CN109538547B - 一种基于压力能回收的流量倍增系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于压力能回收的流量倍增系统及方法,属于流量倍增技术领域。所述流量倍增系统,由泵、压力能交换器、流体暂存罐和背压阀构成,通过泵增压获得高压流体,再通过压力能交换器和管路组合,构成流量倍增系统,使系统输出流体流量实现对系统中泵输送流体流量的翻倍。所述流量倍增系统可采用串联式、并联式或混联式管网连接方式,进而实现不同倍率的流量倍增效果。本发明提出了一种基于压力能回收的新型流量倍增方法及系统,方法科学,使用简便,结构设计合理,系统高效节能,为流体流量倍增技术提供了新思路,同时拓展了压力能回收技术的应用。
Description
技术领域
本发明涉及流体流量倍增技术领域和余压回收技术领域,具体涉及一种基于压力能回收的流量倍增系统及方法。
背景技术
工业生产生活对流量调节,尤其是流量倍增技术提出了越来越高的要求。目前流量倍增大多依靠并联多台泵的方法实现,该方法增加了泵的个数和设备成本投入,占用了更多场地空间。且多台泵并联工作,并联运行时的总流量并非随泵的台数成倍增加。从泵的并联台数来看,并联台数越多所能增加的流量越少,即每台泵输送的流量减少,因而并联台数过多并不经济。
现有的中国专利提出了一些新型的流体流量倍增技术,具体地,中国专利(CN103438032B)公开了一种气体流量倍增器,包括支架、用于提供恒定压力气源的分气包、用于输出最终气流的工作气体接口和至少两个用于增大气体流量的文氏管系,文氏管系包括首级文氏管、二级文氏管、三级文氏管、开设有空气连通孔的第一级气体混合室和开设有空气连通孔的第二级气体混合室,首级文氏管穿过第一气体混合室,二级文氏管穿过第二级气体混合室,首级文氏管的输入端通过气体管路与分气包连通,首级文氏管的输出端通入二级文氏管中,二级文氏管的输入端与第一级气体混合室连通,二级文氏管的输出端通入三级文氏管中,三级文氏管输入端与第二级气体混合室连通,三级文氏管的输出端与工作气体接口连接,所述流量倍增器直接利用文氏管实现高压分气包内的气体引射低压空气,进行流量倍增;中国专利(CN207111579U)公开了一种流量倍增的增压缸,缸体内设有进液腔、两个压力腔、两个推液腔、两个储液腔、两个推力活塞、电磁换向阀等,压力腔的横截面积小于推液腔的横截面积,通过横截面积差异来实现增压效果,进液腔进液推动两个推力活塞,两压力腔内压力升高,压力腔内的高压液体被不断输送出去,实现多个腔体同步输出高压液体,相比常规的增压缸,输出的高压液体流量是成倍增加的。
上述两种设备结构复杂,日常维护不便,组成部件较多,设备投资成本高,而且后者需要电磁换向阀,耗用额外能耗。
对于压力能回收技术,采用的方法是回收高压流股的压力能然后用于增压低压目标流体。具体地,中国专利(CN102865259A)公开了一种旋转式压力能交换器,采用高、低压流体直接接触实现高压流体增压低压流体,以高、低压水流的切向冲击力作为转子转动的动力;中国专利(CN102442716A)公开了一种阀控式压力能交换器,包括四通滑阀、四通旋转阀、一组两根压力交换管和四只单向止回阀。压力交换管内置自由活塞,并将压力交换管分成两个工作腔,分别是被输送流体工作腔和能量回收流体工作腔;中国专利(CN105782021B)公开了一种滑片式压力能交换器,包括转子、缸体和滑片,高压流股的压力能通过转子和滑片传递给低压流股,实现高压流体增压低压流体。
使用上述三种压力能交换器的回收方法,高压流股和待增压低压目标流体的流量理论上是相等或相近的,目标流体的流量并未实现倍增,对目标流体流量不能灵活调节。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种基于压力能回收的流量倍增系统及方法,通过泵增压获得高压流体,再通过压力能交换器和管路组合,构成流量倍增系统,使系统输出流体流量实现对系统中泵输送流体流量的翻倍。该系统结构简单,设计合理,操作简便,高效节能;该流量倍增方法经验证科学可行。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
