可实现流体能量回收的斜盘式轴向活‑柱塞泵制造技术

本实用新型专利技术公开一种可实现流体能量回收的斜盘式轴向活‑柱塞泵，由泵体、端盖、斜盘、回程盘、中心弹簧组件、缸体、活‑柱塞、配流盘、泵轴和轴承等主要构件和辅件构成。为实现能量回收，本实用新型专利技术的缸体内设有台阶形缸孔和相应流体通道，缸孔与其内的活‑柱塞之间形成了能量回收腔、增压腔和高压腔3个密闭腔室，配流盘采用两个分体式结构。所述能量回收是在活‑柱塞向缸体内缩回过程中，通过相应流体通道将高压废弃流体引入能量回收腔，利用高压废弃流体对活‑柱塞做功和外力一起完成高压有用流体的压出来实现的。在这个过程中高压废弃流体的能量不断通过活‑柱塞上的活塞直接传递给增压腔内的有用流体，不存在中间环节能量损失，提高了能量回收效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及能量回收
，特别是涉及一种可实现流体能量回收的斜盘式轴向活-柱塞泵。
技术介绍
随着社会的发展，人们对能量利用率的追求越来越高。在涉及流体的工业生产领域，通常是利用流体泵产生高压流体来驱动执行机构工作，而在这个过程中往往会产生含有一定压力的废弃流体，这些含压流体的直接废弃会造成能量浪费，导致系统的能量利用率低下。例如在反渗透海水淡化工程中，高压原水经过反渗透装置之后会产生淡水和高压浓海水，其中高压浓海水中约有60％的进料压力能量，直接排放将造成巨大的能量浪费，而浓海水又不能直接与原水进行混合，因此如何回收这部分能量是提高整个系统能量利用率的关键。为合理利用废弃流体的能量，各种形式的能量回收装置相继出现。但现有能量回收装置尚存在以下不足：1)能量回收存在中间环节，导致能量的二次浪费；2)能量回收过程中存在高压废弃流体和低压原料流体的混合，造成原料流体的污染；3)装置复杂，零部件繁多且对控制系统要求较高，增加了投资成本。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺陷，本技术提供一种能减少能量传递环节、分割废弃流体与原料流体并且结构简单可实现流体能量回收的斜盘式轴向活-柱塞泵。为实现上述目的，采用了以下技术方案：一种可实现流体能量回收的斜盘式轴向活-柱塞泵，其主要零部件包括泵体、端盖、斜盘、回程盘、中心弹簧组件、缸体、活-柱塞、配流盘及泵轴。所述泵体包括前泵体和后泵体；所述端盖包括前端盖和后端盖；所述斜盘置于后端盖的凹槽处并通过第一定位销进行固定，斜盘表面与缸体轴线成一定夹角，该夹角大小影响缸体各腔室的排量；所述配流盘为两个分体结构，包括第一配流盘、第二配流盘，第一、第二配流盘分别通过第二、第三定位销固定在前泵体上；所述缸体通过花键紧套在泵轴上，置于斜盘和配流盘之间，缸体外部通过第一轴承支撑在后泵体内；所述缸体与配流盘的接触面呈台阶状分布，缸体的环形接触面与第一配流盘紧密接触，形成第一配流副，缸体的圆形接触面与第二配流盘紧密接触，形成第二配流副；缸体内沿周向均匀设置若干缸孔，每个缸孔均设置相应的流体通道，缸孔内设置相应数量的活-柱塞，形成不同腔室与相应的流体通道连通；所述活-柱塞伸出端铰接有滑靴，且滑靴通过回程盘作用紧贴在斜盘上；所述回程盘中部设有与中心弹簧组件相配合的凹球面；所述中心弹簧组件包括钢球、内套、中心弹簧和外套，中心弹簧组件通过外套安装在泵轴内，通过钢球与回程盘相接；所述泵轴通过第二轴承支撑在前泵体内，前泵体内设有与所述流体通道相应的流体入口与出口，前泵体外部与前端盖连接。