CN117267153A - 循环水系统智能混动高效节能水轮机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了循环水系统智能混动高效节能水轮机，属于冷却塔设备技术领域，包括塔体、上塔管、安装壳、扇叶、水轮件和检测件，其中，所述水轮件通过利用所述上塔管内的循环水在进入所述安装壳内的冲力，用于驱动所述水轮件带动扇叶旋转，对所述塔体进行降温；本发明通过采用转杆和水轮片等结构组成的水轮件与扇叶的配合，实现了节能、对扇叶的动力补偿和对扇叶水蒸气的处理，这些措施可以提高系统的能量利用效率，提升冷却效果，延长设备的使用寿命，并降低了能源消耗和维护成本，同时，保持扇叶的设定转速，确保系统的稳定运行，这些效果共同协同作用，提高了整个循环水系统的效率和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及冷却塔设备技术领域，尤其涉及循环水系统智能混动高效节能水轮机。
背景技术
在各种工业领域中，冷却塔循环水系统是非常重要的组成部分。它被广泛应用于发电厂、空调系统、工业制冷等领域，用于提供冷却介质来降低设备或系统的温度，以确保其正常运行，为了提高系统的效率、节能和可靠性，近年来越来越多地关注智能混动高效节能水轮机的研发和应用。
在工业冷却塔系统中，为了保证生产的稳定运行，通常会设置一定的系统压力富余，这种压力富余是为了应对系统的变动和波动，确保系统在各种工况下都能正常运行，然而，这种回水余压所携带的能量却没有得到充分利用，而是被调节阀门消耗掉，导致了一定的能源浪费。因此，针对该问题，本发明提出了循环水系统智能混动高效节能水轮机。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中冷却塔系统中回水余压能量未得到有效利用的问题，而提出的循环水系统智能混动高效节能水轮机。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
循环水系统智能混动高效节能水轮机，包括塔体，所述塔体上连接有带控制阀的上塔管，所述上塔管位于所述塔体的一端连通有安装壳，所述安装壳的上方设有对应的扇叶，水轮件，通过利用所述上塔管内的循环水在进入所述安装壳内的冲力，用于驱动所述水轮件带动扇叶旋转，对所述塔体进行降温，其中，所述水轮件包括转动设置在所述安装壳上下表面之间的转杆，所述转杆上固定有多个呈圆周分布且位于所述安装壳内的水轮片，所述转杆的一端连接在所述扇叶的中心表面上，所述转杆的另一端连接有安装在所述安装壳底部的驱动部，检测件，分别用于对所述转杆的转速和进入所述上塔管内循环水的温度进行检测，当所述检测件检测到所述转杆的转速过低和进入所述上塔管内循环水的温度过高时，会驱动所述驱动部带动转杆进行转动。
优选地，所述检测件包括分别通过导线与所述驱动部电连的旋转编码器和温度传感器，所述旋转编码器安装在所述转杆的表面上，所述温度传感器安装在所述上塔管上，且所述温度传感器的输出端延伸至所述上塔管内。
优选地，所述扇叶为炭纤维材质。
优选地，所述转杆上固定有凸轮，所述塔体上设置有与所述凸轮进行联动配合的导气件，用于对所述扇叶表面上的水蒸气进行吹气。
优选地，所述导气件包括固定在所述塔体内表面与外表面之间的压缩筒，所述压缩筒的一端滑动有与所述凸轮进行抵触的弹性活塞部，所述压缩筒的另一端连通有导气管，所述导气管的另一端贯穿至所述塔体内且连通有用于对所述扇叶表面进行吹附的吹气板。
优选地，所述吹气板为凹型结构，且所述吹气板的出气端对应在所述扇叶的上下表面之间。
优选地，所述弹性活塞部包括滑动在所述压缩筒内部与外部之间的活塞杆，所述活塞杆的一端固定有贴合在所述压缩筒内壁上的活塞块，所述活塞杆的另一端固定有与所述凸轮表面进行抵触的推动块，所述推动块与所述压缩筒之间固定有套设在所述活塞杆上的弹簧。
优选地，所述推动块呈半圆结构。
优选地，所述安装壳上还连通有喷洒件，用于对所述塔体内进行喷淋。
优选地，所述喷洒件包括连通在所述安装壳上的旁管，所述旁管的另一端连通有带控制阀的喷淋管，所述喷淋管的一端连接在所述塔体的内壁上，所述喷淋管的另一端与所述上塔管的表面连通。
