一种新型的压力能回收装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种新型的压力能回收装置。


背景技术：

[0002]
在石油、化工、海水淡化等行业，化学反应釜系统中，通过高压电机泵组，需将流体(输入液)变成高压流体输入到反应釜中，高压流体在反应釜中通过化学反应后，系统再排出高压流体(排出液)。排出的高压流体需要通过减压阀降低压力后再排入排出液系统。此过程中输入液变成高压流体，泵组需要消耗大量的电能，高压排出液变成低压流体，需要减压阀并产生大量的热能。
[0003]
目前需要一种能量回收装置，将反应釜排出的排出液压力能回收，并提供给输入液增压使用；这样可以减少减压阀，并减少输入液电机泵组消耗的大量电能。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型目的是，提出一种新型的压力能回收装置，可以连续、高效、平稳地将排出流体作为动力源，实现对输入液增压的功能，不需要再使用电机泵组增压，达到节能降耗的目的，经济效益、环境效益显著。
[0005]
采用的技术方案是：
[0006]
一种新型的压力能回收装置，包括曲轴箱体，
[0007]
曲轴组件，设置在曲轴箱体内；曲轴组件包括曲轴、滚子、曲轴圆盘和五个耳环，曲轴具有偏心部，曲轴装入曲轴箱体内，曲轴两端转动支撑在曲轴箱体的箱体板上，滚子套设于曲轴偏心部的外周，曲轴圆盘套设于滚子的外周并活动式连接五个耳环均匀布置在曲轴圆盘的外周；
[0008]
润滑油盘，固定在曲轴箱体上，与曲轴底部相通；
[0009]
五个液压缸，所有液压缸的缸体都固定在曲轴箱体的外表面上，所有活塞杆端部分别铰接五个耳环；液压缸包括缸体、活塞杆、排出液活塞和输入液活塞，缸体的内腔分为两个独立的内腔，活塞杆同时贯穿两个内腔，排出液活塞和输入液活塞分别位于两个内腔里，排出液活塞和输入液活塞都垂直连接活塞杆；排出液活塞将内腔分割成无杆腔和第一隔离空腔，输入液活塞将内腔分割成有杆腔和第二隔离空腔，无杆腔开设排出液进出口，有杆腔开设输入液进出口，第一隔离空腔和第二隔离空腔都开设空腔排泄口；
[0010]
旋转销，上端和下端都有一段方轴，下端方轴插入曲轴顶部的方槽内；
[0011]
配液盘本体，套在旋转销外部并转动连接，配液盘本体设置在曲轴箱体上；
[0012]
配液盘，卡合旋转销的上端方轴，并位于配液盘本体的外部；配液盘上对称设置两个腰型腔体，分别为高压液腔体和排出液腔体；
[0013]
配液盘压盖，罩在配液盘上，配液盘压盖与配液盘本体固定，配液盘压盖顶部开设高压液进口，高压液进口与高压液腔体连通时，外部高压排出液反应釜的高压排出液进入高压液腔体；配液盘压盖上开设排出液出口，排出液出口与排出液腔体连通时，可将排出液
排出；
[0014]
接液盘，位于配液盘的正下方，套在旋转销上，配液盘本体和配液盘压盖同时卡住接液盘；接液盘的本体上设置五个圆孔接口，配液盘本体上对应五个圆孔接口分别开设五个通道，五个圆孔接口分别通过管路和通道连接五个液压缸的排出液进出口；
[0015]
以及输入液低压泵组，通过管道和第二单向阀连接五个液压缸的输入液进出口，给五个液压缸的有杆腔内充入低压输入液；同时五个液压缸的输入液进出口通过管道(17)上设置的第一单向阀连通外部的输入液反应釜。
[0016]
对本实用新型技术方案的优选，曲轴圆盘与滚子之间通过设置的内环外挡圈、内环内挡圈和第一弹性挡圈轴向限位，内环内挡圈为哈夫套式，内环内挡圈套在滚子外周上并部分插入曲轴圆盘内侧面的环形槽内，内环外挡圈为整体式，内环外挡圈套在内环内挡圈上，第一弹性挡圈设置在曲轴圆盘内侧面上的第一挡圈槽内，第一弹性挡圈限制内环外挡圈。内环内挡圈为两半结构，防止耳环上下窜动；内环外挡圈为整体式结构，防止内环内挡圈脱开，第一弹性挡圈防止内环外挡圈外移。
[0017]
对本实用新型技术方案的优选，耳环一端紧贴曲轴圆盘的外表面，曲轴圆盘与连接耳环之间通过设置的第二弹性挡圈、外环内挡圈和外环外挡圈限制耳环轴向和径向移动；
[0018]
