一种排流管道流体能量回收系统的制作方法

本实用新型涉及流体能量回收领域，具体而言，涉及一种用于立式重力流排流管道的流体能量回收系统。

背景技术：

流体排放过程中，往往伴随大量流体能量的损失，流体能量的回收可节约大量能源，具有广泛的社会意义；但是多数排放的流体都含有杂质，非常不利于流体能量的回收。

目前，大都采用涡轮对排放的流体进行能量回收，流体中较大的杂质在通过涡轮的过程中碰撞涡轮的叶片，严重影响涡轮的平稳运行。

当前，公开资料中大都采用在管道排流系统中设置旁通管和过滤筛的方法来分离流体和杂质，从而使滤除了较大杂质的流体冲击涡轮，较大的杂质则通过旁通管排出。采用上述能量回收方法的管道排流系统不易堵塞，涡轮也可平稳运行，但是排流系统体积大，实用性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：针对现有技术的不足，提供一种不易堵塞、运行稳定且体型小巧的排流管道流体能量回收系统。本实用新型包括以下两种型号，即A型和B型。

一种排流管道流体能量回收系统A型，包括转动管和管状过滤筛；转动管包括管状壳体和叶片，叶片沿圆周方向均匀分布在管状壳体内壁上，从而转动管旋转时其内部形成空芯；管状壳体包括扩容段(扩容段的意思是指：与排流管道流体能量回收系统所接入的排流管道相比，具有扩大的流体通道的壳体)并且叶片部分容纳于扩容段的扩容空间中或者管状壳体不扩容；管状过滤筛设置在所述转动管的空芯中，它不随转动管一起转动；转动管承接排流管道排出的流体，管状过滤筛将进入转动管的流体中的杂质分离出来使其从管状过滤筛管中通过，从而避免杂质撞击转动管中的叶片；筛除杂质后的流体冲击转动管中的叶片使转动管旋转，旋转的转动管通过传动部件将其机械能输出或者通过能量转换装置将其机械能转化为其它形式的能量输出，做功后的流体由转动管导流排出；转动管中的流道顺滑，管状过滤筛所围合成的流道顺滑且流道各过流截面均满足流体中杂质排放的要求，安装有管状过滤筛的转动管各过流截面均满足流体排放的要求。

一种排流管道流体能量回收系统B型，包括旋流装置、转动管和管状过滤筛；转动管包括管状壳体和叶片，叶片沿圆周方向均匀分布在管状壳体内壁上，从而转动管旋转时其内部形成空芯；管状壳体包括扩容段(扩容段的意思是指：与排流管道流体能量回收系统所接入的排流管道相比，具有扩大的流体通道的壳体)并且叶片全部容纳于扩容段的扩容空间中；管状过滤筛设置在所述转动管的空芯中，它不随转动管一起转动；旋流装置将排流管道中的流体变成漩流后排入转动管或将排流管道中漩流的旋转程度加强后排入转动管；管状过滤筛将进入转动管的漩流中的杂质分离出来使其从管状过滤筛管中通过，从而避免杂质撞击转动管中的叶片；筛除杂质后的漩流在离心力作用下扩散开，扩散开的流体冲击叶片使转动管旋转，旋转的转动管通过传动部件将其机械能输出或者通过能量转换装置将其机械能转化为其它形式的能量输出，做功后的流体由转动管导流排出；转动管中的流道顺滑，管状过滤筛所围合成的流道顺滑且流道各过流截面均满足流体中杂质排放的要求，安装有管状过滤筛的转动管各过流截面均满足流体排放的要求；旋流装置中的流道顺滑且流道中各过流截面均满足流体及流体中杂质排放的要求。

作为优选，在A型或B型排流管道流体能量回收系统中，所述转动管中的叶片带有与转动管所承接的流体相匹配的倾角，从而提高能量回收效率。

作为优选，在A型或B型排流管道流体能量回收系统中，所述转动管中的扩容段为漏斗状或梭状。

作为优选，在A型或B型排流管道流体能量回收系统中，所述管状过滤筛包括导流叶片和固定件，导流叶片沿环形路径均匀分布成管状，固定件将各导流叶片固定；导流叶片还带有与所述转动管中的叶片相匹配的倾角以使管状过滤筛分离出的流体以适宜的角度冲击转动管中的叶片，从而提高能量回收效率。

