CN117404232A - 循环水系统智能高效余压发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了循环水系统智能高效余压发电装置，属于冷却塔设备技术领域，包括主塔管、从塔管、控制阀一、控制阀二、控制阀三、控制阀四和叶轮机构，当所述控制阀二处于关闭状态时，所述控制阀一、控制阀三和控制阀四均处于打开状态，使所述主塔管与从塔管之间形成循环水路，用于驱动所述叶轮机构进行发电工作；本发明通过控制阀一、控制阀二、控制阀三和控制阀四的结构设计，是为了用于控制主塔管中的水流能够流入从塔管中，使水流经过导流壳驱动导流片带动转轴转动时，该叶轮机构能够将水流中的机械能转换为旋转运动的能量，通过这种设计，循环水系统智能高效余压发电装置能够将水的流动能直接转化为电能，实现了高效的发电效果。
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高效余压发电装置。
背景技术
工业冷却塔系统是在许多工业生产过程中必不可少的设备之一。它主要用于将工业生产中产生的热能转移到周围环境，以维持工艺过程的稳定，工业领域中的许多行业，如电力、冶金、化工、制造业等都需要通过冷却塔系统来处理产生的余热。
然而，传统的工业冷却塔系统存在能源浪费的问题，因为在正常运行的工业冷却塔系统中，为了保证生产的稳定运行，系统压力常常具有一定的富余，但这部分回水余压能量往往没有得到有效利用，被阀门等装置消耗掉，造成了能源的浪费。为此，针对此问题，本发明提出了循环水系统智能高效余压发电装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中工业冷却塔系统能源浪费的问题，而提出的循环水系统智能高效余压发电装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
循环水系统智能高效余压发电装置，包括主塔管及连通在所述主塔管上的从塔管，所述主塔管上靠近所述从塔管底端的下方安装有控制阀一，所述主塔管上靠近所述从塔管底端的上方安装有控制阀二，所述从塔管上靠近底端处安装有控制阀三，所述从塔管上靠近顶端处安装有控制阀四，所述从塔管上安装有位于所述控制阀三和所述控制阀四之间的叶轮机构，当所述控制阀二处于关闭状态时，所述控制阀一、控制阀三和控制阀四均处于打开状态，使所述主塔管与从塔管之间形成循环水路，用于驱动所述叶轮机构进行发电工作。
优选地，所述主塔管与从塔管均呈折弯一体成型的凹型结构。
优选地，所述叶轮机构包括横向连通在所述从塔管上的导流壳，所述导流壳的两侧之间转动设置有转轴，所述转轴的表面固定有多个呈圆周分布且沿所述导流壳内壁转动的导流片，所述转轴的一端安装有发电的驱动部。
优选地，所述转轴位于所述导流壳外部对应的表面安装有与所述驱动部电连的感应部，当所述感应部检测到所述转轴的转速达到预设阈值时，通过控制所述驱动部带动所述转轴上的导流片转动。
优选地，所述转轴位于所述导流壳外部对应的另一端联动有刮动机构。
优选地，所述刮动机构包括横向设置在所述从塔管内部位于底端与所述主塔管接口处之间的传动杆一，所述传动杆一的一端连接有与所述转轴对应一端连接的传动部，所述传动杆一靠近另一端对应的表面固定有与所述主塔管接口内壁相贴合的刮板，所述传动杆一的表面通过轴承连接有固定在所述从塔管内壁靠近底端口处的过滤板。
优选地，所述传动部包括固定在所述传动杆一对应一端上的锥形齿轮一，所述锥形齿轮一的表面连接有相适配的锥形齿轮二，所述锥形齿轮二上固定有竖直转动设置在所述从塔管上的传动杆二，所述传动杆二位于所述从塔管外部对应的一端固定有锥形齿轮三，所述锥形齿轮三的表面连接有固定在所述转轴对应一端上的锥形齿轮四。
优选地，所述刮板上设置有与所述过滤板一侧相抵触的清洁部。
优选地，当所述清洁部包括固定在所述刮板一侧的伸缩杆，所述伸缩杆的另一端固定有毛刷板，所述伸缩杆上套设有固定在所述毛刷板对应一侧上的弹簧。
优选地，所述主塔管位于与所述从塔管底端连接的接口上安装有排料管，所述排料管呈45度倾斜设置且表面安装有电磁阀。
