高压流体消振稳流装置的制作方法

本发明涉及高压流体萃取领域，特别是涉及一种高压流体消振稳流装置。

背景技术：

超临界流体萃取是一种高压下的高效萃取分离化工过程，在超临界流体萃取过程中，需要通过流体升压系统对萃取釜进行加压。由于现在工业使用的加压泵多数为往复式柱塞泵，这种往复式柱塞泵在加压过程存在的普遍问题是因柱塞往复式运动产生的脉冲式高压流体导致与加压泵相连接的管道或器件产生明显甚至是剧烈的振动，这种振动一方面容易损伤设备甚至导致管道破裂进而产生巨大的安全问题，另一方面会导致柱塞往复式运动的动能的损耗，进而导致生产能耗增加。因此需要消除高压泵在加压运行过程中所产生的高压流体的振动并且有效利用上述柱塞运动的动能。传统的减振稳流装置结构简单，一般采用在两端各开一个口作为流体进出口的一个较大直径的圆柱形筒体，这种装置无法实现消除振动和稳定流体的目的，减振效果差，与加压泵连接的管道及器件振动大，流体流量波动大，加压泵故障频发，并且上述动能也无法得到利用。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够稳定高压高速流体、消除振动且能够将高压流体柱塞泵的往复式运动的动能有效地转化为热能并加以利用的高压流体消振稳流装置。

一种高压流体消振稳流装置，包括消振部件、进液部件以及出液部件；

所述消振部件具有消振腔以及连通所述消振腔的进液接口、出液接口；

所述进液部件具有进液通道，所述进液部件连接于所述消振部件且所述进液通道连通所述进液接口，所述进液通道靠近所述进液接口一端的径向尺寸较远离所述进液接口一端的径向尺寸小；

所述出液部件具有出液通道，所述出液部件连接于所述消振部件且所述出液通道连通所述出液接口，所述出液通道靠近所述出液接口一端的径向尺寸较远离所述出液接口一端的径向尺寸小。

在其中一个实施例中，所述消振腔为球形腔。

在其中一个实施例中，所述进液接口与所述出液接口处于相对位置。

在其中一个实施例中，所述消振部件还具有连通所述消振腔的排污接口，所述排污接口位于所述消振部件的底部。

在其中一个实施例中，所述高压流体消振稳流装置还包括排污部件；所述排污部件具有排污通道，所述排污部件连接于所述消振部件且所述排污通道与所述排污接口连通。

在其中一个实施例中，所述进液部件包括依次顺序分布的第一进液部、进液过渡部以及第二进液部，所述第二进液部连接所述消振部件；

所述第一进液部具有第一进液通道，所述进液过渡部具有进液过渡通道，所述第二进液部具有连通所述进液接口的第二进液通道；所述第一进液通道、所述进液过渡通道以及所述第二进液通道依次连通，所述第二进液通道的径向尺寸较所述第一进液通道的径向尺寸小，所述进液过渡通道的径向尺寸由靠近所述第一进液通道的一端至靠近所述第二进液通道的一端逐渐减小，所述进液过渡通道靠近所述第一进液通道的一端的径向尺寸与所述第一进液通道的径向尺寸相同，所述进液过渡通道靠近所述第二进液通道的一端的径向尺寸与所述第二进液通道的径向尺寸相同。

在其中一个实施例中，所述第一进液通道以及所述第二进液通道均为圆柱形通道，所述第一进液通道的孔径为所述第二进液通道的孔径的两倍以上。

在其中一个实施例中，所述出液部件包括依次顺序分布的第一出液部、出液过渡部以及第二出液部，所述第一出液部连接所述消振部件；

所述第一出液部具有连通所述出液接口的第一出液通道，所述出液过渡部具有出液过渡通道，所述第二出液部具有第二出液通道；所述第一出液通道、所述出液过渡通道以及所述第二出液通道依次连通，所述第一出液通道的径向尺寸较所述第二出液通道的径向尺寸小，所述出液过渡通道的径向尺寸由靠近所述第一出液通道的一端至靠近所述第二出液通道的一端逐渐增大，所述出液过渡通道靠近所述第一出液通道的一端的径向尺寸与所述第一出液通道的径向尺寸相同，所述出液过渡通道靠近所述第二出液通道的一端的径向尺寸与所述第二出液通道的径向尺寸相同。

