CN111219885A - 一种流体活塞热源泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流体活塞热源泵，解决现有技术因高温熔盐腐蚀性强易腐蚀输送离心泵泵叶从而增加高温熔盐输送成本的技术问题。本发明包括熔盐输送管、第一逆止阀、第二逆止阀和U形流体活塞泵体；U形流体活塞泵体内注入有密度大于熔盐密度的液体介质，U形流体活塞泵体的另一端连接有用于驱动液体介质在U形流体活塞泵体内往复运行的驱动机构。本发明采用两个逆止阀配合U形流体活塞泵体内的液体介质反复升降来驱动高温熔盐从熔盐槽进入高温熔盐加热工作管路中，结构稳定可靠，不会受到高温熔盐腐蚀性的影响，可有效节约高温熔盐输送成本，同时U形流体活塞泵体无需直接装配至熔盐槽上，可有效降低作业环境温度。

Description

一种流体活塞热源泵
技术领域
本发明属于熔盐加热技术领域，具体涉及一种流体活塞热源泵。
背景技术
熔盐，是指盐类熔化后形成的熔融体，例如碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐的熔融体。熔盐是金属阳离子和非金属阴离子所组成的熔融体。能构成熔盐的阳离子有80余种，阴离子有30余种，组合成的熔盐可达2400余种。由于金属阳离子可有几种不同的价态，阴离子还可组成不同的络合阴离子，实际上熔盐的数目将超过2400种。
现有技术在工业生产中，如适用于三聚氰胺项目、氧化铝项目、以及片碱项目等精细化工行业中，普遍使用高温熔盐作为系统加热介质(熔盐温度为450°-500°)，并形成熔盐加热系统，传统熔盐加热系统中，高温熔盐介质一般都是采用离心泵进行输送，可有效实现高温熔盐的输送。然而，其也存在如下诸多缺陷：缺陷一，机械结构复杂，制造困难；缺陷二，由于高温熔盐具有很强的腐蚀性，离心泵中与高温熔盐直接接触的泵叶易被腐蚀从而缩短离心泵使用寿命，增加高温熔盐输送成本；缺陷三，离心泵必须安装在盛装高温熔盐的熔盐槽上，作业环境温度较高。
因此，设计一种流体活塞热源泵，采用两个逆止阀配合U形流体活塞泵体内的液体介质反复升降来驱动高温熔盐从熔盐槽进入高温熔盐加热工作管路中，从而实现降低高温熔盐输送成本的目的，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种流体活塞热源泵，解决现有技术因高温熔盐腐蚀性强易腐蚀输送离心泵泵叶从而增加高温熔盐输送成本的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种流体活塞热源泵，包括连接于熔盐槽和熔盐循环工作管路之间的熔盐输送管，顺着熔盐输送管的流向方向间隔设于熔盐输送管上的第一逆止阀和第二逆止阀，以及一端连通在所述熔盐输送管上的U形流体活塞泵体；U形流体活塞泵体的一端位于第一逆止阀和第二逆止阀之间，U形流体活塞泵体内注入有密度大于熔盐密度的液体介质，U形流体活塞泵体的另一端连接有用于驱动液体介质在U形流体活塞泵体内往复运行的驱动机构。
进一步地，所述U形流体活塞泵体的外壁上套设有电加热套。
进一步地，所述液体介质为液态金属锡。
进一步地，所述驱动机构包括往复泵、以及与往复泵的驱动轴相连接并装配于U形流体活塞泵体另一端内的活塞。
进一步地，所述往复泵的驱动轴与所述活塞之间连接有陶瓷隔热轴。
进一步地，所述U形流体活塞泵体内注入有起润滑作用且密度比液体介质密度小的润滑介质，所述润滑介质位于所述活塞和所述液体介质之间。
进一步地，所述润滑介质为石墨烯粉末。
进一步地，所述U形流体活塞泵体的一端设有盘状隔板，并且所述盘状隔板位于U形流体活塞泵体内的熔盐和液体介质之间。
进一步地，所述盘状隔板为空心镍盘。
进一步地，所述熔盐输送管上连接有熔盐回流管，所述熔盐回流管位于所述第二逆止阀和所述熔盐循环工作管路之间，并且所述熔盐回流管上设有截止阀。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，采用两个逆止阀配合U形流体活塞泵体内的液体介质反复升降来驱动高温熔盐从熔盐槽进入高温熔盐加热工作管路中，结构稳定可靠，不会受到高温熔盐腐蚀性的影响，可有效节约高温熔盐输送成本，同时U形流体活塞泵体无需直接装配至熔盐槽上，可有效降低作业环境温度。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明活塞上升U形流体活塞泵体从熔盐槽吸取高温熔盐状态图。
