[实用新型]一种高速离心泵反转作液力透平装置

说明书

本实用新型属于流体机械及能量回收领域。技术方案是：一种高速离心泵反转作液力透平装置，其特征在于：该装置包括蜗壳、透平轴、固定在蜗壳内腔中的导流壳、可转动地定位在导流壳中并与透平轴左端连接的叶轮、固定在叶轮左端的诱导轮；所述工质沿着蜗壳入口段、蜗壳内腔、导流壳内腔的叶轮与诱导轮、蜗壳出口段依次流动；所述导流壳的壳壁上设有若干呈圆周分布的喷孔，喷孔连通蜗壳内腔与导流壳内腔，导流壳的左侧端面设有伸入蜗壳出口段中的延长段，诱导轮设置在延长段中；所述蜗壳的中轴线、导流壳的中轴线、叶轮的转动轴线、诱导轮的转动轴线、透平轴的转动轴线同轴布置。该装置能适用于小流量高富裕能量的工况，能量回收效率高、运行可靠。

技术领域

本实用新型属于流体机械及能量回收领域，具体是一种高速离心泵反转作液力透平装置。

背景技术

液力透平作为一种能量回收装置，应用于石油化工等流程工业领域，有效节约了能源。然而对于流量比较小但富裕能量比较高的工况，通常认为可回收能量低，同时配套的液力透平设计研发难度较大，常规的做法是通过工质打回流或者采用泄压阀放空等方式来消耗富裕能量，但这会造成极大的浪费。

在石油化工领域，国内外普遍使用的液力透平装置以泵反转作液力透平为主，这类液力透平通常用于流量大于30m³/h的工况，而且普遍存在高效区相对较窄、流量工况适应性差等问题。CN201020135834.0公开了一种泵反转作液力透平时的叶轮进口设计，通过改变叶轮进口尖角提高泵反转作液力透平的效率，减小了叶轮进口的冲击损失，但此结构没有针对性考虑到小流量高富裕能量的运行工况。CN201710398967.3公布了一种壳体出口方向与叶轮方向相互垂直的液力透平，解决了流体流经叶轮出口与壳体出口之间部分存在着的水力效率损失严重的问题，但此结构没有考虑液力透平进水口段水力损失的问题。

因此需要一种新型的泵反转作液力透平装置，用于流量较小(流量小于 20m³/h)但富裕能量较高(扬程大于100m)的工况。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种高速离心泵反转作液力透平装置，该装置应能适用于小流量高富裕能量的工况，具有能量回收效率高、运行可靠的特点。

本实用新型的技术方案是：

一种高速离心泵反转作液力透平装置，其特征在于：该装置包括蜗壳、透平轴、固定在蜗壳内腔中的导流壳、可转动地定位在导流壳中并与透平轴左端连接的叶轮、固定在叶轮左端的诱导轮；工质沿着蜗壳入口段、蜗壳内腔、导流壳内腔的叶轮与诱导轮、蜗壳出口段依次流动；所述导流壳的壳壁上设有若干呈圆周分布的喷孔，喷孔连通蜗壳内腔与导流壳内腔，导流壳的左侧端面设有伸入蜗壳出口段中的延长段，诱导轮设置在延长段中；所述蜗壳的中轴线、导流壳的中轴线、叶轮的转动轴线、诱导轮的转动轴线、透平轴的转动轴线同轴布置。

所述蜗壳入口段横截面也可为等面积，不一定逐渐缩小。只要保证了喷嘴直径，就能够保证液力透平的性能，蜗壳结构参数没有特别显著的影响。

所述导流壳上设有喷嘴，喷嘴通过螺纹结构安装在各喷孔中，喷嘴的轴线与叶轮的转动轴线保持一定的夹角。

所述诱导轮为反锥形诱导轮，诱导轮叶片的叶顶直径沿着工质的流动方向逐渐增大，诱导轮叶片的进口角等于叶轮叶片的出口角。

所述延长段的外圆周面与蜗壳内壁之间设有密封结构；所述延长段的内径沿着工质的流动方向逐渐增大。

所述蜗壳出口段中设有导流管。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型能够满足小流量高富裕能量工况，提高液力透平效率与整机使用的经济性，使得液力透平能够高效、经济地回收富裕能量；