作为优选，A型排流管道流体能量回收系统还包括旋流装置，旋流装置将排流管道中的流体变成漩流后排入所述转动管或将排流管道中漩流的旋转程度加强后排入所述转动管；旋流装置中的流道顺滑且流道中各过流截面均满足流体及流体中杂质排放的要求。

作为优选，在A型或B型排流管道流体能量回收系统中，所述旋流装置为排流管道本身，该排流管道为内螺旋管。

作为优选，在A型或B型排流管道流体能量回收系统中，所述旋流装置为旋流器。

进一步，所述旋流器为旋流直通或旋流三通或旋流四通或旋流五通或旋流六通。

进一步，所述旋流器包括漏斗状扩容段(扩容段的意思是指：与排流管道流体能量回收系统所接入的排流管道相比，具有扩大的流体通道的壳体)，旋流器的导流叶片沿圆周方向均匀分布在漏斗状扩容段的内壁上。

作为优选，在A型或B型排流管道流体能量回收系统中，排流管道中的流体经两级或两级以上的旋流装置对其旋转程度增强后再排入所述转动管。

作为优选，A型或B型排流管道流体能量回收系统还包括密封罩，该密封罩将排流管道流体能量回收系统与排流管道间的缝隙及排流管道流体能量回收系统中各部件间的缝隙罩于其中，从而形成密闭的排流及能量回收系统；如此，就可避免系统中的物质外泄。

作为优选，在A型或B型排流管道流体能量回收系统中，所述传动部件为磁性联轴器。

作为优选，在A型或B型排流管道流体能量回收系统中，所述传动部件为齿轮，该齿轮固定套设在所述转动管外侧。

作为优选，在A型或B型排流管道流体能量回收系统中，所述能量转换装置为永磁发电机，永磁发电机将所述转动管旋转时的机械能转化为电能输出。

所述排流管道流体能量回收系统中，转动管中的流道顺滑，管状过滤筛所围合成的流道顺滑且流道各过流截面均满足流体中杂质排放的要求，安装有管状过滤筛的转动管各过流截面均满足流体排放的要求；旋流装置中的流道顺滑且流道中各过流截面均满足流体及流体中杂质排放的要求，因而该系统不易堵塞。

所述转动管中的叶片沿圆周方向分布在其管状壳体内壁上，从而转动管旋转时其内部形成空芯，流体中的杂质特别是较大的杂质可从空芯中通过，此种结构非常适合含有较大杂质的流体的排放；并且转动管空芯中还设置有管状过滤筛，管状过滤筛将进入转动管的流体中较大的杂质分离出来使其由管状过滤筛的管中间通过，从而避免了较大的杂质撞击转动管的叶片，减少了流体中杂质对转动管旋转状态的影响，进而使转动管运转更稳定。

所述排流管道流体能量回收系统中的管状过滤筛直接设置在转动管中，从而无需单独设置旁通管；该系统结构紧凑，体型小巧。

所述排流管道流体能量回收系统可用于各种立式重力流管道排流系统，应用范围广。A型排流管道流体能量回收系统接入非漩流排流系统时，排流管道中大量沿管周围流动的流体可冲击到转动管内壁上的叶片，从而系统可回收到较多的能量；A型排流管道流体能量回收系统接入漩流排流系统时，漩流在离心力作用下更容易附壁运动，从而更多的流体将冲击到转动管内壁上的叶片，进而能量回收效率得以提高；当A型排流管道流体能量回收系统中还安装有旋流装置时，旋流装置将排流管道中的流体变成漩流后排入转动管或将排流管道中漩流的旋转程度加强后排入转动管，此时，更多的流体将冲击到转动管内壁上的叶片，从而系统的能量回收效率将得到明显提高。B型排流管道流体能量回收系统接入非漩流排流系统时，旋流装置将排流管道中的流体变成漩流后排入转动管，较多的流体可冲击到转动管内壁上的叶片，从而系统可回收较多的能量；B型排流管道流体能量回收系统接入漩流排流系统时，旋流装置将漩流的旋转程度加强后排入转动管，更多的流体将冲击到转动管内壁上的叶片，从而能量回收效率得以提高。B型或加设了旋流装置的A型排流管道流体能量回收系统应用于漩流排流系统中，当调整能量回收系统中相关部件的参数使从该系统排出的流体在下一段排流管道中仍呈附壁的螺旋状流动时，漩流排流系统可继续保持其排流的特点；B型或加设了旋流装置的A型排流管道流体能量回收系统应用于非漩流排流系统中，当调整能量回收系统中相关部件的参数使从该系统排出的流体在下一段排流管道中呈附壁的螺旋状流动时，非漩流排流系统即转变为漩流排流系统，从而提高排流系统的流体排放能力。