本发明公开了一种基于压力能回收的流量倍增系统,包括泵、压力能交换器、流体暂存罐和背压阀;
压力能交换器设有高压进口、低压进口及两个中压出口;
经泵增压的高压流股A经过高压进口流入压力能交换器,低压流股B经低压进口流入压力能交换器,在压力能交换器中高压流股A对低压流股B做功,高压流股A压力降低后从中压出口A流出,低压流股B压力升高后从中压出口B流出;
从中压出口A流出的流股A、从中压出口B流出的流股B均流入流体暂存罐,再流经背压阀后输出,得到中压流股C。
优选地,压力能交换器采用旋转式压力能交换器、阀控式压力能交换器或滑片式压力能交换器。
优选地,压力能交换器采用一个或多个,多个压力能交换器采用串联管网连接、并联管网连接或串并混联式管网连接。
进一步优选地,从所有的不再连接压力能交换器的中压出口输出的流体压力均相等。
进一步优选地,压力能交换器为N个,包括第一压力能交换器、第二压力能交换器、……第N压力能交换器,且N个压力能交换器串联相连;
经泵增压的高压流股A经过第一高压进口流入第一压力能交换器,第1股低压流股B经第一低压进口流入第一压力能交换器,在第一压力能交换器中高压流股A对第1低压流股B做功;
做功后,高压流股A压力降低,并从第一压力能交换器的第一中压出口A流出,经第二高压进口流入第二压力能交换器,第1股低压流股B压力升高后从第一压力能交换器的第一中压出口B流入流体暂存罐;
第2股低压流股B经第二低压进口流入第二压力能交换器,在第二压力能交换器中,来第一自压力能交换器的高压流股A对第2低压流股B做功;
做功后,高压流股A压力继续降低,并从第二压力能交换器的第二中压出口A流出经第N高压进口流入第N压力能交换器,第2股低压流股B压力升高后从第二压力能交换器的第二中压出口B流入流体暂存罐;
依次类推,直至第N股低压流股B在第N压力能交换器中被高压流股A做功后,压力升高,由第N压力能交换器的第N中压出口B流入流体暂存罐,N次降压后的流股A从压力能交换器N的第N中压出口A流出;
从第N中压出口A流出的流股A、从第一中压出口B流出的第1流股B、第二中压出口B流出的第2流股B、……第N中压出口B流出的第N流股B,均流入流体暂存罐,再流经背压阀后输出,得到中压流股C。
进一步优选地,压力能交换器为N个,包括第一压力能交换器、第二压力能交换器、……第N压力能交换器,且N个压力能交换器并联相连;
经泵增压的第1股高压流股A经过第一高压进口流入第一压力能交换器,第1股低压流股B经第一低压进口流入第一压力能交换器,在第一压力能交换器中第1股高压流股A对第1低压流股B做功;
做功后,第1股高压流股A压力降低,并从第一压力能交换器的第一中压出口A流出,流入流体暂存罐中;第1股低压流股B压力升高后从压力能交换器1的第一中压出口B流出,流入流体暂存罐中;
经泵增压的第2股高压流股A经过第二高压进口流入第二压力能交换器,第2股低压流股B经第二低压进口流入第二压力能交换器,在第二压力能交换器中第2股高压流股A对第2低压流股B做功;
做功后,第2股高压流股A压力降低,并从第二压力能交换器的第二中压出口A流出,流入流体暂存罐中;第2股低压流股B压力升高后从第二压力能交换器的第二中压出口B流出,流入流体暂存罐中;
依次类推,经泵增压的第N股高压流股A经过第N高压进口流入第N压力能交换器,第N股低压流股B经第N低压进口流入第N压力能交换器,在第N压力能交换器中第N股高压流股A对第N低压流股B做功;
做功后,第N股高压流股A压力降低,并从第N压力能交换器的第N中压出口A流出,流入流体暂存罐中;第N股低压流股B压力升高后从第N压力能交换器的第N中压出口B流出,流入流体暂存罐中;
从第一中压出口A流出的第1流股A、从第二中压出口A流出的第2流股A……从第N中压出口A流出的第N流股A,以及从第一中压出口B流出的第1流股B、第二中压出口B流出的第2流股B、……第N中压出口B流出的第N流股B,均流入流体暂存罐,再流经背压阀后输出,得到中压流股C。
