一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置与流程

本发明涉及工业和建筑空调系统循环水冷却技术领域，特别是涉及一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：冷却塔广泛应用于工业生产过程和大型建筑中对循环热水进行冷却。喷雾通风冷却塔相对于常用的机械通风填料冷却塔具有能耗和运行费用低、维护少、噪音小、无填料及其维护问题、结构简单等优点。射流喷雾重力回水冷却塔，最大限度地利用系统内部能量，经济效益和节能环保效益显著，随着传统产业升级改造的需要，已成为最具发展潜力的冷却塔技术。喷雾冷却方法及喷嘴可靠性是射流喷雾通风重力回水冷却塔系统的关键影响因素，其性能直接关系到整个冷却塔系统的整体性能。

为此，发明人针对射流喷雾通风重力回水冷却塔系统需要，先后申请了中国发明专利“重力回水二次喷射喷雾推进通风冷却塔”(zl97107721.5)、“一种多级射流喷雾重力回水无风机无填料型冷却装置(201810329465.x)”、“一种重力回水超低压二次射流喷雾方法及喷嘴组件(201810760592.5)”等。上述雾化喷嘴(或喷头)解决了在无电力风机、无填料情况下超低压射流喷雾通风高效降温的方法和结构问题，并实现了雾化效果的提升和实用化。为了降低制造成本及防腐免维护，通常采用非金属塑料喷嘴组件。

现有技术还存在如下问题：

(1)射流喷雾系统复杂，单一一级喷雾冷却降温性能较差，传统两级降温布置组合结构布局单一，喷嘴组合可调节性差，缺少中低压专用雾化喷头，达不到最佳组合降温性能。(2)一般情况下中低压工况下，喷嘴处于悬臂工作状态，压力流量波动造成非稳定流场使得喷嘴结构长期处于周期性或非周期性的交变载荷作用，一般非金属塑料结构的强度和力学稳定性难以保障。(3)塑料喷嘴组件为多个单一部件粘接而成，且均为非标异形件，部分受力点应力集中，传统结构无法保证强度和可靠性。

解决上述技术问题的难度在于：

射流喷雾通风重力回水冷却塔系统属于新型技术，没有参考；系统喷嘴数量众多、拓扑结构复杂，射流喷雾系统复杂的流场和空气动力难于有效控制；金属材料强度高但制造成本高，不利于产业化推广，而非金属塑料材料强度低但制造成本大大降低，耐腐蚀免维护，非常适合产业化应用，但塑料喷嘴强度相对较低容易变形，若结构设计不合理极易出现结构失效。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置，本发明解决由于射流喷雾系统复杂，单一一级喷雾冷却降温性能较差，传统两级降温布置组合结构布局单一，喷嘴组合可调节性差，缺少中低压专用雾化喷头，达不到最佳组合降温性能问题，同时解决中中低压工况下喷嘴处于悬臂工作状态，压力流量波动造成非稳定流场使得喷嘴结构长期处于交变载荷作用而力学稳定性难以保障造成的强度可靠性问题，使热流体在通过多级可调节射流喷雾喷嘴组件时，组合降温性能更优，强度和力学稳定性更好，达到长期保持稳定的高效雾化降温性能和系统的免维护。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置，包括收水板、集水槽、重力落水管、中压热水进水管、一级中压力学稳定型雾化喷嘴、二级低压力学稳定型雾化喷嘴。

优选地，所述收水板与集水槽焊接连接，集水槽底部与重力落水管顶部焊接连接。

优选地，所述一级中压力学稳定型雾化喷嘴与中压热水进水管栓接，二级低压力学稳定型雾化喷嘴与重力落水管栓接。

优选地，所述一级中压力学稳定型雾化喷嘴包括一次抽气套、力学增强型球形进水组件，二者粘接连接，所述一次抽气套包括一次抽气内套、一次整流套，二者粘接连接，所述力学增强型球形进水组件包括收敛扩张强度增强型喷嘴、强度增强型球形水室接管、强度增强型连接法兰，三种部件相互粘接连接。

优选地，所述二级中压力学稳定型雾化喷嘴包括二次抽气套、力学增强型球形进水组件，二者粘接连接，所述二次抽气套包括二次抽气外套、二次整流套、二次抽气内套，三者粘接连接，所述力学增强型球形进水组件包括收敛扩张强度增强型喷嘴、强度增强型球形水室接管、强度增强型连接法兰，三者粘接连接。

