CN103470432A - 压力液流发电装置和液体加压喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机电加工技术领域，具体而言，涉及一种高压液流发电装置和液体加压喷射装置。该压力液流发电装置，包括第一储罐、第二储罐、水轮发电机和多个阀门；所述水轮发电机置于第一储罐和所述第二储罐之间，所述多个阀门之间相互配合，用于输入压力气体将第一储罐内的液体压出，流经水轮发电机中的水轮机后流入所述第二储罐，液体流流经所述水轮机带动水轮机转动进行发电。本发明提供的装置降低了生产成本。

Description

压力液流发电装置和液体加压喷射装置

技术领域

本发明涉及机电加工技术领域，具体而言，涉及一种高压液流发电装置和液体加压喷射装置。

背景技术

泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。

现有技术中，水轮发电机组转化液体的压力能发电，且只能在有水位落差的水库区域建立水电站。高压水流或者其他液体流压力的产生，均是通过高压泵。例如，高压水刀的应用中，高压泵是水刀***的核心成员，用于对水进行加压并连续输出水流，从而让切割刀头把高压水变为超音速水射流。水刀应用可以采用增压泵和直接驱动泵。除此之外，其他高压液体的产生也大多是通过高压泵来实现的，而高压泵的成本往往较高。

综上所述，现有技术中的液体加压技术，由于必须依赖高压泵而存在成本较高的技术缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压液流发电装置和液体加压喷射装置，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了压力液流发电装置，包括第一储罐、第二储罐、水轮发电机和多个阀门。

所述水轮发电机置于第一储罐和所述第二储罐之间，所述多个阀门之间相互配合，用于输入压力气体将第一储罐内的液体压出，流经水轮发电机中的水轮机后流入所述第二储罐，液体流流经所述水轮机带动水轮机转动进行发电。

其中，所述水轮机的两侧设有与水轮机内腔相连通的管道，两侧管道分别***所述第一储罐和第二储罐，所述第一储罐和水轮机相连通的管道上还设置有第一进水阀门，所述第二储罐和水轮机相连通的管道上还设置有第二进水阀门；

所述水轮机的出水口处也设有分别与第一储罐和第二储罐相连通的管道，所述出水口与所述第一储罐相连通的管道上，还设置有第一排水阀门，所述出水口与所述第二储罐相连通的管道上还设置有第二排水阀门；

所述第一储罐的顶端设置有均与第一储罐的内腔连通的第一进气阀门、第一排气阀门；所述第一进气阀门，为压力气体进入所述第一储罐的入口；

所述第二储罐的顶端设置有均与第二储罐的内腔连通的第二进气阀门、第二排气阀门；所述第二进气阀门，为压力气体进入所述第二储罐的入口。

其中，还包括空压机：

所述空压机与所述第一进气阀门和第二进气阀门连通且密封连接；所述空压机，用于产生压力气体。

其中，所述多个阀门均为电动阀门。

其中，还包括第一控制装置；

所述第一控制装置，用于对多个阀门进行控制，在所述第一储罐内装满液体时，开启第一进气阀门、第二排水阀门和第二排气阀门，关闭其余阀门，当第一储罐内的压强达到预设数值时，则开启第一进水阀门，待第一储罐内液体排空后，则完成了一个发电流程；之后开启第二进气阀门、第一排气阀门和第一排水阀门，关闭其余阀门，当第二储罐内的压强达到预设数值时，则开启第二进水阀门，第二储罐内的液体排空后，完成了第二个发电流程。

