CN114233664A - 通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液体冷却技术领域，尤其涉及通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，包括底座，所述底座的顶部固定连接有多个第一支撑柱，多个第一支撑柱的顶部固定连接有同一个塔壳，本发明中，设置与异步电机、离合器和减速机相配合的水轮机驱动扇叶机构，有效利用循环回水的余能余压，对扇叶进行驱动，并能够根据目标液体温度高低，对应地调整扇叶的转动功率，并在扇叶的转动功率过剩时，将循环回水的余能余压更多地转化为存储备用的电能，达到了冷却塔用风机能够有效回收利用循环回水的余能余压驱动风机和存储备用电能，并根据目标液体温度，对应调整风机转动功率，保证冷却效果并提高回收循环回水的余能的效率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及液体冷却技术领域，尤其涉及通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统。
背景技术
冷却塔一般是指用水作为循环冷却剂，从另一系统中的液体的热量吸出并利用风机排放至大气中，降低液体温度，以保证系统的正常运行的装置，装置一般为桶状，故名为冷却塔。
现有的冷却塔用风机有两种驱动形式，电动机独立驱动和水轮机独立驱动，电动机独立驱动的风机直接消耗电能，不能充分回收利用冷却塔循环回水的余能余压；水轮机独立驱动的风机，风机的转动功率受冷却塔循环回水的余能余压影响较大，在目标液体温度过高需要风机提供大风量时，水轮机驱动的风机，转动功率不足，风量较小；在目标液体温度较低过不需要进行冷却时，水轮机驱动的风机受循环回水驱动，依旧保持工作状态，浪费循环回水的余能余压，因此我们提出了通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，用于解决上述所提出的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的冷却塔用风机，采用电动机独立驱动形式，消耗电能高，不能回收利用循环回水的余能余压，采用水轮机独立驱动形式，风机不能根据目标液体温度而调整转动功率，造成冷却降温不足或出现回收余热余压效率低的情况的问题，而提出的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，包括底座，所述底座的顶部固定连接有多个第一支撑柱，多个第一支撑柱的顶部固定连接有同一个塔壳，塔壳的一侧设置有输入管，输入管上设置有热量利用组件，输入管的一端与外部目标液体输入机构相连通，输入管的另一端固定贯穿塔壳的一侧并固定连接有热交换管，热交换管的另一端固定连接有输出管，且输出管的另一端固定贯穿塔壳的一侧内壁并与外部的目标液体输出机构相连通，塔壳的一侧固定贯穿有输水管，输水管远离塔壳的一端与外部水循环增压机构连通，输水管靠近热交换管的一侧设有多个喷头，塔壳的内部位于热交换管的下方设有填料，塔壳的底部内壁设有蓄水池，塔壳的一侧内壁位于蓄水池的上方开设有多个进风窗，蓄水池的底部内壁设有延伸至塔壳底部的回水管，底座的顶部固定连接有水轮机和安装板，回水管的另一端与水轮机的一侧固定连通，水轮机的一侧固定连通有送水管，送水管的另一端与外部水循环增压机构连通，安装板的一侧固定连接有异步电机，且异步电机位于底部的输出轴固定套设在水轮机顶部的输出轴上，异步电机顶部的输出轴固定套设有离合器，塔壳的底部固定连接有减速机，减速机底部的输入轴固定套设在离合器顶部的输出轴上，减速机顶部的输出轴转动贯穿塔壳的底部并固定套设有转动杆，塔壳的顶部开设有通槽，通槽的一侧固定连接有限位支架，转动杆的顶部转动贯穿限位支架并固定套设有扇叶。
优选的，所述热量利用组件包括固定连接在底座顶部的多个第二支撑柱，多个第二支撑柱的顶部固定连接有同一个换热器，输入管固定贯穿换热器的内部，换热器的内部固定贯穿有与输入管进行热量交换的净水运送管。
优选的，所述填料的内部及表面均具有疏松的通气孔。
优选的，所述蓄水池的底部内壁固定连接有防溢管，转动杆与防溢管的内壁密封转动连接。
优选的，所述减速机的速比可调。
优选的，所述异步电机为双输出轴鼠笼式异步电机。
优选的，所述塔壳的内部位于输水管的上方设置有除水器。
优选的，所述底座的顶部固定连接有用于固定输水管和送水管的多个支撑块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，设备开启后，循环冷却水的余能余压能够被水轮机转动利用，转化为扇叶的驱动力，减少电机电能消耗，节约能源；
