CN111895805A - 一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统 - Google Patents

一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，包括自动补水装置和收水装置；所述自动补水装置实时检测冷却塔底部的水箱内的水位变化并向水箱内补水；所述收水装置设置于冷却塔的内顶部，用于收集湿热空气中的小液滴。本发明提供的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，能够实现对冷却塔底部的水箱的自动化补水，不需要人为控制，节省人力物力，降低成本，而且具有收水效果好、效率高的优点。

Description

一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统
技术领域
本发明属于余热发电系统中的冷却塔技术领域，尤其涉及一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统。
背景技术
冷却塔是余热发电系统中的重要换热设备，冷却塔底部的水箱能够对喷淋头进行供水，在换热作业过程中，由于湿热空气的不断排出，水箱内的水流失比较严重，需要人工时刻观察水箱内的水量从而适当进行补水，不但没有节约成本，反而浪费人力物力。
冷却塔中的收水器能够收集湿热空气中的小液滴，从而减少冷却塔内的水分散失量，而现有的收水器由于结构设计的缺陷，导致收水效果不好，长时间收水作业会存在水雾积存的现象。
基于上述理由，本发明设计了一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，能够实现对冷却塔底部的水箱的自动化补水，不需要人为控制，节省人力物力，降低成本，而且具有收水效果好、效率高的优点。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，能够实现对冷却塔底部的水箱的自动化补水，不需要人为控制，节省人力物力，降低成本，而且具有收水效果好、效率高的优点。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，包括自动补水装置和收水装置；所述自动补水装置实时检测冷却塔底部的水箱内的水位变化并向水箱内补水；所述收水装置设置于冷却塔的内顶部，用于收集湿热空气中的小液滴；
所述自动补水装置包括液位检测装置、补水装置和控制器；所述液位检测装置安装于冷却塔底部的水箱的内侧壁，用于实时检测水位变化并将检测信号传输至控制器；所述补水装置的出水端连通所述水箱，所述补水装置通过所述控制器控制向水箱内补水。
收水装置包括从下到上依次设置的收水板、旋转收水器和集风排出装置；所述旋转收水器竖向设置，位于所述旋转收水器底部的空气输入口连通所述收水板的下表面，位于所述旋转收水器顶部的空气输出口连通所述集风排出装置的集风腔，且旋转收水器与所述收水板及所述集风排出装置旋转连通设置。
进一步地，所述液位检测装置包括位于支撑立板的同一竖直侧面且从上到下依次设置的上部横板、中部横板和下部横杆，所述上部横板上竖向滑移贯穿设置有导向杆，所述中部横板上竖向滑移贯穿设置有检测活动杆，所述下部横杆上表面设置有压力检测单元，所述导向杆、检测活动杆、压力检测单元处于同一竖直直线上，且导向杆与检测活动杆相连接；
液位检测装置还包括与检测活动杆连接的浮漂，所述浮漂漂浮于冷却塔底部的水箱的水面上，跟随水面升降的所述浮漂可带动检测活动杆同步竖向移动，且检测活动杆的竖向移动通过所述导向杆进行导向。
进一步地，所述检测活动杆下端设置有配重块；靠近配重块的所述检测活动杆的杆侧设置有浮漂连接部，所述浮漂通过浮漂连接部连接所述检测活动杆。
进一步地，所述压力检测单元为压力传感器弹簧，所述压力传感器弹簧的信号发送端与控制器的信号接收端连接。
进一步地，所述检测活动杆为圆柱状杆，所述中部横板上嵌设有直线轴承，所述检测活动杆穿过直线轴承与中部横板竖向滑移配合设置。
进一步地，所述导向杆为正棱柱状杆。