耳环紧贴曲轴圆盘外表面的一端设置限位凸环，外环内挡圈为哈夫套式，外环内挡圈套在耳环上，外环内挡圈一端插入曲轴圆盘外侧面的环形槽内、另一端拉合限位凸环；外环外挡圈套在外环内挡圈和耳环上，第二弹性挡圈设置在曲轴圆盘外侧面上的第二挡圈槽内，第二弹性挡圈限制外环外挡圈。外环内挡圈为两半结构，防止耳环上下窜动；外环外挡圈为整体式结构，防止外环内挡圈脱开，第二弹性挡圈防止内环外挡圈外移。
[0019]
对本实用新型技术方案的优选，液压缸的活塞杆端部设置关节轴承，活塞杆端部插入耳环上开设的拨叉头内，拨叉头和关节轴承之间插入销轴。
[0020]
对本实用新型技术方案的优选，曲轴箱体由箱体下盖、箱体中间体和箱体上盖构成，箱体下盖、箱体中间体和箱体上盖之间通过螺栓固定；曲轴两端分别转动支撑在箱体下盖和箱体上盖上，曲轴与箱体下盖和箱体上盖之间设置圆柱滚子轴承，液压缸的缸体都与箱体中间体固定。曲轴箱体的拼装式结构，目的是装配容易。
[0021]
本实用新型技术方案中提及的输入液低压泵组、输入液反应釜和高压排出液反应釜都为本技术领域内的已知技术。
[0022]
本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：
[0023]
1、本实用新型的新型的压力能回收装置，可以连续、高效、平稳地将排出流体作为动力源，实现对输入液增压的功能，不需要再使用电机泵组增压。达到节能降耗的目的，经济效益、环境效益显著。
[0024]
2、本实用新型的新型的压力能回收装置，配液盘的结构和曲轴机构的结构设计，使得五个液压缸在曲轴联动作用下，保持稳定的输出。
[0025]
3、本实用新型的新型的压力能回收装置，为了保证缸体内的排出液和输入液分离，在液压缸结构中加入了隔离空腔，保证即使液压缸发生泄露时，不会使排出液和输入液混合在一起。
附图说明
[0026]
图1是本实施例的新型的压力能回收装置的结构示意图。
[0027]
图2是图1中删除管道、单向阀、输入液低压泵组和输入液反应釜的示意图。
[0028]
图3是液压缸与曲轴组件装配的结构俯视图。
[0029]
图4是曲轴组件的结构示意图。
[0030]
图5是液压缸的结构示意图。
[0031]
图6是本实施例的液体流向框图。
[0032]
图7是配液盘的结构示意图。
[0033]
图8是接液盘的结构示意图。
[0034]
图9是配液盘和接液盘的配合工作状态图(高压液腔体与第一圆孔接口连通)。
[0035]
图10是图9中配液盘旋转180
°
后的工作状态图(排出液腔体与第一圆孔接口连通)。
具体实施方式
[0036]
下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
[0037]
为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图10和具体实施方式做进一步的描述。
[0038]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0039]
实施例：
[0040]
如图1所示，本实施例中的新型的压力能回收装置，包括曲轴箱体、曲轴组件13、润滑油盘14、五个液压缸1、旋转销10、配液盘本体12、配液盘9、配液盘压盖11、接液盘8和输入液低压泵组20。
[0041]
如图2所示，曲轴箱体由箱体下盖3、箱体中间体4和箱体上盖5构成，箱体下盖3、箱体中间体4和箱体上盖5之间通过螺栓固定。
[0042]
如图1、2、3和4所示，曲轴组件13设置在曲轴箱体内；曲轴组件13包括曲轴13-2、滚子13-3、曲轴圆盘13-7和五个耳环13-12，曲轴13-2具有偏心部，曲轴 13-2装入曲轴箱体内，曲轴13-2两端分别转动支撑在箱体下盖3和箱体上盖5上，曲轴13-2与箱体下盖3和箱体上盖5之间设置圆柱滚子轴承13-1，滚子13-3套设于曲轴13-2偏心部的外周，曲轴圆盘13-7套设于滚子13-3的外周并活动式连接五个耳环13-12均匀布置在曲轴圆盘13-7的外周。
[0043]
本实施例的耳环13-12，耳环下部设计为与圆盘外径等半径的圆弧面，使得耳环和圆盘外径贴合在一起。耳环在外环内、外挡圈的作用下，可以相对曲轴圆盘13-7作圆周运动而不会出现轴向或者径向位移。
