CN101614137A - 液力透平装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于能量回收技术领域，具体涉及一种液力透平装置。本发明包括泵体以及设置在其两侧的进口和出口，轴自泵体中穿过，所述的轴的位于泵体中的部分上设置有带动轴转动的能量回收部件。由上述技术方案可知，本发明在泵体内部的轴上设置带动轴转动的能量回收部件，则当高压介质自进口输入泵体内后，高压介质凭借其自身的剩余压力能驱动能量回收部件旋转，能量回收部件同时带动轴转动，从而将剩余压力能转化为动能，实现了能量的回收利用。由上述可知，本发明结构紧凑，能量回收效率高，工作可靠性高且稳定性好。

Description

液力透平装置

技术领域

本发明属于能量回收技术领域，具体涉及一种液力透平装置。

背景技术

在生产装置中，从高压容器向低压容器输送介质时，通常将产生剩余压力能，而利用剩余压力能回收能量的设备，目前在我国还是空白。

发明内容

本发明的目的是提供一种液力透平装置，其结构紧凑，能量回收效率高，工作可靠性高且稳定性好。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种液力透平装置，包括泵体以及设置在其两侧的进口和出口，轴自泵体中穿过，所述的轴的位于泵体中的部分上设置有带动轴转动的能量回收部件。

由上述技术方案可知，本发明在泵体内部的轴上设置带动轴转动的能量回收部件，则当高压介质自进口输入泵体内后，高压介质凭借其自身的剩余压力能驱动能量回收部件旋转，能量回收部件同时带动轴转动，从而将剩余压力能转化为动能，实现了能量的回收利用。由上述可知，本发明结构紧凑，能量回收效率高，工作可靠性高且稳定性好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的局部放大图。

具体实施方式

如图1所示，一种液力透平装置，包括泵体10以及设置在其两侧的进口11和出口12，轴20自泵体10中穿过，所述的轴20的位于泵体10中的部分上设置有带动轴20转动的能量回收部件。

如图1、2所示，作为本发明的优选方案，所述的能量回收部件为固定套设在轴20上的转轮30。

实际工作时，高压介质自进口11输入泵体10的内部后，高压介质凭借其自身的剩余压力能驱动转轮30旋转，转轮30同时带动轴20转动，从而将剩余压力能转化为动能，实现了能量的回收利用。

由上述可知，本发明中的液力透平装置是一种离心式的能量回收设备，适用于生产装置上高压能的回收，通过液力透平装置后的低压介质被输送到低压容器，从而完成了工艺流程回路；而回收的能量则可以代替电动机以驱动生产流程上的泵、风机或者发电机等装置。由此可知，使用本发明中的液力透平装置可以回收大量的能量，对于能量紧张、提倡节约的当今社会，具有重要的社会和经济价值。

如图1所示，所述的轴20的伸出在泵体10两侧的部分均承托在轴承座70上，所述的轴承座70上设置有润滑轴承的润滑管路和冷却轴承的冷却管路。

在轴20的两端均设置轴承座70，可以起到两端支撑以及平衡轴向力和径向力的作用。所述的润滑管路用以润滑轴承座70中的轴承，防止轴承过热和过度磨损；所述的冷却管路应以冷却轴承座70中的轴承，防止轴承过热。润滑管路和冷却管路相配合以保证轴20和轴承座70的稳定运行，从而延长了本发明的工作寿命。

如图1所示，所述的轴20与泵体10的配合处设置有集装式机械密封装置80。

集装式机械密封装置80起到密封介质的作用，其密封性能好，且安装、拆卸简便，易于保养维修。

作为本发明进一步的优选方案，所述的转轮30的径向外侧设置有卡设在其上的导叶40，导叶40的径向中部开设有贯穿导叶40本体的开口，所述的开口分别与转轮30的径向进出口相连通；导叶40的远离泵体出口12的一侧与转轮30的远离出口的一侧之间嵌设有密封环42，转轮30的靠近泵体出口12的前端套设有转轮口环31，导叶40的靠近泵体出口12的一端设置有与所述的转轮口环31构成转动配合的导叶口环41。

