CN209444499U - 一种可利用富裕压力的闭式水轮增压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水轮增压系统技术领域，涉及一种可利用富裕压力的闭水轮增压装置。包括提供富裕压力的系统循环泵，闭式系统供水和闭式系统回水，在闭式系统供水管路上设有渐缩管和水轮机，并且在水轮机及前后均设置有流量计以及蝶阀，在闭式系统回水管路上设置了扩容器，水轮机通过差速器与水泵相连接，所述水泵设置于用户系统中，推送水循环。本实用新型设计合理，将富裕压头通过水轮机转化为机械能，机械能再转化为水泵的动能，为用户系统提供循环动力，并可以根据水轮机侧的水流量和富裕压头的范围，调节差速器的传动比，满足能量输出端水泵侧的压力和流量的需求，实现对能量的精确控制。

Description

一种可利用富裕压力的闭式水轮增压装置

技术领域

本实用新型属于水轮增压装置技术领域，涉及一种可利用富裕压力的闭式水轮增压装置。

背景技术

现有使用的水轮发电装置及水轮提水装置，均是利用了自然界中水的势能，但是水的势能应用有着地域的局限，适用范围比较狭窄；且其做功完成后的水均流入到了和大气压相同的河流或者其他区域。因此这种技术适合水量较大区域的能量收集，而从国家所倡导的精细化节能角度来讲，应该对各种具有富裕压头的水系统进行能量回收，改变或改进原有设备适用范围狭窄的弊端。

在目前的闭式系统中，也有一些关于富裕压头能量回收的研究，例如中国专利，专利号为“201520327564.6”，专利名称为“一种利用供热管网资用压头的间接供热系统”的实用新型专利，公开了一种在集中供热一级管网中充分利用资用压头的技术方案，其公开了闭式系统中的其中一种，即供热系统中利用富裕压头来解决集中供热系统的耗电输热比，即EHR值大的问题，但是由于水轮机安装后其水轮参数和外壳均不能改变，而闭式系统的富裕压头和水流量时刻发生变化，使得水轮机的输出转速不能维持一个稳定状态，方案中的能量传递方式是水轮机与水泵的单纯连接，使得输出端水泵的转速随水轮机转速同时发生变化，使得输出能量不稳定，满足能量输出端水泵侧的压力和流量的需求，以及不能对富裕压头产生的能量进行精确控制。

由于上述原因，在实际供热系统的运行中需要提出一种更加合理节能的利用富裕压头的方式。

发明内容

本实用新型提供一种可利用富裕压头的闭式水轮增压装置，目的是解决目前存在的闭式系统中富裕压头浪费造成供热系统的耗电输热比值高的问题。

本实用新型所的具体技术方案如下：

一种可利用富裕压力的闭式水轮增压装置，包括闭式系统供水管路和闭式系统回水管路，所述闭式系统供水管路与提供富裕压头的系统循环泵相连，所述闭式系统供水的管路上设有渐缩管，所述渐缩管与水轮机相连，所述水轮机与闭式系统回水管路相连接，所述闭式系统回水管路的另一端与系统循环泵相连；所述水轮机通过差速器与水泵相连，所述水泵设置在为用户供水系统上，推动用户系统的水进行往复循环。

进一步，所述渐缩管为变径管，用于改变流速；在所述闭式系统回水管路上设置有扩容器，所述扩容器用于降低流速。

进一步所述水轮机的输出轴通过联轴器的输入轴刚性相连，所述联轴器的输出轴与差速器的输入轴刚性相连，所述差速器的输出轴通过另一联轴器与水泵的联轴器进行刚性连接。

进一步所述差速器中包含调速齿轮及调速手柄。

进一步所述闭式系统供水的管路上还设有用于观测流量的流量计，所述流量计通过法兰、螺纹、卡箍等连接方式与闭式系统供水的管道相连接，其衬里材料为氯丁橡胶。

进一步所述水泵的泵进水口处设置有蝶阀，所述蝶阀的前端还设有流量计，用于监控泵进水口的水流量及进水压力；所述水泵的出水口处也设置有蝶阀和压力表，用于监控为用户供水的水流量及压力。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型在闭式系统供水的管路上设有渐缩管，所述渐缩管与水轮机相连，所述水轮机与闭式系统回水管路相连接，所述闭式系统回水管路的另一端与系统循环泵相连，所述水轮机通过差速器与水泵相连，所述水泵设置在为用户供水系统上，推动用户系统的水进行往复循环，本实用新型将闭式的回水系统与闭式的进水系统之间的富裕压头进行再利用，减少了能源浪费，节省了电能消耗，整体降低了系统中的能源消耗。

