RU2237523C1

RU2237523C1 - Universal spraying device

Info

Publication number: RU2237523C1
Application number: RU2003120106/12A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Недвига (RU); Ю.С. Недвига; А.М. Родионов (RU); А.М. Родионов
Original assignee: Недвига Юрий Сергеевич; Родионов Александр Михайлович
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2004-10-10
Also published as: RU2003120106A

Abstract

FIELD: heat power engineering.

SUBSTANCE: invention can be used in chimney-type and mechanical-draft cooling towers of industrial plants to provide uniform distribution on cooled water over spraying area, both with spraying upwards and downwards. Proposed universal spraying device contains supply branch pipe to which uprights adjoin, adjoining, in their turn, streamlined deflector provided with sills. Conical deflector of universal spraying device has drain hole in top and inner angle α within 90^o and 180^o pointed to side of supply branch pipe. Supply branch pipe and conical deflector are interconnected by welded to uprights. Sills of different height are made on surface of conical deflector of the same material as deflector, being arranged in staggered order and with tilting to generating lines of conical deflector at angle β within 90^o and 180^o and at height from zero to one height of natural non-hindered by sills depth of cooled liquid flow in corresponding places of their location. Upper edges of sills are flat or concave from pressure side of water flow, and on convex side of sill with radius from that equal to sill width to radius of concentric circumference of location of sill on conical deflector. Triangular projections are made from two sides of uprights at a distance from one to two sizes of upright cross section along corresponding generating lines of conical deflector higher than uprights and parallel to generating lines on conical deflector passing through axes of uprights lower than uprights of universal device. Height of triangular projections is equal to depth of cooled liquid flow at beginning of said projection, and at outlet sections guarded at uprights by projections and lower than uprights, heights of sills of each row decrease in height from periphery to center of these sections. Invention improves stability and efficiency of water cooling at spraying both upwards and downwards using one universal spraying device and prevents non-sprayed sectors of spraying cone, provides effective and trouble-free operation of device, ensures against breakage of uprights by water hammer hen starting cooling tower, especially ion winter.

EFFECT: improved stability and efficiency of water cooling, increased service life and provision of faultless operation of device.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в условиях башенных и вентиляторных градирен промышленных предприятий для обеспечения равномерного распределения охлаждаемой воды по площади орошения как при разбрызгивании вверх, так и при разбрызгивании вниз.The invention relates to the field of power engineering and can be used in the conditions of tower and fan cooling towers of industrial enterprises to ensure uniform distribution of chilled water over the irrigation area both when spraying up and when spraying down.

Известна разбрызгивающая тарелка, содержащая горизонтальное дно и примыкающий к последнему наклонный участок с переливным устройством, которое выполнено в виде размещенных на наклонном участке по концентрическим окружностям в шахматном порядке порогов, кромки которых, обращенные к центру тарелки, наклонены к вертикали, причем угол их наклона от центрального ряда к периферийному выполнен изменяющимся в пределах 10-80° (АС СССР №1251961, В 05 В 1/26, опубл. 1986).Known spray plate containing a horizontal bottom and adjacent to the latter inclined section with an overflow device, which is made in the form of thresholds placed on a inclined section along concentric circles in a checkerboard pattern, the edges of which facing the center of the plate are inclined to the vertical, and the angle of inclination from the central row to the peripheral is made varying within 10-80 ° (USSR AS No. 1251961, 05 V 1/26, publ. 1986).

Недостатком аналога является то, что разбрызгивающая тарелка пригодна только для разбрызгивания вниз.A disadvantage of the analogue is that the spray plate is only suitable for spraying down.

Известно разбрызгивающее устройство, содержащее подводящий патрубок и стойки с примыкающим к ним обтекаемым отражателем выпукло-вогнутой формы. Отражатель выполнен с чередующимися по окружности на его вогнутой части трамплинами-водосливами. А рядом расположенные трамплины-водосливы ограничены вертикальными порогами (свидетельство на ПМ № 5740, опубл. 1998).Known spray device containing a supply pipe and racks with adjacent convex-concave streamlined reflector. The reflector is made with alternating on the concave part of its springboards-weirs. And nearby located springboards-weirs are limited by vertical thresholds (certificate for PM No. 5740, publ. 1998).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.According to the greatest number of similar features and the result achieved when using this technical solution is selected as a prototype of the claimed utility model.