进一步地，与上部横板或中部横板或下部横杆相对的所述支撑立板的竖直侧面设置有安装板，所述安装板靠近支撑立板的下端设置，且安装板上具有安装孔。
进一步地，所述上部横板、中部横板、下部横杆以及安装板分别通过内六角螺丝安装于支撑立板上。
进一步地，所述补水装置包括补水箱、水泵和电动阀，所述水泵和电动阀安装于补水箱与水箱连接的补水管线上，且水泵和电动阀均通过所述控制器控制。
进一步地，所述旋转收水器包括柱状容器和同心朝下设置于柱状容器内的风车；所述空气输入口位于柱状容器底部，所述空气输出口位于柱状容器顶部；所述收水板上贯穿开设有与旋转收水器一一对应的对接口，所述空气输入口通过旋转接头旋转连通所述对接口；柱状容器内从上到下流动的湿空气可吹动风车带动所述柱状容器同步轴向旋转。
进一步地，所述柱状容器内壁周向设置有若干竖直的凸起。
进一步地，所述柱状容器的内底部设置有向上延伸的环形隔板，所述环形隔板与柱状容器的侧壁之间限位构成位于旋转收水器内底部的环形储水槽，所述环形储水槽具有安装有第一阀门的第一排水管；所述收水板上设置有排水孔，所述排水孔对接有位于收水板底部并安装有第二阀门的第二排水管；所述环形隔板的上端部分呈向外并向下弯折的弧形状。
进一步地，所述集风排出装置包括中间集风箱和通过连通管与中间集风箱连通的多个外围集风箱；位于中间位置的所述旋转收水器的空气输出口通过旋转接头连通中间集风箱，位于外围位置的所述旋转收水器的空气输出口通过旋转接头连通所述外围集风箱，所述中间集风箱的顶部具有空气排出箱口；
所述收水板的外围设置有具有第一安装孔的第一环形安装板，所述集风排出装置还包括通过连接杆连接各外围集风箱且具有第二安装孔的第二环形安装板，所述第一环形安装板的外径以及第二环形安装板的外径均与冷却塔的内径相匹配。
有益效果：本发明的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，有益效果如下：
1)自动补水装置能够实现对冷却塔底部的水箱的自动化补水，不需要人为控制，节省人力物力，降低成本；
2)液位检测装置检测液位速度快、灵敏度高，能够运动到冷却塔的补水系统中以及工业生产中的大多数液位检测工程中；
3)收水装置的旋转收水器能够使湿热空气中的更多地触及到柱状容器的内壁以及凸起上，从而提高收水效率；
4)收水装置的集风排出装置能够将从旋转收水器中排出的空气集中收集并汇集到中间集风箱内再排出，从而保证空气从冷却塔顶部开口排出的统一性，避免使冷却塔顶部的空气分布不均对冷却塔的风扇排风造成影响。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图；
附图2为液位检测装置的结构示意图；
附图3为收水装置的结构示意图；
附图4为旋转收水器的结构示意图；
附图5为收水板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1所示，一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，包括自动补水装置和收水装置b；所述自动补水装置实时检测冷却塔100底部的水箱e内的水位变化并向水箱e内补水；所述收水装置b设置于冷却塔100的内顶部，用于收集湿热空气中的小液滴。本发明能够实现对冷却塔100底部的水箱e的自动化补水，不需要人为控制，节省人力物力，降低成本，而且具有收水效果好、效率高的优点。
如附图1所示，所述自动补水装置包括液位检测装置c、补水装置d1和控制器d2；所述液位检测装置c安装于冷却塔底部的水箱e的内侧壁，用于实时检测水位变化并将检测信号传输至控制器d2；所述补水装置d1的出水端连通所述水箱e，所述补水装置d1通过所述控制器d1控制向水箱e内补水。能够实现对冷却塔底100部的水箱e的自动化补水，不需要人为控制，节省人力物力，降低成本。
其中，所述补水装置d1包括补水箱d11、水泵d12和电动阀d13，所述水泵d12和电动阀d13安装于补水箱d11与水箱e连接的补水管线上，且水泵d12和电动阀d13均通过所述控制器d1控制。