所述缸体的缸孔为台阶形缸孔，所述台阶形缸孔在靠近斜盘的一端设有导向套套装在所述活-柱塞上，所述导向套通过弹簧卡箍进行固定，进而台阶形缸孔、导向套与活-柱塞之间形成3个腔室，从靠近滑靴端起分别定义为能量回收腔、增压腔和高压腔；所述每个缸孔所设有相应的流体通道包括流体通道一、二、三；所述前泵体内设有相应的流体入口与出口包括回收流体入口、回收流体出口、低压有用流体入口、增压流体出口和高压流体出口；其中流体通道一连通能量回收腔和回收流体入口、出口，流体通道二连通增压腔和低压有用流体入口与增压流体出口，流体通道三连通高压腔和低压有用流体入口与高压流体出口。所述台阶形缸孔内的活-柱塞除球头外可划分能量回收腔活塞杆、活塞、高压腔柱塞杆3个部分，其中能量回收腔活塞杆直径与高压腔柱塞杆直径可以相同也可以不相同。所述第一配流盘上对应所述回收流体入口和出口分别设有回收流体吸入配流孔和回收流体排出配流孔；所述第二配流盘上对应低压有用流体入口、增压流体出口和高压流体出口分别设有低压有用流体吸入配流孔、增压流体排出配流孔和高压流体排出配流孔。泵工作时，通过泵轴带动缸体旋转，斜盘和配流盘固定不动，活-柱塞随缸体做旋转运动的同时，在斜盘和回程盘的作用下，沿缸体孔作往复运动。活-柱塞在其自下而上的半圆周内旋转时逐渐向外伸出，其与缸孔所形成的3个密封工作容腔中的增压腔和高压腔容积不断增加，产生局部真空，进而通过配流盘和泵体内相应流体通道完成低压有用流体的吸入，同时能量回收腔的容积不断减小，排出已完成能量回收的低压废弃流体；活-柱塞在其自上而下的半圆周内旋转时逐渐向缸体内缩回，其与缸孔所形成的3个密封工作容腔中的增压腔和高压腔的容积不断减小，完成增压和高压有用流体的排出，同时能量回收腔的容积不断增加，吸入高压废弃流体，回收废弃流体能量。随着缸体的旋转，活-柱塞不断吸入、排出有用流体，同时排出、吸入废弃流体，进而完成压力、流量较为稳定的高压流体排出和废弃流体能量的回收。所述增压腔和高压腔排出流体的压力取决于外负载，可以相同也可以不同。所述能量回收是在活-柱塞向缸体内缩回的过程中，通过高压废弃流体对活-柱塞做功，来减少电机输出功率来实现的；在此过程中高压废弃流体的能量不断通过活-柱塞上的活塞直接传递给增压腔和高压腔内的有用流体，不存在中间环节能量损失，进而提高了能量回收效率。与现有技术相比，本技术具有如下优点：1、在活-柱塞向缸体内缩回过程中，将高压废弃流体引入能量回收腔同外力一起对低压有用流体进行加压，减少了对外力的需求实现了废弃流体的能量回收；2、高压废弃流体的能量通过活-柱塞上的活塞直接传递给增压腔内的有用流体，不存在中间环节，减少了能量损失；3、通过改变活-柱塞能量回收腔的柱塞杆直径可以控制能量回收腔大小，进而在仅更换活-柱塞和导向套的情况下实现对能量回收率的控制；4、导向套和高压腔的缸体孔相结合既起到导向作用，又能克服由离心力矩和摩擦力矩等倾覆力矩所引起活-柱塞工作过程中的倾斜现象；5、具有增压腔和高压腔两压力级密闭腔室，可实现对增压腔和高压腔排出流体的压力、流量进行单独控制。附图说明图1为本技术结构剖视图；图2为本技术的缸孔和活-柱塞结构剖视图；图3为本技术的第一配流盘结构示意图；图4为本技术的第二配流盘结构示意图。图中：1-后端盖；2-弹簧卡箍；3-导向套；4-滑靴；5-第一定位销；6-回程盘；7-斜盘；8-钢球；9-内套；10-中心弹簧；11-外套；12-第一轴承；13-缸体；14-活-柱塞；14.1-能量回收腔活塞杆；14.2-活塞；14.3-高压腔柱塞杆；15-第一配流盘；16-第二定位销；17-回收流体入口；18-增压流体出口；19-高压流体出口；20-前泵体；21-第二配流盘；22-第三定位销；23-前端盖；24-第二轴承；25-泵轴；26-低压有用流体入口；27-回收流体出口；28-后泵体；29-泄露流体出口；30-回收流体吸入配流孔；31-回收流体排出配流孔；32-低压有用流体吸入配流孔；33-增压流体排出配流孔；34-高压流体排出配流孔；R-能量回收腔；B-增压腔；H-高压腔；a、b、c-流体通道一、二、三。