一種氣體膨脹裝置的閉式實驗系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣體膨脹裝置的實驗系統(tǒng)，尤其涉及一種氣體膨脹裝置的閉式實驗系統(tǒng)，該方法可應用于各種化工機械行業(yè)氣體工質(zhì)余壓、中間減壓過程的能量回收設備的研發(fā)及檢測。
【背景技術】
[0002]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，各種化工機械行業(yè)的能量回收具有重大的社會和經(jīng)濟效益。氣體膨脹機是壓力能量回收的核心設備，可用于替代各種化工環(huán)節(jié)節(jié)流減壓閥，從而實現(xiàn)能量回收的同時滿足實際工藝流程所需的壓降，對整個系統(tǒng)并未造成其他影響，所回收的能量可用于發(fā)電或驅(qū)動其他耗能設備，具有顯著的經(jīng)濟價值。
[0003]目前各種可適用于不同化工機械行業(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，其結構形式包括容積式、徑流式、混流式或軸流式等多種形式，應用工質(zhì)也有空氣、氮氣、氧氣、天然氣、氫氣或其他易燃易爆及有毒氣體，這些膨脹機多為新研發(fā)設備，而其研發(fā)過程中最重要環(huán)節(jié)一一實驗驗證和檢測技術并不成熟，目前尚無適用于此類產(chǎn)品的完善實驗平臺及測試方法，而直接在使用現(xiàn)場進行實驗顯然存在較大的技術和安全風險。
【實用新型內(nèi)容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]鑒于上述技術缺陷，本實用新型提供了一種適用于各種氣體工質(zhì)、各種結構形式下膨脹裝置的實驗和檢測技術，實現(xiàn)現(xiàn)場實際工況下的膨脹裝置的可靠性驗證及性能特性研宄。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]本實用新型所涉及的氣體膨脹裝置的閉式實驗系統(tǒng)通過以下技術方案實現(xiàn):
[0008]—種氣體膨脹裝置的閉式實驗系統(tǒng)，包括氣體壓縮裝置、高壓儲氣罐、低壓儲氣罐、氣體膨脹裝置被試件、齒輪箱和測功器，其特征在于，
[0009]所述低壓儲氣罐、氣體壓縮裝置、高壓儲氣罐、氣體膨脹裝置被試件通過管路依次連接；氣體膨脹裝置被試件通過齒輪箱與測功器連接；
[0010]所述低壓儲氣罐、高壓儲氣罐的進氣口和出氣口處均設置有截止閥；
[0011]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氣罐的進氣口連通的主流通道，所述主流通道上設置有止回閥；另一路為與所述低壓儲氣罐的回氣口連通的回路通道，所述回路通道上設置有止回閥、調(diào)節(jié)閥和截止閥；
[0012]所述低壓儲氣罐的進氣口和所述高壓儲氣罐的出氣口之間還設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)通管路上設置有常閉閥；
[0013]所述氣體膨脹裝置被試件的進氣管路上設置有調(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置有止回閥。
[0014]優(yōu)選地，所述氣體膨脹裝置被試件和/或氣體壓縮裝置的結構形式為容積式、徑流式、混流式或軸流式，并且，所述氣體膨脹裝置被試件和/或氣體壓縮裝置采用單級、兩級或多級形式。
[0015]優(yōu)選地，所述測功器采用水力測功器、電力測功器或電渦流測功器。
[0016]優(yōu)選地，所述齒輪箱的輸入齒輪軸與所述氣體膨脹裝置被試件連接，所述齒輪箱的輸出齒輪軸與所述測功器連接，所述齒輪箱為增速齒輪箱或減速齒輪箱。
[0017]優(yōu)選地，所述閉式實驗系統(tǒng)還包括滑油站、測控單元、密封單元和冷卻單元，所述滑油站對氣體膨脹裝置被試件和齒輪箱進行潤滑和冷卻，所述測控單元對系統(tǒng)的各項參數(shù)進行測量和控制，密封單元實現(xiàn)氣體膨脹裝置被試件內(nèi)部氣體工質(zhì)和外界及油路之間的密封，冷卻單元實現(xiàn)氣體壓縮裝置和油站的冷卻，所述加熱器實現(xiàn)氣體工質(zhì)的溫度控制。
[0018]優(yōu)選地，所述聯(lián)通管路的進氣口、所述氣體膨脹裝置被試件的進氣管路的進氣口均設置在所述高壓儲氣罐的出氣口處的截止閥的出口管路上，所述聯(lián)通管路的出氣口、所述氣體膨脹裝置被試件的出氣管路的出氣口均設置在所述低壓儲氣罐的進氣口處的截止閥的進口管路上。
[0019]優(yōu)選地，所述閉式實驗系統(tǒng)還包括設置在所述氣體膨脹裝置被試件進、出氣口上的溫度傳感器和/或壓力傳感器，以及設置在所述氣體膨脹裝置被試件轉子上的振動傳感器。
[0020]優(yōu)選地，對于易燃氣體工質(zhì)，為保證安全性，壓縮機電機采用防爆電機、膨脹機處測功器進行防爆處理，整個系統(tǒng)閥門、接頭均按照國家標準、行業(yè)標準要求，確保安全運行。
[0021]優(yōu)選地，對于有毒氣體工質(zhì)，為保證安全性，整個系統(tǒng)閥門、接頭均按照國家標準、行業(yè)標準要求，確保安全無泄漏。
[0022]上述氣體膨脹裝置的閉式實驗系統(tǒng)中氣體壓縮裝置、油站運行過程中會出現(xiàn)溫度上升現(xiàn)象，必須根據(jù)要求對其進行冷卻，保證氣體壓縮裝置排氣和潤滑油溫度。
[0023]本實用新型的氣體膨脹裝置的閉式實驗系統(tǒng)具有以下有益效果:
[0024]1.該實驗系統(tǒng)工藝結構簡單，運行安全可靠，易于實現(xiàn)自動控制，閉式結構可適用于易燃、易爆及有毒氣體，另外由于配有高、低壓儲氣罐，其膨脹比可調(diào)范圍較大，這些特點均可大大擴展本實用新型的應用范圍。
[0025]2.與傳統(tǒng)開式實驗臺相比，實現(xiàn)了排氣的自動回收，不但能減少污染排放、保護環(huán)境，還能大大減小氣體工質(zhì)使用量，降低實驗成本。
[0026]3.實驗過程中為了適應所測試氣體膨脹裝置較大的流量范圍，壓縮裝置流量調(diào)節(jié)范圍較大，一般大范圍調(diào)節(jié)采用變頻器設備，造價高、控制復雜，本實用新型采用增加回路方法，在壓縮裝置穩(wěn)定運行工況下可大范圍調(diào)節(jié)主通道氣體流量，大大降低成本。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型的氣體膨脹裝置的閉式實驗系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本實用新型作進一步詳細說明。需要說明的是，以下所述僅為本實用新型的實施例，并不因此而限定本實用新型的保護范圍。
[0029]圖1為本實用新型的氣體膨脹裝置閉式實驗系統(tǒng)，主要設備包括氣體壓縮裝置I ;高壓儲氣罐2 ;低壓儲氣罐3 ;氣體膨脹裝置被試件4 ;齒輪箱5 ;測功器6 ;加熱器7 ;調(diào)節(jié)閥8 ;調(diào)節(jié)閥9 ;常閉