与现有技术相比，本发明提供了循环水系统智能混动高效节能水轮机，具备以下有益效果：
1、该循环水系统智能混动高效节能水轮机，通过采用转杆和水轮片等结构组成的水轮件驱动扇叶旋转的方式，可以利用循环水的冲力来驱动扇叶，无需额外的电机、传动轴和减速机等结构，相比传统的驱动方式，节约了能源消耗和减少了机械损失，提高了能量转换的效率，从而实现节能效果。
2、该循环水系统智能混动高效节能水轮机，通过旋转编码器和温度传感器等结构组成的检测件，分别对转杆的转速和回水温度进行监测，当转速过低和回水温度过高时，通过启动辅助电机带动转杆进行转动，实现对扇叶的动力补偿，这样可以保持扇叶的设定转速，确保其正常工作，避免因转速过低而导致冷却效果下降。
3、该循环水系统智能混动高效节能水轮机，通过引入压缩筒、弹性活塞部、导气管和吹气板等结构组成的导气件，对扇叶表面的水蒸气进行吹气，是为了减少水蒸气与扇叶的接触，降低了扇叶的磨损和腐蚀，这样可以延长扇叶的使用寿命，提高系统的可靠性和维护成本。
附图说明
图1为本发明提出的循环水系统智能混动高效节能水轮机的剖视图；
图2为本发明提出的循环水系统智能混动高效节能水轮机的导气件结构示意图；
图3为本发明提出的循环水系统智能混动高效节能水轮机的图2中A处局部放大图；
图4为本发明提出的循环水系统智能混动高效节能水轮机的水轮件结构示意图；
图5为本发明提出的循环水系统智能混动高效节能水轮机的图4中B处局部放大图；
图6为本发明提出的循环水系统智能混动高效节能水轮机的俯视图；
图7为本发明提出的循环水系统智能混动高效节能水轮机的整体结构示意图；
图8为本发明提出的循环水系统智能混动高效节能水轮机的侧视图。
图中：1、塔体；2、上塔管；3、安装壳；4、扇叶；5、水轮件；51、转杆；52、水轮片；53、驱动部；54、凸轮；6、检测件；61、旋转编码器；62、温度传感器；7、导气件；71、压缩筒；72、弹性活塞部；721、活塞杆；722、活塞块；723、推动块；724、弹簧；73、导气管；74、吹气板；8、喷洒件；81、旁管；82、喷淋管。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图1-附图8，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
参照图1-图8，循环水系统智能混动高效节能水轮机，包括塔体1，塔体1上连接有带控制阀的上塔管2，上塔管2位于塔体1的一端连通有安装壳3，安装壳3的上方设有对应的扇叶4，扇叶4为炭纤维材质（碳纤维材质的扇叶4较原有玻璃钢扇叶4相比具有重量更轻，强度更高的优点，同等功耗下碳纤维扇叶4比之原有材质扇叶4转速更高，能够减少机械损失，提高能量转换效率，进一步优化节能效果），水轮件5，通过利用上塔管2内的循环水在进入安装壳3内的冲力，用于驱动水轮件5带动扇叶4旋转，对塔体1进行降温，其中，水轮件5包括转动设置在安装壳3上下表面之间的转杆51，转杆51上固定有多个呈圆周分布且位于安装壳3内的水轮片52，转杆51的一端连接在扇叶4的中心表面上，转杆51的另一端连接有安装在安装壳3底部的驱动部53，检测件6，分别用于对转杆51的转速和进入上塔管2内循环水的温度进行检测，当检测件6检测到转杆51的转速过低和进入上塔管2内循环水的温度过高时，会驱动驱动部53带动转杆51进行转动。
采用这样的技术方案，可以对冷却塔回水的余压进行回收利用，同时利用回收的余压用于驱动冷却塔扇叶4进行降温，实现节能降耗的需求。
具体而言，通过打开上塔管2上的控制阀，使上塔管2中的回水能够进入安装壳3内，这样能够利用回水的余压带动安装在转杆51上的水轮片52旋转，同时，扇叶4又是连接在转杆51的顶端，所以在水轮片52旋转的同时，转杆51也会带动扇叶4进行旋转，这样设计的好处能够保证扇叶4在不需要通过电机、传动轴和减速机等结构的驱动下，也能够进行降温工作，实现节能降耗的需求。
