ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1998 года по МПК E02B9/00 E02C1/00 E02C1/06 

Изобретение относится к малой энергетике и касается проекта небольших гидроэлектростанций, сооружаемых на различных реках и водохранилищах.

Известна гидроэнергетическая установка, содержащая шлюз, имеющий стенки и входные и выходные ворота, а также гидродвигатель, связанный с электрогенератором, и нагнетательный трубопровод, ведущий к гидродвигателю, и выпускной трубопровод, сообщенный со шлюзом. [1]
Недостаток известной установки заключается в невысокой эффективности ее эксплуатации.

Технический результат от внедрения этого изобретения состоит в повышении эффективности эксплуатации установки.

Это достигается тем, что гидроэнергетическая установка содержит шлюз, имеющий стенки и входные и выходные ворота, а также гидродвигатель, связанный с электрогенератором, и нагнетательный трубопровод, ведущий к гидродвигателю, и выпускной трубопровод, сообщенный со шлюзом, гидроэнергетическая установка снабжена, по меньшей мере, одним гидроцилиндром, поршень которого выполнен с двумя штоками, соединенными с трособлочной системой, гибкая связь которой соединена с размещенным в шлюзе полым резервуаром с впускным и выпускным клапанами, имеющим возможность вертикального возвратно-поступательного движения, при этом каждый гидроцилиндр выполнен со всасывающим трубопроводом, размещенным в шлюзе, а нагнетательный трубопровод соединен с емкостью высокого давления, сообщенной с гидродвигателем, при этом выпускной трубопровод сообщен со шлюзом посредством емкости.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 схематически показан общий вид гидроэнергетической установки в момент, когда ее полый резервуар расположен в крайнем верхнем положении.

На фиг.2 поперечный разрез шлюза с описываемой установкой в момент, когда ее полый резервуар расположен в крайнем нижнем положении.

Гидроэнергетическая установка состоит из шлюза 1 со стенками 2 и днищем 3. Шлюз 1 имеет входные и выходные ворота (на чертеже не показаны). Одновременно с этим гидроэнергетическая установка имеет гидроцилиндр 4 с поршнем 5 и двумя штоками 6. При этом штоки 6 соединены с гибкими связями 7, которые в свою очередь огибают блоки 8. К гибким связям 7 подсоединен полый резервуар 9, имеющий впускной 10 и выпускной 11 клапаны и возможность вертикального возвратно-поступательного движения. Гидроцилиндр 4 соединен со шлюзом 1 через обратные клапаны 12 с всасывающим трубопроводом 13 и одновременно через обратные клапана 14 соединен с нагнетательным трубопроводом 15, который в свою очередь через обратный клапан 16 соединен с емкостью 17 высокого давления, имеющей в процессе заполнения воздушную подушку 18. Емкость 17 высокого давления сообщена с гидродвигателем 19, кинематически соединенным с электрогенератором 20. При этом гидродвигатель 19 посредством выпускного трубопровода 21 сообщается с резервуаром 22, который через обратный клапан 23 и выпускной трубопровод 24 сообщается со шлюзом 1. Одновременно емкость 17 высокого давления через перепускной клапан 25 и трубопровод 26 соединена с резервуаром 22.

Гидроэнергетическая установка работает следующим образом.

Когда шлюз 1 заполнен через впускную заслонку, полый резервуар 9 находится в крайнем верхнем положении. Затем открывают впускной клапан 11, происходит заполнение полого резервуара 9 водой, и он начинает погружаться в крайнее нижнее положение. Посредством гибких связей 7 через блоки 8 осуществляется с помощью штоков 6 перемещение поршней 5 из одного крайнего положения в другое. При перемещении поршней 5 в одну полость гидроцилиндров 4 происходит нагнетание жидкости из шлюза 1 через всасывающий трубопровод 13 и один из обратных клапанов 12. В тоже время из другой полости гидроцилиндра 4 через один из обратных клапанов 14 жидкость проходит в нагнетательный трубопровод 15, а затем через обратный клапан 16 поступает в емкость 17 высокого давления. Когда полый резервуар 9 достигнет крайнего нижнего положения, в шлюзе 1 открывают выпускную заслонку для полного удаления жидкости. При этом закрывают впускной 10 и открывают выпускной 11 клапаны в полом резервуаре 9, из которого осуществляется слив жидкости, после чего выпускной клапан 11 закрывают. Затем в шлюзе 1 закрывают выпускную и открывают впускную заслонки, в связи с чем происходит заполнение шлюза 1 жидкостью, и по мере ее поступления осуществляется подъем полого резервуара 9 до его крайнего верхнего положения. При этом процесс в гидроцилиндре 4 повторяется только при обратном ходе поршня 5.