如附图2所示，所述液位检测装置c包括位于支撑立板c0的同一竖直侧面且从上到下依次设置的上部横板c1、中部横板c2和下部横杆c3，所述上部横板c1上竖向滑移贯穿设置有导向杆c4，所述中部横板c2上竖向滑移贯穿设置有检测活动杆c5，所述下部横杆c3上表面设置有压力检测单元c10，所述导向杆c4、检测活动杆c5、压力检测单元c10处于同一竖直直线上，且导向杆c4与检测活动杆c5相连接；液位检测装置c还包括与检测活动杆c5连接的浮漂c11，所述浮漂c11漂浮于冷却塔底部的水箱e的水面上，跟随水面升降的所述浮漂c11可带动检测活动杆c5同步竖向移动，且检测活动杆c5的竖向移动通过所述导向杆c4进行导向。作为优选，所述压力检测单元c10为压力传感器弹簧，所述压力传感器弹簧的信号发送端与控制器d2的信号接收端连接。检测活动杆c5向下移动过程中会下压压力传感器弹簧，压力传感器弹簧检测到的压力越大，则表面冷却塔底部的水箱e内的水面下降越多，水位越低，水面液位检测速度快、灵敏度高，不仅能够运动到冷却塔的补水系统中而且还能够运用到工业生产中的大多数液位检测工程中。
值得注意的是，所述检测活动杆c5下端设置有配重块c6，能够保证检测活动杆c5下移的灵活性，从而提高检测速度。
当冷却塔底部的水箱e内的水位降低时，浮漂c11带动检测活动杆c5、配重块c6同步下移从而下压压力传感器弹簧，压力传感器弹簧将检测到的压力信号传输至控制器d2，控制器d2内预设补水标准压力值，当检测压力信号对应的检测压力值大于补水标准压力值时，控制器d2控制水泵d12启动以及电动阀d13打开，从补水箱d11内抽水补入冷却塔底部的水箱e内。
更为具体的，靠近配重块c6的所述检测活动杆c5的杆侧设置有浮漂连接部c7，所述浮漂c11通过浮漂连接部c7连接所述检测活动杆c5。
所述检测活动杆c5为圆柱状杆，所述中部横板c2上嵌设有直线轴承c8，所述检测活动杆c5穿过直线轴承c8与中部横板c2竖向滑移配合设置。采用直线轴承c8只是本发明的一种实施方式，当然，还可以采用现有技术中与直线轴承c8类似功能的机械装置。
值得注意的是，所述导向杆c4为正棱柱状杆，从而能够为检测活动杆c5进行竖向移动的导向，防止检测活动杆c5发生轴向旋转。
与上部横板c1或中部横板c2或下部横杆c3相对的所述支撑立板c0的竖直侧面设置有安装板c9，所述安装板c9靠近支撑立板c0的下端设置，且安装板c9上具有安装孔c90，便于将液位检测装置c安装在水箱e的内侧壁。所述上部横板c1、中部横板c2、下部横杆c3以及安装板c9分别通过内六角螺丝安装于支撑立板c0上。
如附图3所示，收水装置b包括从下到上依次设置的收水板b1、旋转收水器b2和集风排出装置b3；所述旋转收水器b2竖向设置，位于所述旋转收水器b2底部的空气输入口b2.1连通所述收水板b1的下表面，位于所述旋转收水器b2顶部的空气输出口b2.2连通所述集风排出装置b3的集风腔，且旋转收水器b2与所述收水板b1及所述集风排出装置b3旋转连通设置。在收水装置b中，冷却作业产生的湿热空气穿过收水板b1进入各旋转收水器b2内，进而通过各旋转收水器b2对其含有的小液滴进行收集，最后空气导入集风排出装置b3内收集并汇流后排出，收水效果好、效率高。
如附图4所示，所述旋转收水器b2包括柱状容器b21和同心朝下设置于柱状容器b21内的风车b22；所述空气输入口b2.1位于柱状容器b21底部，所述空气输出口b2.2位于柱状容器b21顶部；所述收水板b1上贯穿开设有与旋转收水器b2一一对应的对接口b10，所述空气输入口b2.1通过旋转接头b4旋转连通所述对接口b10；柱状容器b21内从上到下流动的湿空气可吹动风车b22带动所述柱状容器b21同步轴向旋转。通过旋转的柱状容器b21进行湿热空气中的小液滴收集，能够使更多的小液滴被甩在柱状容器b21内壁上，小液滴凝结汇集成大水滴顺着柱状容器b21的内壁滑落。
值得注意的是，所述柱状容器b21内壁周向设置有若干竖直的凸起b211，提高湿热空气接触面积，能够将湿热空气中更多地小液滴粘在柱状容器b21的内壁以及凸起b211上，实现高效收水的目的。
