專利名稱：一種功交換式能量回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體系統(tǒng)中的壓力能量回收裝置。
背景技術(shù)：
液體余壓能量回收裝置有多種形式，結(jié)構(gòu)上繁簡差別很大，效率差別較大，按照工 作原理可分為二大類水力渦輪式能量回收裝置和功交換式能量回收裝置。水力渦輪式能量回收裝置，能量的轉(zhuǎn)換過程為壓力能——機(jī)械能(軸功)—— 壓力能。即以機(jī)械能作為流體能量傳遞的中間環(huán)節(jié)，故又稱為機(jī)械能中介式技術(shù)，于70 年代末期、80年代初期進(jìn)人市場，典型裝置類型有逆轉(zhuǎn)泵型(Francis Pump)、佩爾頓型 (Pehonffheel)葉輪和水力透平(Turbo Charger)等，該能回收技術(shù)由于受到能量多次轉(zhuǎn)換 的影響，雖技術(shù)比較成熟，但能量回收效率只有30-70%。功交換式能量回收裝置，能量的轉(zhuǎn)換過程為壓力能——壓力能。它使高低壓流體 直接交換壓力能，如果忽略裝備中的摩擦和泄漏，裝置的效率理論上可以達(dá)到100%，實(shí)際 效率亦可達(dá)到90%以上。正是這種高回收效率，使其成為目前國內(nèi)外許多研究學(xué)者研究、開 發(fā)的熱點(diǎn)。按照運(yùn)動部件的類型，這類裝置可分閥控功交換器(Worker Exchange)和壓力 交換器(Pressure Exchange)兩種。閥控功交換器(Worker Exchange)，代表產(chǎn)品包括瑞士 Calder 公司的 Work Exchanger Energy Recovery (DWEER)、丹麥 Aqualyng，s System、德國 西格瑪公司的PressureExchange System (PES)等，這類能量回收裝置體積龐大，主材采用 貴重稀有金屬耐腐蝕材料制造，另外控制閥門切換頻繁，其切換量在100萬次/年以上，其 維護(hù)工作量大和裝置安全穩(wěn)定性低；壓力交換器(Pressure Exchange)代表產(chǎn)品美國ERI 公司的Pressure Exchanger (PX)和本發(fā)明產(chǎn)品，這類能量回收裝置體積小。美國ERI公司 的產(chǎn)品，在配流盤面采用上間隙密封結(jié)構(gòu)，能量回收裝置在小處理量時很難保持高的回收 效率，裝置小型化困難；以工程陶瓷為轉(zhuǎn)動部件主要材料，安全穩(wěn)定性大大下降。本產(chǎn)品公開的能量回收裝置屬功交換式能量回收裝置，利用壓力交換的原理，選 用新型高分子耐磨工程塑料和耐腐蝕不銹鋼材料為主材，在關(guān)鍵的配流面上采用自主研發(fā) 的自緊密封結(jié)構(gòu)和水潤滑靜壓支撐技術(shù)，高壓配流面上基本無泄漏，再加上采用低速馬達(dá) 驅(qū)動方案，該裝置不但效率高，而且安全穩(wěn)定、體積小、壽命長、噪音低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種功交換式能量回收裝置，能通過馬達(dá)驅(qū) 動、端面配流、自緊密封，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的壓力能量交換。