在一个优选的实施方式中，参照图1，循环水系统智能混动高效节能水轮机，包括塔体1，塔体1上连接有带控制阀的上塔管2，上塔管2位于塔体1的一端连通有安装壳3，安装壳3的上方设有对应的扇叶4，扇叶4为炭纤维材质，水轮件5，通过利用上塔管2内的循环水在进入安装壳3内的冲力，用于驱动水轮件5带动扇叶4旋转，对塔体1进行降温，其中，水轮件5包括转动设置在安装壳3上下表面之间的转杆51，转杆51上固定有多个呈圆周分布且位于安装壳3内的水轮片52，转杆51的一端连接在扇叶4的中心表面上，转杆51的另一端连接有安装在安装壳3底部的驱动部53，检测件6，分别用于对转杆51的转速和进入上塔管2内循环水的温度进行检测，当检测件6检测到转杆51的转速过低和进入上塔管2内循环水的温度过高时，会驱动驱动部53带动转杆51进行转动，检测件6包括分别通过导线与驱动部53电连的旋转编码器61和温度传感器62，旋转编码器61安装在转杆51的表面上，温度传感器62安装在上塔管2上，且温度传感器62的输出端延伸至上塔管2内。
采用这样的技术方案，当上塔管2中的回水余压过低不足以带动水轮件5驱动扇叶4转动时，还能够通过检测件6对转杆51转速的检测和进入上塔管2内的回水温度的检测，当旋转编码器61检测到转杆51转速过低和温度传感器62检测到上塔管2的回水温度过高时，可启动采用辅助电机的驱动部53带动转杆51进行转动，这样可以使扇叶4达到设定转速，得到有效的动力补偿。
在一个优选的实施方式中，参照图1-图5，循环水系统智能混动高效节能水轮机，包括塔体1，塔体1上连接有带控制阀的上塔管2，上塔管2位于塔体1的一端连通有安装壳3，安装壳3的上方设有对应的扇叶4，扇叶4为炭纤维材质，水轮件5，通过利用上塔管2内的循环水在进入安装壳3内的冲力，用于驱动水轮件5带动扇叶4旋转，对塔体1进行降温，其中，水轮件5包括转动设置在安装壳3上下表面之间的转杆51，转杆51上固定有多个呈圆周分布且位于安装壳3内的水轮片52，转杆51的一端连接在扇叶4的中心表面上，转杆51的另一端连接有安装在安装壳3底部的驱动部53，检测件6，分别用于对转杆51的转速和进入上塔管2内循环水的温度进行检测，当检测件6检测到转杆51的转速过低和进入上塔管2内循环水的温度过高时，会驱动驱动部53带动转杆51进行转动，检测件6包括分别通过导线与驱动部53电连的旋转编码器61和温度传感器62，旋转编码器61安装在转杆51的表面上，温度传感器62安装在上塔管2上，且温度传感器62的输出端延伸至上塔管2内，转杆51上固定有凸轮54，塔体1上设置有与凸轮54进行联动配合的导气件7，用于对扇叶4表面上的水蒸气进行吹气，导气件7包括固定在塔体1内表面与外表面之间的压缩筒71，压缩筒71的一端滑动有与凸轮54进行抵触的弹性活塞部72，压缩筒71的另一端连通有导气管73，导气管73的另一端贯穿至塔体1内且连通有用于对扇叶4表面进行吹附的吹气板74，吹气板74为凹型结构，且吹气板74的出气端对应在扇叶4的上下表面之间，弹性活塞部72包括滑动在压缩筒71内部与外部之间的活塞杆721，活塞杆721的一端固定有贴合在压缩筒71内壁上的活塞块722，活塞杆721的另一端固定有与凸轮54表面进行抵触的推动块723，推动块723与压缩筒71之间固定有套设在活塞杆721上的弹簧724，推动块723呈半圆结构。
采用这样的技术方案，是考虑到扇叶4长期会受到水蒸气接触，容易导致扇叶4出现磨损和腐蚀现象，所以在转杆51上设计了一个凸轮54与安装在塔体1上的导气件7进行联动，通过导气件7对扇叶4表面进行吹气，能够有效降低水蒸气的接触，减少扇叶4表面的磨损和腐蚀问题，延长其寿命，并进一步提高系统的效率和可靠性。
具体而言，当转杆51在转动时，转杆51表面上的凸轮54会反复挤压推动块723，使推动块723通过挤压弹簧724带动活塞杆721一端连接的活塞块722在压缩筒71内滑动，将压缩筒71内的气体从导气管73导入吹气板74中，接着，吹气板74中导出的气体再吹向扇叶4的表面，减少扇叶4表面水蒸气的产生，降低扇叶4出现磨损和腐蚀现象的问题。