设置与水轮机配合使用的异步电机、离合器和减速机，使扇叶能够根据目标液体温度高低而对应调整转动功率，使目标液体充分冷却，并在目标液体本身温度不高时，利用异步电机，将循环回水的余能余压转化为储存备用的电能，回收能量，节约经济成本；
设置热量利用组件，将未进入冷却塔的目标液体的热量提前进行转移，将热量转移到洁净水中，能够用于厂区宿舍洗浴、食堂洗涤，减少锅炉烧水的耗能和经济成本；
设置与转动杆密封转动的防溢管，防止循环回水由蓄水池底部漏出；
设置位于输水管的上方的除水器，能够有效截留大部分的热交换后的水蒸气中的水分，使整个循环冷却水系统，水分随蒸汽逸出的量大大减少，避免了频繁加水的情况。
本发明中，设置与异步电机、离合器和减速机相配合的水轮机驱动扇叶机构，有效利用循环回水的余能余压，对扇叶进行驱动，减少了电机的电能消耗，并能够根据目标液体温度高低，对应地调整扇叶的转动功率，保证对目标液体的冷却效果，并在扇叶的转动功率过剩时，将循环回水的余能余压更多地转化为存储备用的电能，整体结构简单易推广，可改善现有冷却塔用风机使用电机或水轮机单独驱动的使用情况，达到了冷却塔用风机能够有效回收利用循环回水的余能余压驱动风机和存储备用电能，并根据目标液体温度，对应调整风机转动功率，保证冷却效果并提高回收循环回水的余能的效率的目的。
附图说明
图1为本发明提出的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统的三维部分剖视结构示意图；
图2为本发明提出的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统第一视角的整体结构示意图；
图3为本发明提出的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统第二视角的整体结构示意图；
图4为本发明提出的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统的俯视结构示意图；
图5为本发明提出的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统的正视部分剖视结构示意图。
图中：1、底座；2、第一支撑柱；3、第二支撑柱；4、塔壳；5、换热器；6、输入管；7、热交换管；8、输出管；9、输水管；10、喷头；11、填料；12、蓄水池；13、进风窗；14、回水管；15、水轮机；16、送水管；17、安装板；18、异步电机；19、减速机；20、转动杆；21、限位支架；22、扇叶；23、支撑块；24、防溢管；25、除水器；26、净水运送管；27、离合器。
具体实施方式
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。
实施例一
参照图1-5，通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，包括底座1，底座1的顶部固定连接有多个第一支撑柱2，多个第一支撑柱2的顶部固定连接有同一个塔壳4，塔壳4的一侧设置有输入管6，输入管6上设置有热量利用组件，输入管6的一端与外部目标液体输入机构相连通，输入管6的另一端固定贯穿塔壳4的一侧并固定连接有热交换管7，热交换管7的另一端固定连接有输出管8，且输出管8的另一端固定贯穿塔壳4的一侧内壁并与外部的目标液体输出机构相连通，塔壳4的一侧固定贯穿有输水管9，输水管9远离塔壳4的一端与外部水循环增压机构连通，输水管9靠近热交换管7的一侧设有多个喷头10，塔壳4的内部位于热交换管7的下方设有填料11，塔壳4的底部内壁设有蓄水池12，塔壳4的一侧内壁位于蓄水池12的上方开设有多个进风窗13，蓄水池12的底部内壁设有延伸至塔壳4底部的回水管14，底座1的顶部固定连接有水轮机15和安装板17，回水管14的另一端与水轮机15的一侧固定连通，水轮机15的一侧固定连通有送水管16，送水管16的另一端与外部水循环增压机构连通，安装板17的一侧固定连接有异步电机18，且异步电机18位于底部的输出轴固定套设在水轮机15顶部的输出轴上，异步电机18顶部的输出轴固定套设有离合器27，塔壳4的底部固定连接有减速机19，减速机19底部的输入轴固定套设在离合器27顶部的输出轴上，减速机19顶部的输出轴转动贯穿塔壳4的底部并固定套设有转动杆20，塔壳4的顶部开设有通槽，通槽的一侧固定连接有限位支架21，转动杆20的顶部转动贯穿限位支架21并固定套设有扇叶22。
实施例二