优选地，所述收敛扩张强度增强型喷嘴包含收敛扩张喷嘴、抽气内套粘接面、喷嘴安装面，所述强度增强型球形水室接管包含喷头安装凸台、第一腔体、强度增强型腔室粘接密封槽、第二腔室、纵向加强筋、接管法兰连接端面，所述强度增强型连接法兰包含弧形螺栓孔、接管插槽、径向加强筋。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、设计有中、低压各级专用雾化降温喷头组件，组合式布局优化，工况可调自平衡，最大限度发挥中低压各级工况下单一降温级组合降温性能的最优化，从而大大提升综合冷却降温性能。

2、设计有力学稳定型中低压雾化强度增强喷头结构，抗恶劣工况力学性能稳定合理，大截面榫槽双腔球形水室、多加筋进水管、带颈法兰盘组合强度高，解决了非金属防腐材料成型的喷嘴部件粘接承压的可靠性和稳定性问题。

3、相对于现有组件，既能保证中低水压下的雾化冷却性能，又能解决重力回水等位势能低水压工况下水压流量波动造成的脉冲气蚀和振动疲劳损坏问题，保证了其在实际冷却应用中的组合降温性能更优及核心部件的力学稳定性和强度要求，从而实现射流喷雾节能冷却塔等的免维护长周期运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的方法结构示意图；

图2是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的一级中压力学稳定型雾化喷嘴结构示意图；

图3是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的二级低压力学稳定型雾化喷嘴结构示意图；

图4是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的力学增强型球形进水组件结构示意图；

图5是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的一次抽气套结构示意图；

图6是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的二次抽气套结构示意图；

图7是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的收敛扩张强度增强型喷嘴结构示意图；

图8是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的强度增强型球形水室接管结构示意图；

图9是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的强度增强型连接法兰结构示意图；

图10是本发明所述一种中低压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴装置的实施例中低压组合式射流喷雾冷却塔结构示意图；

附图标记说明如下：

1、收水板；2、集水槽；3、重力落水管；4、中压热水进水管；5、一级中压力学稳定型雾化喷嘴；6、二级低压力学稳定型雾化喷嘴；7、力学增强型球形进水组件；8、一次抽气套；9、二次抽气套；10、收敛扩张强度增强型喷嘴；11、强度增强型球形水室接管；12、强度增强型连接法兰；13、、一次整流套；14、一次抽气内套；15、二次抽气外套；16、二次整流套；17、二次抽气内套；18、收敛扩张喷嘴；19、抽气内套粘接面；20喷嘴安装面；21、喷头安装凸台；22、第一腔体；23、强度增强型腔室粘接密封槽；24、第二腔室；25、纵向加强筋；26、接管法兰连接端面；27、弧形螺栓孔；28、接管插槽；29、径向加强筋；30、热流体进水口；31、热流体布水管；32、旋流雾化装置；33、出风筒；34、进风百叶窗；35、冷流体出口。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“粘接”、“承插”、“整体成型”应做广义理解，例如，可以是粘接等固定连接，也可以是可拆卸连接，或整体成型连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

如图10所示，实施例1，一种中压力学稳定型组合式雾化冷却方法及喷嘴组件，包含热流体进水口30；热流体布水管31；旋流雾化装置32；一级中压力学稳定型雾化喷嘴5；出风筒33；集水槽2；重力落水管3；二级低压力学稳定型雾化喷嘴6；进风百叶窗34；冷流体出口35。采用中低压组合式专业雾化喷头组件降温。

工作原理：将实施例如图10所示中、低压专业一二级雾化喷头安装于新型射流喷雾重力回水冷却塔中部和底部，通过螺栓将带强度增强型连接法兰12与塔内连接法兰栓接固定，通过弧形螺栓孔27调节喷头喷雾角度。用户端中压(0.08～0.12mpa)热水通过热流体进水口30进入热流体布水管31，再分配至旋流雾化装置32和一级中压力学稳定型雾化喷嘴5，在中压水压下形成高速旋流雾流，同时产生抽风和雾化传质冷却降温，实为一级中压组合式雾化降温，降温水喷射至出风筒33，收集于集水槽2，再通过重力落水管3由位势能转化为低压(0.02～0.03mpa)压力能，通过二级低压力学稳定型雾化喷嘴6再次低压喷雾冷却降温，降温水从冷流体出口35排出，冷空气从进风百叶窗34抽入，换热后热空气从出风筒33排出，从而实现中、低压两级组合式专用雾化传质的冷却降温，最终实现全塔一次整体雾化降温，同时一二级中低压力学稳定型雾化喷嘴保证了核心部件的强度可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。