与现有技术相比，本发明提供了循环水系统智能高效余压发电装置，具备以下有益效果：
1、该循环水系统智能高效余压发电装置，通过控制阀一、控制阀二、控制阀三和控制阀四的结构设计，是为了用于控制主塔管中的水流能够流入从塔管中，使水流经过导流壳驱动导流片带动转轴转动时，该叶轮机构能够将水流中的机械能转换为旋转运动的能量，通过这种设计，循环水系统智能高效余压发电装置能够将水的流动能直接转化为电能，实现了高效的发电效果。
2、该循环水系统智能高效余压发电装置，通过传动杆一上设计的刮板，在锥形齿轮一、锥形齿轮二、传动杆二、锥形齿轮三和锥形齿轮四与转轴的联动下，是为了借助转轴转动的力，配合传动杆一上设计的刮板，能够对从塔管底端连接在主塔管对应接口的内壁进行刮取，以清除主塔管接口内壁上的污垢，从而保持循环水系统的畅通，避免污垢对系统性能的影响。
3、该循环水系统智能高效余压发电装置，通过在传动杆一上设计的过滤板，是为了对主塔管接口内壁上清除后的污垢进行遮挡，防止其进入从塔管并影响叶轮机构的正常运行，而对过滤板进行清洁的毛刷板，则是进一步去除附着在过滤板上的污垢和颗粒物，保持过滤板的良好工作状态，确保系统的正常工作和发电效率。
附图说明
图1为本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置的前剖图；
图2为本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置的前视图；
图3为本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置的图2中A处局部放大示意图；
图4为本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置的导流壳与从塔管连接结构示意图；
图5为本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置的导流壳剖视图；
图6为本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置的从塔管剖视图；
图7为本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置的主塔管剖视图；
图8为本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置的图7中B处局部放大示意图；
图9为本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置的整体结构示意图。
图中：1、主塔管；2、从塔管；3、控制阀一；4、控制阀二；5、控制阀三；6、控制阀四；7、叶轮机构；71、导流壳；72、转轴；73、导流片；74、驱动部；75、感应部；8、刮动机构；81、传动杆一；82、传动部；821、锥形齿轮一；822、锥形齿轮二；823、传动杆二；824、锥形齿轮三；825、锥形齿轮四；83、刮板；84、过滤板；85、清洁部；851、伸缩杆；852、毛刷板；853、弹簧；9、排料管。
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。
参照图1-图9，循环水系统智能高效余压发电装置，包括主塔管1及连通在主塔管1上的从塔管2，主塔管1与从塔管2均呈折弯一体成型的凹型结构，主塔管1上靠近从塔管2底端的下方安装有控制阀一3，主塔管1上靠近从塔管2底端的上方安装有控制阀二4，从塔管2上靠近底端处安装有控制阀三5，从塔管2上靠近顶端处安装有控制阀四6，从塔管2上安装有位于控制阀三5和控制阀四6之间的叶轮机构7，当控制阀二4处于关闭状态时，控制阀一3、控制阀三5和控制阀四6均处于打开状态，使主塔管1与从塔管2之间形成循环水路，用于驱动叶轮机构7进行发电工作。
采用这样的技术方案，通过利用叶轮机构7将冷却塔中回水余压转换为带动导流片73旋转机械能，从而带动采用发电机的驱动部74发电，将发电机驱动部74输出线连接在厂区内部的电网上，当叶轮机构7带动发电机驱动部74转动时，发电机驱动部74即向电网输入电流，发电机驱动部74即处于发电状态，当发电机驱动部74发电时，工厂总耗电就下降相应的发电量。