其中，还设有第三储罐和第四储罐；

第三储罐和第四储罐的连接方式与第一储罐和第二储罐的连接方式相同，设置的多个阀门也对应相同；

所述第一控制装置，还用于控制第一储罐、第二储罐和第三储罐、第四储罐交替运行，使第三储罐和第四储罐在第一储罐或者第二储罐排气的时间段内进行发电。

其中，所述第一进水阀门和水轮机之间和/或第二进水阀门和水轮机之间，还设置有射流扩流装置；

所述射流扩流装置，用于降低液流压强加大液量，以便适用市场现有水轮机组。

本发明实施例还提供一种液体加压喷射装置，包括第五储罐、第三进气阀门、第三排气阀门、第三进水阀门和第一喷水阀门；

所述第三进气阀门、第三排气阀门和第三进水阀门设置于所述第五储罐的一端，均与第五储罐的内腔连通；所述第三进气阀门，为压力气体进入所述第五储罐的入口；

所述第一喷水阀门设置于所述第五储罐的另一端，为第五储罐内的液体流喷出的出口。

其中，还包括空压机：

所述空压机与所述第三进气阀门连通且密封连接；所述空压机，用于产生压力气体。

其中，所述第三进气阀门、第三排气阀门以及所述第三进水阀门和所述第一喷水阀门均为电动阀门；

还包括，电动控制装置；

所述电动控制装置，用于在所述第五储罐内装满液体时，关闭第三进水阀门、第一喷水阀门和第三排气阀门，打开第一进气阀门，输入压力气体；当储罐内压强达到预设要求后，则打开第一喷水阀门喷出液体流，当第一储罐内液体排空后，则关闭第三进气阀门和第一喷水阀门，打开第三排气阀门和第三进水阀门。

本发明上述实施例的压力液流发电装置和液体加压喷射装置，不是采用传统的液体加压方式，而是通过压力气体在密封空间内对液体进行持续加压，而产生压力液体，在压力液流发电装置中，压力液体用于推动水轮机进行发电；在液体加压喷射装置中，则将高压液体通过阀门喷出，形成高压水刀等，进行相关加工，这两种装置无需依赖泵类设备，可以利用压力气体生产设备产生压力气体，也可以利用现有的高压气体管道，在使用高压气体生产设备，例如空压机时，在达到同样的液体压强值下，所需要的泵类设备的成本往往高出空压机这类设备很多，因此，本发明实施例所提供的两种装置降低了生产成本。本技术核心在于将气体的压力能通过密封罐体，转化为液体的动能，若必要，也可转化为液体的势能。液体加压喷射装置，可替代液泵，传输液体。

附图说明

图1为在本发明的一个实施例压力液流发电装置的结构剖面图；

图2为本发明的射流扩流装置的结构剖面图；

图3为本发明的一个实施例中液体加压喷射装置的结构剖面图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例提供了一种压力液流发电装置。

该装置，包括第一储罐A、第二储罐B、水轮发电机和多个阀门。

所述水轮发电机置于第一储罐A和所述第二储罐B之间，所述多个阀门之间相互配合，用于输入压力气体将第一储罐A内的液体压出，流经水轮发电机中的水轮机后流入所述第二储罐B，液体流流经所述水轮机带动水轮机转动进行发电。

压力气体源，可以是高压气体管道，也可以是各种气体加压设备。

作为一种可实施方式，参见图1所示，所述水轮机的两侧设有与水轮机内腔相连通的管道，两侧管道分别***所述第一储罐A和第二储罐B，所述第一储罐A和水轮机相连通的管道上还设置有第一进水阀门5，所述第二储罐B和水轮机相连通的管道上还设置有第二进水阀门6。

所述水轮机的出水口处也设有分别与第一储罐A和第二储罐B相连通的管道，所述出水口与所述第一储罐A相连通的管道上，还设置有第一排水阀门7，所述出水口与所述第二储罐B相连通的管道上还设置有第二排水阀门8。

所述第一储罐A的顶端设置有均与第一储罐A的内腔连通的第一进气阀门1、第一排气阀门2；所述第一进气阀门1，为压力气体进入所述第一储罐A的入口；所述第二储罐B的顶端设置有均与第二储罐B的内腔连通的第二进气阀门3、第二排气阀门4；所述第二进气阀门3，为压力气体进入所述第二储罐B的入口。

优选地，压力气体由空压机产生。空压机与第一进气阀门1和第二进气阀门3连通且密封连接。

其中，所述多个阀门均为电动阀门。电动阀门，在第一控制装置的控制下，多个阀门先后开启实现液体在第一储罐A和第二储罐B的往复流动，从而连续发电。

具体地，在所述第一储罐A内装满液体时，开启第一进气阀门1、第二排水阀门8和第二排气阀门4，关闭其余阀门，当第一储罐A内的压强达到预设数值时，则开启第一进水阀门5，待第一储罐A内液体排空后，则完成了一个发电流程；之后开启第二进气阀门3、第一排气阀门2和第一排水阀门7，关闭其余阀门，当第二储罐B内的压强达到预设数值时，则开启第二进水阀门6，第二储罐B内的液体排空后，完成了第二个发电流程。