При осуществлении полым цилиндром 9 целого ряда вертикальных возвратно-поступательных перемещений из нагнетательного трубопровода 15 в емкость 17 поступает жидкость и создается определенное давление. Жидкость под действием создаваемого давления поступает на гидродвигатель 19, заставляя его вращаться. Гидродвигатель 19 кинематически соединен с электрогенератором 20, который, вращаясь, вырабатывает электроэнергию. Отработанная жидкость по выпускному трубопроводу 21 поступает в резервуар 22. Одновременно с этим в емкости 17 при образовании давления в верхней ее части имеется воздушная подушка 18, предохраняющая емкость 17 от деформаций. Одновременно при создании избыточного давления емкость 17 через перепускной клапан 25 и трубопровод 26 осуществляет перелив жидкости в резервуар 22, из которого жидкость через обратный клапан 23 и трубопровод 24 переливается в шлюз 1.

Необходимо отметить, что в качестве полого резервуара 9 в предлагаемой конструкции может быть использована баржа, не пригодная для основных работ. Конструкция предлагаемой энергетической установки позволит использовать ее там, где нет источников энергии, где затруднена ее транспортировка, особенно в горных местностях, без затопления плодородных земель. Установка имеет короткий срок окупаемости, надежна в работе и позволит получить экономически чистую энергию.

Использование: изобретение относится к малой энергетике и касается проекта небольших гидроэлектростанций, сооружаемых на различных реках и водохранилищах. Сущность изобретения состоит в том, что гидроэнергетическая установка содержит шлюз, имеющий стенки и входные и выходные ворота, а также гидродвигатель, связанный с электрогенератором, и нагнетательный трубопровод, ведущий к гидродвигателю, и выпускной трубопровод, сообщенный со шлюзом, гидроэнергетическая установка снабжена, по меньше мере, одним гидроцилиндром, поршень которого выполнен с двумя штоками, соединенными с трособлочной системой, гибкая связь которой соединена с размещенным в шлюзе полым резервуаром с впускным и выпускным клапанами, имеющим возможность вертикального возвратно-поступательного движения, при этом каждый гидроцилиндр выполнен со всасывающим трубопроводом, размещенным в шлюзе, а нагнетательный трубопровод соединен с емкостью высокого давления, сообщенной с гидродвигателем, при этом выпускной трубопровод сообщен со шлюзом посредством емкости. 2 ил.

Гидроэнергическая установка, содержащая шлюз, имеющий стенки и входные и выходные ворота, а также гидродвигатель, связанный с электрогенератором, и нагнетательный трубопровод, ведущий к гидродвигателю, и выпускной трубопровод, сообщенный со шлюзом, отличающийся тем, что она снабжена по меньшей мере одним гидроцилиндром, поршень которого выполнен с двумя штоками, соединенными с трособлочной системой, гибкая связь которой соединена с размещенным в шлюзе полым резервуаром с впускным и выпускным клапанами, имеющим возможность вертикального возвратно-поступательного движения, при этом каждый гидроцилиндр выполнен с всасывающим трубопроводом, размещенным в шлюзе, а нагнетательный трубопровод соединен с емкостью высокого давления, сообщенной с гидродвигателем, при этом выпускной трубопровод сообщен со шлюзом посредством емкости.