專利名稱：正位移液體壓力能量回收裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬液壓技術設備領域，具體說涉及一種用于工業(yè)生產(chǎn)過程中有余壓液體需 減壓使用的正位移液體壓力能量回收裝置。
背景技術：
在工業(yè)生產(chǎn)過程中有許多工序的余壓液體通過減壓閥將其減壓到所需的低壓使 用，或工藝排放廢棄的液體仍具有較高的壓力，在減壓和排放的過程中，大量的液體壓力能 轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)在環(huán)境中?；厥者@部分能量每年可減少可觀的成本。目前，液體壓力能量回收裝置從工作原理上分為液力透平和正位移兩大類。第一 類為液力透平，又稱離心技術。該技術的能量回收是通過透平將余壓液體的壓力轉(zhuǎn)化為軸 功，再利用軸功驅(qū)動泵將通過泵的低壓液體增壓，即“壓力能-軸功(機械能)-壓力能” 二 步轉(zhuǎn)化過程。能量回收效率低僅為50%左右。第二類為正位移原理回收技術。該技術的能 量回收利用余壓液體直接增壓低壓液體實現(xiàn)了 “壓力能-壓力能”的一步轉(zhuǎn)換。能量回收 效率90%以上。目前，利用正位移原理開發(fā)的能量回收裝置按高低壓液體分隔情況分為二 種。第一種隔離式如活塞式能量回收裝置；第二種為直接接觸式如旋轉(zhuǎn)直接接能式和閥 控直接接觸式能量回收裝置。第一種活塞式能量回收裝置余壓液體通過活塞的傳遞作用為低壓液體增壓，同 時活塞還可有效地防止高低壓液體混流。現(xiàn)有的活塞式能量回收裝置有單缸的，也有為降 低排出余壓液體的流量、壓力波動采用二個缸交替工作，這種裝置只能適合小流量場合。中 國專利ZL01130627，中國專利公布號CN101125693A，中國專利ZL2004200161950，中國專利 ZL972303251，中國專利公布號CN1702320A均屬于此類能量回收裝置。第二種直接接觸式能量回收裝置這種裝置就是余壓液體與低壓新液在同一容腔 內(nèi)通過碰撞實現(xiàn)壓力轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)余壓液體增壓低壓新液的目的。這種裝置在使用過程中 時常發(fā)生余壓液體隨增壓后的新液進入工作系統(tǒng)而造成新的能源浪費。目前這種裝置的代 表產(chǎn)品有美國的ERI公司的PX系列產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)直接接觸式能量回收裝置；還有德國的PES和 西班牙Moal ^ig的閥控直接接觸式能量回收裝置。美國的ERI公司的PX系列產(chǎn)品，處理量小，目前最大到50m3/h，而且不適合含有固 體雜質(zhì)的液體。德國與西班牙的閥控直接接觸式產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)簡單，但占地面積大，裝配不方便。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供一種正位移液體壓力能量回收裝置，它能 有效利用回收工業(yè)生產(chǎn)過程中余壓液體排放中的能量，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)一種正位移液體壓力能量回收裝置，它包括端蓋、泵體、雙作用增壓缸活塞、雙作 用增壓缸體、軸承、配流軸、調(diào)速電機。
