CN106918263A - 一种宽幅可变流量配水系统 - Google Patents

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曾亚军
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Abstract

本发明公开了一种宽幅可变流量配水系统，包括配水槽、均匀分布于所述配水槽的底部的至少两类喷头，且各类所述喷头均设有与所述配水槽的槽底相连接的喷管，所述喷管的上部设有进水口、下部具有出水口，至少两类所述喷头的进水口露出于所述配水槽的槽底的高度不同。如此设置，本发明提供的宽幅可变流量配水系统，其能够避免当实时水压为非标准水压时，造成的喷水不均匀的问题。

Description

一种宽幅可变流量配水系统
技术领域
本发明涉及冷却塔技术领域，更具体的涉及一种宽幅可变流量配水系统。
背景技术
冷却塔工作原理是流动的空气从正确的角度吹向喷洒下来的水，当空气通过这些水滴的时候，一部分水就蒸发了，由于用于蒸发水滴的热量降低了水的温度，剩余的水就被冷却了。
常规的冷却塔都有一个配水系统，常规的配水系统需要一个标准水位量来维持稳定运行，在标准水量下水位达到一定高度，每个喷头都有一定的水位高度，这时候的各个喷头的流量差别不大，系统是可以稳定运行的。如果实际流量偏离这个标准流量，如水量变小(多种原因可能会造成水量变小，如最常见的多个塔组运行时水力不平衡、管道气阻、底盆吸空等)，从配水管流到配水盆的水不足以形成稳定的水位高度，配水系统从近出水口处到远出水口处有较大的水位差。由于水位的高低变化，喷头出水会明显的水量变化。就会出现配水不均匀的情况。
因此，如何解决现有技术中当实时水量为非标准水量时，配水系统会出现配水不均的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种宽幅可变流量配水系统，其能够避免当实时水压为非标准水压时，造成的喷水不均匀的问题。
本发明提供的一种宽幅可变流量配水系统，包括配水槽、均匀分布于所述配水槽的底部的至少两类喷头，且各类所述喷头均设有与所述配水槽的槽底相连接的喷管，所述喷管的上部设有进水口、下部具有出水口，至少两类所述喷头的进水口露出于所述配水槽的槽底的高度不同。
优选地，所述喷管的上部设有的进水口大于其下部设有的出水口。
优选地，所述喷头中至少包括第一低压高扩散变流量喷头和第二低压高扩散变流量喷头，所述第一低压高扩散变流量喷头和所述第二低压高扩散变流量喷头均包括：
设置于所述喷管的内部侧壁的螺旋导水槽，流入所述喷管内的水沿所述螺旋导水槽呈螺旋方向向下流动；
连接于所述喷管下部的流体转向加速器和设置于所述流体转向加速器上的张力消除器，所述流体转向加速器的迎水面的中心部位高于边缘部位，且所述迎水面的中心部位通过弧形面向所述边缘部位过渡，以使竖直方向流下的水流通过所述弧形面逐渐向水平方向转换；所述张力消除器凸起于所述迎水面上，所述张力消除器的第一端靠近于所述中心部位、第二端靠近于所述边缘部位，所述张力消除器沿由上至下的方向厚度逐渐增加，且沿所述迎水面的中心部位至边缘部位厚度逐渐增加。
优选地，所述第一喷头的进水口高于所述配水槽的槽底10mm以上，所述第二喷头的进水口与所述槽底相平齐。
优选地，多个所述第一喷头和第二喷头均匀分布在所述槽底上。
优选地，所述张力消除器为多个，且以所述中心部位为圆心沿圆周方向分布于所述迎水面上。
优选地，任意一个所述张力消除器为具有第一顶点、第二顶点、第三顶点及第四顶点的三角锥形，任意两个顶点的连线为所述三角锥形的棱边；所述第一顶点、所述第二顶点及所述第三顶点设置于所述迎水面上，且所述第一顶点靠近于所述中心部位，所述第二顶点和所述第三顶点靠近于所述边缘部位，所述第四顶点凸起于所述迎水面。
优选地，所述第四顶点沿竖直方向的投影位于所述迎水面之外。
优选地，所述第一顶点分别与所述第二顶点和所述第三顶点的连线长度相等；所述第四顶点位于所述第一顶点、第二顶点、第三顶点形成的三角形的对称面上。
