[0047] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。
[0048] 参见图1,一种滑片式余压回收设备,包括缸体1,在缸体1的内腔2中设有转子5,转子5将内腔2分割成左腔室11和右腔室8,左腔室11的上、下两端分别与高压进流孔3和低压
出流孔10相连通,右腔室8的上、下两端分别与高压出流孔4和低压进流孔9相连通,所述转
子5上开有若干槽道7,所述槽道7内设置有滑片6,转子5的转子型线为圆形。
[0049] 左腔室11和右腔室8内缸体型线的主曲线段均为圆弧形,高压进流孔3、高压出流孔4、低压进流孔9和低压出流孔10均为流线型孔道。进、出流孔与工作腔流线型光滑过渡,
可较大地降低流动阻力,使流体进入工作腔时近似垂直冲刷滑片,使流体的压力最大化地
转化为滑片6和转子5的动能。
[0050] 参见图2,本发明的滑片式余压回收设备,左腔室11和右腔室8为左右对称、上下对称型腔。缸体1的缸体型线由若干圆弧密封段12、曲线过渡段13和圆弧主曲线段14相互连接
而成,其中圆弧主曲线段14所在圆的圆心与转子5中心重合。圆弧密封段12,增大了左腔室
11和右腔室8之间的泄漏通道长度,可有效控制流体间的掺混,保证流体增压后的品质。圆
弧密封段12、曲线过渡段13和圆弧主曲线段14之间均为二阶连续,型线过渡光滑,使滑片6
滑动时受力状况良好,降低滑片6滑动时的突变力。
[0051] 由于缸体型线的对称性仅需研究0~π/2范围内型线即可。缸体1的缸体型线分成3段进行分析,但并不排除分成其他数量。
[0052] 此时,所述缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0053]
[0054] 其中,r为转子5的半径;为转子5的转角,且 为缸体1的缸体型线的极径函数,且 二阶连续;h为缸体型线极径函数的最大值,且h>r;θ0、θ1和θ2为逆时
针方向将0~π/2型线分成3段曲线时每段曲线所跨的角度,取值:0°<θ0≤80°,0°<θ1<
90°,0°≤θ2≤45°;a0、a1、a2、a3、a4和a5为上述方程组的待求方程系数,满足如下连续条件:
[0055]
[0056] 特殊的,r=100mm,h=130mm,θ0=25°,θ1=60°,θ2=5°时,有:
[0057]
[0058] 所述缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0059]
[0060] 参见图3,本发明的滑片式余压回收设备,左腔室11和右腔室8可为左右对称、上下不对称型腔。缸体1的缸体型线由圆弧密封段I 15、曲线过渡段I 16、圆弧主曲线段I 17、圆
弧主曲线段II 18、曲线过渡段II 19和圆弧密封段II 20依次连接而成,其中,圆弧主曲线
段I 17和圆弧主曲线段II 18所在圆的圆心均与转子5中心重合。同理,圆弧密封段I 15和
圆弧密封段II 20,增大了左腔室11和右腔室8之间的泄漏通道长度,可有效控制流体间的
掺混,保证流体增压后的品质。圆弧密封段I 15、曲线过渡段I 16、圆弧主曲线段I 17、圆弧
主曲线段II 18、曲线过渡段II 19和圆弧密封段II 20之间均为二阶连续,型线过渡光滑,
使滑片6滑动时受力状况良好,降低滑片6滑动时的突变力。
[0061] 由于缸体型线的对称性仅需研究-π/2~π/2范围内型线即可。缸体1的缸体型线分成6段进行分析,但并不排除分成其他数量。
[0062] 此时,缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0063]
[0064] 其中,r为转子5的半径;为转子5的转角,且 为缸体1的缸体型线的极径函数,且 二阶连续;h为缸体型线极径函数的最大值,且h>r;θ0、θ1、θ2、θ3、
θ4和θ5为逆时针方向将-π/2~π/2型线分成6段曲线时每段曲线所跨的角度,取值:0°≤θ0≤
