CN102128188A

CN102128188A - 正位移液体压力能量回收装置

Info

Publication number: CN102128188A
Application number: CN2011100665463A
Authority: CN
Inventors: 丁春生; 陈秀文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2011-07-20

Abstract

本发明属液压技术设备领域，具体说涉及一种用于工业生产过程中，有余压液体需减压使用或者排放的一种正位移液体压力能量回收装置，它包括端盖、泵体、双作用增压缸活塞、双作用增压缸体、轴承、配流轴、调速电机，所述轴承安装在泵体上，用于支撑配流轴，所述配流轴动配合安装在泵体的中心孔内，两个端盖将配流轴固定，限制其轴向运动，所述调速电机用螺钉固定在一端的端盖上，其输出轴通过键与配流轴连接，本发明能有效利用回收工业生产过程中余压液体排放中的能量，降低生产成本，而且适应范围广。

Description

正位移液体压力能量回收装置

技术领域

本发明属液压技术设备领域，具体说涉及一种用于工业生产过程中有余压液体需减压使用的正位移液体压力能量回收装置。

背景技术

在工业生产过程中有许多工序的余压液体通过减压阀将其减压到所需的低压使用，或工艺排放废弃的液体仍具有较高的压力，在减压和排放的过程中，大量的液体压力能转化为热能散发在环境中。回收这部分能量每年可减少可观的成本。

目前，液体压力能量回收装置从工作原理上分为液力透平和正位移两大类。第一类为液力透平，又称离心技术。该技术的能量回收是通过透平将余压液体的压力转化为轴功，再利用轴功驱动泵将通过泵的低压液体增压，即“压力能-轴功(机械能)-压力能”二步转化过程。能量回收效率低仅为50％左右。第二类为正位移原理回收技术。该技术的能量回收利用余压液体直接增压低压液体实现了“压力能-压力能”的一步转换。能量回收效率90％以上。目前，利用正位移原理开发的能量回收装置按高低压液体分隔情况分为二种。第一种隔离式如：活塞式能量回收装置；第二种为直接接触式如：旋转直接接能式和阀控直接接触式能量回收装置。

第一种活塞式能量回收装置：余压液体通过活塞的传递作用为低压液体增压，同时活塞还可有效地防止高低压液体混流。现有的活塞式能量回收装置有单缸的，也有为降低排出余压液体的流量、压力波动采用二个缸交替工作，这种装置只能适合小流量场合。中国专利ZL01130627，中国专利公布号CN101125693A，中国专利ZL2004200161950，中国专利ZL972303251，中国专利公布号CN1702320A均属于此类能量回收装置。

第二种直接接触式能量回收装置：这种装置就是余压液体与低压新液在同一容腔内通过碰撞实现压力转换，以实现余压液体增压低压新液的目的。这种装置在使用过程中时常发生余压液体随增压后的新液进入工作系统而造成新的能源浪费。目前这种装置的代表产品有美国的ERI公司的PX系列产品旋转直接接触式能量回收装置；还有德国的PES和西班牙Aqoal Yng的阀控直接接触式能量回收装置。

美国的ERI公司的PX系列产品，处理量小，目前最大到50m3/h，而且不适合含有固体杂质的液体。

德国与西班牙的阀控直接接触式产品，结构简单，但占地面积大，装配不方便。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种正位移液体压力能量回收装置，它能有效利用回收工业生产过程中余压液体排放中的能量，降低生产成本。

本发明采用以下技术方案予以实现：

一种正位移液体压力能量回收装置，它包括端盖、泵体、双作用增压缸活塞、双作用增压缸体、轴承、配流轴、调速电机。

所述轴承安装在泵体上，用于支撑配流轴，所述配流轴动配合安装在泵体的中心孔内，位于配流轴两端的两个端盖将配流轴固定，限制其轴向运动。

所述调速电机用螺钉固定在一端的端盖上，调速电机的输出轴通过键与配流轴连接，并驱动配流轴在泵体内旋转，以实现交替向增压缸配液。

所述泵体内设有3-9个沿中心轴向圆周方向均匀分布的轴向孔，所述每个轴向孔内动配合安装有与其数量相等的双作用增压缸体，所述双作用增压缸体的一端端面设有销钉以限制其旋转，所述双作用增压缸体位于两端的端盖之间，所述两端的端盖通过螺钉固定在泵体的两端，以限制双作用增压缸体的轴向位移。