转轮30起到输送介质的作用，并将压力能转化为动能；导叶40则起到收集、引导介质流动的作用，用以将介质引导至下一级转轮30或者泵体出口12处；所述的转轮口环31、导叶口环41以及密封环42起到密封介质和减少泄露的作用。

实际工作时，高压介质自进口11输入泵体10的内部后，继而沿导叶40的径向中部的开口进入转轮30的工作区域，高压介质经能量回收并转变为低压介质后，所述的低压介质沿导叶40的径向中部的另一侧的开口流出转轮30的工作区域，并继续流动至下一级转轮30或者泵体出口12处。

如图1所示，所述的转轮30的旁侧设置有穿过泵体10并通向泵体10外侧的排气管路14。

所述的排气管路14可以释放输送介质中的气体，增加介质的压力并减少介质的冲蚀。

作为本发明更进一步的优选方案，如图1、2所示，所述的转轮30和导叶40构成一个能量回收机构，所述的能量回收机构沿轴20的延伸方向均匀的设置有多个，相邻能量回收机构之间设置有套筒状的定位环50，所述的定位环50的轴线与轴20的轴线相重合，定位环50的前后两端的内侧面分别与相邻导叶40的靠近泵体出口12的一端的外侧面相贴合，定位环50的轴向长度大于导叶40的轴向长度。

沿轴20的延伸方向均匀地设置多个能量回收机构，从而可以回收更多的能量并产生更大的经济效益。所述的定位环50起到安装定位和承受介质高压的作用。由于定位环50的轴向长度大于导叶40的轴向长度，因此相邻能量回收机构之间有一定的距离间隔，又由于定位环50的前后两端的内侧面分别与相邻导叶40的靠近泵体出口12的一端的外侧面相贴合，因此使得相邻能量回收机构与定位环50之间形成了一个介质流通管路，流经上一级能量回收机构的介质经此流通管路进入下一级能量回收机构，继续回收能量直至被输送至泵体出口12处。

如图1所示，所述的能量回收机构的旁侧设置有穿过泵体10并通向泵体10外侧的排气管路14，所述的排气管路14设为两路，其中一路设置在靠近泵体进口11的能量回收机构的旁侧，另一路设置在靠近泵体出口12的能量回收机构的旁侧。

当含有气体的介质通过本液力透平装置时，会有大量气体逸出，当排气管路14设置在靠近泵体进口11的能量回收机构的旁侧时，能够及时地将产生的气体排出在泵体10的外侧，从而保障了液力透平装置的稳定运行；而在靠近泵体出口12的能量回收机构的旁侧另外设置排气管路14，则可以防止泵体10内部的气体积累太多，从而可以进一步地保障液力透平装置的稳定运行。排气管路14的上述设置方式，一方面可以使集装式机械密封装置80在较低的出口压力下也能正常工作，另一方面还可以释放输送介质中的气体，从而增加介质压力并减少介质的冲蚀，有利于提高能量回收效率。

作为本发明的优选方案，所述的轴20的位于能量回收部件的靠近泵体进口11的一侧设置有平衡装置60。

由于泵体10的进出口压差较大，因此转轮30将产生较大的轴向力，因此本发明在靠近泵体进口11的一侧设置有轴向力平衡装置60，以保证本液力透平装置的工作可靠性和稳定性。

作为本发明进一步的优选方案，所述的平衡装置60包括固定在轴20上的内环61，内环61的外侧设置有与其构成间隙配合的外环62，外环62固定在泵体10上或者泵体10旁侧的端盖13上。

所述的内环61工作时跟随轴20转动，而外环62则固定不动，内环61和外环62之间形成固定间隙，使得平衡装置60的两侧可以保持固定的压力降和固定的平衡力，所述的高压介质经前述固定间隙排出在能量回收区域。平衡装置60未能平衡的剩余轴向力由设置在轴20两端的轴承座70承担，所述的平衡装置60与轴承座70相配合共同保证了本液力透平装置的稳定运行。

本液力透平装置有两种应用方式，其中一种应用方式为：泵体10的进口11与节流阀、高压容器联接，出口12与低压容器联接，轴20的驱动端与超速离合器、电机、泵或者风机相联接，中间联接电机的作用是在本液力透平装置维修期间，采用电动机来驱动泵；另一种应用方式为：泵体10的进口11与节流阀、高压容器联接，出口12与低压容器联接，轴20的驱动端直接驱动发电机，发电机再驱动其它设备运行。