在其中一个实施例中，所述第一出液通道以及所述第二出液通道均为圆柱形通道，所述第一出液通道的孔径为所述第二出液通道的孔径的两倍以上。

在其中一个实施例中，所述高压流体消振稳流装置还包括热交换部件；所述热交换部件具有热交换腔以及连通所述热交换腔的热交换进口以及热交换出口，所述消振部件位于所述热交换腔内，所述消振部件的外壁与所述热交换腔的内壁具有间隔，所述进液部件以及所述出液部件均穿设于所述热交换部件且均与所述热交换部件密封配合。

上述高压流体消振稳流装置能够稳定高压高速流体、消除振动且能够将高压流体柱塞泵的往复式运动的动能有效地转化为热能并加以利用。

上述高压流体消振稳流装置还通过设置消振腔为球形腔实现消除高压高速流体内部的巨大的压力波动的目的，且消振效果好。

上述高压流体消振稳流装置还通过设置进液接口与出液接口处于相对位置实现消除振动效果好的目的。

上述高压流体消振稳流装置能够稳定高压高速流体，消除振动，即完全消除高压高速流体内部的巨大的压力波动。本发明涉及的高压流体消振稳流装置通过设置消振腔为球形腔和设置进液通道靠近进液接口一端的径向尺寸较远离进液接口一端的径向尺寸小、出液通道靠近出液接口一端的径向尺寸较远离出液接口一端的径向尺寸小且进液接口与出液接口处于相对位置，实现消振腔内充满高压高速流体及消振腔内流体对消振腔的作用力全方位反向对称消除，进而实现消除高压高速流体内部的巨大的压力波动，进一步地实现流体升压系统在升压过程时无振动、稳定可调、流量大以及噪声小的目的。本发明涉及的高压流体消振稳流装置实现完全消振的原理如下：一是消振腔内充满的流体本身就起到很好的缓冲作用，二是消振腔内高压流体对消振腔的各方向冲击力会因球形腔的全方位的反向对称而相互抵消，达到力学平衡，从消振腔出来后的高压流体线速度大大降低，实现振动的消除。

上述高压流体消振稳流装置还可将高压流体柱塞泵的往复式运动的动能有效地转化为热能。相比传统的减振稳流装置，本发明的高压流体消振稳流装置在使用时，消振部件以及消振腔内流体的温度会明显升高，这是因为高压流体柱塞泵的柱塞往复式运动的动能转化成为了热能，柱塞往复式运动的动能先传递给进液部件内的高速流体，高速流体进入到消振腔后冲击消振腔表面产生热量。

上述高压流体消振稳流装置还通过设置热交换部件实现调节和稳定消振腔内流体的温度。通过向热交换部件内注入冷却水进行降温并换热，换热后的冷却水可以用于萃取的其它需要热量的工艺过程所利用，实现能源的最大化利用。

上述高压流体消振稳流装置还通过设置排污接口以及排污部件实现将消振腔内积累的污水排出，可保持消振腔内的环境洁净。

附图说明

图1为一实施例所述的高压流体消振稳流装置的径向面剖视示意图；

图2为图1所示的高压流体消振稳流装置的进液部件示意图；

图3为图1所示的高压流体消振稳流装置的出液部件示意图。

附图标记说明

10：高压流体消振稳流装置；100：消振部件；110：消振腔；120：进液接口；130：出液接口；140：排污接口；200：进液部件；210：第一进液部；211：第一进液通道；220：进液过渡部；221：进液过渡通道；230：第二进液部；231：第二进液通道；240：进液通道；300：出液部件；310：第一出液部；311：第一出液通道；320：出液过渡部；321：出液过渡通道；330：第二出液部；331：第二出液通道；340：出液通道；400：排污部件；410：排污通道；500：热交换部件；510：热交换腔；520：热交换进液管；530：热交换出液管。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接固定在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1所示，本发明一实施例提供了一种高压流体消振稳流装置10，其包括消振部件100、进液部件200以及出液部件300。进液部件200用于供加压后的液态co2进入，出液部件300用于供加压后的液态co2排出。

消振部件100具有消振腔110以及连通消振腔110的进液接口120、出液接口130；

参见图2所示，进液部件200具有进液通道240。进液部件200的一端连接于消振部件100且进液通道240连通进液接口120，进液通道240靠近进液接口120一端的径向尺寸较远离进液接口120一端的径向尺寸小。进液部件200的另一端用于连接加压泵例如往复式柱塞泵的泵出口。

参见图3所示，出液部件300具有出液通道340。出液部件300的一端连接于消振部件100且出液通道340连通出液接口130，出液通道340靠近出液接口130一端的径向尺寸较远离出液接口130一端的径向尺寸小。出液部件300的一端用于连接萃取设备的管道系统。

