[發(fā)明專利]一種具有可變流道管徑、寬工況的旋轉(zhuǎn)型壓力能回收設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911023821.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110762068A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉凱;鄧建強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)江大學(xué)
• 主分類號(hào): F15B3/00
• 分類號(hào): F15B3/00;F15B21/14
• 代理公司: 42104 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳家安

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有可變流道管徑、寬工況的旋轉(zhuǎn)型壓力能回收設(shè)備，包括上配流盤(pán)、多孔道轉(zhuǎn)子、變徑流體管道、下配流盤(pán)、外部筒體、轉(zhuǎn)動(dòng)軸。該可變流道管徑、寬工況的旋轉(zhuǎn)型壓力能回收設(shè)備在工作過(guò)程中，多孔道轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，高、低壓流體在多孔道轉(zhuǎn)子內(nèi)部的變徑流體管道中流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將高壓流體中的壓力能傳遞給低壓流體的過(guò)程。多孔道轉(zhuǎn)子內(nèi)部的變徑流體管道具有可拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿足不同的實(shí)際生產(chǎn)需求。變徑流體管道的內(nèi)部管徑在軸向上具有變化設(shè)計(jì)，以滿足減小設(shè)備內(nèi)部摻混現(xiàn)象的同時(shí)提高壓力能回收效率。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)型壓力能回收設(shè)備，具有制造成本低、寬工況、效率高和維護(hù)成本低的有點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工能源領(lǐng)域，涉及一種具有可變流道管徑、寬工況的旋轉(zhuǎn)型壓力能回收設(shè)備。

背景技術(shù)

在許多化工能源領(lǐng)域中，例如海水淡化領(lǐng)域和精細(xì)化工領(lǐng)域，在生產(chǎn)過(guò)程中存在大量的能量如高壓氣體和液體。由于生產(chǎn)工藝的需要，這些高壓流體有時(shí)需要經(jīng)過(guò)減壓手段，降低自身的壓力以滿足下游的工藝生產(chǎn)要求。常見(jiàn)的減壓手段是減壓閥，它通過(guò)改變節(jié)流面積形成壓力損失，從而達(dá)到降壓的目的，但這種手段會(huì)形成大量的能量浪費(fèi)。若能降壓的同時(shí)將這些高壓能量回收，則可以大幅降低整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能量消耗，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

為了將這些高壓流體中的能量進(jìn)行有效地回收，人們?cè)?0世紀(jì)初就構(gòu)想出壓力能回收設(shè)備，它通過(guò)將流體中的高壓能量傳遞給其它待增壓的流體，或用高壓流體的能量帶動(dòng)電機(jī)做工而發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能量回收的目的。旋轉(zhuǎn)型壓力能回收設(shè)備是基于“壓力能-壓力能”方式的能量回收設(shè)備，它可以直接將壓力能傳遞給低壓流體，目前該設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域。

在中國(guó)專利101440828B中公開(kāi)了一種自驅(qū)型旋轉(zhuǎn)壓力能回收裝置，該設(shè)備無(wú)須外部驅(qū)動(dòng)電機(jī)，采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子在流體的推動(dòng)作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而完成壓力能的回收過(guò)程，但是該設(shè)備在設(shè)計(jì)過(guò)程中未考慮兩股流體在流道中會(huì)形成強(qiáng)烈的摻混，這種現(xiàn)象會(huì)降低產(chǎn)品水的鹽分濃度，最終導(dǎo)致設(shè)備的綜合性能降低。在中國(guó)專利106594009A中公開(kāi)了一種外驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子式能量回收裝置，該裝置通過(guò)外部驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)壓力能的回收過(guò)程，該設(shè)備的轉(zhuǎn)子采用多流道、小管徑的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)低摻混的目的，但犧牲了設(shè)備的處理量，且該設(shè)備無(wú)法適應(yīng)寬工況的實(shí)際生產(chǎn)條件。由此可見(jiàn)，有效降低設(shè)備流道內(nèi)的摻混現(xiàn)象，并提高設(shè)備對(duì)不同生產(chǎn)工況的適應(yīng)性，是壓力能回收設(shè)備在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重點(diǎn)考察的兩個(gè)因素。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種具有可變流道管徑、寬工況的旋轉(zhuǎn)型壓力能回收設(shè)備，該設(shè)備采用變徑流體管道，其包含流體縮放段和流體穩(wěn)定段，以實(shí)現(xiàn)降低流道中的摻混現(xiàn)象；該變徑流體管道可與轉(zhuǎn)子拆卸，在面對(duì)不同的生產(chǎn)工況時(shí)，可以選用不同管徑尺寸的變徑流體管道部件，從而提高設(shè)備的寬工況的適應(yīng)性能。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種具有可變流道管徑、寬工況的旋轉(zhuǎn)型壓力能回收設(shè)備，包括筒體、上蓋板和下蓋板，筒體的內(nèi)部有轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部設(shè)置有若干圓形管道，在圓形管道內(nèi)設(shè)置有變徑流體管道；在轉(zhuǎn)子的上、下端面設(shè)置有上配流盤(pán)和下配流盤(pán)，在轉(zhuǎn)子中心設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)軸；在上配流盤(pán)內(nèi)設(shè)置有一個(gè)低壓腔a和一個(gè)高壓腔a，在下配流盤(pán)內(nèi)設(shè)置有一個(gè)低壓腔b和一個(gè)高壓腔b；在上蓋板內(nèi)設(shè)置有一個(gè)低壓出口和一個(gè)高壓進(jìn)口，在下蓋板內(nèi)設(shè)置一個(gè)高壓出口和一個(gè)低壓進(jìn)口；所述高壓進(jìn)口、高壓腔a、高壓腔b和高壓出口聯(lián)通；所述低壓進(jìn)口、低壓腔b、低壓腔a和低壓出口聯(lián)通。

進(jìn)一步的，在變徑流體管道內(nèi)部的流道包含兩端的流體縮放段和中部的流體穩(wěn)定段；變徑流體管道的管徑尺寸沿著流向方向發(fā)生改變。

進(jìn)一步的，在變徑流體管道上設(shè)有定位鍵和螺孔，在圓形管道上設(shè)有定位槽和螺孔；變徑流體管道與圓形管道通過(guò)定位鍵和定位槽進(jìn)行定位，并通過(guò)螺孔與緊固螺釘進(jìn)行固定。

進(jìn)一步的，所述變徑流體管道和圓形管道之間可以拆卸，變徑流體管道可選用不同的結(jié)構(gòu)尺寸，以適應(yīng)不同的工況條件。