参照图1-5，本发明提供一种技术方案：通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，包括底座1，底座1的顶部固定连接有多个第一支撑柱2，多个第一支撑柱2的顶部固定连接有同一个塔壳4，塔壳4的一侧设置有输入管6，输入管6上设置有热量利用组件，热量利用组件包括固定连接在底座1顶部的多个第二支撑柱3，多个第二支撑柱3的顶部固定连接有同一个换热器5，输入管6固定贯穿换热器5的内部，换热器5的内部固定贯穿有与输入管6进行热量交换的净水运送管26，设置热量利用组件，将未进入冷却塔的目标液体的热量提前进行转移，将热量转移到洁净水中，能够用于厂区宿舍洗浴、食堂洗涤，减少锅炉烧水的耗能和经济成本，输入管6的一端与外部目标液体输入机构相连通，输入管6的另一端固定贯穿塔壳4的一侧并固定连接有热交换管7，热交换管7的另一端固定连接有输出管8，且输出管8的另一端固定贯穿塔壳4的一侧内壁并与外部的目标液体输出机构相连通，塔壳4的一侧固定贯穿有输水管9，输水管9远离塔壳4的一端与外部水循环增压机构连通，输水管9靠近热交换管7的一侧设有多个喷头10，塔壳4的内部位于热交换管7的下方设有填料11，填料11的内部及表面均具有疏松的通气孔，塔壳4的底部内壁设有蓄水池12，塔壳4的一侧内壁位于蓄水池12的上方开设有多个进风窗13，蓄水池12的底部内壁设有延伸至塔壳4底部的回水管14，底座1的顶部固定连接有水轮机15和安装板17，回水管14的另一端与水轮机15的一侧固定连通，水轮机15的一侧固定连通有送水管16，送水管16的另一端与外部水循环增压机构连通，设备开启后，循环冷却水的余能余压能够被水轮机15转动利用，转化为扇叶22的驱动力，减少电机电能消耗，节约能源，底座1的顶部固定连接有用于固定输水管9和送水管16的多个支撑块23，安装板17的一侧固定连接有异步电机18，异步电机18为双输出轴鼠笼式异步电机，且异步电机18位于底部的输出轴固定套设在水轮机15顶部的输出轴上，异步电机18顶部的输出轴固定套设有离合器27，塔壳4的底部固定连接有减速机19，减速机19的速比可调，减速机19底部的输入轴固定套设在离合器27顶部的输出轴上，减速机19顶部的输出轴转动贯穿塔壳4的底部并固定套设有转动杆20，设置与水轮机15配合使用的异步电机18、离合器27和减速机19，使扇叶22能够根据目标液体温度高低而对应调整转动功率，使目标液体充分冷却，并在目标液体本身温度不高时，利用异步电机18，将循环回水的余能余压转化为储存备用的电能，回收能量，节约经济成本，蓄水池12的底部内壁固定连接有防溢管24，转动杆20与防溢管24的内壁密封转动连接，防止循环回水由蓄水池12底部漏出，塔壳4的顶部开设有通槽，通槽的一侧固定连接有限位支架21，转动杆20的顶部转动贯穿限位支架21并固定套设有扇叶22，塔壳4的内部位于输水管9的上方设置有除水器25，能够有效截留大部分的热交换后的水蒸气中的水分，使整个循环冷却水系统，水分随蒸汽逸出的量大大减少，避免了频繁加水的情况。
工作原理：启动设备，外部目标液体输入机构持续将目标液体通过输入管6输入到热交换管7中，外部水循环增压机构，将循环冷却水通过输水管9输入到塔壳4内并由喷头10雾化喷出，落在热交换管7上并最终滴落在填料11上，启动异步电机18电源，减速机19按照预设的速比进行自动调速，转动杆20带动扇叶22转动，扇叶22转动将塔壳4内部的空气向外抽，产生负压，塔壳4外部的空气迅速通过进风窗13，空气通过填料11上的通气孔并接触热交换管7，快速使水雾和水滴蒸发，蒸发吸热制冷，低温水蒸气在扇叶22转动产生的风力的吸力作用下上升，与热交换管7充分接触，转移出热交换管7内部的目标液体的热量，降低目标液体的温度，低温水蒸气在热交换后携带热量继续上升，遇到除水器25后，大部分水分被截留，重新回归到循环冷却过程中，小部分水分与变热的空气一起通过扇叶22逸出，超过填料11吸收容量的循环冷却水会流入蓄水池12，并沿回水管14流入水轮机15，循环冷却水持续不断通过水轮机15，带动水轮机15转动，关闭异步电机18电源，扇叶22在水轮机15转动力带动下持续转动，进行抽出气体过程，将循环回水的余能余压转化为扇叶22的驱动力，减少了能源的消耗，通过水轮机15的水沿送水管16排出至外部水循环增压机构，重新进行下一周期的循环冷却；当位于外部目标液体输入机构中的温度传感器监测到目标液体具有极端高温，需要增大扇叶22转动功率才能使目标液体经冷却塔冷却后温度达标时，再次启动异步电机18电源，并调制减速机19的速比，提高扇叶22转动速率，进而提高扇叶22转动功率，提高空气加速水分蒸发制冷进行热交换的效率，使目标液体有效冷却，温度达标；当温度传感器监测到目标液体具有常温或低温，不需要扇叶22转动工作时，打开离合器27，异步电机18与减速机19之间脱离连接，水轮机15正常转动，带动异步电机18转动，异步电机18进行发电，并将电能传输到外部电能存储设备中备用，实现对循环回水的余能余压的回收利用；当温度传感器监测到目标液体具有常规的高温，扇叶22的转动功率过剩时，可以通过减速机19调小速比，使扇叶22转动速率减慢，降低输出功率，水轮机15转数恒定，保持稳定输出功率，异步电机18获得更多能量，转化为存储的电能；在目标液体进入冷却塔进行冷却前，通过热量利用组件，将目标液体的热量转移到净水运送管26内洁净水中，加热的洁净水，可通过管道运送到厂区宿舍洗浴、食堂洗涤场所等，减少单独锅炉烧水的耗能和经济成本。
