[实用新型]活塞式交换器

说明书

技术领域

本实用新型具体涉及一种用于尿素生产中对高压能量回收的设备，特别涉及一种活塞式交换器。

背景技术

“能量回收”是指将已经使用过的能量通过特定的装置转变成可继续使用的能量的过程。

石化行业的许多生产工艺流程中具有大量的含有余压的流体，对于这些高压介质，目前很大一部分是通过减压阀将其先减压到所需的低压值，将能量释放后或重新进入工艺流程，或直接排空。在减压和排放的过程中，大量的余压能转化为热能散失在环境中，造成成百上千千瓦的潜在能量被白白浪费，对于本来就是高能耗的石油、化工行业，非常可惜。

在能源日益紧张的今天，能量回收对于提高现有能源利用率、减少碳排放，对于我国建设资源节约型、环境友好型社会，对于社会可持续发展等具有重要的意义。能量回收在各行业具有很好的应用前景，正在成为世界各国重点研究的热点课题。

对于高压余能液体，目前最常见的能量回收方法有两类，即：流体非直接接触式和流体直接接触式。前者的能量转换过程是：压力能一机械能(轴功)一压力能；常见的典型装置有逆转泵型、佩尔顿型叶轮以及液力透平等三种。后者的能量转换过程是：压力能一压力能；常见的典型装置有活塞式交换器、旋转式压力交换器两种。

对于化肥生产，由于介质大多处于小流量、高压力的状况，如果也用液力透平机组来进行能量回收的话，由于比转速很低，机械损失往往相当大，回收效率一般很难超过45％；而且目前国内的液力透平系统被国外几个大品牌一统天下，价格很高，回收意义不是特别大。对于这部分余能，目前最好的方法是用直接接触式的方法；而旋转式压力交换器加工难度极大，目前成功运用案例极少；活塞式交换器作为液力透平的补充形式，很适合用来回收中小型化肥厂的高压小流量液体介质中的余能。

发明内容

本实用新型提供一种活塞式交换器，目的是解决现有技术问题，提供一种结构简单、能有效将压力能量转换成动能的能量回收交换器。

本实用新型解决问题采用的技术方案是：

活塞式交换器，具有机架，包括有至少一对活塞缸，各对活塞缸并排设置在机架上；每对活塞缸具有两个封闭的工作缸体A缸、B缸，A缸、B缸内分别设有活塞，活塞将A缸、B缸内分别分成左右两个密闭空间；A缸、B缸之间设有的活塞杆分别与两个缸体内的活塞相连接，且分别在A缸和B缸连接活塞杆的一端设有吸入阀和排出阀；每对活塞缸还均与一组换向系统相连接，所述换向系统由主阀、先导阀、拨盘、滑框构成，主阀和先导阀均为液压阀；拨盘设在活塞杆上，且拨盘位于滑框上端的两个触头之间；所述滑框设在先导阀外，先导阀包括有阀体、左右两个阀芯、阀杆，阀体两端密闭，阀杆将两个阀芯连接在一起，且阀杆两端延伸至阀体外；阀杆两端分别与滑框的两侧壁连接在一起，同时在阀杆两端分别外套设有弹簧，弹簧的两端分别与相应的滑框侧壁和阀体端头连接在一起；两个阀芯将阀体内部分成三个密闭空间；阀体上端设有两个端口C、D，下端设有三个端口E、F、G，端口E、G为高压控制液的出口，端口F为高压控制液的进口；当左阀芯位于端口C、E之间时，右阀芯处于端口D、F之间，端口C、F相连通，端口D、G相连通；当左阀芯位于端口C、F之间时，右阀芯处于端口D、G之间，端口C、E相连通，端口D、F相连通。

主阀包括有阀体、四片阀芯，阀杆将四片阀芯a、b、c、d从左至右依次连接在一起，该四片阀芯将阀体内部分成五个密闭空间；阀体上端设有两个端口A、B，下端设有两个端口P、O，端口P为高压液进口，端口O为低压液出口；在阀芯a与阀芯b之间的阀杆部分上从其上端面开设有一个向阀杆内部延伸的孔，在阀芯c与阀芯d之间的阀杆部分上从其下端面开设有一个相阀杆内部延伸的孔，该两个孔分别与阀杆内部设有的孔相连通，使三个孔相互贯通；当端口A位于阀芯a、b之间时，端口B、P位于阀芯b、c之间，端口O位于阀芯c、d之间，端口A与端口O通过阀杆上的三个贯通孔相连通，端口B、P相连通；当端口A、P位于阀芯a、b之间时，端口B、O位于阀芯b、c之间，端口A、P相连通，端口B、O相连通；先导阀的端口C通过管路与主阀的左端空间相连通，端口D通过管路与主阀的右端空间相连通，主阀的端口A和B缸的右端空间通过管路相连通，端口B通过管路和A缸的左端空间通过管路相连通。

所述吸入阀位于A缸和B缸的上端面，排出阀位于A缸和B缸的下端面。

所述交换器具有5对活塞缸，每对活塞缸均连接有一组换向系统。

本实用新型的有益效果：