图3为本发明活塞下沉U形流体活塞泵体将所吸取高温熔盐输入熔盐循环工作管路状态图。
图4为本发明停止作业时状态图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-熔盐槽、2-熔盐输送管、3-第一逆止阀、4-第二逆止阀、5-U形流体活塞泵体、6-电加热套、7-往复泵、8-活塞、9-陶瓷隔热轴、10-液体介质、11-润滑介质、12-盘状隔板、13-熔盐回流管、14-截止阀、15-熔盐循环工作管路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示，本发明提供的一种流体活塞热源泵，包括连接于熔盐槽1和熔盐循环工作管路15之间的熔盐输送管2，顺着熔盐输送管2的流向方向间隔设于熔盐输送管2上的第一逆止阀3和第二逆止阀4，以及一端连通在所述熔盐输送管2上的U形流体活塞泵体5；所述U形流体活塞泵体5的外壁上套设有电加热套6，U形流体活塞泵体5的一端位于第一逆止阀3和第二逆止阀4之间，U形流体活塞泵体5内注入有密度大于熔盐密度的液体介质10，所述液体介质10为液态金属锡，U形流体活塞泵体5的另一端连接有用于驱动液体介质10在U形流体活塞泵体5内往复运行的驱动机构，所述熔盐输送管2上连接有熔盐回流管13，所述熔盐回流管13位于所述第二逆止阀4和所述熔盐循环工作管路15之间，并且所述熔盐回流管13上设有截止阀14。熔盐槽1用于盛装高温熔盐并将熔盐循环工作管路15内返回的熔盐加热至高温。
本发明所述驱动机构包括往复泵7、以及与往复泵7的驱动轴相连接并装配于U形流体活塞泵体5另一端内的活塞8。所述往复泵7的驱动轴与所述活塞8之间连接有陶瓷隔热轴9。所述U形流体活塞泵体5内注入有起润滑作用且密度比液体介质10密度小的润滑介质11，所述润滑介质11位于所述活塞8和所述液体介质10之间。所述润滑介质11为石墨烯粉末。所述U形流体活塞泵体5的一端设有盘状隔板12，并且所述盘状隔板12位于U形流体活塞泵体5内的熔盐和液体介质10之间。所述盘状隔板12为空心镍盘。
本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，采用两个逆止阀配合U形流体活塞泵体内的液体介质反复升降来驱动高温熔盐从熔盐槽进入高温熔盐加热工作管路中，结构稳定可靠，不会受到高温熔盐腐蚀性的影响，可有效节约高温熔盐输送成本，同时U形流体活塞泵体无需直接装配至熔盐槽上，可有效降低作业环境温度。
本发明用以代替原有叶轮转动泵输送高温熔盐液体，摒弃传统叶轮的传动环节，且维修方便，可有效提高整体效能。本发明利用熔盐液(熔点温度450°-500°、密度1.7-1.8千克/分米3)、锡(熔点温度240°、密度7.3千克/分米3)、以及石墨烯粉末润滑剂(熔点温度4250°、密度1.6-2.2千克/分米3)这三种物质的物理特性进行设计，先将融化的锡金属液体注入U形流体活塞泵体内，U形流体活塞泵体外壁套装电加热套，电加热套恒定加热以使U形流体活塞泵体内的金属锡一直保持在金属液体状态，空心镍盘(盘状隔板)的比重价于熔盐液和锡金属液之间，作用是减少金属锡液和熔盐液体的接触面，锡金属液和熔盐液体密度不同，所以熔盐液始终处在锡金属液面上方，U形流体活塞泵体后端为活塞缸体部分，里面设置有石墨烯润滑剂和活塞，粉状石墨烯润滑剂和锡金属液密度不同，所以粉状石墨烯润滑剂也终处在锡金属液面上方，保持活塞和U形流体活塞泵体内壁的润滑，为防止热通过活塞后端推动轴传递到往复泵，将活塞推动杆中间部分替换为高强度陶瓷隔热轴。