Недостатками прототипа является то, что устройство изготовлено из полимерного материала, поэтому стойки необходимо выполнять достаточно массивными, которые, исходя из натурных и лабораторных испытаний, создают за собой не орошенные факелами разбрызгивания секторы, составляющие от каждой стойки до 15-20° от всей окружности. Кроме этого при останове градирни зимой эти стойки, как и все разбрызгивающее устройство, из полимерных материалов, промерзают и становятся хрупкими, а при последующем включении градирни приводят к разрушению устройства от гидравлического удара. К тому же данное разбрызгивающее устройство пригодно только для разбрызгивания охлаждаемой воды вверх и непригодно для разбрызгивания вниз из-за недостаточности развития факела разбрызгивания.The disadvantages of the prototype is that the device is made of a polymeric material, therefore, the racks must be massive enough, which, based on field and laboratory tests, create sectors that are not irrigated with spraying torches, comprising from each rack up to 15-20 ° from the entire circumference. In addition, when the tower is stopped in winter, these racks, like the entire spraying device, made of polymer materials, freeze and become brittle, and when the tower is turned on again, the device is destroyed by water hammer. In addition, this spray device is suitable only for spraying cooled water upwards and is unsuitable for spraying down due to insufficient development of the spray pattern.

Предлагаемое универсальное разбрызгивающее устройство лишено этих недостатков.The proposed universal spray device is devoid of these disadvantages.

Технической задачей изобретения является повышение и стабилизация эффективности охлаждения воды при разбрызгивании как вверх, так и вниз, используя одно универсальное разбрызгивающее устройство, исключение неорошаемых секторов факела разбрызгивания, увеличение срока эффективной и безаварийной работы данного устройства, исключение разрушения его стоек при гидроударе во время пуска градирни, особенно в зимнее время эксплуатации.An object of the invention is to increase and stabilize the efficiency of water cooling when spraying both up and down, using one universal spray device, eliminating the non-irrigated sectors of the spray torch, increasing the effective and trouble-free operation of this device, eliminating the destruction of its racks during water hammer during the start-up of the cooling tower , especially during winter time.

Для достижения указанного технического результата универсальное разбрызгивающее устройство содержит подводящий патрубок, к которому примыкают стойки, а к ним, в свою очередь, примыкает обтекаемый отражатель, имеющий пороги. В предлагаемом универсальном разбрызгивающем устройстве применен конусный отражатель с дренажным отверстием в его вершине и с внутренним углом α в пределах от 90 до 180°, обращенный в сторону подводящего патрубка, причем подводящий патрубок и конусный отражатель соединены между собой при помощи сварки стойками, а на поверхности конусного отражателя в шахматном порядке по концентрическим окружностям выполнены из того же материала, что и конусный отражатель пороги разной высоты с наклоном к образующим конусного отражателя под углом β в пределах от 90 до 180° и высотой от нуля до одной высоты естественной нестесненной порогами глубины потока охлаждаемой воды в соответствующих местах их расположения, причем верхние кромки порогов плоские и вогнутые с напорной стороны движения воды и на его выпуклой стороне с радиусом от равного ширине порога до радиуса концентрической окружности расположения порога на конусном отражателе, а с двух сторон от стоек на расстоянии от одного до двух величин поперечного сечения стоек выполнены треугольные выступы по соответствующим образующим конусного отражателя выше стоек и параллельно проходящим через оси стоек образующим конусного отражателя ниже стоек универсального разбрызгивающего устройства и высотой, равной естественной нестесненной порогами глубине потока охлаждаемой воды в начале выступа, а на выходных участках, огражденных у стоек выступами и ниже этих стоек, высоты порогов каждого ряда уменьшаются по высоте от периферии к центру этих участков.To achieve the indicated technical result, the universal spray device comprises a supply pipe to which the racks adjoin, and in turn, a streamlined reflector having thresholds adjoins them. The proposed universal spray device uses a conical reflector with a drainage hole at its apex and with an internal angle α ranging from 90 to 180 °, facing the inlet pipe, the inlet pipe and the conical reflector are interconnected by welding racks, and on the surface the cone reflector staggered along concentric circles made of the same material as the cone reflector thresholds of different heights with an inclination to the generatrices of the cone reflector at an angle β in from 90 to 180 ° and a height from zero to one height of natural unrestricted thresholds of the depth of the flow of cooled water at the corresponding locations, and the upper edges of the thresholds are flat and concave on the pressure side of the water and on its convex side with a radius of equal to the width of the threshold to the radius of the concentric circle of the location of the threshold on the conical reflector, and on two sides of the racks at a distance of one to two values of the cross section of the racks made triangular protrusions along the corresponding generatrices a cone reflector above the racks and parallel to the axis of the racks forming a cone reflector below the racks of the universal spraying device and a height equal to the natural depth of the stream of cooled water unrestricted by the thresholds at the beginning of the protrusion, and at the output sections fenced by the protrusions at the racks and below these racks, the threshold heights of each rows decrease in height from the periphery to the center of these sections.