2.可利用富裕压头的闭水轮增压装置，包括了具有富裕压头的闭式系统供水和闭式系统回水，闭式系统供水通过渐缩管后进入到水轮机内进行做功，将动能转换为机械能，然后通过差速器为水泵提供机械能，从而推动用户侧水的流动，能量转化设计合理，避免使用阀门的节流，解决了闭式系统中富裕压头浪费的问题。

3.本实用新型不仅可以适用与供热系统，还可以用于其它的闭式富裕压头的系统中，本实用方案通过差速器连接水轮机与水泵，并通过蝶阀与流量计监测水流速以及压力，差速器根据水轮机侧的水流量和富裕压头的范围，设置具有几个不同传动比的差速器，实际使用中通过水轮机侧的压力及流量，对差速器的传动比进行调节，可以满足能量输出端水泵侧的压力和流量的需求，实现对能量的精确控制。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型详细的连接示意图；

图中：1闭式系统进水管路、2闭式系统回水管路、3渐缩管、4水轮机、5.扩容器、6.差速器、7水泵、8用户、9系统循环泵、10调速齿轮、11调速手柄、联轴器、13蝶阀、14流量计A、15流量计B 、16压力表。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行详细的叙述：

如图1所示，本实用新型为一种可利用富裕压头的闭式水轮增压装置，包括闭式系统供水管路1和闭式系统回水管路2，所述闭式系统供水管路1与提供富裕压头的系统循环泵9相连，所述闭式系统供水1的管路上设有渐缩管3，所述渐缩管为变径管，用于改变流速；所述渐缩管3与水轮机4相连，所述水轮机4之后与闭式系统回水2管路相连接，在闭式系统回水管路2上设置有用于降低流速的扩容器5，所述闭式系统回水2管路的另一端与系统循环泵9相连。其中所述水轮机4通过差速器6与水泵7相连，所述水泵7设置在为用户供水系统上，推动用户8的供水进行往复循环。

其中闭式系统供水管路1和闭式系统回水管路2与循环泵9的连接采用行业内的常规连接即可。

如图2所示，所述闭式系统供水1的管路上还设有用于观测流量的流量计14，所述的流量计14通过法兰、螺纹、卡箍等连接方式与闭式系统供水1的管道相连接，其衬里材料为氯丁橡胶的水流量计，其公称通径可依据实际的测量流量范围进行选择，以便进行准确的流量监测，为后续的差速器的调整提供准确的参考数值。所述流量计14随后设有蝶阀13，所述蝶阀13起切断和节流作用，所述蝶阀13通过管道与渐缩管3大径端相连，所述渐缩管3的小径与通过管道与水轮机4的入水口相连接，两者中间的管道上还设置有压力表16，所述水轮机4的尾水管与扩容器5的入口相连接，两者相连接的管道上同样设置有压力表16，通过水轮机4前后两个压力表16的设置，对水轮机4的水流压力值进行监控，作为调整差速器传动比的另一参数。所述扩容器5的出口通过闭式系统回水管路2与系统循环泵9相连，所述扩容器5与系统循环泵之间的管道上同样设置有蝶阀13，用于对回水管道上的节流；所述扩容器5出口的低流速系统回水回输至系统循环泵9中，由循环泵9对其加压，形成新的循环。

