[0034] 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。
[0035] 参见图1,一种不同相态流股间的余压回收设备,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,槽道7内设有滑片6,转子5的转子型线为圆形;左腔室11内
缸体型线的主曲线段为圆弧形,右腔室8内缸体型线的主曲线段为类椭圆形。
[0036] 所述的不同相态流股间的余压回收设备,左腔室11和右腔室8处理的流体介质为不同相态,左腔室11通液体介质,液体介质可压缩性非常小,故左腔室11设置为等截面流
道。右腔室8通气体介质,气体介质可压缩性大,容腔变化设置地较为剧烈,故右腔室8设置
为类椭圆形通道。
[0037] 所述不同相态流股间的余压回收设备,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、出流孔道与左腔室11和右腔室8流线型光滑过渡,可
降低液体和气体在孔道流入或流出工作腔过程中的流动阻力,同时使液体进入左腔室11时
近似垂直冲刷和作用于滑片6。
[0038] 左腔室11和右腔室8可为上下对称型腔。参见图2,本发明的不同相态流股间的余压回收设备,左侧的缸体型线由主曲线段I 12、曲线过渡段I 13和圆弧密封段I 14依次连
接而成,其中,主曲线段I 12为圆弧形,圆弧所在圆的圆心与转子5中心重合。右侧的缸体型
线由圆弧密封段II 15、曲线过渡段II 16和主曲线段II 17依次连接而成。
[0039] 所述缸体1的缸体型线的圆弧密封段I 14和圆弧密封段II 15,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。缸体型
线的主曲线段I 12、曲线过渡段I 13、圆弧密封段I 14、圆弧密封段II 15、曲线过渡段II
16和主曲线段II 17之间均为二阶连续,型线过渡较为光滑,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。
[0040] 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。
[0041] 所述不同相态流股间的余压回收设备,缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0042]
[0043] 其中,r为所述转子5的半径;为转子5的转角,且 为所述缸体1的缸体型线的极径函数,且 二阶连续; 为在右腔室内缸体型线的主曲线段II的极径函
数;h为在左腔室11内缸体极径函数的最大值,且h>r;θ0、θ1、θ2、θ3、θ4和θ5为逆时针方向将0~π型线分成6段曲线时每段曲线所跨的角度,取值:0°<θ0≤90°,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:
[0044]
[0045] 右腔室内缸体型线第二主曲线段17为类椭圆形型线,如椭圆型线:简谐型线: 双谐型线:
等。其中,R为类椭圆形曲线的长半径;r为类椭圆形曲线的短半径(等于转子半径);ε=R/r,
为长短半径之比。
[0046] 特殊的,以右腔室内缸体型线主曲线段II 17的极径函数 为椭圆型线为例,r=100mm,R=130mm,h=125mm,ε=1.4,θ0=60°,θ1=27°,θ2=3°,θ3=5°,θ4=55°,θ5=30°时,有:
[0047]
[0048] 所述缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0049]
[0050] 左腔室11和右腔室8也可为上下不对称型腔。参见图3,本发明的不同相态流股间的余压回收设备,左侧的缸体型线由第四圆弧密封段27、第四曲线过渡段28、第四主曲线段
29、第一主曲线段18、第一曲线过渡段19和第一圆弧密封段20依次连接而成,其中,第一主
曲线段18和第四主曲线段29为圆弧形,二者圆弧所在圆的圆心均与转子5中心重合。右侧的
缸体型线由第二圆弧密封段21、第二曲线过渡段22、第二主曲线段23、第三主曲线段24、第
三曲线过渡段25和第三圆弧密封段26依次连接而成。
[0051] 缸体1的缸体型线分成12段进行分析,当然并不排除分成其他数量。
[0052] 所述不同相态流股间的余压回收设备,缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0053]
[0054] 其中,r为所述转子5的半径;为转子5的转角,且 为所述缸体1的缸体型线的极径函数,且 二阶连续; 为在右腔室内缸体型线的第二主曲线段23和第
三主曲线段24的极径函数;h为左腔室11内缸体极径函数的最大值,且h>r;θ0、θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6、θ7、θ8、θ9、θ10和θ11为逆时针方向将0~π型线分成12段曲线时每段曲线所跨的角度,取值:0°<θ0≤90°,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≤90°;a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10、a11、a12、a13、a14、a15、a16、a17、a18、a19、a20、a21、a22、a23为上述方程组的待求方程系数,满足如下连续条件:
[0055]
[0056] 右腔室内缸体型线第二主曲线段23和第三主曲线段24均为类椭圆形型线,如椭圆型线: 简谐型线: 双谐型线:
等。其中,R为类椭圆形曲线的长半径;r为类椭圆形曲线的短半径(等于转子半径);ε=R/r,
为长短半径之比。
[0057] 特殊的,以右腔室内缸体型线第二主曲线段23为椭圆型线为例,r=100mm,R=130mm,h=125mm,ε=1.4,θ0=60°,θ1=27°,θ2=3°,θ3=5°,θ4=55°,θ5=30°,θ6=34°,θ7=
50°,θ8=6°,θ9=4°,θ10=42°,θ11=54°时,有:
[0058]
[0059] 所述缸体1的缸体型线的极径函数 为:
[0060]
[0061] 本发明的不同相态流股间的余压回收设备的工作原理为:
[0062] 在左侧,高压液体从高压进流孔3进入左腔室11,液体压力作用于滑片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可在转子槽道7内滑动,在离心力
的作用下贴紧缸体1内表面,液体流动至低压出流孔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,气体从低压进流孔9进入右腔室8,转子5转动带动
滑片6运动,滑片6推动流体在右腔室8内流动,随容腔的变化,工作腔截面积先增大后减小,
对应气体的吸气过程和压缩过程,气体经压缩后压力增大,气体增压后从高压出流孔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:高压液体的压力能—转子5和滑片6的动能—低压气体的压力能,通过该不同相态流股
间的余压回收设备,实现高压液体增压低压气体的过程,实现流体余压的回收再利用。
[0063] 综上所述,本发明公开的不同相态流股间的余压回收设备,包括缸体,转子、滑片,所述转子设置在缸体内腔室,在两侧分别形成左、右工作腔,转子上开有若干槽道,槽道内
设置有滑片,左、右工作腔处理的流体介质为不同相态。左腔室内缸体线性的主曲线段为圆
弧形,通液体介质,进、出流孔为流线型孔道;右腔室内缸体线性的主曲线段为类椭圆形,通
气体介质,进、出流孔也为流线型孔道。
[0064] 缸体内腔型线由若干圆弧密封段、五次曲线过渡段、圆弧主曲线段、椭圆主曲线段组成,相邻两段曲线二阶连续。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,降低设备运行时的工作噪音。
[0065] 本发明所述的不同相态流股间的余压回收设备,该装置结构简单,易制作,操作性强,掺混易于控制,无柔性冲击,滑片6和缸体1的磨损较小,适用于不同相态流股间的余压
回收。