进一步优选地,压力能交换器为N个,包括第一压力能交换器、第二压力能交换器、……第N压力能交换器,且N个压力能交换器采用串、并混联式相连;
经泵增压后的高压流股A通过第一高压进口输入第一压力能交换器,第1股低压流股B从第一低压进口输入第一压力能交换器,在第一压力能交换器内高压流股A对第1股低压流股B做功,做功后流股A压力降低从第一中压出口A输出,第1流股B压力升高从第一中压出口B输出;
从第一中压出口A输出的流股A通过第二高压进口输入第二压力能交换器,第2股低压流股B从第二低压进口输入第二压力能交换器,在第二压力能交换器内流股A对第2低压流股B做功,经过做功后流股A压力继续降低从第二中压出口A输出,第2流股B压力升高从第二中压出口B输出;
从第一中压出口B输出的流股B通过第三高压进口输入第三压力能交换器,第3股低压流股B从第三低压进口输入第三压力能交换器,在第三压力能交换器内流股A对第3股低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低从第三中压出口A输出,第3流股B压力升高从第三中压出口B输出;
第四压力能交换器与第一压力能交换区串联或并联,或与第二压力能交换器串联或并联,或与第三压力能交换器串联或并联;
依次类推,第N压力能交换器与第一压力能交换器串联或并联,或与第二压力能交换器串联或并联,或与第三压力能交换器串联或并联,……或与第N-1压力能交换器串联或并联;
从所有的不再连接压力能交换器的中压出口输出的流体均流入流体暂存罐3,然后流经背压阀4后输出,得到中压流股C。
本发明还公开了采用上述的基于压力能回收的流量倍增系统的压力能回收方法,过程如下:
仅通过一个泵增压获得高压流体A;
将高压流体A和低压流体B均输送至压力能交换器中进行做功换能;
高压流体A压力降低,低压流体B压力升高;
从压力能交换器的两个中压出口分别流出的流股A和流股B均流入流体暂存罐中,流经背压阀后输出,得到中压流股C。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明公开的一种基于压力能回收的流量倍增系统,通过泵增压获得高压流体,再通过压力能交换器和管路组合,构成流量倍增系统,使系统输出流体流量实现对系统中泵输送流体流量的翻倍。本发明的流量倍增系统结构设计合理,使用方便,高效节能,只有一个泵为耗能设备,整个系统中单个泵工作,消除了并联多台泵带来的单机流量降低现象,即在不增加泵个数的条件下实现了流量倍增,节省了设备投资和场地空间。因此,本发明通过采用压力能回收设备和合理设计管路组合,系统设计能够达到高效节能的目的,同时也拓展了压力能回收技术的应用。
进一步地,压力能交换器可选用旋转式压力能交换器、滑片式压力能交换器及阀控式压力能交换器,前两者为流体自驱式设备,无需其他外界动力条件,可节省额外能耗。
进一步地,本发明的基于压力能回收的流量倍增系统,可采用串联式、并联式或混联式管网连接方式,可根据实际需要合理设计管路结构,实现不同倍率的目标流量倍增效果。
附图说明
图1为实施例1的基于压力能回收的流量倍增方法的结构示意图;
图2为实施例2的基于压力能回收的流量倍增方法的结构示意图;
图3为实施例3的基于压力能回收的流量倍增方法的结构示意图;
图4为实施例3的基于压力能回收的流量倍增方法的结构示意图。
图中,1为泵;2为压力能交换器;3为流体暂存罐;4为背压阀;5为高压进口;6为第一中压出口;7为低压进口;8为第二中压出口;9为第一压力能交换器;10为第二压力能交换器;11为第一高压进口;12为第一中压出口A;13为第一低压进口;14为第一中压出口B;15为第二高压进口;16为第二中压出口A;17为第二低压进口;18为第二中压出口B;19为第三压力能交换器;20为第三高压进口;21为第三中压出口A;22为第三低压进口;23为第三中压出口B。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
