[发明专利]一种一体式液体能量回收装置

说明书

技术领域

本发明属于能量回收领域，具体涉及一种一体式液体能量回收装置，用于回收流体工艺系统中的高压余压能量。

背景技术

在工业应用领域，大多数存在较大液体压力差的工艺系统中，都有能量可以回收利用。工业生产中的余压能是可再生能源，用能量回收装置代替减压阀，可以有效地避免余压能的浪费。工业中应用较多的是离心泵反转(液力透平)作为液体能量回收装置，一般由液力透平、离合器、电机和泵组成，液力透平与泵轴之间设置有离合器，所述离合器用于连通或断开液力透平与泵之间的连接关系，当液体能量回收装置正常工作时，离合器将液力透平与泵连接在一起，驱动泵运转；当液体能量回收装置工况不顺时，离合器断开，电机驱动泵正常工作。

因此，现有的驱动结构中设置有作为传动部件的离合器，能量回收效率较低，且部件工艺复杂，成本较高，运动过程中故障率也较高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种一体式液体能量回收装置，本装置避免了离合器的使用，整体结构简单且减少了功率损失，能量回收效率较高，同时有效地降低了制造成本。

本发明提供了如下的技术方案：

一种一体式液体能量回收装置，该能量回收装置包括泵和液力透平，所述泵包括壳体，所述液力透平包括液力透平壳，所述壳体内设有相连通的泵腔室、轴承腔室，所述液力透平壳内设有透平腔室，所述轴承腔室与透平腔室相连通，所述泵腔室内设有驱动转轮、所述轴承腔室内设有转轴、所述透平腔室内设有透平叶轮，所述驱动转轮、转轴和透平叶轮为一体件。

优选的，所述壳体靠近泵腔室的一侧通过螺栓与泵盖相连，所述泵盖靠近壳体一侧设有转轮导叶，所述泵盖上设有贯穿泵盖的泵入口，所述泵腔室上设有泵出口，所述泵入口与驱动转轮入口相连通，所述驱动转轮出口通过转轮导叶出口与泵出口相连通。

优选的，所述轴承腔室内壁固定有滑动轴承，所述滑动轴承为半分式结构，所述滑动轴承套设在所述转轴上。

优选的，所述透平腔室上设有透平入口和透平出口，所述透平腔室内设有与所述透平叶轮相配合用于对所述转轴轴向力进行平衡的平衡盘。

优选的，所述壳体、液力透平壳为铸造成型的一体件，泵出口、透平入口和透平出口整体铸造成型并集成到该一体件上。

优选的，所述透平入口处设有调节穿过透平叶轮介质流量的流量调节单元。

优选的，所述流量调节单元包括设置在透平腔室入口处的分隔部，该分隔部将透平腔室入口分隔成通向透平腔室的导入通道和远离透平腔室的排出通道，所述排出通道上设置有关闭和开启排出通道的阀门组件。

优选的，所述阀门组件包括设置在透平壳体上的调节阀体以及与所述调节阀体相配合的调节阀杆；所述分隔部上设置有与透平腔室和排出通道均相连通的调节腔室，所述调节阀体包括依次连通的密封腔室和内螺纹腔室，所述密封腔室与排出通道相连通；所述调节阀杆包括与调节腔室相配合的调节杆段、与密封腔室相配合的密封杆段以及与内螺纹腔室相配合的外螺纹杆段；所述外螺纹杆段转动使得调节阀杆处于向调节腔室一侧移动而封闭排出通道或者向远离调节腔室一侧移动而开启排出通道的工作状态。

优选的，所述密封杆段第一端与调节杆段相连，所述密封杆段第二端与外螺纹杆段相连，所述密封杆段上套设有密封组件；所述外螺纹杆段的远离密封杆段的一端设有连接杆段，所述连接杆段上套设有环状的连接板，所述连接板与连接杆段构成滑动配合，所述连接板固定在调节阀体上；所述连接杆段的另一端设置有手柄杆段。

优选的，所述手柄杆段上设有电动手柄，所述电动手柄通过导线与控制系统相连。

本发明的有益效果是：

1、本发明中的壳体为铸造成型的一体式或整体式部件，且泵出口、透平入口和透平出口均整体铸造成型并集成到该一体式部件上，从而有效地减小了能量回收装置的体积和泄漏点，也大大减少了材料和加工成本，降低了安装难度。此外，本装置在壳体靠近泵腔室的一侧设置有泵盖，所述泵盖与壳体固定连接且二者构成精密封。因此，本发明中的外壳部分完全省去了动密封部件，从而本发明不但能够实现零泄漏的目的，也大大提高了整个装置的使用寿命。

2、同时也避免了中间的支撑和传动部件，提高系统的整体能量回收效率。

3、本发明通过将泵叶轮、转轴和透平叶轮为一体件，避免现有技术中通过离合器或者联轴器将转轴和透平叶轮相连，整体结构简单且减少功率损失，能量回收效率较高，同时有效的降低了制造成本。