需要注意的是，上述提及的吹气板74可以根据扇叶4的布局和形状，以及扇叶4与吹气板74之间的距离和角度进行设计，因为，根据扇叶4的形状，可以更准确地确定吹气板74的设计参数，以确保吹出的气流能够充分接触到扇叶4的表面，而根据扇叶4与吹气板74之间的距离合适，并根据需要调整吹气板74的角度，则是以使吹气板74的出气端能够尽可能覆盖到整个扇叶4表面，并在各个部位产生均匀的吹气效果。
在一个优选的实施方式中，参照图1和图2，循环水系统智能混动高效节能水轮机，包括塔体1，塔体1上连接有带控制阀的上塔管2，上塔管2位于塔体1的一端连通有安装壳3，安装壳3的上方设有对应的扇叶4，扇叶4为炭纤维材质，水轮件5，通过利用上塔管2内的循环水在进入安装壳3内的冲力，用于驱动水轮件5带动扇叶4旋转，对塔体1进行降温，其中，水轮件5包括转动设置在安装壳3上下表面之间的转杆51，转杆51上固定有多个呈圆周分布且位于安装壳3内的水轮片52，转杆51的一端连接在扇叶4的中心表面上，转杆51的另一端连接有安装在安装壳3底部的驱动部53，检测件6，分别用于对转杆51的转速和进入上塔管2内循环水的温度进行检测，当检测件6检测到转杆51的转速过低和进入上塔管2内循环水的温度过高时，会驱动驱动部53带动转杆51进行转动，检测件6包括分别通过导线与驱动部53电连的旋转编码器61和温度传感器62，旋转编码器61安装在转杆51的表面上，温度传感器62安装在上塔管2上，且温度传感器62的输出端延伸至上塔管2内，转杆51上固定有凸轮54，塔体1上设置有与凸轮54进行联动配合的导气件7，用于对扇叶4表面上的水蒸气进行吹气，导气件7包括固定在塔体1内表面与外表面之间的压缩筒71，压缩筒71的一端滑动有与凸轮54进行抵触的弹性活塞部72，压缩筒71的另一端连通有导气管73，导气管73的另一端贯穿至塔体1内且连通有用于对扇叶4表面进行吹附的吹气板74，吹气板74为凹型结构，且吹气板74的出气端对应在扇叶4的上下表面之间，弹性活塞部72包括滑动在压缩筒71内部与外部之间的活塞杆721，活塞杆721的一端固定有贴合在压缩筒71内壁上的活塞块722，活塞杆721的另一端固定有与凸轮54表面进行抵触的推动块723，推动块723与压缩筒71之间固定有套设在活塞杆721上的弹簧724，推动块723呈半圆结构，安装壳3上还连通有喷洒件8，用于对塔体1内进行喷淋，喷洒件8包括连通在安装壳3上的旁管81，旁管81的另一端连通有带控制阀的喷淋管82，喷淋管82的一端连接在塔体1的内壁上，喷淋管82的另一端与上塔管2的表面连通。
采用这样的技术方案，可以进一步增强循环水系统的冷却效果，提高整个系统的运行效率和节能性能，同时，喷洒件8还能保持塔体1内壁的清洁和干燥，预防水垢和腐蚀等问题的发生，延长设备的寿命。
具体而言，当上塔管2中的回水进入安装壳3内时，一部分循环水也会通过旁管81导入喷淋管82喷洒进入塔体1内，在喷淋循环水到塔体1的内壁上，可以有效地降低塔体1的温度，从而实现更好的冷却效果，喷淋水会吸收塔体1内的热量，并通过蒸发或凝结的方式将热量带走，这样可以保持塔体1的温度在一个相对较低的水平上，避免温度过高对系统运行产生不利影响，除了增强冷却效果，喷洒件8还有助于保持塔体1内壁的清洁和干燥，循环水通过喷淋管82进入塔体1内壁，可以冲刷和清洁内壁表面，防止水垢和腐蚀物的积聚，同时，喷淋后的水会蒸发或凝结，保持塔体1内壁的干燥状态，进一步预防腐蚀和污染问题的发生。
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 (10)
1.循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，包括：
塔体（1），所述塔体（1）上连接有带控制阀的上塔管（2），所述上塔管（2）位于所述塔体（1）的一端连通有安装壳（3），所述安装壳（3）的上方设有对应的扇叶（4）；
水轮件（5），通过利用所述上塔管（2）内的循环水在进入所述安装壳（3）内的冲力，用于驱动所述水轮件（5）带动扇叶（4）旋转，对所述塔体（1）进行降温；