本发明在工作时，如图1所示，当工作的时候，往复泵驱动轴带动U形流体活塞泵体内的活塞在缸体内往复运动，此时锡金属液体通过活塞的运动在流体力作用下，U形流体活塞泵体与高温熔盐液体接触端也产生同样的往复运动形成流体活塞，对其上方的高温熔盐液体形成往复吸压，在熔盐输送管上两个逆止阀(第一逆止阀和第二逆止阀)的作用下将高温熔盐液体由熔盐槽输送至熔盐循环工作管路内。活塞的行程小于在停止状态下U形流体活塞泵体内空心镍盘顶端面至熔盐输送管之间的距离，如此可以保证作为流体活塞的锡金属液体不会进入熔盐循环工作管路中，当停止工作的时候，开启截止阀，熔盐循环工作管路中的熔盐在重力作用下通过熔盐回流管回流至熔盐槽内，防止熔盐液在管路中因温度下降而凝固。
如图2所示，本发明U形流体活塞泵体内活塞向上运动，U形流体活塞泵体内液体介质跟随活塞运动方向以相同行程运行，对上方的熔盐液体形成吸力，在该吸力作用下第一逆止阀开启、第二逆止阀关闭，熔盐槽内的高温熔盐液体进入U形流体活塞泵体内，熔盐液进入的体积等于U形流体活塞泵体内活塞行程经过的体积。
如图3所示，本发明U形流体活塞泵体内活塞上升至最高点后，在往复泵作用下开始下沉推动液体介质反向运行，从而推动U形流体活塞泵体内和熔盐输送管内的高温熔盐反向运行，熔盐液体形成的推力将第一逆止阀关闭，同时开启第二逆止阀，U形流体活塞泵体内和熔盐输送管内的高温熔盐液体被推入熔盐循环工作管路内，高温熔盐液进入熔盐循环工作管路内的体积等于U形流体活塞泵体内活塞行程经过的体积。
如图4所示，当设备停止运行时，第一逆止阀和第二逆止阀均关闭，此时开启截止阀，熔盐循环工作管路中滞留的熔盐液体在重力作用下通过熔盐回流管回流至熔盐槽内，可有效防止熔盐循环工作管路内熔盐液体因熔盐循环工作管路降温而凝固。
本发明结构简单易制作安装，对高温熔盐输送效率高，受高温熔盐腐蚀影响小，可有效降低使用成本，驱动机构无需安装在熔盐槽上，可有效改善作业环境，其实用性强，适于在本技术领域大力推广应用。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种流体活塞热源泵，其特征在于：包括连接于熔盐槽(1)和熔盐循环工作管路(15)之间的熔盐输送管(2)，顺着熔盐输送管(2)的流向方向间隔设于熔盐输送管(2)上的第一逆止阀(3)和第二逆止阀(4)，以及一端连通在所述熔盐输送管(2)上的U形流体活塞泵体(5)；U形流体活塞泵体(5)的一端位于第一逆止阀(3)和第二逆止阀(4)之间，U形流体活塞泵体(5)内注入有密度大于熔盐密度的液体介质(10)，U形流体活塞泵体(5)的另一端连接有用于驱动液体介质(10)在U形流体活塞泵体(5)内往复运行的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种流体活塞热源泵，其特征在于：所述U形流体活塞泵体(5)的外壁上套设有电加热套(6)。
3.根据权利要求1所述的一种流体活塞热源泵，其特征在于：所述液体介质(10)为液态金属锡。
4.根据权利要求1所述的一种流体活塞热源泵，其特征在于：所述驱动机构包括往复泵(7)、以及与往复泵(7)的驱动轴相连接并装配于U形流体活塞泵体(5)另一端内的活塞(8)。
5.根据权利要求4所述的一种流体活塞热源泵，其特征在于：所述往复泵(7)的驱动轴与所述活塞(8)之间连接有陶瓷隔热轴(9)。
6.根据权利要求4所述的一种流体活塞热源泵，其特征在于：所述U形流体活塞泵体(5)内注入有起润滑作用且密度比液体介质(10)密度小的润滑介质(11)，所述润滑介质(11)位于所述活塞(8)和所述液体介质(10)之间。
7.根据权利要求6所述的一种流体活塞热源泵，其特征在于：所述润滑介质(11)为石墨烯粉末。
8.根据权利要求1所述的一种流体活塞热源泵，其特征在于：所述U形流体活塞泵体(5)的一端设有盘状隔板(12)，并且所述盘状隔板(12)位于U形流体活塞泵体(5)内的熔盐和液体介质(10)之间。
9.根据权利要求8所述的一种流体活塞热源泵，其特征在于：所述盘状隔板(12)为空心镍盘。
10.根据权利要求1所述的一种流体活塞热源泵，其特征在于：所述熔盐输送管(2)上连接有熔盐回流管(13)，所述熔盐回流管(13)位于所述第二逆止阀(4)和所述熔盐循环工作管路(15)之间，并且所述熔盐回流管(13)上设有截止阀(14)。
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