实施例1,参见图1,一种基于压力能回收的流量倍增系统,包括泵1、压力能交换器2、流体暂存罐3和背压阀4,压力能交换器2包括高压进口5、第一中压出口6、低压进口7、第二中压出口8;
经泵1增压后的高压流股A通过高压进口5输入压力能交换器2,低压流股B从低压进口7输入压力能交换器2,在压力能交换器2内高压流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低从第一中压出口6输出,流股B压力升高从第二中压出口8输出;从第一中压出口6输出的流股A、从第二中压出口8输出的流股B均流入流体暂存罐3,然后流经背压阀4后输出,得到中压流股C。
具体地,给定流股的流量和压力值,进行实例分析:经泵1增压后的高压流股A通过高压进口5输入压力能交换器2,低压流股B从低压进口7输入压力能交换器2,在压力能交换器2内高压流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低至1MPa从第一中压出口6输出,流股B压力升高至1MPa从第二中压出口8输出;从第一中压出口6输出的流股A、从第二中压出口8输出的流股B均流入流体暂存罐3,然后流经背压阀4后输出,得到双倍流量的中压流股C,使系统输出流体流量实现对系统中泵输送流体流量的翻倍。
实施例2
参见图2,为采用串联式管网连接方式的基于压力能回收的流量倍增系统的一种实施方式。包括泵1、第一压力能交换器9、第二压力能交换器10、流体暂存罐3和背压阀4。经泵1增压后的高压流股A通过第一高压进口11输入第一压力能交换器9,一股低压流股B从第一低压进口13输入第一压力能交换器9,在第一压力能交换器9内高压流股A对低压流股B做功,经过一次做功后流股A压力降低从第一中压出口A 12输出,流股B压力升高从第一中压出口B 14输出;从第一中压出口A 12输出的流股A通过第二高压进口15输入第二压力能交换器10,另一股低压流股B从第二低压进口17输入第二压力能交换器10,在第二压力能交换器10内流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力继续降低从中第二中压出口A 16输出,流股B压力升高从第二中压出口B 18输出;从第二中压出口A 16输出的流股A、从第一中压出口B 14和第二中压出口B 18输出的流股B均流入流体暂存罐3,然后流经背压阀4后输出,得到中压流股C。
具体地,给定流股的流量和压力值,进行实例分析:经泵1增压后的高压流股A通过第一高压进口11输入第一压力能交换器9,一股低压流股B从低压进口1输入第一压力能交换器9,在第一压力能交换器9内高压流股A对低压流股B做功,经过一次做功后流股A压力降低至2MPa从第一中压出口A 12输出,流股B压力升高至1MPa从第一中压出口B 14输出;从第一中压出口A 12输出的流股A通过第二高压进口15输入第二压力能交换器10,另一股低压流股B从第二低压进口17输入第二压力能交换器10,在第二压力能交换器10内流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力继续降低至1MPa从第二中压出口A 16输出,流股B压力升高至1MPa从第二中压出口B 18输出;从第二中压出口A 16输出的流股A、从中压出口1B和第二中压出口B 18输出的流股B均流入流体暂存罐3,然后流经背压阀4后输出,得到三倍流量的中压流股C,使系统输出流体流量实现对系统中泵输送流体流量的翻两倍。
实施例3