综上：所述排流管道流体能量回收系统具有不易堵塞、运行稳定且体型小巧的特点；该系统结构简单，易于制造，方便广泛使用，可节约大量能源。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实施例1的系统立体结构图

图2为实施例1中转动管及与转动管相连接部件的结构分解透视图

图3为实施例1中管状过滤筛连接方式示意图

图4为实施例1中管状过滤筛在转动管中所处位置示意图

图5为实施例1中转动管的内部结构透视图

图6为实施例1中旋流器的内部结构透视图

图7为实施例2的系统立体结构图

图8为实施例2的结构分解透视图

图9为实施例2中管状过滤筛在转动管中所处位置示意图

图10为实施例2中管状过滤筛连接方式示意图

图11为实施例2中旋流器的内部结构透视图

图12为实施例2中转动管的内部结构透视图

图13为实施例3的系统立体结构图

图14为实施例3中磁性联轴器的永磁体与转动管连接方式示意图

图15为实施例3中带罩体的旋流器的结构透视图

图16为实施例3中带罩体的接头的内部结构透视图

附图标记说明：11.接头，12.旋流器，121.漏斗状扩容段，122.接头，123.导流叶片，13.流体排放管，14.接头，15.转动管，151.扩容段，152.常规段，153.叶片，16.滚动轴承，17.齿轮，18.滚动轴承，19.接头，10.管状过滤筛，101.导流叶片，102.固定环，21.旋流器，211.管状壳体，212.接头，213.导流叶片，22.转动管，221.管状壳体，222.接头，223.叶片，23.滚动轴承，24.齿轮，25.滚动轴承，26.接头，27.管状过滤筛，271.栅条，272.固定环，31.带罩体的旋流器，311.上罩体，34.齿轮，36.带罩体的接头，361.下罩体，362.轴承托盘，381.永磁体，382.永磁体，39.滚动轴承，30.密封圈

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例作详细说明，各实施例均以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

实施例1

本实施例为B型排流管道流体能量回收系统，它安装于立式重力流管道排流系统中；如图1～图6所示，本实施例部件包括：接头11、旋流器12、流体排放管13、接头14、转动管15、滚动轴承16、齿轮17、滚动轴承18、接头19、管状过滤筛10。

旋流器12实则为旋流直通，它整体呈管状，其由漏斗状扩容段121、接头122和导流叶片123组成；漏斗状扩容段121的内径大于所接入的排流系统中排流管道的内径，导流叶片123沿圆周方向均匀分布在漏斗状扩容段121的内壁上。

流体排放管13为排流管道流体能量回收系统所接入的排流系统中排流管道的一段。

转动管15主要由扩容段151、常规段152和叶片153组成；漏斗状扩容段151的内径大于所接入的排流系统中排流管道的内径，叶片153沿圆周方向均匀分布在扩容段151的内壁上，并且叶片153全部容纳于扩容段151的扩容空间中；常规段152的内径与所接入的排流系统中排流管道的内径相同。

管状过滤筛10包括导流叶片101和固定环102，导流叶片101沿圆环形路径均匀分布成管状，各导流叶片101的一端均固定连接在固定环102的端面上，从而组成整体呈管状的过滤筛。

旋流器12的流体入口端通过接头11与排流系统中的排流管道固定连接；旋流器12流体出口端的接头122与流体排放管13的一端固定连接；流体排放管13的另一端通过接头14与滚动轴承16的内圈固定连接，转动管15的流体入口端固定套设在滚动轴承16的外圈外侧，如此，流体排放管13与转动管15实现转动连接。转动管15流体出口端的常规段152外侧固定套设有齿轮17；滚动轴承18安装在齿轮17的下方，它的内圈也固定套设在常规段152外侧，接头19的一端固定套设在滚动轴承18的外圈外侧，接头19的另一端固定套设在排流系统中的排流管道外侧，如此，转动管15与所述排流管道实现转动连接。