Признаки, отличающие предлагаемое универсальное разбрызгивающее устройство от наиболее близкого к нему известного по полезной модели №5740 (прототип), характеризуют наличие конусного отражателя с дренажным отверстием в его вершине, порогов разной высоты, выполненных в шахматном порядке и по концентрическим окружностям с наклоном к образующим конусного отражателя, верхние кромки которых плоские или вогнутые с напорной стороны движения воды и на его выпуклой стороне с радиусом от равного ширине порога до радиуса концентрической окружности расположения порога на конусном отражателе, треугольных выступов с двух сторон от стоек на расстоянии от одного до двух величин поперечного сечения этих стоек, которые обуславливают исключение образования неорошенных секторов факела разбрызгивания универсального разбрызгивающего устройства и позволяют использовать его при охлаждении воды как для верхнего, так и для нижнего разбрызгивания.The features distinguishing the proposed universal spraying device from the one closest to it known by utility model No. 5740 (prototype) characterize the presence of a conical reflector with a drainage hole at its apex, thresholds of different heights, made in a checkerboard pattern and along concentric circles with an inclination to the conical generatrices reflector, the upper edges of which are flat or concave on the pressure side of the water movement and on its convex side with a radius from an equal threshold width to a radius of a concentric circle the location of the threshold on the conical reflector, triangular protrusions on two sides of the racks at a distance of one to two cross-sectional values of these racks, which exclude the formation of non-irrigated sectors of the spray torch of a universal spray device and allow it to be used for cooling water both for the upper and for lower spraying.

Предлагаемое универсальное разбрызгивающее устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.The proposed universal spray device is illustrated by the drawings shown in figures 1-4.

На фиг.1 представлен общий вид и вертикальное сечение 1-1 универсального разбрызгивающего устройства.Figure 1 presents a General view and a vertical section 1-1 of a universal spray device.

На фиг.2 - плановый вид универсального разбрызгивающего устройства.Figure 2 is a plan view of a universal spray device.

На фиг.3 - сечение 2-2 по оси стоек и образующей конусного отражателя с видом треугольного выступа.Figure 3 - section 2-2 along the axis of the uprights and the generatrix of the conical reflector with a view of a triangular protrusion.

На фиг.4 - поперечное сечение стойки, конусного отражателя и треугольных выступов.Figure 4 is a cross section of the rack, conical reflector and triangular protrusions.

Универсальное разбрызгивающее устройство 1 содержит подводящий патрубок 2, через который проходит струя воды 3, конусного отражателя 4 с порогами 5 и отверстиями 6, стойки 7, входящие в отверстия 8 на конусном отражателе 4, закрепленные при помощи сварки 9, струя воды 3, проходя по внешней поверхности предлагаемого устройства 1 расщепляется на отдельные струи 10, треугольные выступы 11 в секторах 12 конусного отражателя 4 в зоне стоек 7, дренажное отверстие 13 в вершине конусного отражателя 4.The universal spray device 1 contains a supply pipe 2 through which a stream of water 3, a conical reflector 4 with thresholds 5 and holes 6 passes, racks 7 included in the holes 8 on the conical reflector 4, fixed by welding 9, the water jet 3 passing through the outer surface of the proposed device 1 is split into separate jets 10, triangular protrusions 11 in sectors 12 of the conical reflector 4 in the area of the uprights 7, a drainage hole 13 at the top of the conical reflector 4.