其中，所述水轮件（5）包括转动设置在所述安装壳（3）上下表面之间的转杆（51），所述转杆（51）上固定有多个呈圆周分布且位于所述安装壳（3）内的水轮片（52），所述转杆（51）的一端连接在所述扇叶（4）的中心表面上，所述转杆（51）的另一端连接有安装在所述安装壳（3）底部的驱动部（53）；
检测件（6），分别用于对所述转杆（51）的转速和进入所述上塔管（2）内循环水的温度进行检测，当所述检测件（6）检测到所述转杆（51）的转速过低和进入所述上塔管（2）内循环水的温度过高时，会驱动所述驱动部（53）带动转杆（51）进行转动。
2.根据权利要求1所述的循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，所述检测件（6）包括分别通过导线与所述驱动部（53）电连的旋转编码器（61）和温度传感器（62），所述旋转编码器（61）安装在所述转杆（51）的表面上，所述温度传感器（62）安装在所述上塔管（2）上，且所述温度传感器（62）的输出端延伸至所述上塔管（2）内。
3.根据权利要求1所述的循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，所述扇叶（4）为炭纤维材质。
4.根据权利要求1所述的循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，所述转杆（51）上固定有凸轮（54），所述塔体（1）上设置有与所述凸轮（54）进行联动配合的导气件（7），用于对所述扇叶（4）表面上的水蒸气进行吹气。
5.根据权利要求4所述的循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，所述导气件（7）包括固定在所述塔体（1）内表面与外表面之间的压缩筒（71），所述压缩筒（71）的一端滑动有与所述凸轮（54）进行抵触的弹性活塞部（72），所述压缩筒（71）的另一端连通有导气管（73），所述导气管（73）的另一端贯穿至所述塔体（1）内且连通有用于对所述扇叶（4）表面进行吹附的吹气板（74）。
6.根据权利要求5所述的循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，所述吹气板（74）为凹型结构，且所述吹气板（74）的出气端对应在所述扇叶（4）的上下表面之间。
7.根据权利要求5所述的循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，所述弹性活塞部（72）包括滑动在所述压缩筒（71）内部与外部之间的活塞杆（721），所述活塞杆（721）的一端固定有贴合在所述压缩筒（71）内壁上的活塞块（722），所述活塞杆（721）的另一端固定有与所述凸轮（54）表面进行抵触的推动块（723），所述推动块（723）与所述压缩筒（71）之间固定有套设在所述活塞杆（721）上的弹簧（724）。
8.根据权利要求7所述的循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，所述推动块（723）呈半圆结构。
9.根据权利要求1所述的循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，所述安装壳（3）上还连通有喷洒件（8），用于对所述塔体（1）内进行喷淋。
10.根据权利要求9所述的循环水系统智能混动高效节能水轮机，其特征在于，所述喷洒件（8）包括连通在所述安装壳（3）上的旁管（81），所述旁管（81）的另一端连通有带控制阀的喷淋管（82），所述喷淋管（82）的一端连接在所述塔体（1）的内壁上，所述喷淋管（82）的另一端与所述上塔管（2）的表面连通。
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- 2023-11-13 CN CN202311501215.7A patent/CN117267153A/zh active Pending
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