优选地，所述第四顶点与所述第一顶点的连线与所述过水孔相切。
优选地，所述第四顶点与所述第一顶点的连线与所述过水孔的中心线相交。
优选地，所述流体转向加速器的中心部设有沿上下方向将其贯穿的过水孔。
优选地，所述过水孔为沿由上至下方向孔径逐渐增加的锥孔。
优选地，所述流体转向加速器包括至少两级，各级所述流体转向加速器沿竖直方向分布，且各级所述流体转向加速器均设有所述张力消除器。
优选地，所述流体转向加速器为多级，各级所述流体转向加速器均设有所述张力消除器，多级所述流体转向加速器沿竖直方向依次连接。
优选地，相邻的两级所述流体转向加速器之间通过第一连接柱相连接。
优选地，所述喷管的下部设有法兰盘，最上级的所述流体转向加速器通过第二连接柱与所述法兰盘相连接。
优选地，所述法兰盘和所述第二连接柱通过卡扣和卡槽卡接在一起。
如此设置，本发明提供的技术方案中，在配水槽的槽底均匀分布有至少两类喷头，至少两类所述喷头的进水口露出于所述配水槽的槽底的高度不同，为了方便描述，下面内容将以第一喷头和第二喷头进行描述，其中，第二喷头的进水口低于第一喷头的进水口的高度。当流量小于标准流量的情况下，只有第二喷头工作，当流量大于标准流量的时候，第一喷头也同时工作，所以不论系统是否达到标准的工况，就算只有标准工况10％的流量，系统填料上都能得到均匀的配水，能使冷却塔在各种工况下都能工作在最佳的状态。
另外，本发明的优选方案中，喷管的内侧壁设有沿进喷管的上端至下端方向螺旋下降的螺旋导水槽，进入喷管的水沿螺旋导水槽进行螺旋流动，产生涡旋效果，增加水流的离心力，以保证水流散开的面积。
水从喷管内流出之后落在流体转向加速器的迎水面上，由于迎水面为由上至下方向逐渐扩大的锥形面，进而可以使竖直方向流下的水流通过锥形面逐渐向水平方向转换，进一步保证了水的扩散面积；
同时，水在转向的过程中会与张力消除器相切，由于张力消除器沿由上至下的方向厚度逐渐增加，且沿迎水面的中心部位至边缘部位厚度逐渐增加，因此，水流在迎水面上流动时，能够逐渐被张力消除器分开，且水流遇到的阻力较小，张力消除器将水流分开，从而避免了因水流的张力集中而偏向于同一个方向，因此，本发明提供的喷头能够在任意工况条件下，使水流喷的更远更均匀。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中流体转向加速器和张力消除器局部剖视图；
图2为本发明具体实施方式中流体转向加速器和张力消除器的俯视图；
图3为本发明具体实施方式中具有三级流体转向加速器的喷头示意图；
图4为本发明具体实施方式中具有三级流体转向加速器的喷头的局部剖视图；
图5为本发明具体实施方式中具有两级流体转向加速器的喷头示意图；
图6为本发明具体实施方式中宽幅可变流量配水系统的主视示意图；
图7为本发明具体实施方式中宽幅可变流量配水系统的俯视示意图；
图1-图7中：
流体转向加速器—11、张力消除器—12、迎水面—13、中心部位—14、边缘部位—15、过水孔—16、第一顶点—17、第二顶点—18、第三顶点—19、第四顶点—20、喷管—21、螺旋导水槽—22、第一连接柱—23、第二连接柱—24、法兰盘—25、配水槽—27、第一喷头—28、第二喷头—29。
具体实施方式
本具体实施方式提供了一种宽幅可变流量配水系统，其能够避免当实时水压为非标准水压时，造成的喷水不均匀的问题。
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。
请参考图1-图7，本具体实施方式提供的一种宽幅可变流量配水系统，包括配水槽27、分布于配水槽27的底部的多个第一喷头和第二喷头，当然，还可包括第三喷头和第四喷头等，为了描述方便，下文将以第一喷头和第二喷头为例进行说明。
优选地，多个不同高度的喷头按照一定的规则布置在配水槽上，实现配水系统目标区域水量控制增加或减少，达到冬季化冰的功能。
其中，第一喷头28和所述第二喷头29均包括喷管21、连接于喷管下方的流体转向加速器11和设置于流体转向加速器11上的张力消除器12。
