一种高流速液体活塞系统

技术特征：
1.一种高流速液体活塞系统，包括水泵、水轮机、电动机、发电机、第一和第二水池、第一和第二液体主管道、第一和第二液压缸、第一和第二可逆式动力设备；与所述水泵连接的电动机、与所述水轮机连接的发电机均与外部电网相连；第一可逆动力设备通过第一液压缸的活塞杆连接第一液压缸的活塞，第二可逆动力设备通过第二液压缸的活塞杆连接第二液压缸的活塞；第一液压缸与第二液压缸的一端均与第一液体主管道相连，另一端均与第二液体主管道相连；水泵连接第一液体主管道与第一水池，水轮机连接第二液体主管道与第二水池；其特征在于：系统运行时通过调速控制策略，控制水泵工作使第一水池进入第一液体主管道的水流速变快，控制水轮机使第二液体主管道进入第二水池的水流速变慢，实现动能回收；通过阀门控制策略使进入和流出第一和第二液压缸的水量保持稳定；使用稳流控制策略对第一和第二可逆式动力设备发出运动指令，使其以时间交错的方式运行，第一和第二液压缸启停与换向的时间相互交错，使第一和第二液压缸内流出的液体在汇入第二水池侧第二主管道后的流量相互补偿并实现平稳，由第二主管道流入第二水池的总流量保持稳定。2.根据权利要求1所述的一种高流速液体活塞系统，其特征在于：所述调速控制策略的具体实现方式为采取管道流量检测形式对水泵和水轮机发出导叶开合度与水轮机控制阀的指令。3.根据权利要求1所述的一种高流速液体活塞系统，其特征在于：所述稳流控制策略的具体实现方式为采取正弦波的非线性补偿控制形式对第一和第二可逆式动力设备发出速度指令。4.根据权利要求1所述的一种高流速液体活塞系统，其特征在于，所述系统中的水轮机与水泵可同轴连接，则系统无需外加电源与发电机，水轮机动能回收后直接转化成机械能传递给水泵。5.根据权利要求1所述的一种高流速液体活塞系统，其特征在于，所述水泵和水轮机均为可逆式水泵水轮机，且同轴连接。6.根据权利要求1所述的一种高流速液体活塞系统，其特征在于，所述第一和第二水池均配备与其连接的水泵和水轮机。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高流速液体活塞系统，其特征在于，所述第一和第二液压缸为并联的两组或多组液压缸。8.根据权利要求7所述的一种高流速液体活塞系统，其特征在于，每组液压缸为多个子液压缸同杆串联组成。9.根据权利要求5所述的一种高流速液体活塞系统，其特征在于，所述可逆式水泵水轮机包括轴流式水泵水轮机、混流式水泵水轮机或斜流式水泵水轮机。10.根据权利要求1所述的一种高流速液体活塞系统，其特征在于，所述可逆式动力设备包括气动缸、电动缸、直线电机、曲柄连杆机构或额外的液压驱动系统。

技术总结
本发明公开了一种高流速液体活塞系统，包括与水泵相连的电网和与水轮机相连的发电机、液压缸、可逆式动力设备，每个液压缸的活塞杆都有一个可逆式动力设备与其相连，水池通过主管道与液压缸相连，可逆式驱动设备的输入与输出接至外部电网；运行时通过控制水轮机工作水流速变慢，控制水泵工作水流速变快，实现动能回收；使用稳流控制策略对各可逆式动力设备发出运动指令，使其以时间交错的方式运行，液压缸启停与换向的时间相互交错，保证并联的液压缸内流出的液体相互补偿，实现水池侧主管道流量稳定在目标流量，构成了稳流量、高流速、动能可回收的活塞系统。可回收的活塞系统。可回收的活塞系统。


技术研发人员：姜彤 李一鸣 崔岩
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：2022.09.20
技术公布日：2022/11/8