的动能水力发电通常是由扇叶在水下随着水流转动，而带动内部转子转动发电，但是扇叶转动的时候往往会给水底的鱼群造成伤害，影响水底的生态系统平衡，同时扇叶转动的时候，也极容易缠绕水底的水草，使叶轮卡死，从而导致发电装置停止工作，影响发电的效率，另外，现有的水下发电装置在密封的时候都希望尽可能的百分之百密封，因此大多都用高的压紧力才可能，这又导致高的摩擦力并因此导致高的磨损，由此会缩短维护间隔并且会缩短工作寿命，在此还经常使密封件的止推面遭受损害，从而维护工作不仅限于密封件的更换，甚至还需要对整个设施部件进行更换，增加经济的损耗。
[0004]为了解决上述问题，发明者提供了一种基于蜗杆传动原理的水下发电装置，具备涡轮横向转动，既避免涡轮在水下转动时对过往鱼群造成伤害，保护水底的生态环境，避免水底的生态环境发生破坏，同时有效防止水底水草缠绕叶轮，从而导致缠死涡轮，使水下发电装置停止工作，从而保证动能水力发电正常运行，提高水下发电的发电效率，另外利用蜗杆传动原理，且利用密封腔内的气压环境充分保证密封腔内的密封性，有效果保证发电腔的密封性，不仅避免渗漏的液体损坏发电腔内部的发电装置，也避免利用高压紧力导致加速密封件的损耗，由此会缩短维护间隔并且会缩短工作寿命，损坏密封件，节约经济损耗的优点。
发明内容
[0005]为实现上述避免对水底鱼群造成伤害，保护水底生态环境，避免水底水草缠绕，保证动能水力发电的正常运行，提高发电损耗，充分保证水下发电装置的密封性，减少水下发电装置的摩擦损耗，减少经济损耗的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于蜗杆传动原理的水下发电装置，包括壳体、密封腔、转轴、涡轮、第一密封圈、第一蜗杆、第二蜗杆、连接杆、密封板、第二密封圈、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、连接轴、发电腔、中心齿、行星齿、齿环、外圈环、轴承、永磁铁、转子。
[0006]上述各结构的位置及连接关系如下：
[0007]所述壳体的顶部固定连接有密封腔，所述密封腔的内部活动连接有转轴，所述转轴的外部固定连接有涡轮，所述转轴的外部活动连接有第一密封圈，所述转轴的外部啮合连接有第一蜗杆，所述第一蜗杆的外部啮合连接有第二蜗杆，所述第二蜗杆的外部啮合连接有连接杆，所述连接杆的外部活动连接有密封板，所述密封板的内部固定连接有第二密封圈，所述连接杆的底部固定连接有第一锥形齿轮，所述第一锥形齿轮的外部啮合连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮的外部固定连接有连接轴，所述壳体的内部开设有发电腔，所述连接轴的外部固定连接有中心齿，所述中心齿的外部啮合连接有行星齿，所述行星齿的外部啮合连接有齿环，所述齿环的外部固定连接有外圈环，所述外圈环的外部固定连接有轴承，所述外圈环的内部固定连接有永磁铁，所述连接轴的外部固定连接有转子。
[0008]优选的，所述密封腔为“N”形腔，且密封腔有两个，两个密封腔分别固定连接在壳体顶部的左右两端，两个密封腔的内部均充有惰性气体。
[0009]优选的，所述转轴的两端均设置有螺纹，转轴转动连接在两个密封腔之间，且转轴的两端均和第一密封圈活动连接，两个密封圈和密封腔固定连接。
[0010]优选的，所述第一蜗杆和第二蜗杆分别有两个，且两个第一蜗杆和两个第二蜗杆均活动连接在密封腔内。
[0011]优选的，所述密封板有两个，两个密封板分别固定连接有在两个密封腔的内部，且密封板和第一蜗杆活动连接，第二密封圈和连接杆活动连接。
[0012]优选的，所述连接杆、第一锥形齿轮和第二锥形齿轮各有两个，两个连接杆分别和两个第二蜗杆啮合连接，两个第一锥形齿轮分别固定连接在两个连接杆的底端，两个第二锥形齿轮分别固定连接在连接轴的两端。