所述柱状容器b21的内底部设置有向上延伸的环形隔板b212，所述环形隔板b212与柱状容器b21的侧壁之间限位构成位于旋转收水器b2内底部的环形储水槽b210，所述环形储水槽b210具有安装有第一阀门b213的第一排水管b214；所述收水板b1上设置有排水孔b11，如附图3所示，所述排水孔b11对接有位于收水板b1底部并安装有第二阀门b12的第二排水管b13。收集的水存储在环形储水槽b210内，打开第一阀门b213即可通过第一排水管b214将收集的水排在收水板b1上，再打开第二阀门b12，即可使收水板b1上的水通过第二排水管b13排出到冷却塔中。
值得注意的是，所述环形隔板b212的上端部分呈向外并向下弯折的弧形状，起到挡水作用，避免旋转收水器b2旋转的离心力作用使环形储水槽b210内的水被甩出。
所述集风排出装置b3包括中间集风箱b31和通过连通管b32与中间集风箱b31连通的多个外围集风箱b33；位于中间位置的所述旋转收水器b2的空气输出口b2.2通过旋转接头b4连通中间集风箱b31，位于外围位置的所述旋转收水器b2的空气输出口b2.2通过旋转接头b4连通所述外围集风箱b33，所述中间集风箱b31的顶部具有空气排出箱口b310。通过集风排出装置b3的设置，能够将从旋转收水器b2中排出的空气集中收集并汇集到中间集风箱b31内再排出，从而保证空气从冷却塔顶部开口排出的统一性，避免冷却塔顶部的空气分布不均对冷却塔的风扇排风造成影响。
更为具体的，所述收水板b1的外围设置有具有第一安装孔b50的第一环形安装板b5，所述集风排出装置b3还包括通过连接杆b34连接各外围集风箱b33且具有第二安装孔b350的第二环形安装板b35，所述第一环形安装板b5的外径以及第二环形安装板b35的外径均与冷却塔的内径相匹配。提高安装便捷性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：包括自动补水装置和收水装置(b)；所述自动补水装置实时检测冷却塔(100)底部的水箱(e)内的水位变化并向水箱(e)内补水；所述收水装置(b)设置于冷却塔(100)的内顶部，用于收集湿热空气中的小液滴；
所述自动补水装置包括液位检测装置(c)、补水装置(d1)和控制器(d2)；所述液位检测装置(c)安装于冷却塔底部的水箱(e)的内侧壁，用于实时检测水位变化并将检测信号传输至控制器(d2)；所述补水装置(d1)的出水端连通所述水箱(e)，所述补水装置(d1)通过所述控制器(d1)控制向水箱(e)内补水；
所述收水装置(b)包括从下到上依次设置的收水板(b1)、旋转收水器(b2)和集风排出装置(b3)；所述旋转收水器(b2)竖向设置，位于所述旋转收水器(b2)底部的空气输入口(b2.1)连通所述收水板(b1)的下表面，位于所述旋转收水器(b2)顶部的空气输出口(b2.2)连通所述集风排出装置(b3)的集风腔，且旋转收水器(b2)与所述收水板(b1)及所述集风排出装置(b3)旋转连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：所述液位检测装置(c)包括位于支撑立板(c0)的同一竖直侧面且从上到下依次设置的上部横板(c1)、中部横板(c2)和下部横杆(c3)，所述上部横板(c1)上竖向滑移贯穿设置有导向杆(c4)，所述中部横板(c2)上竖向滑移贯穿设置有检测活动杆(c5)，所述下部横杆(c3)上表面设置有压力检测单元(c10)，所述导向杆(c4)、检测活动杆(c5)、压力检测单元(c10)处于同一竖直直线上，且导向杆(c4)与检测活动杆(c5)相连接；
液位检测装置(c)还包括与检测活动杆(c5)连接的浮漂(c11)，所述浮漂(c11)漂浮于冷却塔底部的水箱(e)的水面上，跟随水面升降的所述浮漂(c11)可带动检测活动杆(c5)同步竖向移动，且检测活动杆(c5)的竖向移动通过所述导向杆(c4)进行导向。
3.根据权利要求2所述的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：所述检测活动杆(c5)下端设置有配重块(c6)；靠近配重块(c6)的所述检测活动杆(c5)的杆侧设置有浮漂连接部(c7)，所述浮漂(c11)通过浮漂连接部(c7)连接所述检测活动杆(c5)。