即，图1中所示阀门1、2、3、4为气阀，5、6、7、8为水阀。在初始状态，A罐充满水，B罐为空罐，阀门2、7、3、6、5关闭，阀门1、4、8开启，加压至预定压力时，开启阀门5，A罐水喷出，进入水轮机组发电，尾水经阀门8进入B罐。A罐水排空，B罐水注满，一个发电流程结束。

之后，阀门4、8、5、1、6关闭，阀门2、3、7开启，加压至预定压力，开启阀门6，B罐水喷出，进入水轮机组发电，尾水经阀门7，进入A罐，开始第二个发电流程。

由于每一个发电流程中，储罐内的液体排出后，罐内充满压力气体，恢复至大气压需要一段时间，有一个排气过程。在此时间段内，无法通过第二储罐B开启第二发电流程，因此优选地，配备4个罐体，还设有第三储罐C和第四储罐D。第三储罐C和第四储罐D的连接方式与第一储罐A和第二储罐B的连接方式相同，设置的多个阀门也对应相同。

第一控制装置，控制第一储罐A、第二储罐B和第三储罐C、第四储罐D交替运行，使第三储罐C和第四储罐D在第一储罐A或者第二储罐B排气的时间段内进行发电。

具体地，可以将四个储罐分2组，4个罐体的液体流向是先A-B,而后C-D,再B-A，然后D-C，再A-B···如此循环，使得在排气的空挡，也可持续发电。

显然，本领域技术人员可以根据本发明的技术构思调整储罐的数量和配合方式，本发明不一一列举。

优选地，所述第一进水阀门5和水轮机之间和/或第二进水阀门6和水轮机之间，还设置有射流扩流装置。参见图2所示。

所述射流扩流装置，用于降低液流压强加大液量。从a’处进入的液流压强大，流量小，经过射流扩流装置，从b’处流出，流量加大，压强变小，可将30兆帕以上的压力降至10兆帕以下，更适于市场现有水轮机组发电。

射流扩流量装置是完成中压力气体喷水发电中优选的一个机构环节。

本发明实施例还提供一种液体加压喷射装置，参见图3所示，包括第五储罐E、第三进气阀门10、第三排气阀门9、第三进水阀门11和第一喷水阀门12。

所述第三进气阀门10、第三排气阀门9和第三进水阀门11设置于所述第五储罐E的一端，均与第五储罐E的内腔连通；所述第三进气阀门10，为压力气体进入所述第五储罐E的入口；所述第一喷水阀门12设置于所述第五储罐E的另一端，为第五储罐E内的液体流喷出的出口。

优选地，该喷射装置的压力气体也由空压机产生。空压机与所述第三进气阀门10连通且密封连接。

本发明实施例中，各储罐在阀门关闭时，均为密封罐。

其中，所述第三进气阀门10、第三排气阀门9以及所述第三进水阀门11和所述第一喷水阀门12均为电动阀门。

本发明实施例中该喷射装置还包括电动控制装置，所述电动控制装置，用于在所述第五储罐E内装满液体时，关闭第三进水阀门11、第一喷水阀门12和第三排气阀门9，打开第一进气阀门10，输入压力气体；当储罐内压强达到预设要求后，则打开第一喷水阀门12喷出液体流，当第五储罐E内液体排空后，则关闭第三进气阀门10和第一喷水阀门12，打开第三排气阀门9和第三进水阀门11进水。

初始状态为第五储罐装满水，阀门9、11、12关闭，开启阀门10加压。压强达到要求后，开启阀门12喷水做功，罐内水排空后，做功结束。关闭阀门10和12，开启阀门9和11进水，罐内装满水后，开始新一轮喷水做功。

本发明实施例提供的发电装置和喷射装置，可以使用于各种液体，并不仅限于水。

现有技术中，实现液体中高压，大多使用高压泵。本发明通过压力气体对液体进行加压从而产生高压液体的构思，由空压机产生中压力气体，经导气管连接至装有液体的压力容器上，由此使容器内的液体获得能量，打开容器下部的阀门，液体将带压力喷出，用于做功发电。这样，容易实现液体中高压，并降低加压过程的能耗。此外，除了在能耗方面有所降低，设备造价相对高压泵也较低，故障率很少。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.压力液流发电装置，其特征在于，包括第一储罐、第二储罐、水轮发电机和多个阀门；