管状过滤筛10安装在转动管15的中心，管状过滤筛10中的固定环102与接头14固定连接；导流叶片101与转动管15中的叶片153之间有间隙，转动管15可自由转动。

转动管15中的流道顺滑；管状过滤筛10所围合成的流道顺滑且流道中的各过流截面均与排流系统中排流管道的过流截面相同；旋流器12中的流道顺滑且流道中各过流截面均满足流体及流体中杂质排放的要求。

旋流器12承接排流管道排出的流体，当排流管道流体能量回收系统所接入的排流系统为漩流排流系统时，进入旋流器12的漩流经导流叶片123导流，流体的旋转程度加强后由旋流器12的流体出口排出；当排流管道流体能量回收系统所接入的排流系统为非漩流排流系统时，进入旋流器12的流体经导流叶片123导流，流体形成漩流后由旋流器12的流体出口排出；旋流器12排出的漩流由流体排放管13导入转动管15，管状过滤筛10将进入转动管15的漩流中较大的杂质分离出来使其从管状过滤筛10的管中间通过，从而避免杂质撞击转动管15中的叶片153；筛除杂质后的漩流在离心力作用下扩散开，散开的流体冲击叶片153使转动管15旋转，旋转的转动管15通过齿轮17将其机械能输出，做功后的流体由转动管15导流后排入排流系统的排流管道中。管状过滤筛10的导流叶片101还带有与转动管15的叶片153相匹配的倾角以使管状过滤筛10分离出的流体以适宜的角度冲击叶片153，从而提高能量回收效率。

作为优选，流体排放管13为能够保持或加强旋流器12排出漩流的旋转程度的内螺旋管，并且该内螺旋管满足流体及流体中杂质的排放要求。

在其它实施方式中，流体排放管13也可省略，从而旋流器12直接与转动管15转动连接，旋流器12排出的漩流直接排入转动管15。

实施例2

本实施例为A型排流管道流体能量回收系统，它安装于立式重力流管道排流系统中；如图7～图12所示，本实施例部件包括：旋流器21、转动管22、滚动轴承23、齿轮24、滚动轴承25、接头26、管状过滤筛27。

旋流器21实则为旋流直通，它整体呈管状，其主要由管状壳体211、接头212和导流叶片213组成；管状壳体211的内径与所接入的排流系统中排流管道的内径一致，导流叶片213沿圆周方向均匀分布在管状壳体211的内壁上。

转动管22主要由管状壳体221、接头222和叶片223组成；管状壳体221的内径与所接入的排流系统中排流管道的内径一致，叶片223沿圆周方向均匀分布在管状壳体221的内壁上。

管状过滤筛27包括栅条271和固定环272，栅条271沿圆环形路径均匀分布成管状，各栅条271的一端均固定连接在固定环272的内壁上，从而组成整体呈管状的过滤筛。

旋流器21流体入口端的接头212与排流系统中的排流管道固定连接；滚动轴承23的内圈固定套设在旋流器21流体出口端的壳体外侧，转动管22流体入口端的接头222固定套设在滚动轴承23的外圈外侧，如此，旋流器21与转动管22实现转动连接。转动管22流体出口端的壳体外侧固定套设有齿轮24；滚动轴承25安装在齿轮24的下方，它的内圈也固定套设在转动管22的壳体外侧；接头26的一端固定套设在滚动轴承25的外圈外侧，它的另一端固定套设在排流系统中的排流管道外侧，如此，转动管22与所述排流管道实现转动连接。

管状过滤筛27安装在转动管22的中心，管状过滤筛27中的固定环272固定连接在滚动轴承23内圈的端面上；栅条271与转动管22中的叶片223之间有间隙，转动管22可自由转动。

本实施例所示的排流管道流体能量回收系统所接入的排流系统中的排流管道比排流系统所必需的排流管道内径大(实则为排流系统中的排流管道整体扩容)；旋流器21与转动管22均不扩容，但是，转动管22中的流道顺滑，管状过滤筛27所围合成的流道顺滑且流道各过流截面均满足流体中杂质排放的要求，安装有管状过滤筛27的转动管22各过流截面均满足流体排放的要求，旋流器21中的流道顺滑且流道中各过流截面均满足流体及流体中杂质排放的要求。

