CN203098431U

CN203098431U - 压力交换泵

Info

Publication number: CN203098431U
Application number: CN 201320092538
Authority: CN
Inventors: 王建勋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2023-03-01

Abstract

本实用新型公开了一种压力交换泵，包括活塞、缸体、前进液阀、前排液阀、后进液阀、后排液阀，活塞置于缸体内，缸体的前端接有前进液阀、前排液阀，缸体的后端接有后进液阀和后排液阀，它可将液体的势能直接转移到需要加压的液体上，也即通过液体间所携带的压力进行交换来达到能量的直接转化，或进行能量回收的再利用，具有能量转化率、回收率高，能量转换方式合理，转换、回收能量的方法多样，节能效果显著，适用范围广的特点，主要用于高压洗涤和吸收工艺，以及那些既有液体需要加压又有高压液体需要减压的工况，可直接取代目前用在高压洗涤和吸收工艺生产线上的柱塞泵、水力透平等装置。

Description

压力交换泵

技术领域

本实用新型涉及一种压力交换装置，具体说是一种液体压力交换泵。

背景技术

在化工生产等行业的高压洗涤和吸收工艺中，主要使用两种机械装置进行高压液体输送，一种是柱塞泵，它是通过大功率电机做动力将高压液体吸入后再压向洗涤装置，而洗涤装置的回流液体仍具有很高的压力势能，这部分具有高压的液体却被简单地排放掉了，故柱塞泵不仅需要较大功率的电机作动力，而且不具备回收高压液体势能的功能。另一种应用比较普遍的是由大功率电机驱动的多级离心泵并配备水力透平装置，水利透平装置是一种可部分回收液体压力势能并转化成动能的节能装置，其原理是，除完成高压液体输送外，同时使带有较高压力的回流液体回收进入水力透平装置后，与电机的动力共同驱动多级离心泵旋转作功，从而减小电机的功率输出，达到节能目的，这种装置的优点是结构简单，但不足之处是，因水利透平装置是先将液体压力势能转化为机械能再加以利用，能量的回收利用方式不合理，这也决定了其能量的回收效率太低，实际应用中回收率最高只有30％，而且作为高耗能的大功率电机的能耗仅略有减少，节能效果并不明显，目前还没有见到更为合理的液体压力回收利用装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种不仅可用小功率电机做动力来完成高压液体输送作业，尤其是可同时实现高压液体能量的高效直接转换或高效回收，具有两种液体压力交换功能的压力交换泵。

本实用新型的技术方案是，压力交换泵包括活塞、缸体、前进液阀、前排液阀、后进液阀、后排液阀，活塞置于缸体内，缸体的前端接有前进液阀、前排液阀，缸体的后端接有后进液阀和后排液阀。

所述前进液阀和前排液阀是分别用于被加压液体进、排的单向阀，此单向阀为现有柱塞泵的常用阀。

所述后进液阀和后排液阀是分别用于回收高压液体势能和泄压排液的电磁阀，电磁阀的开、关与活塞移动到相应的位置时同步动作。

缸体内以活塞为界可视为A、B两室，两室的容积会随着活塞的前后移动而改变。A室是需要加压输送的液体，它从前进液阀吸入，从前排阀排出，B室是带有较高压力的需要回收能量的回流液体，它从后进液阀进入，从后排液阀排出，根据液体压力的特性，知道B室中有较高压力的液体会通过活塞施压在A室的液体上(在一定情况下可以推动活塞)，从而可实现压力的高效转移也即压力交换，由于活塞两端的A、B室压力基本平衡，所以用较小的动能就可以使活塞向前运动，达到了能量的高效回收并节能的目的。此外，也可以将回收的高压液体所带的多余能量转化输出后再转化为电能等动能加以利用。因此，活塞的动力同时由两部分提供，一部分是通过活塞杆依次经由十字轴、连杆、曲轴、减速器由电机驱动，另一部分是利用本实用新型的特点受回流高压液体的推动。