本具体实施方式中，第一喷头28的喷管的进水口高于第二喷头29的喷管21的进水口，且第一喷头28的进水口大于第二喷头29的进水口，即第一喷头28的流量大于第二喷头29的流量。需要说明的是，本具体实施方式中，也可采用其它类型的普通喷头，只需能够保证第一喷头的喷管的进水口高于第二喷头的喷管的进水口，且喷头的进水口大于第二喷头的进水口即可。
在喷管21的上部设有进水口、底部设有出水口，喷管21的内部侧壁设有螺旋导水槽22，流入喷管内的水沿螺旋导水槽22旋呈螺旋方向向下流动。
流体转向加速器11的迎水面13的中心部位14高于边缘部位15，而且迎水面13的中心部位14通过弧形面向边缘部位15过渡，以使竖直方向流下的水流通过弧形面逐渐向水平方向转换。
需要说明的是，上述迎水面13为能够将水流方向由竖直方向逐渐向水平方向转换的弧形面，具体地该弧形面可如下设置：在流体转向加速器11的任意一个纵切面中，迎水面13的中心部位14沿弧形线向边缘部位15过渡，且弧形线两端点之间连线的中点高于弧形线的中点，如此结构的迎水面13能够逐渐将水流方向由竖直方向向水平方向转换。当然，该弧形面也可以为类似圆锥体的外周弧面的结构。
张力消除器12凸起于迎水面13上，张力消除器12的第一端靠近于中心部位14、第二端靠近于边缘部位15，张力消除器12沿由上至下的方向厚度逐渐增加，且沿迎水面13的中心部位14至边缘部位15厚度逐渐增加，水流由上至下方向流动，同时由中心部位14向边缘部位15流动，张力消除器12能够逐渐地将水流分成两部分，且水流遇到的阻力较小，降低了分流能耗。
另外，本具体实施方式中流体转向加速器11的中心部可以设有沿上下方向将其贯穿的过水孔16。需要说明的是，流体转向加速器11中心的过水孔16可以根据应用的需求增加直径或减小直径甚至取消。在流体转向加速器11上设有过水孔16，可避免水喷出后形成空心圆。而且本实施方式中可以将流体转向加速器11设置为上下分布的两级，且各级流体转向加速器11上均设有张力消除器。当然，流体转向加速器11的级数也可为一级、三级、四级等，具体可根据实际情况具体设定，本文不再具体说明。
如此设置，本具体实施方式提供的技术方案中，采用进水口大小不同，即流量不同的喷头配合，当流量小于标准流量的情况下，只有进水口较小的第二喷头29工作，当流量大于标准流量的时候，进水口较大的第一喷头28也同时工作，所以不论系统是否达到标准的工况，就算只有标准工况10％的流量，系统填料上都能得到均匀的配水，能使冷却塔在各种工况下都能工作在最佳的状态。
配水槽27内的水通过第一喷头28和/或第二喷头29的喷管21的进水口进入喷管21内，由于喷管21的内侧壁设有沿进喷管的上端至下端方向螺旋下降的螺旋导水槽22，进入喷管21的水沿螺旋导水槽22进行螺旋流动，产生涡旋效果，增加水流的离心力，以保证水流散开的面积。
水从喷管21内流出之后落在流体转向加速器的迎水面13上时，由于迎水面13的中心部位14高于四周的边缘部位15，水流首先与中心部位14相接触，并沿着迎水面13向迎水面13的边缘部位15流动，由于迎水面13为能够将水流方向由竖直方向逐渐向水平方向转换的弧形面，如此，能够使水流能够沿弧形面由竖直流动方向逐渐向水平流动方向转换，使水喷的更远。同时，水在转向的过程中会与张力消除器12相切，由于张力消除器12沿由上至下的方向厚度逐渐增加，且沿迎水面13的中心部位14至边缘部位15厚度逐渐增加，因此，水流在迎水面13上流动时，能够逐渐被张力消除器12分开，且水流遇到的阻力较小，张力消除器12将水流分开，从而避免了水流集中流向于一个方向，因此，本发明提供的第一喷头和第二喷头能够在任意工况条件下，使水流喷的更远更均匀。
需要说明的是，第一喷头的进水口和第二喷头的进水口的高度可以根据实际情况具体设定，比如，第一喷头的进水口可以高于配水槽的槽底10mm以上，第二喷头的进水口可以与槽底相平齐。