所述配流轴上开设有四段扇形配流窗口，配流轴为所有的双作用增压缸的无杆腔A、无杆腔B、无杆腔C、无杆腔D和有杆腔E、有杆腔F、有杆腔G、有杆腔H配液，并满足增压缸活塞往复运动的逻辑要求。

所述双作用增压缸体和双作用增压缸活塞构成双作用增压缸。

所述双作用增压缸的无杆腔A、无杆腔B、无杆腔C、无杆腔D通过配流轴与液体流道相连通；双作用增压缸的有杆腔E、有杆腔F、有杆腔G和有杆腔H通过配流轴与新液流道相连通。

所述的正位移液体压力能量回收装置，所述双作用增压缸的无杆腔和有杆腔的面积比为1∶1.2～2。

所述的正位移液体压力能量回收装置，所述双作用增压缸体数量为3～9个。

本发明与现有技术相比具有的有益效果为：

①本发明回收能量效率达到95％以上。

②由于采用了多个双作用增压缸，使得本装置所排新液的压力、流量波动很小。

③采用双作用增压缸使得本装置的容积利用率较高，因而本装置与其它同排量的产品相比体积更小。本发明装置能适合各种流量场合。

④通过选用不同的缸径、不同数量的双作用增压缸，可适应高、低压小流量及低压大流量的不同场合。本装置的设计流量可由几米3/小时到几百米3/小时、压力可适应2MPa到25MPa，因而适应范围广。

⑤通过调速电机可以调节液体的输入量和新液的排出量。

⑥由于对液体与新液隔离，防止了双液混杂而造成的新的能量损失。

⑦本发明还可适用于含固体、气体杂质的液体，且生产成本大大降低。。

附图说明

图1是本发明的结构示意图的主视图。

图2是本发明的结构示意图的右视剖面示意图。

图3是本发明实施方式中无杆腔A、无杆腔C为进液状态时的原理示意图。

图4是本发明实施方式中无杆腔B、无杆腔D为进液状态时的原理示意图。

图中各符号说明：

1、端盖；2、泵体；3、双作用增压缸活塞；4、双作用增压缸体；5、轴承；6、配流轴；7、调速电机；

A、B、C、D为无杆腔；E、F、G、H为有杆腔；

P为接余压液体口，T为液体排出口，T1为新液吸入口，P1为新液排出口。

具体实施方式

下面参照附图对本发明具体实施方式进行详细说明。

参见图1、图2、图3、图4。

本发明一种正位移液体压力能量回收装置，它包括端盖1、泵体2、双作用增压缸活塞3、双作用增压缸体4、轴承5、配流轴6、调速电机7。

所述轴承5安装在泵体2上，用于支撑配流轴6，所述配流轴6动配合安装在泵体2的中心孔内，位于配流轴6两端的两个端盖1将配流轴6固定，限制其轴向运动。

所述调速电机7用螺钉固定在一端的端盖1上，调速电机7的输出轴通过键与配流轴6连接，并驱动配流轴6在泵体2内旋转，以实现交替向增压缸配液。

所述泵体2内设有8个沿中心轴向圆周方向均匀分布的轴向孔，所述每个轴向孔内动配合安装有与其数量相等的双作用增压缸体4，所述双作用增压缸体4的一端端面设有销钉以限制其旋转，所述双作用增压缸体4位于两端的端盖之间，所述两端的端盖通过螺钉固定在泵体2的两端，以限制双作用增压缸体4的轴向位移。

所述配流轴6上开设有四段扇形配流窗口，配流轴6为所有的双作用增压缸的无杆腔A、无杆腔B、无杆腔C、无杆腔D和有杆腔E、有杆腔F、有杆腔G、有杆腔H配液，并满足增压缸活塞3往复运动的逻辑要求。

所述双作用增压缸体4和双作用增压缸活塞3构成双作用增压缸。

所述双作用增压缸的无杆腔A、无杆腔B、无杆腔C、无杆腔D通过配流轴6与液体流道相连通；双作用增压缸的有杆腔E、有杆腔F、有杆腔G、有杆腔H通过配流轴6与新液流道相连通。

