[实用新型]回收能量的自由活塞循环泵

说明书

本实用新型涉及化工领域中工艺液体在反复进行加压、减压过程中的能量回收利用装置，具体地指一种回收能量的自由活塞循环泵。

在化学工程的气体加压吸收如湿法脱除CO₂、CO、H₂S、氨吸收制冷等操作中，常采用在加压条件下使用某种液体对工艺气进行洗涤，又在减压条件下使该液体进行再生，然后重新加压使用的工艺方法。在此过程中，液体在减压再生前仍具有相当大的残存势能，其在减压消能过程中所释放出的功率为Ne＝（P₁－P₂）×Q。式中Ne－消能过程的理论功率（KW）；P1、P2－减压前后液体的压力（kpa）；Q－液体的体积流量m³／s。为了利用这部分能量，人们根据帕斯卡液体静压传递原理，设计了多种活塞液压缸结构的能量回收装置，利用各种机械阀门及换向器来控制活塞的运动方向。但都忽略了液缸中回收能量的载体不是纯液体，而是在吸收塔中加压溶解了大量气体的富液这个事实。该富液进入液缸推动活塞作功时，溶解在其中的气体将立即释放出来，并聚集在液缸中形成残留气相空间，造成工作机组效率大大降低，严重时还会产生气阻现象迫使主机停止运转。而被输送的贫液中亦经常夹带一定量的气体，并可在液缸中积累形成类似气体压缩机的余隙，当缸内减压进液时，余隙中的气体膨胀，将造成进液自动阀开启迟缓从而影响机组效率，气体累积到一定程度时，将使被输贫液达不到必要的排出压力而无法压入吸收塔。而机械控制的活塞换向系统也存在工作冲击大，平衡性差，使用不稳定和寿命短的缺点。

本实用新型的目的是克服上述不足，提供一种液缸卧式布置的，由自身液压系统控制的，回收能量的自由活塞循环泵。

为实现此目的，本实用新型基于帕斯卡液体静压传递原理，以加压吸收塔不断排出的具有残存势能的液体为动力，通过自由活塞循环泵的自由活塞进行静压传递，将送往吸收塔的液体进行加压，从而降低加压输送这些液体的能耗。该液体在吸收塔内完成吸收过程后，复又进入自由活塞循环泵进行残存势能的回收，如此往复循环，构成连续的能量回收过程。

本实用新型所设计的回收能量的自由活塞循环泵，由自由活塞泵主机11和控制其循环工作的液压控制系统组成。自由活塞泵主机11的液缸体19卧置，其两端装有液缸盖16a、16b，液缸盖上设有被输液进口15a、15b、被输液出口18a、18b，液缸体19由一纵向隔板24分成左右两个空间，两自由活塞20a、20b分别置于左右两空间中，由穿过隔板24的活塞杆22将两活塞连为一体，从而将液缸体19分为四个容积可变的腔室Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，在靠着隔板24的两个腔室Ⅱ、Ⅲ上分别开有工作液进出口23a、23b，工作液进出口23a、23b和被输液出口18a、18b的开口位置均设在液缸体19的最高处，这样可从根本上避免液缸体19中的气体残留现象，自由活塞与液缸体之间以及活塞杆与纵向隔板之间分别用密封圈21、25密封，整个自由活塞泵主机11通过支架14定位在混凝土基础26上。其液压控制系统由辅助液缸8a、8b，换向阀2及其切换电气触点9a、9b，工作液进、排液强制阀6a、6b；4a、4b，被输液进、排液自动阀10a、10b；7a、7b，能量补充泵12以及各连接管路组成；再生后的被输液由能量补充泵12经被输液进液自动阀10a、10b进入被输液进口15a、15b，分别在腔室Ⅰ、Ⅳ中被做功，再由被输液出口18a、18b经被输液排液自动阀7a、7b送入吸收塔1；从吸收塔1排出的工作液经工作液进液强制阀6a、6b进入工作液进出口23a、23b，当自由活塞换向时再由同样的进出口23a、23b经工作液排液强制阀4a、4b排入再生塔13；辅助液缸8a、8b安装在液缸盖16a、16b上，其柱塞17a、17b贯穿于液缸体19与辅助液缸之间，通过自由活塞20a、20b顶撞柱塞17a、17b使联接于柱塞的切换电气触点9a、9b断合来带动换向阀2动作，从而控制工作液进、排液强制阀6a、6b；4a、4b的开闭。