在一具体示例中，消振部件100呈球状。消振腔110为球形腔。可理解，在其他实施例中，消振部件100的结构和形状不限于上面，消振部件100的结构和形状还可以是柱形如四棱柱体、圆柱体等。上述高压流体消振稳流装置10还通过设置消振部件100呈球状、消振腔110为球形腔实现消除高压高速流体内部的巨大的压力波动的目的，且消振效果好。

进一步地，参见图1所示，进液接口120与出液接口130处于相对位置。上述高压流体消振稳流装置10还通过设置进液接口120与出液接口130处于相对位置实现消除振动效果好的目的。

进一步地，消振部件100还具有连通消振腔110的排污接口140。排污接口140位于消振部件100的底部。

可选地，参见图1所示，高压流体消振稳流装置10还包括排污部件400。排污部件400具有排污通道410，排污部件400连接于消振部件100且排污通道410与排污接口140连通。优选地，排污部件400可以呈管状。上述高压流体消振稳流装置10还通过设置排污接口140以及排污部件400实现将消振腔110内积累的污水排出，可保持消振腔110内的环境洁净。

在一具体示例中，参见图2所示，进液部件200包括依次顺序分布的第一进液部210、进液过渡部220以及第二进液部230。第二进液部230连接消振部件100。

具体地，第一进液部210具有第一进液通道211，进液过渡部220具有进液过渡通道221，第二进液部230具有连通进液接口120的第二进液通道231。第一进液通道211、进液过渡通道221以及第二进液通道231依次连通，第二进液通道231的径向尺寸较第一进液通道211的径向尺寸小，进液过渡通道221的径向尺寸由靠近第一进液通道211的一端至靠近第二进液通道231的一端逐渐减小。进液过渡通道221靠近第一进液通道211的一端的径向尺寸与第一进液通道211的径向尺寸相同，进液过渡通道221靠近第二进液通道231的一端的径向尺寸与第二进液通道231的径向尺寸相同。

在一具体示例中，第一进液通道211以及第二进液通道231均为圆柱形通道，第一进液通道211的孔径为第二进液通道231的孔径的两倍以上，如两倍、三倍或者四倍等。

进一步地，第一进液部210与第二进液部230均为圆柱形的管状，第一进液部210的外径小于第二进液部230的外径，优选地，第二进液部230的外径为第一进液部210的外径的1.5倍以上，如两倍、三倍或者四倍等。可理解，在其他实施例中，第一进液部210与第二进液部230的结构和形状均不限于上面，第一进液部210与第二进液部230的结构和形状还可以是柱形如四棱柱体等。

第一进液部210、进液过渡部220以及第二进液部230三者可以是一体式结构，也可以是能够相互连接的三体式分离结构。当第一进液部210、进液过渡部220以及第二进液部230为分离结构时，进液过渡部220可以是变径管。

在一具体示例中，参见图3所示，出液部件300包括依次顺序分布的第一出液部310、出液过渡部320以及第二出液部330，第一出液部310连接消振部件100。

具体地，第一出液部310具有第一出液通道311，出液过渡部320具有出液过渡通道321，第二出液部330具有连通出液接口130的第二出液通道331。第一出液通道311、出液过渡通道321以及第二出液通道331依次连通，第一出液通道311的径向尺寸较第二出液通道331的径向尺寸小，出液过渡通道321的径向尺寸由靠近第一出液通道311的一端至靠近第二出液通道331的一端逐渐增大，出液过渡通道321靠近第一出液通道311的一端的径向尺寸与第一出液通道311的径向尺寸相同，出液过渡通道321靠近第二出液通道331的一端的径向尺寸与第二出液通道331的径向尺寸相同。

在一具体示例中，第一出液通道311以及第二出液通道331均为圆柱形通道，第一出液通道311的孔径为第二出液通道331的孔径的两倍以上，如两倍、三倍或者四倍等。

进一步地，第一出液部310与第二出液部330均为圆柱形的管状，第一出液部310的外径小于第二出液部330的外径，优选地，出二进液部的外径为第一出液部310的外径的1.5倍以上，如两倍、三倍或者四倍等。可理解，在其他实施例中，第一出液部310与第二出液部330的结构和形状均不限于上面，第一出液部310与第二出液部330的结构和形状还可以是柱形如四棱柱体等。

第一出液部310、出液过渡部320以及第二出液部330三者可以是一体式结构，也可以是能够相互连接的三体式分离结构。当第一出液部310、进出液过渡部320以及第二出液部330为分离结构时，出液过渡部320可以是变径管。