45°,0°<θ1<90°,0°<θ2≤80°,0°<θ3≤80°,0°<θ4<90°,0°≤θ5≤45°;a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10和a11为上述方程组的待求方程系数,满足如下连续条件:
[0065]
[0066] 特殊的,r=100mm,h=130mm,θ0=4°,θ1=62°,θ2=24°,θ3=25°,θ4=60°,θ5=5°时,有:
[0067]
[0068] 所述缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0069]
[0070] 参见图4,本发明的滑片式余压回收设备,左腔室11和右腔室8为左右不对称、上下对称型腔。缸体1的缸体型线由若干1号圆弧主曲线段21、1号曲线过渡段22、1号圆弧密封段
23、2号圆弧密封段24、2号曲线过渡段25和2号圆弧主曲线段26依次连接而成,其中,1号圆
弧主曲线段21和2号圆弧主曲线段26所在圆的圆心均与转子5中心重合。同理,1号圆弧密封
段23和2号圆弧密封段24,增大了左腔室11和右腔室8之间的泄漏通道长度,可有效控制流
体间的掺混,保证流体增压后的品质。1号圆弧主曲线段21、1号曲线过渡段22、1号圆弧密封
段23、2号圆弧密封段24、2号曲线过渡段25和2号圆弧主曲线段26依次连接而成,其中,1号
圆弧主曲线段21和2号圆弧主曲线段26之间均为二阶连续,型线过渡光滑,使滑片6滑动时
受力状况良好,降低滑片6滑动时的突变力。
[0071] 由于缸体型线的对称性仅需研究0~π范围内型线即可。缸体1的缸体型线分成6段进行分析,但并不排除分成其他数量。
[0072] 此时,缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0073]
[0074] 其中,r为转子5的半径;为转子5的转角,且 为缸体1的缸体型线的极径函数,且 二阶连续;h1和h2分别为右腔室8和左腔室11内缸体型线极径函数的最
大值,且h1≠h2,h1>r,h2>r;θ0、θ1、θ2、θ3、θ4和θ5为逆时针方向将0~π型线分成6段曲线时每段曲线所跨的角度,取值:0°<θ0≤80°,0°<θ1<90°,0°≤θ2≤45°,0°≤θ3≤45°,0°<θ4<90°,0°<θ5≤80°;a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10和a11为上述方程组的待求方程系数,满足如下连续条件:
[0075]
[0076] 特殊的,r=100mm,h1=130mm,h2=120mm,θ0=25°,θ1=60°,θ2=5°,θ3=4°,θ4=62°,θ5=24°,有:
[0077]
[0078] 所述缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0079]
[0080] 参见图5,本发明的滑片式余压回收设备,左腔室11和右腔室8为左右不对称、上下不对称型腔。缸体1的缸体型线由第一圆弧主曲线段27、第一曲线过渡段28、第一圆弧密封
段29、第二圆弧密封段30、第二曲线过渡段31、第二圆弧主曲线段32、第三圆弧主曲线段33、
第三曲线过渡段34、第三圆弧密封段35、第四圆弧密封段36、第四曲线过渡段37、第四圆弧
主曲线段38依次连接而成,其中,第一圆弧主曲线段27、第二圆弧主曲线段32、第三圆弧主
曲线段33、第四圆弧主曲线段38所在圆的圆心均与转子5中心重合。同理,第一圆弧密封段
29、第二圆弧密封段30、第三圆弧密封段35、第四圆弧密封段36,增大了左腔室11和右腔室8
之间的泄漏通道长度,可有效控制流体间的掺混,保证流体增压后的品质。第一圆弧主曲线
段27、第一曲线过渡段28、第一圆弧密封段29、第二圆弧密封段30、第二曲线过渡段31、第二