Работа универсального разбрызгивающего устройства осуществляется следующим образом.The operation of the universal spray device is as follows.

На универсальное разбрызгивающее устройство 1 через подводящий патрубок 2, а затем на конусный отражатель 4 попадает и растекается равномерно по нему струя воды 3, встречая на пути разной высоты пороги 5 и отверстия 6 за ними, а также стойки 7, проходящие от подводящего патрубка 2 через отверстия 8 в конусном отражателе 4. Обтекая отверстия 6 и отражаясь от порогов 5, струя воды 3 расщепляется на отдельные струи 10 и далее превращается в капельный факел разбрызгивания, а при помощи треугольных выступов 11 выделяются секторы 12 конусного отражателя 4 у стоек 7 и уменьшающихся от периферии к центру в этих секторах 12 порогов 5 ниже стоек универсального разбрызгивающего устройства 1, благодаря чему в секторах 12 у стоек 7 не возникает причин для образования неорошенных зон в факеле разбрызгивания, т.е. треугольные выступы 11 и измененные высоты порогов 5 способствуют созданию таких же условий стекания охлаждаемой воды, как и на всей основной части конусного отражателя 4.On a universal spray device 1 through the inlet pipe 2, and then onto the conical reflector 4, a stream of water 3 enters and spreads evenly along it, encountering rapids 5 and holes 6 behind them, as well as racks 7 passing from the inlet pipe 2 through different heights holes 8 in the conical reflector 4. Flowing around the holes 6 and reflected from the thresholds 5, the water jet 3 splits into separate jets 10 and then turns into a drip spray, and using the triangular protrusions 11, sectors 12 of the conical reflector 4 racks 7 and decreasing from the periphery to the center in these sectors 12 of the thresholds 5 below the racks of the universal spray device 1, so that in the sectors 12 of the racks 7 there are no reasons for the formation of non-irrigated zones in the spray plume, i.e. triangular protrusions 11 and altered threshold heights 5 contribute to the creation of the same conditions for the flow of cooled water, as well as throughout the main part of the conical reflector 4.

Отсюда предлагаемое универсальное разбрызгивающее устройство позволяет обеспечить постоянную равномерность распределения капельного водного потока по площади орошения при любых расходах воды как при верхнем, так и при нижнем водораспределении расхода воды по площади орошения градирни, повышая эффективность охлаждения воды, что подтверждается экспериментальными натурными и лабораторными исследованиями и расчетными данными.Hence, the proposed universal spraying device allows to ensure constant uniformity of the distribution of the droplet water flow over the irrigation area at any water flow rate at both the upper and lower water distribution of the water flow over the irrigation area of the cooling tower, increasing the efficiency of water cooling, which is confirmed by experimental field and laboratory studies and calculated data.

Claims

A universal spray device containing a supply pipe, to which the racks adjoin, and to them, in turn, is adjacent a streamlined reflector having thresholds, characterized in that it has a conical reflector with a drainage hole at its apex and with an internal angle α ranging from 90 to 180 °, facing the inlet pipe, and the inlet pipe and conical reflector are interconnected by welding racks, and on the surface of the conical reflector staggered in concentric circles made of the same material as the conical reflector, thresholds of different heights with an inclination to the generatrices of the conical reflector at an angle β ranging from 90 to 180 ° and a height from zero to one height of natural unrestricted thresholds of the depth of flow of cooled water at their respective locations, moreover, the upper edges of the thresholds are flat or concave on the pressure side of the water movement and on its convex side with a radius from an equal threshold width to the radius of the concentric circle of the threshold location on the conical reflector, and from two The rails from the uprights at a distance of one to two cross-sectional dimensions of the uprights are made of triangular protrusions along the corresponding generatrices of the conical reflector above the uprights and parallel to the axis of the uprights forming the conical reflector below the uprights of the universal spray device and with a height equal to the natural depth of the stream of cooled water not constrained by thresholds at the beginning protrusions, and in the output sections fenced by the protrusions at the racks, and below these racks, the heights of the thresholds of each row decrease in height from the periphery to the center of these sites.