所述軸承安裝在泵體上，用于支撐配流軸，所述配流軸動配合安裝在泵體的中心 孔內(nèi)，位于配流軸兩端的兩個端蓋將配流軸固定，限制其軸向運動。所述調(diào)速電機用螺釘固定在一端的端蓋上，調(diào)速電機的輸出軸通過鍵與配流軸連 接，并驅(qū)動配流軸在泵體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)交替向增壓缸配液。所述泵體內(nèi)設有3-9個沿中心軸向圓周方向均勻分布的軸向孔，所述每個軸向孔 內(nèi)動配合安裝有與其數(shù)量相等的雙作用增壓缸體，所述雙作用增壓缸體的一端端面設有銷 釘以限制其旋轉(zhuǎn)，所述雙作用增壓缸體位于兩端的端蓋之間，所述兩端的端蓋通過螺釘固 定在泵體的兩端，以限制雙作用增壓缸體的軸向位移。所述配流軸上開設有四段扇形配流窗口，配流軸為所有的雙作用增壓缸的無桿腔 A、無桿腔B、無桿腔C、無桿腔D和有桿腔E、有桿腔F、有桿腔G、有桿腔H配液，并滿足增壓 缸活塞往復運動的邏輯要求。所述雙作用增壓缸體和雙作用增壓缸活塞構(gòu)成雙作用增壓缸。所述雙作用增壓缸的無桿腔A、無桿腔B、無桿腔C、無桿腔D通過配流軸與液體流 道相連通；雙作用增壓缸的有桿腔E、有桿腔F、有桿腔G和有桿腔H通過配流軸與新液流道 相連通。所述的正位移液體壓力能量回收裝置，所述雙作用增壓缸的無桿腔和有桿腔的面 積比為1 1. 2 2。所述的正位移液體壓力能量回收裝置，所述雙作用增壓缸體數(shù)量為3 9個。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有的有益效果為①本發(fā)明回收能量效率達到95%以上。②由于采用了多個雙作用增壓缸，使得本裝置所排新液的壓力、流量波動很小。③采用雙作用增壓缸使得本裝置的容積利用率較高，因而本裝置與其它同排量的 產(chǎn)品相比體積更小。本發(fā)明裝置能適合各種流量場合。④通過選用不同的缸徑、不同數(shù)量的雙作用增壓缸，可適應高、低壓小流量及低壓 大流量的不同場合。本裝置的設計流量可由幾米3/小時到幾百米3/小時、壓力可適應2MPa 到25MPa，因而適應范圍廣。⑤通過調(diào)速電機可以調(diào)節(jié)液體的輸入量和新液的排出量。⑥由于對液體與新液隔離，防止了雙液混雜而造成的新的能量損失。⑦本發(fā)明還可適用于含固體、氣體雜質(zhì)的液體，且生產(chǎn)成本大大降低。。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖的右視剖面示意圖。圖3是本發(fā)明實施方式中無桿腔A、無桿腔C為進液狀態(tài)時的原理示意圖。圖4是本發(fā)明實施方式中無桿腔B、無桿腔D為進液狀態(tài)時的原理示意圖。圖中各符號說明1、端蓋；2、泵體；3、雙作用增壓缸活塞；4、雙作用增壓缸體；5、軸承；6、配流軸； 7、調(diào)速電機；A、B、C、D為無桿腔；E、F、G、H為有桿腔；
P為接余壓液體口，T為液體排出口，Tl為新液吸入口，Pl為新液排出口。
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明具體實施方式