4.根据权利要求2所述的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：所述压力检测单元(c10)为压力传感器弹簧，所述压力传感器弹簧的信号发送端与控制器(d2)的信号接收端连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：所述检测活动杆(c5)为圆柱状杆，所述中部横板(c2)上嵌设有直线轴承(c8)，所述检测活动杆(c5)穿过直线轴承(c8)与中部横板(c2)竖向滑移配合设置；
所述导向杆(c4)为正棱柱状杆。
与上部横板(c1)或中部横板(c2)或下部横杆(c3)相对的所述支撑立板(c0)的竖直侧面设置有安装板(c9)，所述安装板(c9)靠近支撑立板(c0)的下端设置，且安装板(c9)上具有安装孔(c90)；
所述上部横板(c1)、中部横板(c2)、下部横杆(c3)以及安装板(c9)分别通过内六角螺丝安装于支撑立板(c0)上。
6.根据权利要求2所述的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：所述补水装置(d1)包括补水箱(d11)、水泵(d12)和电动阀(d13)，所述水泵(d12)和电动阀(d13)安装于补水箱(d11)与水箱(e)连接的补水管线上，且水泵(d12)和电动阀(d13)均通过所述控制器(d1)控制。
7.根据权利要求1所述的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：所述旋转收水器(b2)包括柱状容器(b21)和同心朝下设置于柱状容器(b21)内的风车(b22)；所述空气输入口(b2.1)位于柱状容器(b21)底部，所述空气输出口(b2.2)位于柱状容器(b21)顶部；所述收水板(b1)上贯穿开设有与旋转收水器(b2)一一对应的对接口(b10)，所述空气输入口(b2.1)通过旋转接头(b4)旋转连通所述对接口(b10)；柱状容器(b21)内从上到下流动的湿空气可吹动风车(b22)带动所述柱状容器(b21)同步轴向旋转。
8.根据权利要求7所述的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：所述柱状容器(b21)内壁周向设置有若干竖直的凸起(b211)。
9.根据权利要求7所述的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：所述柱状容器(b21)的内底部设置有向上延伸的环形隔板(b212)，所述环形隔板(b212)与柱状容器(b21)的侧壁之间限位构成位于旋转收水器(b2)内底部的环形储水槽(b210)，所述环形储水槽(b210)具有安装有第一阀门(b213)的第一排水管(b214)；所述收水板(b1)上设置有排水孔(b11)，所述排水孔(b11)对接有位于收水板(b1)底部并安装有第二阀门(b12)的第二排水管(b13)；所述环形隔板(b212)的上端部分呈向外并向下弯折的弧形状。
10.根据权利要求9所述的一种基于自动补水与高效收水技术的冷却塔系统，其特征在于：所述集风排出装置(b3)包括中间集风箱(b31)和通过连通管(b32)与中间集风箱(b31)连通的多个外围集风箱(b33)；位于中间位置的所述旋转收水器(b2)的空气输出口(b2.2)通过旋转接头(b4)连通中间集风箱(b31)，位于外围位置的所述旋转收水器(b2)的空气输出口(b2.2)通过旋转接头(b4)连通所述外围集风箱(b33)，所述中间集风箱(b31)的顶部具有空气排出箱口(b310)；
所述收水板(b1)的外围设置有具有第一安装孔(b50)的第一环形安装板(b5)，所述集风排出装置(b3)还包括通过连接杆(b34)连接各外围集风箱(b33)且具有第二安装孔(b350)的第二环形安装板(b35)，所述第一环形安装板(b5)的外径以及第二环形安装板(b35)的外径均与冷却塔的内径相匹配。
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