圆弧主曲线段32、第三圆弧主曲线段33、第三曲线过渡段34、第三圆弧密封段35、第四圆弧
密封段36、第四曲线过渡段37、第四圆弧主曲线段38之间均为二阶连续,型线过渡光滑,使
滑片6滑动时受力状况良好,降低滑片6滑动时的突变力。
[0081] 缸体1的缸体型线分成12段进行分析,但并不排除分成其他数量。
[0082] 此时,缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0083]
[0084] 其中,r为转子5的半径;为转子5的转角,且 为缸体1的缸体型线的极径函数,且 二阶连续;h1和h2分别为右腔室8和左腔室11内缸体型线极径函数的最
大值,且h1≠h2,h1>r,h2>r;θ0、θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6、θ7、θ8、θ9、θ10、θ11为逆时针方向将0~2π型线分成12段曲线时每段曲线所跨的角度,取值:0°<θ0≤80°,0°<θ1<90°,0°≤θ2≤45°,
0°≤θ3≤45°,0°<θ4<90°,0°<θ5≤80°,0°<θ6≤80°,0°<θ7<90°,0°≤θ8≤45°,0°≤θ9≤45°,0°<θ10<90°,0°<θ11≤80°;a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10、a11、a12、a13、a14、a15、a16、a17、a18、a19、a20、a21、a22和a23为上述方程组的待求方程系数,满足如下连续条件:
[0085]
[0086] 特殊的,r=100mm,h1=130mm,h2=120mm,θ0=25°,θ1=60°,θ2=5°,θ3=4°,θ4=62°,θ5=24°,θ6=26°,θ7=61°,θ8=3°,θ9=6°,θ10=63°,θ11=21°,有:
[0087]
[0088] 所述缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0089]
[0090] 本发明所述的滑片式余压回收设备的工作原理为:
[0091] 在左侧,高压流股从高压进流孔3进入左腔室11,流体压力作用于滑片6,同时高压流股冲刷滑片6,推动滑片6运动,并带动转子5转动,滑片6可在转子5的槽道7内滑动,在离
心力的作用下贴紧缸体1内表面,流体从低压出流孔10排出,即左腔室11可实现流体的压力
能转化为转子5和滑片6的动能;在右侧,低压流股从低压进流孔9进入右腔室8,转子5转动
带动滑片6运动,滑片6推动流体在工作腔内流动,随容腔的变化,工作腔流道截面积变小,
流体压力增大,增压后的流体从高压出流孔4排出,即右腔室8可实现转子5和滑片6的动能
转化为流体的压力能。总的来说,能量转化途径为:高压流股的压力能—转子5和滑片6的动
能—低压流股的压力能,通过滑片式余压回收设备,实现高压流股增压低压流股的过程。
[0092] 综上所述,本发明公开的滑片式余压回收设备,左、右工作腔内缸体型线的主曲线段为圆弧形,进、出流孔为流线型孔道,缸体1内腔型线由若干圆弧密封段、五次曲线过渡段
和圆弧主曲线段依次连接而成,相邻两段曲线之间二阶连续。类似的,当过渡曲线段为七次
曲线时,可实现相邻两段曲线之间三阶连续;当过渡曲线段为九次曲线时,可实现相邻两段
曲线之间四阶连续等等。过渡段曲线次数越高,可实现型线更高阶的连续性,可减小滑片6
与缸体1间的磨损,改善滑片6滑动时的受力状况,降低设备运行时产生的噪音。
[0093] 所述工作腔为左右对称型腔时,可应用于处理两侧流股流量相等的工况;所述工作腔为左右不对称型腔时,可应用于处理两侧流股流量不相等的工况。本发明所述的滑片
式余压回收设备,结构简单,流体间掺混小,对加工安装精度要求较低。通过滑片式余压回
收设备,实现高压流体增压低压流体进行余压能的回收再利用,对减小系统功耗和生产成
本,促进节能减排具有重要意义。