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步说明：如图1所示，本技术实施例的一种可实现流体能量回收的斜盘式轴向活-柱塞泵包括泵体、端盖、斜盘、回程盘、中心弹簧组件、缸体、活-柱塞组件、配流盘、泵轴和轴承等主要零部件和辅件。所述泵体包括前泵体20和后泵体28；端盖包括前端盖23和后端盖1；所述斜盘7置于后端盖1的凹槽处并通过第一定位销5进行固定，斜盘表面与缸体13轴线成一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可实现流体能量回收的斜盘式轴向活‑柱塞泵，其特征在于：其主要由泵体、端盖、斜盘、回程盘、中心弹簧组件、缸体、活‑柱塞、配流盘及泵轴组成；所述泵体包括前泵体和后泵体；所述端盖包括前端盖和后端盖；所述斜盘置于后端盖的凹槽处并通过第一定位销进行固定，斜盘表面与缸体轴线成一定夹角；所述配流盘为两个分体结构，包括第一配流盘、第二配流盘，第一、第二配流盘分别通过第二、第三定位销固定在前泵体上；所述缸体通过花键紧套在泵轴上，置于斜盘和配流盘之间，缸体外部通过第一轴承支撑在后泵体内；所述缸体与配流盘的接触面呈台阶状分布，缸体的环形接触面与第一配流盘紧密接触，形成第一配流副，缸体的圆形接触面与第二配流盘紧密接触，形成第二配流副；缸体内沿周向均匀设置若干缸孔，每个缸孔均设置相应的流体通道，缸孔内设置相应数量的活‑柱塞，形成不同腔室与相应的流体通道连通；所述活‑柱塞伸出端铰接有滑靴，且滑靴通过回程盘作用紧贴在斜盘上；所述回程盘中部设有与中心弹簧组件相配合的凹球面；所述中心弹簧组件包括钢球、内套、中心弹簧和外套，中心弹簧组件通过外套安装在泵轴内，通过钢球与回程盘相接；所述泵轴通过第二轴承支撑在前泵体内，前泵体内设有与所述流体通道相应的流体入口与出口，前泵体外部与前端盖连接。...

【技术特征摘要】
1.一种可实现流体能量回收的斜盘式轴向活-柱塞泵，其特征在于：其主要由泵体、端盖、斜盘、回程盘、中心弹簧组件、缸体、活-柱塞、配流盘及泵轴组成；所述泵体包括前泵体和后泵体；所述端盖包括前端盖和后端盖；所述斜盘置于后端盖的凹槽处并通过第一定位销进行固定，斜盘表面与缸体轴线成一定夹角；所述配流盘为两个分体结构，包括第一配流盘、第二配流盘，第一、第二配流盘分别通过第二、第三定位销固定在前泵体上；所述缸体通过花键紧套在泵轴上，置于斜盘和配流盘之间，缸体外部通过第一轴承支撑在后泵体内；所述缸体与配流盘的接触面呈台阶状分布，缸体的环形接触面与第一配流盘紧密接触，形成第一配流副，缸体的圆形接触面与第二配流盘紧密接触，形成第二配流副；缸体内沿周向均匀设置若干缸孔，每个缸孔均设置相应的流体通道，缸孔内设置相应数量的活-柱塞，形成不同腔室与相应的流体通道连通；所述活-柱塞伸出端铰接有滑靴，且滑靴通过回程盘作用紧贴在斜盘上；所述回程盘中部设有与中心弹簧组件相配合的凹球面；所述中心弹簧组件包括钢球、内套、中心弹簧和外套，中心弹簧组件通过外套安装在泵轴内，通过钢球与回程盘相接；所述泵轴通过第二轴承支撑在前泵体内，前泵体内设有与所述流体通道相应的流体入口与出口，前泵体外部与前端盖连接。2.根据权利要求1所述的一种可实现流体能量回收的斜盘式轴向活-柱塞泵，其特征在于：所述缸体的轴向缸孔为台阶形缸孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘思远，王闯，刘建勋，杨梦雪，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：新型
国别省市：河北;13