[发明专利]一种具有可变流道管径、宽工况的旋转型压力能回收设备

说明书

本发明公开了一种具有可变流道管径、宽工况的旋转型压力能回收设备，包括上配流盘、多孔道转子、变径流体管道、下配流盘、外部筒体、转动轴。该可变流道管径、宽工况的旋转型压力能回收设备在工作过程中，多孔道转子在转动轴的带动下高速旋转，高、低压流体在多孔道转子内部的变径流体管道中流动，从而实现将高压流体中的压力能传递给低压流体的过程。多孔道转子内部的变径流体管道具有可拆卸结构设计，以满足不同的实际生产需求。变径流体管道的内部管径在轴向上具有变化设计，以满足减小设备内部掺混现象的同时提高压力能回收效率。本发明的旋转型压力能回收设备，具有制造成本低、宽工况、效率高和维护成本低的有点。

技术领域

本发明属于化工能源领域，涉及一种具有可变流道管径、宽工况的旋转型压力能回收设备。

背景技术

在许多化工能源领域中，例如海水淡化领域和精细化工领域，在生产过程中存在大量的能量如高压气体和液体。由于生产工艺的需要，这些高压流体有时需要经过减压手段，降低自身的压力以满足下游的工艺生产要求。常见的减压手段是减压阀，它通过改变节流面积形成压力损失，从而达到降压的目的，但这种手段会形成大量的能量浪费。若能降压的同时将这些高压能量回收，则可以大幅降低整个生产系统的能量消耗，带来巨大的经济效益。

为了将这些高压流体中的能量进行有效地回收，人们在20世纪初就构想出压力能回收设备，它通过将流体中的高压能量传递给其它待增压的流体，或用高压流体的能量带动电机做工而发电，实现能量回收的目的。旋转型压力能回收设备是基于“压力能-压力能”方式的能量回收设备，它可以直接将压力能传递给低压流体，目前该设备已经广泛应用于海水淡化领域。

在中国专利101440828B中公开了一种自驱型旋转压力能回收装置，该设备无须外部驱动电机，采用特殊的结构设计实现了转子在流体的推动作用下进行旋转，从而完成压力能的回收过程，但是该设备在设计过程中未考虑两股流体在流道中会形成强烈的掺混，这种现象会降低产品水的盐分浓度，最终导致设备的综合性能降低。在中国专利106594009A中公开了一种外驱动转子式能量回收装置，该装置通过外部驱动电机带动转子旋转实现压力能的回收过程，该设备的转子采用多流道、小管径的结构来实现低掺混的目的，但牺牲了设备的处理量，且该设备无法适应宽工况的实际生产条件。由此可见，有效降低设备流道内的掺混现象，并提高设备对不同生产工况的适应性，是压力能回收设备在设计过程中需要重点考察的两个因素。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有可变流道管径、宽工况的旋转型压力能回收设备，该设备采用变径流体管道，其包含流体缩放段和流体稳定段，以实现降低流道中的掺混现象；该变径流体管道可与转子拆卸，在面对不同的生产工况时，可以选用不同管径尺寸的变径流体管道部件，从而提高设备的宽工况的适应性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种具有可变流道管径、宽工况的旋转型压力能回收设备，包括筒体、上盖板和下盖板，筒体的内部有转子，在转子的内部设置有若干圆形管道，在圆形管道内设置有变径流体管道；在转子的上、下端面设置有上配流盘和下配流盘，在转子中心设置有转动轴；在上配流盘内设置有一个低压腔a和一个高压腔a，在下配流盘内设置有一个低压腔b和一个高压腔b；在上盖板内设置有一个低压出口和一个高压进口，在下盖板内设置一个高压出口和一个低压进口；所述高压进口、高压腔a、高压腔b和高压出口联通；所述低压进口、低压腔b、低压腔a和低压出口联通。

进一步的，在变径流体管道内部的流道包含两端的流体缩放段和中部的流体稳定段；变径流体管道的管径尺寸沿着流向方向发生改变。

进一步的，在变径流体管道上设有定位键和螺孔，在圆形管道上设有定位槽和螺孔；变径流体管道与圆形管道通过定位键和定位槽进行定位，并通过螺孔与紧固螺钉进行固定。

进一步的，所述变径流体管道和圆形管道之间可以拆卸，变径流体管道可选用不同的结构尺寸，以适应不同的工况条件。