如图2是本发明的结构示意图的右视剖面示意图，本实施例中泵体2内设有8个沿轴向均匀分布的轴向孔。

本实施例中各部件的基本参数：

双作用增压缸体4的直径150毫米；活塞杆直径80毫米；

双作用增压缸的无杆腔和有杆腔的面积比为1∶1.4

行程570毫米；双作用增压缸数量8个。

配流轴转速36转/分钟；

外形尺寸(直径X长)：∮980X2473

具体工作过程如下：

A、B、C、D为无杆腔；E、F、G、H为有杆腔。

P为接余压液体入口，T为液体排出口，T1为新液吸入口，P1为新液排出口。

图3是本发明实施方式中无杆腔A、无杆腔C为进液状态时的原理示意图。图4是本发明实施方式中无杆腔B、无杆腔D为进液状态时的原理示意图。

如图3所示：余压液体由接余压液体入口P经配流轴6进入双作用增压缸体4的无杆腔A和双作用增压缸体4的无杆腔C。同时无杆腔B、无杆腔D腔与液体排出口T相通，有杆腔E、有杆腔G与新液排出口P1相通，有杆腔F、有杆腔H腔与新液吸入口T1相通。双作用增压缸活塞3在余压液体的压力作用下向前运动，使有杆腔E、有杆腔G腔容积不断减小，增压排出腔内新液；同时，有杆腔F、有杆腔H容积不断增大形成真空吸入新液。

随着配流轴6的旋转，双作用增压缸体的各进出液口进行了切换，此时，如图4所示：余压液体由接余压液体口P进入了双作用增压缸体4的无杆腔B、无杆腔D腔，同时，无杆腔A、无杆腔C与液体排出口T相通；有杆腔F、有杆腔H与新液排出口P1相通，有杆腔E、有杆腔G与新液吸入口T1相通。双作用增压缸活塞3在余压液体的压力作用下反向运动，使有杆腔F、有杆腔H腔容积不断减小，增压排出腔内新液；同时，有杆腔E、有杆腔G腔容积不断增大形成真空吸入新液。

随着配流轴6的不断旋转，各双作用增压缸依次进行循环工作。余压液体的压力能连续转换为新液压力能后被利用，从而实现了的余压液体压力能量的回收。

在此工况下，余压液体进入双作用增压缸的无杆腔A、无杆腔B、无杆腔C、无杆腔D，而新液进入有杆腔E、有杆腔F、有杆腔G、有杆腔H；由于两腔面积差关系，排出新液的压力高于余压液体的压力，而新液流量小于余压液体流量，也就是利用较低压力的余压液体可排出更高压力的新液。

本发明的保护范围不局限于本实施方式中的描述范围，还包括等同或类似的变换都属于本发明的保护范围。

本发明提供的正位移液体压力能量回收装置，能有效利用回收工业生产过程中余压液体排放中的能量，提高装置的容积利用率，降低生产成本，而且适应范围广。

Claims

1.一种正位移液体压力能量回收装置，其特征是，它包括端盖(1)、泵体(2)、双作用增压缸活塞(3)、双作用增压缸体(4)、轴承(5)、配流轴(6)、调速电机(7)；

所述轴承(5)安装在泵体(2)上，用于支撑配流轴(6)，所述配流轴(6)动配合安装在泵体(2)的中心孔内，位于配流轴(6)两端的两个端盖(1)将配流轴(6)固定，限制其轴向运动；

所述调速电机(7)用螺钉固定在一端的端盖(1)上，调速电机(7)的输出轴通过键与配流轴(6)连接，并驱动配流轴(6)在泵体(2)内旋转，以实现交替向增压缸配液；

所述泵体(2)内设有3-9个沿中心轴向圆周方向均匀分布的轴向孔，所述每个轴向孔内动配合安装有与其数量相等的双作用增压缸体(4)，所述双作用增压缸体(4)的一端端面设有销钉以限制其旋转，所述双作用增压缸体(4)位于两端的端盖之间，所述两端的端盖通过螺钉固定在泵体(2)的两端，以限制双作用增压缸体(4)的轴向位移；

所述配流轴(6)上开设有四段扇形配流窗口，配流轴(6)为所有的双作用增压缸的无杆腔A、无杆腔B、无杆腔C、无杆腔D和有杆腔E、有杆腔F、有杆腔G、有杆腔H配液，并满足增压缸活塞(3)往复运动的逻辑要求；

所述双作用增压缸体(4)和双作用增压缸活塞(3)构成双作用增压缸；

所述双作用增压缸的无杆腔A、无杆腔B、无杆腔C和无杆腔D通过配流轴(6)与液体流道相连通；双作用增压缸的有杆腔E、有杆腔F、有杆腔G和有杆腔H通过配流轴(6)与新液流道相连通。

2.如权利要求1所述的正位移液体压力能量回收装置，其特征是，

所述双作用增压缸的无杆腔和有杆腔的面积比为1∶1.2～2。

3.如权利要求1所述的正位移液体压力能量回收装置，其特征是，

所述双作用增压缸体数量为3～9个。