旋流器21承接排流管道排出的流体，当排流管道流体能量回收系统所接入的排流系统为漩流排流系统时，进入旋流器21的漩流经导流叶片213导流，流体的旋转程度加强后由旋流器21的流体出口排出；当排流管道流体能量回收系统所接入的排流系统为非漩流排流系统时，进入旋流器21的流体经导流叶片213导流，流体形成漩流后由旋流器21的流体出口排出。旋流器21排出的漩流直接排入转动管22，管状过滤筛27将进入转动管22的漩流中较大的杂质分离出来使其从管状过滤筛27的管中间通过，从而避免杂质撞击转动管中的叶片；筛除杂质后的流体冲击转动管22中的叶片223使转动管22旋转，旋转的转动管22通过齿轮24将其机械能输出，做功后的流体由转动管22导流排入排流系统的排流管道中。

本实施例中，旋流器21可使更多的流体附壁运动，从而提高能量回收效率；不仅如此，旋流器21的导流叶片213还带有与转动管22的叶片223相匹配的倾角以使流体以适宜的角度冲击叶片223，从而进一步提高能量回收效率。在其它实施方式中，旋流器21也可安装在转动管22上方距转动管22有一定距离的排流管道中；旋流器21排出的漩流在离心力作用下更容易附壁运动，附壁的漩流运动过程中也能吸附更多的非附壁的流体加入其中，从而使更多的流体冲击到转动管22内壁上的叶片223，进而提高能量回收效率。

本实施例为A型排流管道流体能量回收系统优选的实施方式，实施例中含有旋流器；在其它实施方式中也可不加装旋流装置，此种情况下，排流管道中沿管道周围流动的流体可冲击到转动管内壁上的叶片，从而系统也可回收到较多的能量。

实施例3

如图13～图16所示，本实施例与实施例2基本相同，不同之处仅在于：本实施例在实施例2基础上增加了密封罩，并且采用磁性联轴器作为传动部件；对于与实施例2同等的结构部件，赋予相同的附图标记，省略其说明。下面对密封罩及磁性联轴器的结构及它们各自与系统其它部件的连接方式作具体说明。

密封罩由上罩体311和下罩体361组成；上罩体311固定套设在旋流器21流体出口端的外壳外侧，从而形成带罩体的旋流器31；下罩体361固定套设在接头26外侧，接头26外侧还固定套设有轴承托盘362，从而形成带罩体的接头36；上罩体311和下罩体361之间由密封圈30密封，这样密封罩就将转动管22与系统中其它部件转动连接时产生的缝隙罩于其中，从而该排流管道流体能量回收系统就形成密闭的系统；如此，就可避免系统中的物质外泄。

磁性联轴器由整体呈圆环状的永磁体381和永磁体382组成；永磁体381处于密封罩中，它替换齿轮24而固定套设在转动管22流体出口端的壳体外侧；永磁体382套设在密封罩下罩体361的外侧，永磁体382与下罩体361之间有缝隙；滚动轴承39的内圈固定套设在永磁体382的外侧，滚动轴承39的外圈安装在轴承托盘362中并与之固定连接；滚动轴承39的内圈端面上还固定连接有齿轮34。转动管22旋转时，永磁体381随它一起旋转；永磁体381通过磁力作用将转矩传递给永磁体382，永磁体382及齿轮34在滚动轴承39的承托下旋转，齿轮34将动力输出。

在其它优选实施方式中，本实施中密封罩外部的齿轮34、滚动轴承39及永磁体382也可替换为线圈，该线圈固定套设在下罩体361外侧；所述线圈与永磁体381一起组成永磁发电机，永磁体381随转动管22旋转时，线圈切割磁感线产生感应电流，电流由导线输出，从而实现流体能量的回收。

上述实施例1中转动管的叶片全部容纳于扩容空间中，实施例2和实施例3中转动管的叶片全部容纳于非扩容空间中；在其它实施例中，A型排流管道流体能量回收系统中转动管的叶片也可部分容纳于转动管扩容段的扩容空间中。

在其它实施例中，旋流器也可为旋流三通或旋流四通或旋流五通或旋流六通。

在其它实施例中，转动管的扩容段也可为梭状。

在其它实施例中，排流管道中也可串接两个或两个以上的旋流器，从而旋流器排出的漩流经下一级或多级旋流器增强旋转程度后再排入转动管。

以上所述实施例仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。