[0044]
如图4所示，曲轴圆盘13-7与滚子13-3之间通过设置的内环外挡圈13-4、内环内挡圈13-5和第一弹性挡圈13-6轴向限位，内环内挡圈13-5为哈夫套式，内环内挡圈13-5套在滚子13-3外周上并部分插入曲轴圆盘13-7内侧面的环形槽内，内环外挡圈13-4为整体式，内环外挡圈13-4套在内环内挡圈13-5上，第一弹性挡圈13-6 设置在曲轴圆盘13-7内侧面
上的第一挡圈槽内，第一弹性挡圈13-6限制内环外挡圈13-4。
[0045]
如图4所示，耳环13-12一端紧贴曲轴圆盘13-7的外表面，曲轴圆盘13-7与连接耳环13-12之间通过设置的第二弹性挡圈13-8、外环内挡圈13-9和外环外挡圈 13-10限制耳环13-12轴向和径向移动；耳环13-12紧贴曲轴圆盘13-7外表面的一端设置限位凸环，外环内挡圈13-9为哈夫套式，外环内挡圈13-9套在耳环13-12上，外环内挡圈13-9一端插入曲轴圆盘13-7外侧面的环形槽内、另一端拉合限位凸环；外环外挡圈13-10套在外环内挡圈13-9和耳环13-12上，第二弹性挡圈13-8设置在曲轴圆盘13-7外侧面上的第二挡圈槽内，第二弹性挡圈13-8限制外环外挡圈13-10。
[0046]
如图1和2所示，润滑油盘14固定在曲轴箱体的箱体下盖3上，与曲轴13-2底部相通；润滑油盘14内装入润滑油。
[0047]
如图1、2和3所示，五个液压缸1的缸体都与箱体中间体4固定，五个液压缸1 通过法兰用螺栓圆周均布固定在曲轴箱体的箱体中间体4上，所有活塞杆端部分别铰接五个耳环13-12；具体为液压缸1的活塞杆1-2端部设置关节轴承13-11，活塞杆1-2端部插入耳环13-12上开设的拨叉头内，拨叉头和关节轴承13-11之间插入销轴。
[0048]
如图5所示，液压缸1包括缸体1-1、活塞杆1-2、排出液活塞1-3和输入液活塞 1-4，缸体1-1的内腔分为两个独立的内腔，活塞杆1-2同时贯穿两个内腔，排出液活塞1-3和输入液活塞1-4分别位于两个内腔里，排出液活塞1-3和输入液活塞1-4 都垂直连接活塞杆1-2；排出液活塞1-3将内腔分割成无杆腔1-5和第一隔离空腔 1-7，输入液活塞1-4将内腔分割成有杆腔1-6和第二隔离空腔1-8，无杆腔1-5开设排出液进出口1-9，有杆腔1-6开设输入液进出口1-10，第一隔离空腔1-7和第二隔离空腔1-8都开设空腔排泄口1-11。
[0049]
本实施例中液压缸结构，主要由缸体、活塞杆、排出液活塞、输入液活塞、密封等组成。在排出液活塞与输入液活塞之间有一个隔离缸体，隔离缸体和活塞之间形成两个隔离空腔，两个隔离空腔可以在活塞密封失效时，将泄露的液体存放并排放出去，避免两种液体混合。
[0050]
如图1和2所示，旋转销10上端和下端都有一段方轴，下端方轴插入曲轴13-2 顶部的方槽内；配液盘本体12套在旋转销10外部并转动连接，配液盘本体12通过螺栓固定在曲轴箱体上。
[0051]
如图7所示，配液盘9卡合旋转销10的上端方轴，并位于配液盘本体12的外部；配液盘9上对称设置两个腰型腔体，分别为高压液腔体9-1和排出液腔体9-2。
[0052]
如图1和2所示，配液盘压盖11罩在配液盘9上，配液盘压盖11与配液盘本体 12固定，配液盘压盖11顶部开设高压液进口，高压液进口与高压液腔体9-1连通时，外部高压排出液反应釜19的高压排出液进入高压液腔体9-1；配液盘压盖11 上开设排出液出口11-2，排出液出口11-2与排出液腔体9-2连通时，可将排出液排出。本实施例中，可将排出液出口11-2连接外部的排出液池接口相连，将排出液排入排出液池内。
[0053]
如图1、2和8所示，接液盘8位于配液盘9的正下方，套在旋转销10上，配液盘本体12和配液盘压盖11同时卡住接液盘8；接液盘8的本体上设置五个圆孔接口 8-1，配液盘本体12上对应五个圆孔接口8-1分别开设五个通道，五个圆孔接口8-1 分别通过管路和通道连接五个液压缸1的排出液进出口1-9。
[0054]
如图6所示，输入液低压泵组20通过管道17和第二单向阀16连接五个液压缸1 的
