一种适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置的制作方法

本发明涉及水力机械管道节能，具体而言，涉及一种适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置。

背景技术：

1、管道余能回收装置广泛应用于市政给排水、工业废水输送、油气混输及化工流体输送等领域，通过在管道内安装转轮式水力透平，将流体的压力能和动能转化为机械能并驱动发电机发电，实现管道余能的回收利用。

2、在实际管道输送过程中，介质常因压力变化、流体扰动、工艺排放等因素形成含气两相流，不仅造成能量损耗，还易引发设备振动、气蚀磨损、运行不稳等问题。然而现有管道余能回收主要针对单向纯水流工况进行设计，应用在上述工况时，缺乏有效的气泡处理与疏导结构，含气介质流经转轮时易在流道内聚集形成气团，引发局部空蚀、破坏流场均匀性并加剧压力脉动与装置振动。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，以解决现有技术的上述缺陷。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，包括：

4、管道本体；

5、驱动电机，固设于管道本体内部；

6、驱动轴，其与驱动电机的输出轴相连；

7、沿水流输送方向依次固设于驱动轴上的一级转轮和二级转轮；

8、以及若干相对驱动轴轴向倾斜布置的导流叶片，其设于一级转轮与二级转轮之间，且沿垂直于水流输送方向依次间隔布置，导流叶片的尾缘设有锯齿破碎部。

9、可选地，所述导流叶片上固设有转轴，转轴两端转动连接于管道本体上且一端伸出管道本体外部，管道本体外部设有用于驱动各个转轴同步转动的调节组件，以调节各个导流叶片的倾斜角度。

10、可选地，所述调节组件包括安装座、调节电机、驱动轮、驱动皮带和若干从动轮，安装座固设于所述管道本体外部，调节电机安装于安装座上，驱动轮与调节电机的输出轴连接，各个从动轮一一对应设置于所述转轴的外端，驱动皮带包绕于驱动轮及各个从动轮上，以通过驱动皮带的转动带动各个转轴同步转动。

11、可选地，所述导流叶片上设有若干压力平衡孔。

12、可选地，所述管道本体在所述一级转轮与所述导流叶片之间的侧壁顶部设有若干自动排气阀。

13、可选地，所述一级转轮的叶片表面和所述二级转轮的叶片表面均设有若干凹坑。

14、可选地，所述一级转轮的叶片和所述二级转轮的叶片错位设置。

15、可选地，所述一级转轮的叶片和所述二级转轮的叶片相位差为15-30°。

16、可选地，所述驱动电机为两自由度电机，所述驱动轴包括前段轴、后段轴和密封波纹管；前段轴与所述驱动电机的输出轴相连，所述一级转轮固设于前段轴上；后段轴呈阶梯结构，所述二级转轮设于后段轴的大径段，后段轴的小径段可滑动地穿设于前段轴内部且两者周向固定；密封波纹管固定连接于前段轴的端面与后段轴的小径段端面之间。

17、可选地，所述驱动电机的外部罩设有保护罩。

18、本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

19、1、本发明中，一级转轮和二级转轮同步旋转，构成双级串联能量回收结构，一级转轮用于回收高压大流量能量，二级转轮用于回收低压余能，实现分级能量回收，解决现有技术余能回收不充分的问题。同时，在一级转轮与二级转轮之间设置相对驱动轴轴向倾斜布置的导流叶片，且导流叶片尾缘设有锯齿破碎部，当气液两相流经导流叶片时，锯齿破碎部对流体中气泡进行剪切破碎，抑制气泡在二级转轮入口聚集，防止气团引发局部空蚀与流场畸变，降低装置振动。

20、2、本发明中，导流叶片带气泡破碎结构(即锯齿破碎部)且设有压力平衡孔，既能破碎气泡、抑制气蚀，又能平衡瞬时压差，减少叶片颤振，很好地适配气液两相流工况。此外，导流叶片的倾斜角度能够自动调节，实际应用中可根据实时流量(或其它参数)自适应调节，优化进入二级转轮的流速与流向，使更多有效能量作用于二级转轮，解决变工况下能量回收不足的问题。

1.一种适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，所述导流叶片上固设有转轴，转轴两端转动连接于管道本体上且一端伸出管道本体外部，管道本体外部设有用于驱动各个转轴同步转动的调节组件，以调节各个导流叶片的倾斜角度。

3.根据权利要求2所述的适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，所述调节组件包括安装座、调节电机、驱动轮、驱动皮带和若干从动轮，安装座固设于所述管道本体外部，调节电机安装于安装座上，驱动轮与调节电机的输出轴连接，各个从动轮一一对应设置于所述转轴的外端，驱动皮带包绕于驱动轮及各个从动轮上，以通过驱动皮带的转动带动各个转轴同步转动。

4.根据权利要求3所述的适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，所述导流叶片上设有若干压力平衡孔。

5.根据权利要求1所述的适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，所述管道本体在所述一级转轮与所述导流叶片之间的侧壁顶部设有若干自动排气阀。

6.根据权利要求1所述的适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，所述一级转轮的叶片表面和所述二级转轮的叶片表面均设有若干凹坑。

7.根据权利要求1所述的适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，所述一级转轮的叶片和所述二级转轮的叶片错位设置。

8.根据权利要求7所述的适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，所述一级转轮的叶片和所述二级转轮的叶片相位差为15-30°。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，所述驱动电机为两自由度电机，所述驱动轴包括前段轴、后段轴和密封波纹管；前段轴与所述驱动电机的输出轴相连，所述一级转轮固设于前段轴上；后段轴呈阶梯结构，所述二级转轮设于后段轴的大径段，后段轴的小径段可滑动地穿设于前段轴内部且两者周向固定；密封波纹管固定连接于前段轴的端面与后段轴的小径段端面之间。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的适用于气液两相流的双转轮管道余能回收装置，其特征在于，所述驱动电机的外部罩设有保护罩。