具体而言，先打开控制阀四6，关闭控制阀二4，再打开控制阀一3，后缓慢打开控制阀三5，此时主塔管1内的循环水流入从塔管2上的导流壳71内，并带动导流片73配合转轴72连接的驱动部74进行旋转，实现采用发电机的驱动部74进行发电，由于驱动部74的输出线连接在厂区内部的电网上，当驱动部74发电时，工厂总耗电就会相应下降，使得发电量和工厂总耗电量达到平衡，从而实现节能的特点。
在一个优选的实施方式中，参照图1-图5，循环水系统智能高效余压发电装置，包括主塔管1及连通在主塔管1上的从塔管2，主塔管1与从塔管2均呈折弯一体成型的凹型结构，主塔管1上靠近从塔管2底端的下方安装有控制阀一3，主塔管1上靠近从塔管2底端的上方安装有控制阀二4，从塔管2上靠近底端处安装有控制阀三5，从塔管2上靠近顶端处安装有控制阀四6，从塔管2上安装有位于控制阀三5和控制阀四6之间的叶轮机构7，当控制阀二4处于关闭状态时，控制阀一3、控制阀三5和控制阀四6均处于打开状态，使主塔管1与从塔管2之间形成循环水路，用于驱动叶轮机构7进行发电工作，叶轮机构7包括横向连通在从塔管2上的导流壳71，导流壳71的两侧之间转动设置有转轴72，转轴72的表面固定有多个呈圆周分布且沿导流壳71内壁转动的导流片73，转轴72的一端安装有发电的驱动部74，转轴72位于导流壳71外部对应的表面安装有与驱动部74电连的感应部75，当感应部75检测到转轴72的转速达到预设阈值时，通过控制驱动部74带动转轴72上的导流片73转动。
上述技术方案，通过设计在转轴72上且采用旋转编码器的感应部75，是为了用于实时监测转轴72的转速，当转轴72上的转速达到预设阈值时，控制采用发电机的驱动部74进行开启，使其与电网进行并网，此后，控制阀三5继续打开，这样进入从塔管2内的水流也会更大，从而进一步增加转轴72的转速，使发电功率逐渐增加，直到控制阀三5完全打开，达到额定发电功率，同时，感应部75会实时监测和控制转轴72的转速，以确保发电过程的稳定性、安全性，并进一步提高发电效率。
在一个优选的实施方式中，参照图1-图9，循环水系统智能高效余压发电装置，包括主塔管1及连通在主塔管1上的从塔管2，主塔管1与从塔管2均呈折弯一体成型的凹型结构，主塔管1上靠近从塔管2底端的下方安装有控制阀一3，主塔管1上靠近从塔管2底端的上方安装有控制阀二4，从塔管2上靠近底端处安装有控制阀三5，从塔管2上靠近顶端处安装有控制阀四6，从塔管2上安装有位于控制阀三5和控制阀四6之间的叶轮机构7，当控制阀二4处于关闭状态时，控制阀一3、控制阀三5和控制阀四6均处于打开状态，使主塔管1与从塔管2之间形成循环水路，用于驱动叶轮机构7进行发电工作，叶轮机构7包括横向连通在从塔管2上的导流壳71，导流壳71的两侧之间转动设置有转轴72，转轴72的表面固定有多个呈圆周分布且沿导流壳71内壁转动的导流片73，转轴72的一端安装有发电的驱动部74，转轴72位于导流壳71外部对应的表面安装有与驱动部74电连的感应部75，当感应部75检测到转轴72的转速达到预设阈值时，通过控制驱动部74带动转轴72上的导流片73转动，转轴72位于导流壳71外部对应的另一端联动有刮动机构8，刮动机构8包括横向设置在从塔管2内部位于底端与主塔管1接口处之间的传动杆一81，传动杆一81的一端连接有与转轴72对应一端连接的传动部82，传动杆一81靠近另一端对应的表面固定有与主塔管1接口内壁相贴合的刮板83，传动杆一81的表面通过轴承连接有固定在从塔管2内壁靠近底端口处的过滤板84，传动部82包括固定在传动杆一81对应一端上的锥形齿轮一821，锥形齿轮一821的表面连接有相适配的锥形齿轮二822，锥形齿轮二822上固定有竖直转动设置在从塔管2上的传动杆二823，传动杆二823位于从塔管2外部对应的一端固定有锥形齿轮三824，锥形齿轮三824的表面连接有固定在转轴72对应一端上的锥形齿轮四825。