在一具体示例中，参见图1所示，高压流体消振稳流装置10还包括热交换部件500。热交换部件500具有热交换腔510以及连通热交换腔510的热交换进口以及热交换出口。消振部件100位于热交换腔510内，消振部件100的外壁与热交换腔510的内壁具有间隔，进液部件200以及出液部件300均穿设于热交换部件500且均与热交换部件500密封配合。排污部件400穿设热交换部件500且均与热交换部件500密封配合。

上述高压流体消振稳流装置10还通过设置热交换部件500实现调节和稳定消振腔110内流体的温度。通过向热交换部件500内注入冷却水进行降温并换热，换热后的冷却水可以用于萃取的其它需要热量的工艺过程所利用，实现能源的最大化利用。

可选地，高压流体消振稳流装置10还包括热交换进液管520以及热交换出液管530，其中，热交换进液管520连通热交换进口，热交换出液管530连通热交换出口。

优选地，热交换部件500的材料为保温材料，保温材料是指导热系数小于或等于0.12的材料，例如，聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫等。

进一步地，热交换部件500的形状呈球形，热交换腔510的形状为球形腔，消振部件100的外壁各处与热交换腔510的内壁各处的间隔均相等，也即热交换部件500与消振部件100共心。

本发明涉及的高压流体消振稳流装置10实现完全消振的原理如下：一是消振腔110内充满的流体本身就起到很好的缓冲作用，二是消振腔110内高压流体对消振腔110的各方向冲击力会因球形腔的全方位的反向对称而相互抵消，达到力学平衡，从消振腔110出来后的高压流体线速度大大降低，实现振动的消除。

实施例1

本实施例提供了一种高压流体消振稳流装置10。

参见图1所示，消振部件100的外径为425mm，内径为325mm，消振部件100的壁厚为50mm；热交换部件500的外径为625mm，热交换部件500的壁厚为5mm。

参见图2所示，进液部件200的总长度为200mm。其中，第一进液部210的长度为100mm，第一进液部210的外径为53mm，第一进液部210的内径为28mm，第一进液部210的壁厚为12.5mm。进液过渡部220的长度为10mm，外径由53mm扩径到70mm，内径由28mm缩径到12mm。第二进液部230的长度为90mm，外径为70mm，内径为12mm，壁厚为29mm。

参见图3所示，出液部件300的总长度为200mm。其中，第一出液部310的长度为90mm，外径为70mm，内径为12mm，壁厚为29mm。出液过渡管的长度为10mm外径由70mm缩径到53mm，内径由12mm扩径到28mm。第二出液部330的长度为100mm，外径为53mm，内径为28mm，壁厚为12.5mm。

本实施例中的该高压流体消振稳流装置10应用于液体二氧化碳升压系统中时，当流体压力从5-6mpa经高压泵升压到40-45mpa时，升压过程无振动、流体稳定流量大、噪声小，同时液体二氧化碳温度从8-12℃升高到30-35℃。实际生产中，可往夹套内通入冷却水，以调节和稳定通过高压流体消振稳流装置10后的流体温度，并且通过夹套水进行热交换来利用这部分的热能，实现能源的最大化利用，降低生产成本。

上述高压流体消振稳流装置10能够稳定高压高速流体，消除振动，即完全消除高压高速流体内部的巨大的压力波动。本发明涉及的高压流体消振稳流装置10通过设置消振腔为球形腔和设置进液通道靠近进液接口120一端的径向尺寸较远离进液接口120一端的径向尺寸小、出液通道靠近出液接口130一端的径向尺寸较远离出液接口130一端的径向尺寸小且进液接口与出液接口处于相对位置，实现消振腔内充满高压高速流体及消振腔内流体对消振腔的作用力全方位反向对称消除，进而实现消除高压高速流体内部的巨大的压力波动，进一步地实现流体升压系统在升压过程时无振动、稳定可调、流量大以及噪声小的目的，并将高压流体柱塞泵的往复式运动的动能有效地转化为热能加以利用。

上述高压流体消振稳流装置10还可将高压流体柱塞泵的往复式运动的动能有效地转化为热能。相比传统的减振稳流装置，本发明的高压流体消振稳流装置10在使用时，消振部件100以及消振腔110内流体的温度会明显升高，这是因为高压流体柱塞泵的柱塞往复式运动的动能转化成为了热能，柱塞往复式运动的动能先传递给进液部件200内的高速流体，高速流体进入到消振腔110后冲击消振腔110的内壁产生热量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。