本液力透平装置采用进出口径向布置、两端支撑的结构，两套机械密封部件和两套轴承座紧凑地置于装置的两端，结构对称，极大地提高了液力透平的可靠性和稳定性，满足了环境空间要求、环保要求以及高温、高压、冲蚀、汽液混输等苛刻的使用条件；转轮30和导叶40的最佳匹配设计，适应了高温、高压、汽液混输介质的特殊性，提高了能量的回收效率；轴向力平衡装置60设置在靠近泵体10的进口11一侧，自动平衡较大轴向力和径向力，减少本液力透平装置的振动和噪声；排气管路14同时布置在第一级、第二级转轮30之间和靠近泵体10的出口12一侧，释放介质中的气体，提高介质压力，进而提高回收效率；因本装置运行时产生的轴向力较大，采用较粗的刚性轴，增加强度和刚度，提高液力透平工作的可靠性和稳定性。本液力透平装置具有结构紧凑、可靠性高、稳定性好、回收效率高、振动和噪声小以及维修简便等优点。

Claims (10)

1、一种液力透平装置，包括泵体(10)以及设置在其两侧的进口(11)和出口(12)，其特征在于：轴(20)自泵体(10)中穿过，所述的轴(20)的位于泵体(10)中的部分上设置有带动轴(20)转动的能量回收部件。

2、根据权利要求1所述的液力透平装置，其特征在于：所述的能量回收部件为固定套设在轴(20)上的转轮(30)。

3、根据权利要求2所述的液力透平装置，其特征在于：所述的转轮(30)的径向外侧设置有卡设在其上的导叶(40)，导叶(40)的径向中部开设有贯穿导叶(40)本体的开口，所述的开口分别与转轮(30)的径向进出口相连通；导叶(40)的远离泵体出口(12)的一侧与转轮(30)的远离出口的一侧之间嵌设有密封环(42)，转轮(30)的靠近泵体出口(12)的前端套设有转轮口环(31)，导叶(40)的靠近泵体出口(12)的一端设置有与所述的转轮口环(31)构成转动配合的导叶口环(41)。

4、根据权利要求3所述的液力透平装置，其特征在于：所述的转轮(30)和导叶(40)构成一个能量回收机构，所述的能量回收机构沿轴(20)的延伸方向均匀的设置有多个，相邻能量回收机构之间设置有套筒状的定位环(50)，所述的定位环(50)的轴线与轴(20)的轴线相重合，定位环(50)的前后两端的内侧面分别与相邻导叶(40)的靠近泵体出口(12)的一端的外侧面相贴合，定位环(50)的轴向长度大于导叶(40)的轴向长度。

5、根据权利要求2或3或4所述的液力透平装置，其特征在于：所述的转轮(30)的旁侧设置有穿过泵体(10)并通向泵体(10)外侧的排气管路(14)。

6、根据权利要求4所述的液力透平装置，其特征在于：所述的能量回收机构的旁侧设置有穿过泵体(10)并通向泵体(10)外侧的排气管路(14)，所述的排气管路(14)设为两路，其中一路设置在靠近泵体进口(11)的能量回收机构的旁侧，另一路设置在靠近泵体出口(12)的能量回收机构的旁侧。

7、根据权利要求1所述的液力透平装置，其特征在于：所述的轴(20)的位于能量回收部件的靠近泵体进口(11)的一侧设置有平衡装置(60)。

8、根据权利要求7所述的液力透平装置，其特征在于：所述的平衡装置(60)包括固定在轴(20)上的内环(61)，内环(61)的外侧设置有与其构成间隙配合的外环(62)，外环(62)固定在泵体(10)上或者泵体(10)旁侧的端盖(13)上。

9、根据权利要求1所述的液力透平装置，其特征在于：所述的轴(20)的伸出在泵体(10)两侧的部分均承托在轴承座(70)上，所述的轴承座(70)上设置有润滑轴承的润滑管路和冷却轴承的冷却管路。

10、根据权利要求1或9所述的液力透平装置，其特征在于：所述的轴(20)与泵体(10)的配合处设置有集装式机械密封装置(80)。

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