所述水轮发电机置于所述第一储罐和所述第二储罐之间，所述多个阀门之间相互配合，用于输入压力气体将第一储罐内的液体压出，流经水轮发电机中的水轮机后流入所述第二储罐，液体流流经所述水轮机带动水轮机转动进行发电。

2.根据权利要求1所述的压力液流发电装置，其特征在于：

所述水轮机的两侧设有与水轮机内腔相连通的管道，两侧管道分别***所述第一储罐和第二储罐，所述第一储罐和水轮机相连通的管道上还设置有第一进水阀门，所述第二储罐和水轮机相连通的管道上还设置有第二进水阀门；

所述水轮机的出水口处也设有分别与第一储罐和第二储罐相连通的管道，所述出水口与所述第一储罐相连通的管道上，还设置有第一排水阀门，所述出水口与所述第二储罐相连通的管道上还设置有第二排水阀门；

所述第一储罐的顶端设置有均与第一储罐的内腔连通的第一进气阀门、第一排气阀门；所述第一进气阀门，为压力气体进入所述第一储罐的入口；

所述第二储罐的顶端设置有均与第二储罐的内腔连通的第二进气阀门、第二排气阀门；所述第二进气阀门，为压力气体进入所述第二储罐的入口。

3.根据权利要求2所述的压力液流发电装置，其特征在于，还包括空压机：

所述空压机与所述第一进气阀门和第二进气阀门连通且密封连接；所述空压机，用于产生压力气体。

4.根据权利要求3所述的压力液流发电装置，其特征在于，所述多个阀门均为电动阀门。

5.根据权利要求4所述的压力液流发电装置，其特征在于，还包括第一控制装置；

所述第一控制装置，用于对多个阀门进行控制，在所述第一储罐内装满液体时，开启第一进气阀门、第二排水阀门和第二排气阀门，关闭其余阀门，当第一储罐内的压强达到预设数值时，则开启第一进水阀门，待第一储罐内液体排空后，则完成了一个发电流程；之后开启第二进气阀门、第一排气阀门和第一排水阀门，关闭其余阀门，当第二储罐内的压强达到预设数值时，则开启第二进水阀门，第二储罐内的液体排空后，完成了第二个发电流程。

6.根据权利要求5所述的压力液流发电装置，其特征在于，还设有第三储罐和第四储罐；

第三储罐和第四储罐的连接方式与第一储罐和第二储罐的连接方式相同，设置的多个阀门也对应相同；

所述第一控制装置，还用于控制第一储罐、第二储罐和第三储罐、第四储罐交替运行，使第三储罐和第四储罐在第一储罐或者第二储罐排气的时间段内进行发电。

7.根据权利要求2所述的压力液流发电装置，其特征在于，所述第一进水阀门和水轮机之间和/或第二进水阀门和水轮机之间，还设置有射流扩流装置；

所述射流扩流装置，用于降低液流压强加大液量。

8.液体加压喷射装置，其特征在于，包括第五储罐、第三进气阀门、第三排气阀门、第三进水阀门和第一喷水阀门；

所述第三进气阀门、第三排气阀门和第三进水阀门设置于所述第五储罐的一端，均与第五储罐的内腔连通；所述第三进气阀门，为压力气体进入所述第五储罐的入口；

所述第一喷水阀门设置于所述第五储罐的另一端，为第五储罐内的液体流喷出的出口。

9.根据权利要求8所述的液体加压喷射装置，其特征在于，还包括空压机：

所述空压机与所述第三进气阀门连通且密封连接；所述空压机，用于产生压力气体。

10.根据权利要求8所述的液体加压喷射装置，其特征在于，所述第三进气阀门、第三排气阀门以及所述第三进水阀门和所述第一喷水阀门均为电动阀门；

还包括，电动控制装置；

所述电动控制装置，用于在所述第五储罐内装满液体时，关闭第三进水阀门、第一喷水阀门和第三排气阀门，打开第一进气阀门，输入压力气体；当储罐内压强达到预设要求后，则打开第一喷水阀门喷出液体流，当第一储罐内液体排空后，则关闭第三进气阀门和第一喷水阀门，打开第三排气阀门和第三进水阀门。

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