参见图3,为采用并联式管网连接方式的基于压力能回收的流量倍增管系统的一种实施方式。包括泵1、第一压力能交换器9、第二压力能交换器10、流体暂存罐3和背压阀4。经泵1增压后的一股高压流股A通过第一高压进口11输入第一压力能交换器9,一股低压流股B从第一低压进口13输入第一压力能交换器9,在第一压力能交换器9内高压流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低从第一中压出口A 12输出,流股B压力升高从第一中压出口B 14输出;经泵1增压后的另一股高压流股A通过第二高压进口15输入第二压力能交换器10,另一股低压流股B从第二低压进口17输入第二压力能交换器10,在第二压力能交换器10内高压流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低从第二中压出口A 16输出,流股B压力升高从第二中压出口B 18输出;从第一中压出口A 12和第二中压出口A 16输出的流股A、从第一中压出口B 14和第二中压出口B 18输出的流股B均流入流体暂存罐3,然后流经背压阀4后输出,得到中压流股C。
具体地,给定流股的流量和压力值,进行实例分析:经泵增压后的一股高压流股A通过第一高压进口11输入第一压力能交换器9,一股低压流股B从第一低压进口13输入第一压力能交换器9,在第一压力能交换器9内高压流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低至1MPa从第一中压出口A 12输出,流股B压力升高至1MPa从第一中压出口B 14输出;经泵1增压后的另一股高压流股A通过第二高压进口15输入第二压力能交换器10,另一股低压流股B从第二低压进口17输入第二压力能交换器10,在第二压力能交换器10内高压流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低至1MPa从第二中压出口A 16输出,流股B压力升高至1MPa从第二中压出口B 18输出;从第一中压出口A 12和第二中压出口A 16输出的流股A、从第一中压出口B 14和第二中压出口B 18输出的流股B均流入流体暂存罐3,然后流经背压阀4后输出,得到双倍流量的中压流股C,使系统输出流体流量实现对系统中泵输送流体流量的翻一倍。
实施例4
参见图4,为采用混联式管网连接方式的基于压力能回收的流量倍增系统的一种实施方式。包括泵1、第一压力能交换器9、第二压力能交换器10、第三压力能交换器19、流体暂存罐3和背压阀4。
经泵1增压后的高压流股A通过第一高压进口11输入第一压力能交换器9,一股低压流股B从第一低压进口13输入第一压力能交换器9,在第一压力能交换器9内高压流股A对低压流股B做功,经过一次做功后流股A压力降低从第一中压出口A 12输出,流股B压力升高从第一中压出口B 14输出;从第一中压出口A 12输出的流股A通过第二高压进口15输入第二压力能交换器10,另一股低压流股B从第二低压进口17输入第二压力能交换器10,在第二压力能交换器10内流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力继续降低从第二中压出口A 16输出,流股B压力升高从第二中压出口B 18输出;从第一中压出口B 14输出的流股B通过第三高压进口20输入第三压力能交换器19,另一股低压流股B从第三低压进口22输入第三压力能交换器19,在第三压力能交换器19内流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低从第三中压出口A 21输出,流股B压力升高从第三中压出口B 23输出;从第二中压出口A 16和从第三中压出口A 21输出的流股A、从第二中压出口B 18和从第三中压出口B23输出的流股B均流入流体暂存罐3,然后流经背压阀4后输出,得到中压流股C。
具体地,给定流股的流量和压力值,进行实例分析:经泵1增压后的高压流股A通过第一高压进口11输入第一压力能交换器9,一股低压流股B从第一低压进口13输入第一压力能交换器9,在第一压力能交换器9内高压流股A对低压流股B做功,经过一次做功后流股A压力降低至2MPa从第一中压出口A 12输出,流股B压力升高至2MPa从第一中压出口B 14输出;从第一中压出口A 12输出的流股A通过第二高压进口15输入第二压力能交换器10,另一股低压流股B从第二低压进口17输入第二压力能交换器10,在第二压力能交换器10内流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力继续降低至1MPa从第二中压出口A 