然而，如本领域技术人员所熟知的，换热器5、水轮机15、异步电机18、减速机19、除水器25、离合器27的工作原理和接线方法是司空见惯的，其均属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的顶部固定连接有多个第一支撑柱(2)，多个第一支撑柱(2)的顶部固定连接有同一个塔壳(4)，塔壳(4)的一侧设置有输入管(6)，输入管(6)上设置有热量利用组件，输入管(6)的一端与外部目标液体输入机构相连通，输入管(6)的另一端固定贯穿塔壳(4)的一侧并固定连接有热交换管(7)，热交换管(7)的另一端固定连接有输出管(8)，且输出管(8)的另一端固定贯穿塔壳(4)的一侧内壁并与外部的目标液体输出机构相连通，塔壳(4)的一侧固定贯穿有输水管(9)，输水管(9)远离塔壳(4)的一端与外部水循环增压机构连通，输水管(9)靠近热交换管(7)的一侧设有多个喷头(10)，塔壳(4)的内部位于热交换管(7)的下方设有填料(11)，塔壳(4)的底部内壁设有蓄水池(12)，塔壳(4)的一侧内壁位于蓄水池(12)的上方开设有多个进风窗(13)，蓄水池(12)的底部内壁设有延伸至塔壳(4)底部的回水管(14)，底座(1)的顶部固定连接有水轮机(15)和安装板(17)，回水管(14)的另一端与水轮机(15)的一侧固定连通，水轮机(15)的一侧固定连通有送水管(16)，送水管(16)的另一端与外部水循环增压机构连通，安装板(17)的一侧固定连接有异步电机(18)，且异步电机(18)位于底部的输出轴固定套设在水轮机(15)顶部的输出轴上，异步电机(18)顶部的输出轴固定套设有离合器(27)，塔壳(4)的底部固定连接有减速机(19)，减速机(19)底部的输入轴固定套设在离合器(27)顶部的输出轴上，减速机(19)顶部的输出轴转动贯穿塔壳(4)的底部并固定套设有转动杆(20)，塔壳(4)的顶部开设有通槽，通槽的一侧固定连接有限位支架(21)，转动杆(20)的顶部转动贯穿限位支架(21)并固定套设有扇叶(22)。
2.根据权利要求1所述的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，其特征在于，所述热量利用组件包括固定连接在底座(1)顶部的多个第二支撑柱(3)，多个第二支撑柱(3)的顶部固定连接有同一个换热器(5)，输入管(6)固定贯穿换热器(5)的内部，换热器(5)的内部固定贯穿有与输入管(6)进行热量交换的净水运送管(26)。
3.根据权利要求1所述的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，其特征在于，所述填料(11)的内部及表面均具有疏松的通气孔。
4.根据权利要求1所述的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，其特征在于，所述蓄水池(12)的底部内壁固定连接有防溢管(24)，转动杆(20)与防溢管(24)的内壁密封转动连接。
5.根据权利要求4所述的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，其特征在于，所述减速机(19)的速比可调。
6.根据权利要求1所述的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，其特征在于，所述异步电机(18)为双输出轴鼠笼式异步电机。
7.根据权利要求1所述的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，其特征在于，所述塔壳(4)的内部位于输水管(9)的上方设置有除水器(25)。
8.根据权利要求1所述的通过传动比调节实现余能回收的冷却塔风机混合驱动系统，其特征在于，所述底座(1)的顶部固定连接有用于固定输水管(9)和送水管(16)的多个支撑块(23)。
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| CN116901395B (zh) * | 2023-07-17 | 2024-03-08 | 东莞金熙特高分子材料实业有限公司 | 一种可热量回收的pa材料用挤出机 |
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