另外，在本具体实施方式的优选方案中，多个第一喷头28和第二喷头29均匀分布在槽底上，比如，多个第一喷头和第二喷头可呈梅花状分布于配水槽的底部，而且分别各为一组互不干涉，具体可以根据用户的具体需要调整数量和集中程度。或者，多个第一喷头28可以呈矩阵型分布，多个第二喷头29也呈矩阵型分布，这样能够使喷出的水的分布具有更好的均匀性。另外，在高寒地区使用时可以集中设置大口径低进水管的喷头作为化冰管使用。
进一步地，将上述张力消除器12设置为多个，且以中心部位14为圆心沿圆周方向分布于迎水面13上。
如此设置，能够将迎水面13上的水流分隔成多段水流，切断了各段水流之间的连接，能够使水流分布的更均匀。
本实施例的优选方案中，上述张力消除器12具体为三角锥形，即其具有第一顶点17、第二顶点18、第三顶点19及第四顶点20，而且任意两个顶点的连线为三角锥形的棱边。
具体地，第一顶点17、第二顶点18及第三顶点19设置于迎水面13上，且第一顶点17靠近于中心部位14，第二顶点18和第三顶点19靠近于边缘部位15，第四顶点20凸起于迎水面13。
如此设置，三角锥形的张力消除器12能够在对水流造成更小的阻力的情况下，完成水流的明显分隔。
进一步地，第四顶点20沿竖直方向的投影位于迎水面13之外，即第四顶点20沿竖直方向的投影在边缘部位15围成的平面之外，即第四顶点凸出于迎水面所在的圆柱体之外。如此设置，能够防止被分隔开的水流在张力作用下重新汇合，进而进一步提高了分流效果。
为了能够均匀地分流，上述第一顶点17分别与第二顶点18和第三顶点19的连线长度相等，即第一顶点17、第二顶点18和第三顶点19所在三角形为等腰三角形；第四顶点20位于该等腰三角形的对称面上，如此设置，第一顶点17和第四顶点20形成的棱边处于张力消除器12的对称面上，因此，该棱边能够将水流等分成两段。
需要说明的是，本具体实施方式中，第四顶点20与第一顶点17的连线与过水孔16相切或者与过水孔16的中心线相交。该种分布形式，使张力消除器12的延伸方向与水流的流动方向基本一致，能够进一步降低张力消除器12对水流造成的阻力。
本具体实施方式中当流体转向加速器为多级时，为了方便连接，相邻的两级流体转向加速器之间可以通过第一连接柱23相连接，所有的流体转向加速器和第一连接柱23均通过注塑连接为一体式结构。如此，可方便地将各级流体转向加速器连接在一起。
为了方便地将喷管21与其下方的流体转向加速器11连接在一起，在喷管21的下部可以设有法兰盘25，该法兰盘25可通过注塑方式与喷管21连接成一体式结构。最上级的流体转向加速器11通过第二连接柱24与法兰盘25相连接，具体地，可以在法兰盘25上设有卡接凸起，在第二连接柱24上设有卡槽，通过卡接的方式，方便地将二者连接在一起。
本具体实施方式的优选方案中，喷管21的内径沿由上至下方向渐缩，如此设置，喷出的水流具有足够的水压喷射在流体转向加速器本体11上，实现较好的扩散效果。
以上对本发明所提供的一种宽幅可变流量配水系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (18)

1.一种宽幅可变流量配水系统，其特征在于，包括配水槽、均匀分布于所述配水槽的底部的至少两类喷头，且各类所述喷头均设有与所述配水槽的槽底相连接的喷管，所述喷管的上部设有进水口、下部具有出水口，至少两类所述喷头的进水口露出于所述配水槽的槽底的高度不同。
2.如权利要求1所述的宽幅可变流量配水系统，其特征在于，所述喷管的上部设有的进水口大于其下部设有的出水口。
3.如权利要求1所述的宽幅可变流量配水系统，其特征在于，所述喷头中至少包括第一低压高扩散变流量喷头和第二低压高扩散变流量喷头，所述第一低压高扩散变流量喷头和所述第二低压高扩散变流量喷头均包括：
设置于所述喷管的内部侧壁的螺旋导水槽，流入所述喷管内的水沿所述螺旋导水槽呈螺旋方向向下流动；
连接于所述喷管下部的流体转向加速器和设置于所述流体转向加速器上的张力消除器，所述流体转向加速器的迎水面的中心部位高于边缘部位，且所述迎水面的中心部位通过弧形面向所述边缘部位过渡，以使竖直方向流下的水流通过所述弧形面逐渐向水平方向转换；所述张力消除器凸起于所述迎水面上，所述张力消除器的第一端靠近于所述中心部位、第二端靠近于所述边缘部位，所述张力消除器沿由上至下的方向厚度逐渐增加，且沿所述迎水面的中心部位至边缘部位厚度逐渐增加。