16输出,流股B压力升高至1MPa从第二中压出口B 18输出;从第一中压出口B 14输出的流股B通过第三高压进口20输入第三压力能交换器19,另一股低压流股B从第三低压进口22输入第三压力能交换器19,在第三压力能交换器19内流股A对低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低至1MPa从第三中压出口A 21输出,流股B压力升高至1MPa从第三中压出口B 23输出;从第二中压出口A 16和从第三中压出口A 21输出的流股A、从第二中压出口B 18和从第三中压出口B23输出的流股B均流入流体暂存罐3,然后流经背压阀4后输出,得到四倍流量的中压流股C,使系统输出流体流量实现对系统中泵输送流体流量的翻三倍。
进一步地,本发明上述实施例中所例举的压力能交换器可为旋转式压力能交换器、阀控式压力能交换器或滑片式压力能交换器。当选用滑片式压力能交换器时,可通过对增压腔和降压腔非对称结构设计,在一定范围内调节流量倍增倍数。
需要说明的是,本发明所述压力值均指表压,忽略压力能传递过程中的能量损失,忽略设备内部泄漏。
综上所述,本发明公开了一种基于压力能回收的流量倍增系统,通过泵增压获得高压流体,再通过压力能交换器和管路组合,构成流量倍增系统,使系统输出流体流量实现对系统中泵输送流体流量的翻倍。该流量倍增方法可行性强,系统结构设计合理,使用简便,高效节能。一方面提出了一种新型高效节能的流量倍增技术,另一方面拓展了压力能回收技术的应用。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于压力能回收的流量倍增系统,其特征在于,包括泵(1)、压力能交换器、流体暂存罐(3)和背压阀(4);
压力能交换器设有高压进口、低压进口及两个中压出口;
经泵(1)增压的高压流股A经过高压进口流入压力能交换器,低压流股B经低压进口流入压力能交换器,在压力能交换器中高压流股A对低压流股B做功,高压流股A压力降低后从中压出口A流出,低压流股B压力升高后从中压出口B流出;
从中压出口A流出的流股A、从中压出口B流出的流股B均流入流体暂存罐(3),再流经背压阀(4)后输出,得到中压流股C;
压力能交换器采用一个或多个,多个压力能交换器采用串联管网连接、并联管网连接或串并混联式管网连接;
从所有的不再连接压力能交换器的中压出口输出的流体压力均相等。
2.根据权利要求1所述的基于压力能回收的流量倍增系统,其特征在于,压力能交换器采用旋转式压力能交换器、阀控式压力能交换器或滑片式压力能交换器。
3.根据权利要求1所述的基于压力能回收的流量倍增系统,其特征在于,压力能交换器为N个,包括第一压力能交换器、第二压力能交换器、……第N压力能交换器,且N个压力能交换器串联相连;
经泵(1)增压的高压流股A经过第一高压进口流入第一压力能交换器,第1股低压流股B经第一低压进口流入第一压力能交换器,在第一压力能交换器中高压流股A对第1低压流股B做功;
做功后,高压流股A压力降低,并从第一压力能交换器的第一中压出口A流出,经第二高压进口流入第二压力能交换器,第1股低压流股B压力升高后从第一压力能交换器的第一中压出口B流入流体暂存罐(3);
第2股低压流股B经第二低压进口流入第二压力能交换器,在第二压力能交换器中,来自 第一压力能交换器的高压流股A对第2低压流股B做功;
做功后,高压流股A压力继续降低,并从第二压力能交换器的第二中压出口A流出经第N高压进口流入第N压力能交换器,第2股低压流股B压力升高后从第二压力能交换器的第二中压出口B流入流体暂存罐(3);
依次类推,直至第N股低压流股B在第N压力能交换器中被高压流股A做功后,压力升高,由第N压力能交换器的第N中压出口B流入流体暂存罐(3),N次降压后的流股A从压力能交换器N的第N中压出口A流出;
从第N中压出口A流出的流股A、从第一中压出口B流出的第1流股B、第二中压出口B流出的第2流股B、……第N中压出口B流出的第N流股B,均流入流体暂存罐(3),再流经背压阀(4)后输出,得到中压流股C。