输入液进出口1-10，给五个液压缸1的有杆腔1-6内充入低压输入液；同时五个液压缸1的输入液进出口1-10通过管道17上设置的第一单向阀15连通外部的输入液反应釜2。
[0055]
本实施例中，曲轴13-2两端轴固定，曲轴13-2通过旋转销10，带动配液盘9 转动。配液盘9安装在配液盘压盖内，配液盘压盖与本体用螺栓连接在一起，配液盘本体和曲轴箱体上盖用螺栓连接在一起。
[0056]
如图6、7和8所示，从高压排出液反应釜19排出的高压排出液，经过配液盘9 分配给五个液压缸1的无杆腔1-5。配液盘9有两个腔体，分别为高压液腔体9-1和排出液腔体9-2，两个腔体对称布置并互不影响。配液盘9上的高压液腔体9-1和排出液腔体9-2在同一位置只能与接液盘8内的任意一个圆孔接口8-1相连。
[0057]
如图9和10所示，为了表述方便，在配液盘9和接液盘8连接位置仅标注出接液盘8的一个圆孔接口，并定义为第一圆孔接口8-2。接液盘的5个圆孔接口8-1分别与液压缸的5个无杆腔1-5连接。
[0058]
当配液盘9的高压液腔体9-1与液压缸无杆腔1-5相连时，将高压排出液反应釜19排出的高压排出液送给液压缸1的无杆腔1-5，液压缸1在高压排出液作用下，使得活塞杆1-2向缸体1-1外移动，此时液压缸的有杆腔1-6内，通过输入液低压泵组20充满了低压输入液。
[0059]
根据活塞两侧力平衡p1
×
a1＝p2
×
a2，
[0060]
无杆腔活塞面积a1＝0.25
×
π
×
d1
×
d1，压力为排出液的高压p1，有杆腔的活塞环面积为a2＝0.25
×
π
×
(d2
×
d2-d
×
d)，
[0061]
可得有杆腔内的液体压力p2＝p1
×
a1
÷
a2。
[0062]
有杆腔内的低压输入液在活塞作用下变成了高压输入液，高压输入液经过第一单向阀15进入到输入液反应釜2中。
[0063]
同时活塞杆头部耳环13-12带动曲轴13-2作旋转运动。曲轴13-2带动旋转销10，旋转销10带动配液盘9转动，转动180度后，配液盘9上的高压液腔体9-1脱离接液盘的第一圆孔接口8-2，此时接液盘8的第一圆孔接口8-2与配液盘8的排出液腔体 9-2相连。
[0064]
当配液盘9的排出液腔体9-2与液压缸无杆腔1-5相连时，曲轴13-2在其他液压缸的作用下仍然在做旋转运动，曲轴带动液压缸活塞杆向缸体内移动，液压缸无杆腔1-5的排出液没有压力地经过配液盘9排到池中，低压输入液通过第二单向阀 16进入到液压缸有杆腔1-6内。此动作持续直至配液盘转动180度。
[0065]
由于五个液压缸的动作通过曲轴机构连接在一起形成一个循环，曲轴带动配液盘转动，使得排出液输入和输出、输入液输入和输出保持连续动作，使得系统保持连续、稳定的输入和输出。
[0066]
本实施例的压力能回收装置，设计和制造时，还需进一步设计以下几个技术： 1、排出液和输入液介质对于材料的影响，特别在化工行业，不能采用常规的液压密封，不能采用常规的金属材料，需要特别订制专用的密封件，采用防腐蚀性能非常好的不锈钢材料来满足工况要求。由于有的介质高温高压，腐蚀性强，温度达到170摄氏度左右，压力达到16mpa或者更高的压力，低于一定温度，介质中会产生大量结晶物，因此本装置，在具体实施时，增设加热装置。加热装置在本技术领域为已知技术。
[0067]
2、本装置在实际应用过程中，考虑密封失效对于系统的影响，绝对不允许输入液、
排出液、润滑油窜液；因此，在装置上的关键点增设传感器仪表，来保证有效的安全隔离。
[0068]
本实施例的压力能回收装置使用前景：目前在石油、化工、海水淡化等行业，反应釜的排出液都是通过减压阀来排放，输入液都是采用大功率的电机泵组来增压驱动，设备24小时连续运转不间断，按照常规设备电机功率100kw来计算，每年耗费电量100kw*24小时*365天＝87.6万(度)。如果采用本能量回收装置，只要将排出液端口和和输入液端口连接，就可以实现节能降耗的目的。同时为公司节约了大量的电能，降低了成本，间接为公司创造了效益。
[0069]
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。