采用这样的技术方案，是考虑到从塔管2底端连接在主塔管1对应接口的内壁，会因水流中含有的悬浮颗粒物、泥沙、微生物、生物质、碳酸钙等物质而容易形成污垢，这些物质会附着在接口内壁上，形成污垢层，影响水流顺畅进入从塔管2中，所以根据此种情况，在从塔管2上设计了一个与转轴72进行联动的刮动机构8，用于清除主塔管1接口内壁上附着的污垢，该刮动机构8在使用时，是通过转轴72带动锥形齿轮四825、锥形齿轮三824、传动杆二823、锥形齿轮二822、锥形齿轮一821和传动杆一81相互传动，使传动杆一81上连接的刮板83能够对主塔管1接口内壁上的污垢进行刮取，避免接口上的污垢层过大影响系统的正常运行和发电效率，通过这种设计方案，循环水系统智能高效余压发电装置不仅能利用水流的余压进行发电，还考虑到污垢对系统性能的影响，并通过刮动机构8来清除污垢，确保系统的稳定运行和高效发电。
在一个优选的实施方式中，参照图1-图9，循环水系统智能高效余压发电装置，包括主塔管1及连通在主塔管1上的从塔管2，主塔管1与从塔管2均呈折弯一体成型的凹型结构，主塔管1上靠近从塔管2底端的下方安装有控制阀一3，主塔管1上靠近从塔管2底端的上方安装有控制阀二4，从塔管2上靠近底端处安装有控制阀三5，从塔管2上靠近顶端处安装有控制阀四6，从塔管2上安装有位于控制阀三5和控制阀四6之间的叶轮机构7，当控制阀二4处于关闭状态时，控制阀一3、控制阀三5和控制阀四6均处于打开状态，使主塔管1与从塔管2之间形成循环水路，用于驱动叶轮机构7进行发电工作，叶轮机构7包括横向连通在从塔管2上的导流壳71，导流壳71的两侧之间转动设置有转轴72，转轴72的表面固定有多个呈圆周分布且沿导流壳71内壁转动的导流片73，转轴72的一端安装有发电的驱动部74，转轴72位于导流壳71外部对应的表面安装有与驱动部74电连的感应部75，当感应部75检测到转轴72的转速达到预设阈值时，通过控制驱动部74带动转轴72上的导流片73转动，转轴72位于导流壳71外部对应的另一端联动有刮动机构8，刮动机构8包括横向设置在从塔管2内部位于底端与主塔管1接口处之间的传动杆一81，传动杆一81的一端连接有与转轴72对应一端连接的传动部82，传动杆一81靠近另一端对应的表面固定有与主塔管1接口内壁相贴合的刮板83，传动杆一81的表面通过轴承连接有固定在从塔管2内壁靠近底端口处的过滤板84，传动部82包括固定在传动杆一81对应一端上的锥形齿轮一821，锥形齿轮一821的表面连接有相适配的锥形齿轮二822，锥形齿轮二822上固定有竖直转动设置在从塔管2上的传动杆二823，传动杆二823位于从塔管2外部对应的一端固定有锥形齿轮三824，锥形齿轮三824的表面连接有固定在转轴72对应一端上的锥形齿轮四825，刮板83上设置有与过滤板84一侧相抵触的清洁部85，当清洁部85包括固定在刮板83一侧的伸缩杆851，伸缩杆851的另一端固定有毛刷板852，伸缩杆851上套设有固定在毛刷板852对应一侧上的弹簧853，主塔管1位于与从塔管2底端连接的接口上安装有排料管9，排料管9呈45度倾斜设置且表面安装有电磁阀。
采用这样的技术方案，是为了进一步对主塔管1接口内壁清除的污垢进行遮挡，避免这些清除的污垢堵塞在从塔管2中，所以在传动杆一81上安装了一个对污垢进行遮挡的过滤板84，通过过滤板84对污垢的遮挡下，能够确保主塔管1中的循环水顺利进入从塔管2中，用于驱动安装在从塔管2上的叶轮机构7进行发电，同时还在刮板83一侧设计了用于对过滤板84表面附着杂质进行处理的清洁部85，该清洁部85是通过伸缩杆851上套设的弹簧853将毛刷板852抵触在过滤板84上，当刮板83对主塔管1接口内部污垢进行清理的同时，刮板83也会带动毛刷板852对过滤板84上附着的杂质进行清洁，确保主塔管1中的循环水能够顺利进入从塔管2中，驱动叶轮机构7进行发电，而且位于主塔管1接口与过滤板84处清洁的杂质可通过打开排料管9上的电磁阀排出外部，这样清除后的杂质不会堆积在主塔管1接口位置，该方案设计，实现了循环水系统的高效发电和自动清洁，提高了系统的性能和发电效率，并解决了污垢堵塞的问题。
综上，本发明提出的循环水系统智能高效余压发电装置，通过主塔管1、从塔管2、控制阀一3、控制阀二4、控制阀三5、控制阀四6、叶轮机构7、刮动机构8以及清洁部85多个组件的协同配合下，能够利用水流的余压进行高效发电，同时通过智能控制和清洁机制保持系统稳定运行并有效清除污垢，从而提高能源利用效率和发电系统的可靠性。