4.如权利要求3所述的宽幅可变流量配水系统，其特征在于，所述第一低压高扩散变流量喷头的进水口高于所述配水槽的槽底10mm以上，所述第二低压高扩散变流量喷头的进水口与所述槽底相平齐。
5.如权利要求3所述的宽幅可变流量配水系统，其特征在于，多个所述第一低压高扩散变流量喷头和第二低压高扩散变流量喷头梅花状均匀分布在所述槽底上。
6.如权利要求3所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，各个所述流体转向加速器上的所述张力消除器为多个，且以所述中心部位为圆心沿圆周方向分布于所述迎水面上。
7.如权利要求3或6所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，任意一个所述张力消除器为具有第一顶点、第二顶点、第三顶点及第四顶点的三角锥形，任意两个顶点的连线为所述三角锥形的棱边；所述第一顶点、所述第二顶点及所述第三顶点设置于所述迎水面上，且所述第一顶点靠近于所述中心部位，所述第二顶点和所述第三顶点靠近于所述边缘部位，所述第四顶点凸起于所述迎水面。
8.如权利要求7所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述第四顶点沿竖直方向的投影位于所述迎水面之外。
9.如权利要求8所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述第一顶点分别与所述第二顶点和所述第三顶点的连线长度相等；所述第四顶点位于所述第一顶点、第二顶点、第三顶点形成的三角形的对称面上。
10.如权利要求9所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述第四顶点与所述第一顶点的连线与所述过水孔相切。
11.如权利要求9所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述第四顶点与所述第一顶点的连线与所述过水孔的中心线相交。
12.如权利要求3所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述流体转向加速器的中心部设有沿上下方向将其贯穿的过水孔。
13.如权利要求12所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述过水孔为沿由上至下方向孔径逐渐增加的锥孔。
14.如权利要求3所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述流体转向加速器包括至少两级，各级所述流体转向加速器沿竖直方向分布，且各级所述流体转向加速器均设有所述张力消除器。
15.如权利要求3所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述流体转向加速器为多级，各级所述流体转向加速器均设有所述张力消除器，多级所述流体转向加速器沿竖直方向依次连接。
16.如权利要求15所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，相邻的两级所述流体转向加速器之间通过第一连接柱相连接。
17.如权利要求16所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述喷管的下部设有法兰盘，最上级的所述流体转向加速器通过第二连接柱与所述法兰盘相连接。
18.如权利要求17所述的可变幅变流量配水系统，其特征在于，所述法兰盘和所述第二连接柱通过卡扣和卡槽卡接在一起。
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