本实用新型可以广泛适用于化工工艺中的高压洗涤或吸收等工艺的能量回收领域。

本实用新型一般采用三缸并联式或四缸平行方式来完成两种液体的较稳定的压力交换。

由于本实用新型不同于背景技术中将势能先转化成机械能再加以利用，而是可将液体的势能以助推活塞的形式直接转移到需要加压的液体上，也即通过液体间所携带的压力进行交换来达到能量的直接转化，或进行能量回收的再利用，理论上回收率为100％，实践中去除机械能损耗，回收率可达到95％左右。而本实用新型的节能效果则直接体现在配套的动力上，若应用于高压洗涤吸收装置的富液与贫液间的压力交换时，其配套电机的功率仅为现有同类装置的30％，可以大幅度减少电耗，由此可知，本实用新型具有以下特点：

1、有很高的能量回收率和能量转化率，能量转换方式更为合理，且转换、回收能量的方法可以多样；

2、可以显著减小甚至使其不再消耗电能等动力，节能效果显著；

3、适用范围广，主要用于高压洗涤和吸收工艺，以及那些既有液体需要加压又有高压液体需要减压的工况，可直接取代目前用在高压洗涤和吸收工艺生产线上的柱塞泵、水力透平等装置。

附图说明

图1是本实用新型结构及工作原理示意图；

图2是本实用新型与相关设备连接示意图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本实用新型作详细描述。

如图1所示，本实用新型压力交换泵包括活塞1、缸体2、前进液阀3、前排液阀4、后进液阀5、后排液阀6，活塞1置于缸体2内，缸体2的前端接有前进液阀3、前排液阀4，缸体2的后端接有后进液阀5和后排液阀6。

如图2所示，缸体2通过阀门与生产线上的相应管线相连接，以高压洗涤塔7配备本实用新型为例，压力交换泵的前进液阀3接进液总管8，前排液阀4接排液总管9，排液总管9的另一端与洗涤塔7的进液口10相连；后进液阀5接出液管11，出液管11与洗涤塔7的出液口12相连；后排液阀6与排液管线相连，为泄压排液通道。

本实用新型的工作过程是：

如图1(a)所示，当活塞1在前端开始向末端运行时，待输送的液体从进液总管8通过前进液阀3被吸入A室，随着活塞1后移，液体被不断地吸入A室；

如图1(b)所示，当活塞1运行至末端时A室容积最大，此时B室的后排液阀6处于关闭状态，后进液阀5按时开启，回流的高压液体通过洗涤塔7的出液口12和出液管11进入B室；

如图1(c)所示，回流的高压液体进入B室推动活塞1向前端运行的同时将A室中的液体加压，直到前排液阀4开启，被加压的液体通过前排液阀4排出，并通过排液总管9从进液口10进入洗涤塔7；

如图1(d)所示，当活塞1运行至前端时，B室的后进液阀5按时关闭、后排液阀6按时开启并瞬间泄压排液，到此完成一个工作循环。活塞1再次后移即进入下一工作循环，重复上述工作过程。

所述后进液阀5和后排液阀6采用电磁阀，可根据压力交换泵的缸体2组合数量及不同工况来设置动作控制点，比如可考虑在曲轴的一端安装相应的传感器件来达到控制电磁阀同步开、关的目的。

为提高能量回收率，设计中活塞杆的截面积应不大于活塞截面积的5％。

在实际应用中，如果要回收的液体压力不如要加压的液体压力高时，则可适当加大配套动力；如果要回收的液体压力远高于要加压的液体时，则可以考虑外挂其它需要动力的设备，或者把多余的能量转换成电能等其它所需能量。

Claims

1.一种压力交换泵，其特征是，压力交换泵包括活塞(1)、缸体(2)、前进液阀(3)、前排液阀(4)、后进液阀(5)、后排液阀(6)，活塞(1)置于缸体(2)内，缸体(2)的前端接有前进液阀(3)、前排液阀(4)，缸体(2)的后端接有后进液阀(5)和后排液阀(6)。

2.根据权利要求1所述的一种压力交换泵，其特征是，前进液阀(3)接进液总管(8)。

3.根据权利要求1所述的一种压力交换泵，其特征是，前排液阀(4)接排液总管(9)。

4.根据权利要求1所述的一种压力交换泵，其特征是，后进液阀(5)接出液管(11)。

5.根据权利要求1所述的一种压力交换泵，其特征是，后排液阀(6)与排液管线相连。