[發明專利]一種基于壓力能回收的流量倍增系統及方法

有效

• 申請號: 201811418878.1
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109538547B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 鄧建強;樊一楠;杜如雪;劉輝;康祥;楊棟;葉芳華;曹崢
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F15B3/00
• 分類號: F15B3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種基于壓力能回收的流量倍增系統及方法，屬于流量倍增技術領域。所述流量倍增系統，由泵、壓力能交換器、流體暫存罐和背壓閥構成，通過泵增壓獲得高壓流體，再通過壓力能交換器和管路組合，構成流量倍增系統，使系統輸出流體流量實現對系統中泵輸送流體流量的翻倍。所述流量倍增系統可采用串聯式、并聯式或混聯式管網連接方式，進而實現不同倍率的流量倍增效果。本發明提出了一種基于壓力能回收的新型流量倍增方法及系統，方法科學，使用簡便，結構設計合理，系統高效節能，為流體流量倍增技術提供了新思路，同時拓展了壓力能回收技術的應用。

技術領域

本發明涉及流體流量倍增技術領域和余壓回收技術領域，具體涉及一種基于壓力能回收的流量倍增系統及方法。

背景技術

工業生產生活對流量調節，尤其是流量倍增技術提出了越來越高的要求。目前流量倍增大多依靠并聯多臺泵的方法實現，該方法增加了泵的個數和設備成本投入，占用了更多場地空間。且多臺泵并聯工作，并聯運行時的總流量并非隨泵的臺數成倍增加。從泵的并聯臺數來看，并聯臺數越多所能增加的流量越少，即每臺泵輸送的流量減少，因而并聯臺數過多并不經濟。

現有的中國專利提出了一些新型的流體流量倍增技術，具體地，中國專利(CN103438032B)公開了一種氣體流量倍增器，包括支架、用于提供恒定壓力氣源的分氣包、用于輸出最終氣流的工作氣體接口和至少兩個用于增大氣體流量的文氏管系，文氏管系包括首級文氏管、二級文氏管、三級文氏管、開設有空氣連通孔的第一級氣體混合室和開設有空氣連通孔的第二級氣體混合室，首級文氏管穿過第一氣體混合室，二級文氏管穿過第二級氣體混合室，首級文氏管的輸入端通過氣體管路與分氣包連通，首級文氏管的輸出端通入二級文氏管中，二級文氏管的輸入端與第一級氣體混合室連通，二級文氏管的輸出端通入三級文氏管中，三級文氏管輸入端與第二級氣體混合室連通，三級文氏管的輸出端與工作氣體接口連接，所述流量倍增器直接利用文氏管實現高壓分氣包內的氣體引射低壓空氣，進行流量倍增；中國專利(CN207111579U)公開了一種流量倍增的增壓缸，缸體內設有進液腔、兩個壓力腔、兩個推液腔、兩個儲液腔、兩個推力活塞、電磁換向閥等，壓力腔的橫截面積小于推液腔的橫截面積，通過橫截面積差異來實現增壓效果，進液腔進液推動兩個推力活塞，兩壓力腔內壓力升高，壓力腔內的高壓液體被不斷輸送出去，實現多個腔體同步輸出高壓液體，相比常規的增壓缸，輸出的高壓液體流量是成倍增加的。

上述兩種設備結構復雜，日常維護不便，組成部件較多，設備投資成本高，而且后者需要電磁換向閥，耗用額外能耗。

對于壓力能回收技術，采用的方法是回收高壓流股的壓力能然后用于增壓低壓目標流體。具體地，中國專利(CN102865259A)公開了一種旋轉式壓力能交換器，采用高、低壓流體直接接觸實現高壓流體增壓低壓流體，以高、低壓水流的切向沖擊力作為轉子轉動的動力；中國專利(CN102442716A)公開了一種閥控式壓力能交換器，包括四通滑閥、四通旋轉閥、一組兩根壓力交換管和四只單向止回閥。壓力交換管內置自由活塞，并將壓力交換管分成兩個工作腔，分別是被輸送流體工作腔和能量回收流體工作腔；中國專利(CN105782021B)公開了一種滑片式壓力能交換器，包括轉子、缸體和滑片，高壓流股的壓力能通過轉子和滑片傳遞給低壓流股，實現高壓流體增壓低壓流體。

使用上述三種壓力能交換器的回收方法，高壓流股和待增壓低壓目標流體的流量理論上是相等或相近的，目標流體的流量并未實現倍增，對目標流體流量不能靈活調節。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于壓力能回收的流量倍增系統及方法，通過泵增壓獲得高壓流體，再通過壓力能交換器和管路組合，構成流量倍增系統，使系統輸出流體流量實現對系統中泵輸送流體流量的翻倍。該系統結構簡單，設計合理，操作簡便，高效節能；該流量倍增方法經驗證科學可行。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：