進行詳細說明。參見圖1、圖2、圖3、圖4。本發(fā)明一種正位移液體壓力能量回收裝置，它包括端蓋1、泵體2、雙作用增壓缸 活塞3、雙作用增壓缸體4、軸承5、配流軸6、調(diào)速電機7。所述軸承5安裝在泵體2上，用于支撐配流軸6，所述配流軸6動配合安裝在泵體 2的中心孔內(nèi)，位于配流軸6兩端的兩個端蓋1將配流軸6固定，限制其軸向運動。所述調(diào)速電機7用螺釘固定在一端的端蓋1上，調(diào)速電機7的輸出軸通過鍵與配 流軸6連接，并驅(qū)動配流軸6在泵體2內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)交替向增壓缸配液。所述泵體2內(nèi)設有8個沿中心軸向圓周方向均勻分布的軸向孔，所述每個軸向孔 內(nèi)動配合安裝有與其數(shù)量相等的雙作用增壓缸體4，所述雙作用增壓缸體4的一端端面設 有銷釘以限制其旋轉(zhuǎn)，所述雙作用增壓缸體4位于兩端的端蓋之間，所述兩端的端蓋通過 螺釘固定在泵體2的兩端，以限制雙作用增壓缸體4的軸向位移。所述配流軸6上開設有四段扇形配流窗口，配流軸6為所有的雙作用增壓缸的無 桿腔A、無桿腔B、無桿腔C、無桿腔D和有桿腔E、有桿腔F、有桿腔G、有桿腔H配液，并滿足 增壓缸活塞3往復運動的邏輯要求。所述雙作用增壓缸體4和雙作用增壓缸活塞3構(gòu)成雙作用增壓缸。所述雙作用增壓缸的無桿腔A、無桿腔B、無桿腔C、無桿腔D通過配流軸6與液體 流道相連通；雙作用增壓缸的有桿腔E、有桿腔F、有桿腔G、有桿腔H通過配流軸6與新液 流道相連通。所述的正位移液體壓力能量回收裝置，所述雙作用增壓缸的無桿腔和有桿腔的面 積比為1 1. 2 2。所述的正位移液體壓力能量回收裝置，所述雙作用增壓缸體數(shù)量為3 9個。如圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖的右視剖面示意圖，本實施例中泵體2內(nèi)設有8個 沿軸向均勻分布的軸向孔。本實施例中各部件的基本參數(shù)雙作用增壓缸體4的直徑150毫米；活塞桿直徑80毫米；雙作用增壓缸的無桿腔和有桿腔的面積比為1 1.4行程570毫米；雙作用增壓缸數(shù)量8個。
配流軸轉(zhuǎn)速36轉(zhuǎn)/分鐘；外形尺寸(直徑X長)# 980XM73具體工作過程如下A、B、C、D為無桿腔；E、F、G、H為有桿腔。P為接余壓液體入口，T為液體排出口，Tl為新液吸入口，Pl為新液排出口。圖3是本發(fā)明實施方式中無桿腔A、無桿腔C為進液狀態(tài)時的原理示意圖。圖4是 本發(fā)明實施方式中無桿腔B、無桿腔D為進液狀態(tài)時的原理示意圖。如圖3所示余壓液體由接余壓液體入口 P經(jīng)配流軸6進入雙作用增壓缸體4的無桿腔A和雙作用增壓缸體4的無桿腔C。同時無桿腔B、無桿腔D腔與液體排出口 T相通， 有桿腔E、有桿腔G與新液排出口 Pl相通，有桿腔F、有桿腔H腔與新液吸入口 Tl相通。雙 作用增壓缸活塞3在余壓液體的壓力作用下向前運動，使有桿腔E、有桿腔G腔容積不斷減 小，增壓排出腔內(nèi)新液；同時，有桿腔F、有桿腔H容積不斷增大形成真空吸入新液。隨著配流軸6的旋轉(zhuǎn)，雙作用增壓缸體的各進出液口進行了切換，此時，如圖4所 示余壓液體由接余壓液體口 P進入了雙作用增壓缸體4的無桿腔B、無桿腔D腔，同時，無 桿腔A、無桿腔C與液體排出口 T相通；有桿腔F、有桿腔H與新液排出口 Pl相通，有桿腔E、 有桿腔G與新液吸入口 Tl相通。雙作用增壓缸活塞3在余壓液體的壓力作用下反向運動， 使有桿腔F、有桿腔H腔容積不斷減小，增壓排出腔內(nèi)新液；同時，有桿腔E、有桿腔G腔容積 不斷增大形成真空吸入新液。隨著配流軸6的不斷旋轉(zhuǎn)，各雙作用增壓缸依次進行循環(huán)工作。余壓液體的壓力 能連續(xù)轉(zhuǎn)換為新液壓力能后被利用，從而實現(xiàn)了的余壓液體壓力能量的回收。