[0013]优选的，所述连接轴活动连接在发电腔的内部。
[0014]优选的，所述中心齿、行星齿和齿环各有两组，平分两部分相互连接，且每组行星齿有三个，每组三个行星齿均啮合连接在齿环的内部，每组三个行星齿关于中心齿的中心轴对称分布，且两组行星齿均和壳体转动连接。
[0015]有益效果
[0016]与现有技术相比，本发明提供了一种基于蜗杆传动原理的水下发电装置，具备以下有益效果：
[0017]1、该基于蜗杆传动原理的水下发电装置，通过涡轮的使用，由于涡轮为横向叶轮，且横向在壳体内转动，所以涡轮转动时，涡轮不会在水流带动转动下损伤水底的过往的鱼群，保护水底的生态环境，避免水底的生态环境发生破坏，同时有效防止水底水草缠绕涡轮，从而导致缠死涡轮，使水下发电装置停止工作，从而保证动能水力发电正常运行，提高水下发电的发电效率。
[0018]2、该基于蜗杆传动原理的水下发电装置，通过第一密封圈、密封腔和第二密封圈的配合使用，第一密封圈初步保证发电装置的密封性，初步防止水底水液渗漏，同时密封腔内部充有惰性气体，进一步保证密封腔的密封效果，不仅避免渗漏的液体损坏发电腔内部的发电装置，也避免利用高压紧力导致加速密封件的损耗，由此会缩短维护间隔并且会缩短工作寿命，损坏密封件，节约经济损耗的优点。
[0019]3、该基于蜗杆传动原理的水下发电装置，通过中心齿、行星齿和齿环的配合使用，使转子和永磁铁反向转动，从而增加转子与永磁铁的相对转速，增加发电的速度，增加发电的效率。
附图说明
[0020]图1为本发明结构整体连接示意图；
[0021]图2为本发明结构图1的A-A截面的壳体、涡轮和发电腔连接示意图；
[0022]图3为本发明结构外圈环、永磁铁、转子和连接轴连接截面示意图；
[0023]图4为本发明结构中心齿、行星齿和齿环的连接示意图；
[0024]图5为本发明结构图1的B部分转轴、密封腔、第一蜗杆、第二蜗杆和连接杆连接示意图；
[0025]图6为本发明结构图1的C部分第一锥形齿轮和第二锥形齿轮连接示意图；
[0026]图7为本发明结构图1的D部分连接轴、转子、中心齿、行星齿、齿环和外圈环连接示意图。
[0027]图中：1、壳体；2、密封腔；3、转轴；4、涡轮；5、第一密封圈；6、第一蜗杆；7、第二蜗杆；8、连接杆；9、密封板；10、第二密封圈；11、第一锥形齿轮；12、第二锥形齿轮；13、连接轴；14、发电腔；15、中心齿；16、行星齿；17、齿环；18、外圈环；19、轴承；20、永磁铁；21、转子。
具体实施方式
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]请参阅图1-7，一种基于蜗杆传动原理的水下发电装置，包括壳体1、密封腔2、转轴3、涡轮4、第一密封圈5、第一蜗杆6、第二蜗杆7、连接杆8、密封板9、第二密封圈10、第一锥形齿轮11、第二锥形齿轮12、连接轴13、发电腔14、中心齿15、行星齿16、齿环17、外圈环18、轴承19、永磁铁10、转子21。
[0030]上述各结构的位置及连接关系如下：
[0031]壳体1的顶部固定连接有密封腔2，密封腔2为“N”形腔，且密封腔2有两个，两个密封腔2分别固定连接在壳体1顶部的左右两端，两个密封腔2的内部均充有惰性气体，密封腔2的内部活动连接有转轴3，转轴3的两端均设置有螺纹，转轴3转动连接在两个密封腔2之间，且转轴3的两端均和第一密封圈5活动连接，两个密封圈和密封腔2固定连接，转轴3的外部固定连接有涡轮4，通过涡轮4的使用，由于涡轮4为横向叶轮，且横向在壳体1内转动，所以涡轮4转动时，涡轮4不会在水流带动转动下损伤水底的过往的鱼群，保护水底的生态环境，避免水底的生态环境发生破坏，同时有效防止水底水草缠绕涡轮4，从而导致缠死涡轮4，使水下发电装置停止工作，从而保证动能水力发电正常运行，提高水下发电的发电效率。