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 (9)
1.循环水系统智能高效余压发电装置，其特征在于，包括：
主塔管（1）及连通在所述主塔管（1）上的从塔管（2）；
所述主塔管（1）上靠近所述从塔管（2）底端的下方安装有控制阀一（3），所述主塔管（1）上靠近所述从塔管（2）底端的上方安装有控制阀二（4），所述从塔管（2）上靠近底端处安装有控制阀三（5），所述从塔管（2）上靠近顶端处安装有控制阀四（6），所述从塔管（2）上安装有位于所述控制阀三（5）和所述控制阀四（6）之间的叶轮机构（7）；
当所述控制阀二（4）处于关闭状态时，所述控制阀一（3）、控制阀三（5）和控制阀四（6）均处于打开状态，使所述主塔管（1）与从塔管（2）之间形成循环水路，用于驱动所述叶轮机构（7）进行发电工作；
所述叶轮机构（7）包括横向连通在所述从塔管（2）上的导流壳（71），所述导流壳（71）的两侧之间转动设置有转轴（72），所述转轴（72）的表面固定有多个呈圆周分布且沿所述导流壳（71）内壁转动的导流片（73），所述转轴（72）的一端安装有发电的驱动部（74）。
2.根据权利要求1所述的循环水系统智能高效余压发电装置，所述主塔管（1）与从塔管（2）均呈折弯一体成型的凹型结构。
3.根据权利要求1所述的循环水系统智能高效余压发电装置，所述转轴（72）位于所述导流壳（71）外部对应的表面安装有与所述驱动部（74）电连的感应部（75），当所述感应部（75）检测到所述转轴（72）的转速达到预设阈值时，通过控制所述驱动部（74）带动所述转轴（72）上的导流片（73）转动。
4.根据权利要求1所述的循环水系统智能高效余压发电装置，所述转轴（72）位于所述导流壳（71）外部对应的另一端联动有刮动机构（8）。
5.根据权利要求4所述的循环水系统智能高效余压发电装置，所述刮动机构（8）包括横向设置在所述从塔管（2）内部位于底端与所述主塔管（1）接口处之间的传动杆一（81），所述传动杆一（81）的一端连接有与所述转轴（72）对应一端连接的传动部（82），所述传动杆一（81）靠近另一端对应的表面固定有与所述主塔管（1）接口内壁相贴合的刮板（83），所述传动杆一（81）的表面通过轴承连接有固定在所述从塔管（2）内壁靠近底端口处的过滤板（84）。
6.根据权利要求5所述的循环水系统智能高效余压发电装置，所述传动部（82）包括固定在所述传动杆一（81）对应一端上的锥形齿轮一（821），所述锥形齿轮一（821）的表面连接有相适配的锥形齿轮二（822），所述锥形齿轮二（822）上固定有竖直转动设置在所述从塔管（2）上的传动杆二（823），所述传动杆二（823）位于所述从塔管（2）外部对应的一端固定有锥形齿轮三（824），所述锥形齿轮三（824）的表面连接有固定在所述转轴（72）对应一端上的锥形齿轮四（825）。
7.根据权利要求5所述的循环水系统智能高效余压发电装置，所述刮板（83）上设置有与所述过滤板（84）一侧相抵触的清洁部（85）。
8.根据权利要求7所述的循环水系统智能高效余压发电装置，当所述清洁部（85）包括固定在所述刮板（83）一侧的伸缩杆（851），所述伸缩杆（851）的另一端固定有毛刷板（852），所述伸缩杆（851）上套设有固定在所述毛刷板（852）对应一侧上的弹簧（853）。
9.根据权利要求1所述的循环水系统智能高效余压发电装置，所述主塔管（1）位于与所述从塔管（2）底端连接的接口上安装有排料管（9），所述排料管（9）呈45度倾斜设置且表面安装有电磁阀。
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- 2023-12-14 CN CN202311717506.XA patent/CN117404232A/zh active Pending
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