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它包 括轉(zhuǎn)動組件，所述轉(zhuǎn)動組件包括驅(qū)動軸(2)、套在驅(qū)動軸外的用于機(jī)械密封的動環(huán)(21)、 上止推盤(4)、上驅(qū)動盤(5)、一個或多個頂針(6)和彈簧(7)、彈簧座(18)、驅(qū)動管(17)、 與驅(qū)動軸軸向平行的壓力交換管(8)、下驅(qū)動盤(5’)、下止推盤(4’)、從動軸(2’)，上驅(qū)動 盤(5)、下驅(qū)動盤(5’ )的盤面上以盤心為中心的圓周上開有相應(yīng)的一個或多個圓孔(80)， 上止推盤(4)、下止推盤(4’ )以盤心為中心的圓周上也開有相應(yīng)的一個或多個通槽(70)、(70’)，壓力交換管(8)上端穿出上驅(qū)動盤(5)的圓孔(80)插入上止推盤(4)的通槽(70) 并在插入面設(shè)置密封圈(16)、下端穿出下驅(qū)動盤(5’ )的圓孔(80)插入下止推盤(4’ )的 通槽(70’)并在插入面設(shè)置密封圈(16)，上驅(qū)動盤(5)安裝在驅(qū)動管(17)的上端，彈簧座 (18)安裝在上驅(qū)動盤(5)上，下驅(qū)動盤(5’ )安裝在驅(qū)動管(17)的下端；驅(qū)動軸(2)、上驅(qū)動盤(5)、驅(qū)動管(17)、下驅(qū)動盤(5，)、從動軸(2，)之間相對固 定并牢固連接。所述上止推盤(4)、下止推盤(4’ )以盤心為中心的圓周上開的相應(yīng)的一個或多 個通槽(70)、(70’)，該通槽在壓力交換管(8)插入一端為圓形，與上配流盤(3)、下配流 盤(3’ )相通一端為扇形圓弧段，該扇形圓弧面積小于反面圓孔面積，這樣作用在上止推盤 (4)、下止推盤(4’ )流體壓力能夠?qū)⑸现雇票P(4)、下止推盤(4’ )分別推壓在上配流盤
(3)、下配流盤(3，)上。所述功交換式能量回收裝置還設(shè)有不轉(zhuǎn)組件，所述不轉(zhuǎn)組件包括機(jī)械密封蓋 (22)、用于機(jī)械密封的與動環(huán)(21)配合的靜環(huán)(20)、上端蓋(1)、安裝在上端蓋內(nèi)的驅(qū)動軸 軸套(10)、驅(qū)動軸軸套蓋(9)、安裝在上端蓋(1)下端面上的上配流盤(3)、從動軸軸套蓋 (9’)、下端蓋(1’)、安裝在下端蓋(1’)上端面上的下配流盤(3’)、從動軸軸套(10’)、殼 體(19)，驅(qū)動軸軸套(10)與從動軸軸套(10’ )將所述轉(zhuǎn)動組件周向定位；所述上端蓋⑴設(shè)有相對高壓流體進(jìn)口(31)、相對低壓流體出口(34)；所述下端 蓋(1’ )設(shè)有相對高壓流體出口(32)、相對低壓流體進(jìn)口(33)；上端蓋(1)固定在殼體(19)的上端并裝有密封圈(14)，下端蓋(1’ )固定在殼 體(19)的下端并裝有密封圈(14)，所述轉(zhuǎn)動組件安裝在殼體(19)內(nèi)，轉(zhuǎn)動組件的上止推 盤(4)的上端面與不轉(zhuǎn)組件上配流盤(3)的下端面和轉(zhuǎn)動組件的下止推盤(4’ )的下端面 與不轉(zhuǎn)組件下配流盤(3’ )的上端面接觸且相對轉(zhuǎn)動構(gòu)成二個相對滑動的摩擦副；壓縮彈 簧(7)通過頂針(6)將上止推盤(4)推壓在上配流盤(3)上，同時其反作用力通過彈簧座 (18)、上驅(qū)動盤(5)、驅(qū)動管(17)、下驅(qū)動盤(5’ )將下止推盤(4’ )推壓在下配流盤(3’ ) 上；驅(qū)動軸(2)穿過機(jī)械密封蓋(22)、安裝在上端蓋(1)上的驅(qū)動軸軸套(10)、上配 流盤(3)、上止推盤(4)并與上驅(qū)動盤(5)連接，從動軸(2’)穿過安裝在下端蓋(1’)上的 從動軸軸套(10’)、下配流盤(3’)、下止推盤(4’ )并與下驅(qū)動盤(5’ )連接；上配流盤(3)開有高壓側(cè)通槽(50)和低壓側(cè)通槽(60)，下配流盤(3’)開有高壓 側(cè)通槽(50’ )和低壓側(cè)通槽(60’ )；將上配流盤(3)上的二個所述通槽分開的部分為上配 流盤(3)的密封區(qū)，所述密封區(qū)將相對高壓流體和相對低壓流體分隔；將下配流盤(3’)上 的二個所述通槽分開的部分為下配流盤(3’ )的密封區(qū)，所述密封區(qū)將相對高壓流體和相 對低壓流體分隔。在采用本發(fā)明的上述技術(shù)方案的同時，本發(fā)明還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案 設(shè)置在上端蓋(1)的相對高壓流體入口(31)、上配流盤(3)的高壓側(cè)通槽(50)、上止推盤
