【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種氣體膨脹裝置的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法
本專利技術(shù)涉及一種氣體膨脹裝置的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)方法,尤其涉及一種氣體膨脹裝置的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法,該方法可應(yīng)用于各種化工機(jī)械行業(yè)氣體工質(zhì)余壓、中間減壓過程的能量回收設(shè)備的研發(fā)及檢測。
技術(shù)介紹
目前我國鋼鐵、有色、煤炭、建材、化工、紡織等行業(yè)的氣體工質(zhì)壓力能量存在大量的浪費(fèi),各種化工機(jī)械行業(yè)的能量回收具有重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。氣體膨脹機(jī)是壓力能量回收的核心設(shè)備,可用于替代各種化工環(huán)節(jié)節(jié)流減壓閥,從而實(shí)現(xiàn)能量回收的同時(shí)滿足實(shí)際工藝流程所需的壓降,對整個(gè)系統(tǒng)并未造成其他影響,所回收的能量可用于發(fā)電或驅(qū)動(dòng)其他耗能設(shè)備,具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前各種可適用于不同化工機(jī)械行業(yè)內(nèi)部流程環(huán)節(jié)壓力能量回收的膨脹裝置逐漸引起人們重視,并已公開多種專利,其結(jié)構(gòu)形式包括容積式、徑流式、混流式或軸流式等多種形式,應(yīng)用工質(zhì)也有空氣、氮?dú)狻⒀鯕狻⑻烊粴狻錃饣蚱渌兹家妆坝卸練怏w,這些膨脹機(jī)多為新研發(fā)設(shè)備,而其研發(fā)過程中最重要環(huán)節(jié)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和檢測技術(shù)并不成熟,目前尚無適用于此類產(chǎn)品的完善實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及測試方法,而直接在使用現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)顯然存在較大的技術(shù)和安全風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
(一)要解決的技術(shù)問題鑒于上述技術(shù)缺陷,本專利技術(shù)提供了一種適用于各種氣體工質(zhì)、各種結(jié)構(gòu)形式下膨脹裝置的實(shí)驗(yàn)和檢測技術(shù),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)際工況下的膨脹裝置的可靠性驗(yàn)證及性能特性研究。(二)技術(shù)方案本專利技術(shù)所涉及的氣體膨脹裝置的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種氣體膨脹裝置的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括氣體壓縮裝置、高壓儲(chǔ)氣罐、低壓儲(chǔ)氣罐、氣體膨脹裝置被試件、齒輪箱、測功 ...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種氣體膨脹裝置的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括氣體壓縮裝置、高壓儲(chǔ)氣罐、低壓儲(chǔ)氣罐、氣體膨脹裝置被試件、齒輪箱、測功器,其特征在于,所述低壓儲(chǔ)氣罐、氣體壓縮裝置、高壓儲(chǔ)氣罐、氣體膨脹裝置被試件通過氣體管路依次連接,低壓儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體工質(zhì)經(jīng)氣體壓縮裝置壓縮升壓后進(jìn)入高壓儲(chǔ)氣罐,然后進(jìn)入氣體膨脹裝置被試件膨脹降壓后進(jìn)入低壓儲(chǔ)氣罐,實(shí)現(xiàn)一個(gè)氣體循環(huán);由高壓氣體工質(zhì)驅(qū)動(dòng)的氣體膨脹裝置被試件通過齒輪箱與測功器連接,通過控制測功器的負(fù)載達(dá)到氣體膨脹裝置被試件實(shí)驗(yàn)所需的旋轉(zhuǎn)速度,氣體膨脹裝置被試件所輸出功率由測功器消耗;所述低壓儲(chǔ)氣罐、高壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口和出氣口處均設(shè)置有截止閥;所述氣體壓縮裝置的出氣口分為兩路:一路為與所述高壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口連通的主流通道,所述主流通道上設(shè)置有止回閥;另一路為與所述低壓儲(chǔ)氣罐的回氣口連通的回路通道,所述回路通道上設(shè)置有止回閥、調(diào)節(jié)閥和截止閥;所述低壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口和所述高壓儲(chǔ)氣罐的出氣口之間還設(shè)置有一與所述氣體膨脹裝置被試件并聯(lián)的聯(lián)通管路,所述聯(lián)通管路上設(shè)置有常閉閥;所述氣體膨脹裝置被試件的進(jìn)氣管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥和加熱器,所述氣體膨脹裝置被試件的出氣管路上設(shè)置有止回閥。