4.根据权利要求1所述的基于压力能回收的流量倍增系统,其特征在于,压力能交换器为N个,包括第一压力能交换器、第二压力能交换器、……第N压力能交换器,且N个压力能交换器并联相连;
经泵(1)增压的第1股高压流股A经过第一高压进口流入第一压力能交换器,第1股低压流股B经第一低压进口流入第一压力能交换器,在第一压力能交换器中第1股高压流股A对第1低压流股B做功;
做功后,第1股高压流股A压力降低,并从第一压力能交换器的第一中压出口A流出,流入流体暂存罐(3)中;第1股低压流股B压力升高后从压力能交换器1的第一中压出口B流出,流入流体暂存罐(3)中;
经泵(1)增压的第2股高压流股A经过第二高压进口流入第二压力能交换器,第2股低压流股B经第二低压进口流入第二压力能交换器,在第二压力能交换器中第2股高压流股A对第2低压流股B做功;
做功后,第2股高压流股A压力降低,并从第二压力能交换器的第二中压出口A流出,流入流体暂存罐(3)中;第2股低压流股B压力升高后从第二压力能交换器的第二中压出口B流出,流入流体暂存罐(3)中;
依次类推,经泵(1)增压的第N股高压流股A经过第N高压进口流入第N压力能交换器,第N股低压流股B经第N低压进口流入第N压力能交换器,在第N压力能交换器中第N股高压流股A对第N低压流股B做功;
做功后,第N股高压流股A压力降低,并从第N压力能交换器的第N中压出口A流出,流入流体暂存罐(3)中;第N股低压流股B压力升高后从第N压力能交换器的第N中压出口B流出,流入流体暂存罐(3)中;
从第一中压出口A流出的第1流股A、从第二中压出口A流出的第2流股A……从第N中压出口A流出的第N流股A,以及从第一中压出口B流出的第1流股B、第二中压出口B流出的第2流股B、……第N中压出口B流出的第N流股B,均流入流体暂存罐(3),再流经背压阀(4)后输出,得到中压流股C。
5.根据权利要求1所述的基于压力能回收的流量倍增系统,其特征在于,压力能交换器为N个,包括第一压力能交换器、第二压力能交换器、……第N压力能交换器,且N个压力能交换器采用串、并混联式相连;
经泵(1)增压后的高压流股A通过第一高压进口输入第一压力能交换器,第1股低压流股B从第一低压进口输入第一压力能交换器,在第一压力能交换器内高压流股A对第1股低压流股B做功,做功后流股A压力降低从第一中压出口A输出,第1流股B压力升高从第一中压出口B输出;
从第一中压出口A输出的流股A通过第二高压进口输入第二压力能交换器,第2股低压流股B从第二低压进口输入第二压力能交换器,在第二压力能交换器内流股A对第2低压流股B做功,经过做功后流股A压力继续降低从第二中压出口A输出,第2流股B压力升高从第二中压出口B输出;
从第一中压出口B输出的流股B通过第三高压进口输入第三压力能交换器,第3股低压流股B从第三低压进口输入第三压力能交换器,在第三压力能交换器内流股A对第3股低压流股B做功,经过做功后流股A压力降低从第三中压出口A输出,第3流股B压力升高从第三中压出口B输出;
第四压力能交换器与第一压力能交换器串联或并联,或与第二压力能交换器串联或并联,或与第三压力能交换器串联或并联;
依次类推,第N压力能交换器与第一压力能交换器串联或并联,或与第二压力能交换器串联或并联,或与第三压力能交换器串联或并联,……或与第N-1压力能交换器串联或并联;
从所有的不再连接压力能交换器的中压出口输出的流体均流入流体暂存罐( 3) ,然后流经背压阀( 4) 后输出,得到中压流股C。
6.采用权利要求1~5中任意一项所述的基于压力能回收的流量倍增系统的压力能回收方法,其特征在于,过程如下:
仅通过一个泵增压获得高压流体A;
将高压流体A和低压流体B均输送至压力能交换器中进行做功换能;
高压流体A压力降低,低压流体B压力升高;
从压力能交换器的两个中压出口分别流出的流股A和流股B均流入流体暂存罐中,流经背压阀后输出,得到中压流股C。
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