在此工況下，余壓液體進入雙作用增壓缸的無桿腔A、無桿腔B、無桿腔C、無桿腔 D，而新液進入有桿腔E、有桿腔F、有桿腔G、有桿腔H ；由于兩腔面積差關系，排出新液的壓 力高于余壓液體的壓力，而新液流量小于余壓液體流量，也就是利用較低壓力的余壓液體 可排出更高壓力的新液。本發(fā)明的保護范圍不局限于本實施方式中的描述范圍，還包括等同或類似的變換 都屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明提供的正位移液體壓力能量回收裝置，能有效利用回收工業(yè)生產(chǎn)過程中余 壓液體排放中的能量，提高裝置的容積利用率，降低生產(chǎn)成本，而且適應范圍廣。
權利要求
1.一種正位移液體壓力能量回收裝置，其特征是，它包括端蓋(1)、泵體O)、雙作用增 壓缸活塞(3)、雙作用增壓缸體(4)、軸承(5)、配流軸(6)、調(diào)速電機(7)；所述軸承( 安裝在泵體( 上，用于支撐配流軸(6)，所述配流軸(6)動配合安裝在 泵體⑵的中心孔內(nèi)，位于配流軸(6)兩端的兩個端蓋⑴將配流軸(6)固定，限制其軸向 運動；所述調(diào)速電機(7)用螺釘固定在一端的端蓋(1)上，調(diào)速電機(7)的輸出軸通過鍵與 配流軸(6)連接，并驅(qū)動配流軸(6)在泵體O)內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)交替向增壓缸配液；所述泵體O)內(nèi)設有3-9個沿中心軸向圓周方向均勻分布的軸向孔，所述每個軸向孔 內(nèi)動配合安裝有與其數(shù)量相等的雙作用增壓缸體G)，所述雙作用增壓缸體的一端端 面設有銷釘以限制其旋轉(zhuǎn)，所述雙作用增壓缸體(4)位于兩端的端蓋之間，所述兩端的端 蓋通過螺釘固定在泵體⑵的兩端，以限制雙作用增壓缸體⑷的軸向位移；所述配流軸(6)上開設有四段扇形配流窗口，配流軸(6)為所有的雙作用增壓缸的無 桿腔A、無桿腔B、無桿腔C、無桿腔D和有桿腔E、有桿腔F、有桿腔G、有桿腔H配液，并滿足 增壓缸活塞( 往復運動的邏輯要求；所述雙作用增壓缸體(4)和雙作用增壓缸活塞(3)構(gòu)成雙作用增壓缸； 所述雙作用增壓缸的無桿腔A、無桿腔B、無桿腔C和無桿腔D通過配流軸(6)與液體 流道相連通；雙作用增壓缸的有桿腔E、有桿腔F、有桿腔G和有桿腔H通過配流軸(6)與新 液流道相連通。
2.如權利要求1所述的正位移液體壓力能量回收裝置，其特征是， 所述雙作用增壓缸的無桿腔和有桿腔的面積比為1 1.2 2。
3.如權利要求1所述的正位移液體壓力能量回收裝置，其特征是， 所述雙作用增壓缸體數(shù)量為3 9個。
全文摘要
本發(fā)明屬液壓技術設備領域，具體說涉及一種用于工業(yè)生產(chǎn)過程中，有余壓液體需減壓使用或者排放的一種正位移液體壓力能量回收裝置，它包括端蓋、泵體、雙作用增壓缸活塞、雙作用增壓缸體、軸承、配流軸、調(diào)速電機，所述軸承安裝在泵體上，用于支撐配流軸，所述配流軸動配合安裝在泵體的中心孔內(nèi)，兩個端蓋將配流軸固定，限制其軸向運動，所述調(diào)速電機用螺釘固定在一端的端蓋上，其輸出軸通過鍵與配流軸連接，本發(fā)明能有效利用回收工業(yè)生產(chǎn)過程中余壓液體排放中的能量，降低生產(chǎn)成本，而且適應范圍廣。
文檔編號F15B21/14GK102128188SQ20111006654
公開日2011年7月20日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權日2011年3月21日
發(fā)明者丁春生, 陳秀文 申請人:丁春生