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種氣體膨脹裝置的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括氣體壓縮裝置、高壓儲(chǔ)氣罐、低壓儲(chǔ)氣罐、氣體膨脹裝置被試件、齒輪箱、測功器,其特征在于,所述低壓儲(chǔ)氣罐、氣體壓縮裝置、高壓儲(chǔ)氣罐、氣體膨脹裝置被試件通過氣體管路依次連接,低壓儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣體工質(zhì)經(jīng)氣體壓縮裝置壓縮升壓后進(jìn)入高壓儲(chǔ)氣罐,然后進(jìn)入氣體膨脹裝置被試件膨脹降壓后進(jìn)入低壓儲(chǔ)氣罐,實(shí)現(xiàn)一個(gè)氣體循環(huán);由高壓氣體工質(zhì)驅(qū)動(dòng)的氣體膨脹裝置被試件通過齒輪箱與測功器連接,通過控制測功器的負(fù)載達(dá)到氣體膨脹裝置被試件實(shí)驗(yàn)所需的旋轉(zhuǎn)速度,氣體膨脹裝置被試件所輸出功率由測功器消耗;所述低壓儲(chǔ)氣罐、高壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口和出氣口處均設(shè)置有截止閥;所述氣體壓縮裝置的出氣口分為兩路:一路為與所述高壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口連通的主流通道,所述主流通道上設(shè)置有止回閥;另一路為與所述低壓儲(chǔ)氣罐的回氣口連通的回路通道,所述回路通道上設(shè)置有止回閥、調(diào)節(jié)閥和截止閥;所述低壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口和所述高壓儲(chǔ)氣罐的出氣口之間還設(shè)置有一與所述氣體膨脹裝置被試件并聯(lián)的聯(lián)通管路,所述聯(lián)通管路上設(shè)置有常閉閥;所述氣體膨脹裝置被試件的進(jìn)氣管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥和加熱器,所述氣體膨脹裝置被試件的出氣管路上設(shè)置有止回閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述氣體膨脹裝置被試件的結(jié)構(gòu)形式為容積式、徑流式、混流式或軸流式。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述氣體膨脹裝置被試件采用單級、兩級或多級膨脹的結(jié)構(gòu)形式。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述氣體膨脹機(jī)工質(zhì)采用空氣、氮?dú)狻⒀鯕狻⑻烊粴狻錃狻⒁谎趸肌⒍趸嫉葐我还べ|(zhì)或混合工質(zhì)氣體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述氣體壓縮裝置的結(jié)構(gòu)形式為容積式、徑流式、混流式或軸流式。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述氣體壓縮裝置采用單級、兩級及多級壓縮的結(jié)構(gòu)形式。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述氣體壓縮裝置工質(zhì)采用空氣、氮?dú)狻⒀鯕狻⑻烊粴狻錃狻⒁谎趸肌⒍趸嫉葐我还べ|(zhì)或混合工質(zhì)氣體,且與所述氣體膨脹裝置被試件的工質(zhì)相同。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述高、低壓儲(chǔ)氣罐是指兩個(gè)儲(chǔ)氣罐相對高、低壓,其絕對壓力相對于大氣環(huán)境均可為正壓,也可為負(fù)壓,完全根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需工況調(diào)節(jié)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述氣體壓縮裝置出口設(shè)置兩個(gè)通道,一個(gè)是主通道工質(zhì)進(jìn)入高壓儲(chǔ)氣罐,另一個(gè)是回路通道,由調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)其流量,從而控制主通道流量滿足氣體膨脹裝置被試件實(shí)驗(yàn)要求。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述高、低壓儲(chǔ)氣罐之間有個(gè)聯(lián)通管路,并由常閉閥控制該聯(lián)通管路開閉,正常實(shí)驗(yàn)時(shí)該常閉閥關(guān)閉,在實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)緊急停車時(shí)該常閉閥自動(dòng)打開,保持高、低壓儲(chǔ)氣罐聯(lián)通,防止高壓儲(chǔ)氣罐由于壓縮機(jī)的運(yùn)行而壓力過高,另外在實(shí)驗(yàn)后聯(lián)通高、低壓儲(chǔ)氣罐,使其壓力平衡,便于下次實(shí)驗(yàn)時(shí)壓縮裝置的啟動(dòng)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述測功器采用水力測功器、電力測功器或電渦流測功器,其作用在于控制氣體膨脹裝置被試件轉(zhuǎn)速,并消耗氣體膨脹裝置被試件輸出的軸功。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述齒輪箱輸入、輸出齒輪軸分別與所述氣體膨脹裝置被試件和測功器連接,其作用是調(diào)節(jié)氣體膨脹裝置被試件的轉(zhuǎn)速,所述齒輪箱為增速齒輪箱或減速齒輪箱,其內(nèi)部則是高速齒輪軸和低速齒輪軸經(jīng)過嚙合面接觸傳遞扭矩。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括滑油站,主要作用在于向齒輪箱、氣體膨脹裝置被試件供油,保證實(shí)驗(yàn)過程中軸承以及齒輪的冷卻和潤滑。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括冷卻單元,主要作用在于對氣體壓縮裝置、滑油站進(jìn)行冷卻,保證壓縮機(jī)排氣和滑油溫度。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,所述閉式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括測試單元,主...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員:李文,陳海生,張雪輝,朱陽歷,左志濤,張新敬,
申請(專利權(quán))人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所,
類型:發(fā)明
國別省市:北京;11
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