如图2所示，所述水轮机4的输出轴通过联轴器12的输入轴刚性相连，所述联轴器的输出轴与差速器6的输入轴刚性相连，采用类似水轮机4与联轴器12的连接方式，所述差速器6的输出轴通过另一联轴器12与水泵7的联轴器进行刚性连接，所述差速器6中包含调速齿轮10及调速手柄11，所述差速器根据水轮机侧的水流量和富裕压头的范围，设置有几个不同传动比，以满足用户侧对水流量以及水压的需求。水轮机4通过差速器6与水泵7相连接，水轮机4带动水泵7进行旋转，完成富裕压头的能量再利用。所述水泵7设置在用户供水系统上，用于推动用户8系统的水进行往复循环。所述水泵7的泵进水口处设置有蝶阀13，所述蝶阀13的前端还设有流量计B15，用于监控泵进水口的水流量以及进水压力，所述水泵7的出水口处也设置有蝶阀13和压力表16，用于监控为用户供水的水流量以及压力。

系统运行时，闭式系统中系统循环泵9为闭式系统供水1加压，使回到系统循环泵9的闭式系统回水2存在较大的循环压差，即为富裕压头；此时闭式系统供水1流经渐缩管3，通过直径的改变，使水流流速加快，加速后的水经过水轮机4进行做功，使富裕压头转化为机械能，做完功的水进入扩容器5进行降速，降速后的水进入闭式系统回水2后进入系统循环，之后再进行一个新的重复循环。

在水轮机4处被转化的机械能通过联轴器12与差速器6连接，差速器6通过联轴器12与水泵7连接，推动水泵旋转对用户8系统中的水进行加压，以推动用户8系统的水进行往复循环，由于系统的富裕压头和用户系统所需流量均是变量，在运行过程中，根据流量计14观察的流量值以及两个压力表16的压差情况，通过调速手柄11来调整差速器6的传动比，使水泵的输出的流量及压力可以满足用户系统的需求。从而将富裕压头转化为水轮机的机械能，再转化为水泵的动能，为用户系统中的水提供动力，完成富裕压头能量的利用。

Claims (7)

1.一种可利用富裕压力的闭式水轮增压装置，其特征在于：包括闭式系统进水管路（1）和闭式系统回水管路（2），所述闭式系统供水管路与提供富裕压头的系统循环泵（9）相连，所述闭式系统进水管路（1）的管路上设有渐缩管（3），所述渐缩管（3）与水轮机（4）相连，所述水轮机（4）与闭式系统回水管路（2）相连接，所述闭式系统回水管路（2）的另一端与系统循环泵（9）相连；所述水轮机（4）通过差速器（6）与水泵（7）相连，所述水泵（7）设置在为用户供水系统上，推动用户（8）系统的水进行往复循环。

2.如权利要求1所述的可利用富裕压力的闭式水轮增压装置，其特征在于：所述渐缩管（3）为变径管，用于改变流速；在所述闭式系统回水管路（2）上设置有扩容器（5），所述扩容器（5）用于降低流速。

3.如权利要求1所述的可利用富裕压力的闭式水轮增压装置，其特征在于：所述水轮机（4）的输出轴通过联轴器（12）的输入轴刚性相连，所述联轴器的输出轴与差速器（6）的输入轴刚性相连，所述差速器（6）的输出轴通过另一联轴器（12）与水泵（7）的联轴器进行刚性连接。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的可利用富裕压力的闭式水轮增压装置，其特征在于：所述差速器（6）中包含调速齿轮（10）及调速手柄（11）。

5.如权利要求1至3中任意一项所述的可利用富裕压力的闭式水轮增压装置，其特征在于：所述闭式系统进水管路（1）的管路上还设有用于观测流量的流量计A（14），所述流量计A（14）通过法兰、螺纹、卡箍等连接方式与闭式系统进水管路（1）的管道相连接，其衬里材料为氯丁橡胶。

6.如权利要求1至3中任意一项所述的可利用富裕压力的闭式水轮增压装置，其特征在于：所述水泵（7）的泵进水口处设置有蝶阀（13），所述蝶阀（13）的前端还设有流量计A（14），用于监控泵进水口的水流量及进水压力；所述水泵（7）的出水口处也设置有蝶阀（13）和压力表（16），用于监控为用户供水的水流量及压力。

7.如权利要求5所述的可利用富裕压力的闭式水轮增压装置，其特征在于：所述水泵（7）的泵进水口处设置有蝶阀（13），所述蝶阀（13）的前端还设有流量计B（15），用于监控泵进水口的水流量及进水压力；所述水泵（7）的出水口处也设置有蝶阀（13）和压力表（16），用于监控为用户供水的水流量及压力。