[0032]转轴3的外部活动连接有第一密封圈5，转轴3的外部啮合连接有第一蜗杆6，第一蜗杆6的外部啮合连接有第二蜗杆7，第一蜗杆6和第二蜗杆7分别有两个，且两个第一蜗杆6和两个第二蜗杆7均活动连接在密封腔2内，第二蜗杆7的外部啮合连接有连接杆8，连接杆8的外部活动连接有密封板9，密封板9有两个，两个密封板9分别固定连接有在两个密封腔2的内部，且密封板9和第一蜗杆6活动连接，第二密封圈10和连接杆8活动连接，密封板9的内部固定连接有第二密封圈10，通过第一密封圈5、密封腔2和第二密封圈10的配合使用，第一密封圈5初步保证发电装置的密封性，初步防止水底水液渗漏，同时密封腔2内部充有惰性气体，进一步保证密封腔2的密封效果，不仅避免渗漏的液体损坏发电腔14内部的发电装置，也避免利用高压紧力导致加速密封件的损耗，由此会缩短维护间隔并且会缩短工作寿命，损坏密封件，节约经济损耗的优点。
[0033]连接杆8的底部固定连接有第一锥形齿轮11，第一锥形齿轮11的外部啮合连接有第二锥形齿轮12，连接杆8、第一锥形齿轮11和第二锥形齿轮12各有两个，两个连接杆8分别和两个第二蜗杆7啮合连接，两个第一锥形齿轮11分别固定连接在两个连接杆8的底端，两个第二锥形齿轮12分别固定连接在连接轴13的两端，连接轴13活动连接在发电腔14的内部，第二锥形齿轮12的外部固定连接有连接轴13，壳体1的内部开设有发电腔14，连接轴13的外部固定连接有中心齿15，所述中心齿15的外部啮合连接有行星齿16，行星齿16的外部啮合连接有齿环17，中心齿15、行星齿16和齿环17各有两组，平分两部分相互连接，且每组行星齿16有三个，每组三个行星齿16均啮合连接在齿环17的内部，每组三个行星齿16关于中心齿15的中心轴对称分布，且两组行星齿16均和壳体1转动连接，通过中心齿15、行星齿16和齿环17的配合使用，使转子21和永磁铁20反向转动，从而增加转子21与永磁铁20的相对转速，增加发电的速度，增加发电的效率，齿环17的外部固定连接有外圈环18，外圈环18的外部固定连接有轴承19，所述外圈环18的内部固定连接有永磁铁20，连接轴13的外部固定连接有转子21。
[0034]工作过程及原理:工作时，发电装置置于河流水底，水底水流带动涡轮4转动，由于涡轮4为横向叶轮，且横向在壳体1内转动，所以涡轮4转动时，涡轮4不会在水流带动转动下损伤水底的过往的鱼群，同时有效防止水底水草缠绕涡轮4，从而导致缠死涡轮4，使水下发电装置停止工作，因为涡轮4和转轴3固定连接，转轴3和第一蜗杆6啮合连接，第一蜗杆6和第二蜗杆7啮合连接，第二蜗杆7和连接杆8啮合连接，所以涡轮4转动时带动转轴3转动，转轴3带动第一蜗杆6转动，第一蜗杆6带动第二蜗杆7转动，第二蜗杆7带动连接杆8转动，由于连接杆8和第一锥形齿轮11固定连接，第一锥形齿轮11和第二锥形齿轮12啮合连接，第二锥形齿轮12和连接轴13固定连接，所以连接杆8带动连接轴13转动，因为连接轴13和中心齿15固定连接，中心齿15和行星齿16啮合连接，中心齿15和齿环17啮合连接，齿环17和外圈环18固定连接，外圈环18和永磁铁20固定连接，连接轴13和转子21固定连接，所以连接轴13带动中心齿15转动，中心齿15和带动行星齿16转动，行星齿16带动齿环17与中心齿15反向转动，齿环17带动外圈环18与连接轴13反向转动，连接轴13带动转子21转动，外圈环18带动永磁铁20与转子21反向转动，使转子21在永磁铁20产生的磁场内转动并产生电流。
[0035]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