(4)的與相對高壓流體出口和相對高壓流體進(jìn)口相通的通槽(70)、與上配流盤(3)的通槽 (50)相通的壓力交換管(8)、下止推盤(4’)的與相對高壓流體出口和相對高壓流體進(jìn)口相 通的通槽(70’)、下配流盤(3’)的高壓側(cè)通槽(50’)和設(shè)置在下端蓋(1’)上的相對高壓 流體出口(32)構(gòu)成相對高壓區(qū)；
從動軸(2，)上設(shè)有軸向盲孔(41)和橫向通孔(41’)、(41”)并相互連通，軸向盲 孔(41)接通所述驅(qū)動管內(nèi)部，橫向通孔(41’)、(41”)分處于驅(qū)動軸軸套(10’ )的下方和 上方并與軸向盲孔(41)相通，驅(qū)動軸(2)上設(shè)有軸向盲孔(42)和橫向通孔(42’)、(42”) 并相互連通，軸向盲孔(42)接通所述驅(qū)動管內(nèi)部，橫向通孔(42’)、(42”)分處于驅(qū)動軸軸 套(10)的下方和上方并與軸向盲孔(42)相通，上端蓋和上止推盤之間設(shè)有通孔(43)，所述 上端蓋在驅(qū)動軸軸套(10)的上方設(shè)有通孔(44)，通孔(43)和通孔(44)分別與相對低壓 流體出口(34)相通；殼體(19)內(nèi)其他區(qū)域通過上述通孔及上配流盤(3)上的低壓側(cè)通槽 (60)、下配流盤(3’ )上的低壓側(cè)通槽(60’)、上止推盤(4)和下止推盤(4’ )上的與相對 低壓流體出口和相對低壓流體進(jìn)口相通的通槽(70)、(70’)、與相對低壓流體出口和相對低 壓流體進(jìn)口相通的壓力交換管構(gòu)成相對低壓區(qū)。由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明具體有的有益的效果是本發(fā)明功交換式能量回收裝置的能量回收效率大于90%，比起反轉(zhuǎn)泵型(Francis Pump)、佩爾頓透平(Pelton Wheel)和水力透平(Turbo Charger)之類需要中間轉(zhuǎn)換成機(jī) 械能的水力渦輪式能量利用裝置30% -70%具有高得多的能量回收效率，而且適應(yīng)工況變 化的能力更強(qiáng)，在流量、溫度等條件變化時還能保持大于95%的能量回收效率。本發(fā)明功交換式能量回收裝置采用端面配流結(jié)構(gòu)，比起閥配的瑞士 Calder公司 的等壓閥控功交換式能交換器(Work Exchanger)和中國專利90103747. 8 (氮肥生產(chǎn)用銅 液能量回收裝置)公開的差壓活塞式功交換式能量回收裝置結(jié)構(gòu)簡單，不需要復(fù)雜的閥門 控制系統(tǒng)，不但裝置本身安全穩(wěn)定，而且在應(yīng)用的系統(tǒng)中基本沒有流體壓力、流量的波動， 使應(yīng)用能量回收裝置的系統(tǒng)也安全穩(wěn)定。本發(fā)明功交換式能量回收裝置的配流副采用浮動的自緊密封結(jié)構(gòu)，類似于水泵中 的機(jī)械密封的技術(shù)，工作時高壓流體與彈簧一起將上下二個止推盤壓在上下二個配流盤 上，高壓流體壓強(qiáng)越大，高壓流體對止推盤的作用力越大，形成止推盤與配流盤運(yùn)動摩擦面 之間的自緊密封。這樣做的好處是能量回收裝置在小處理量時很容易保持高的容積效率， 實(shí)現(xiàn)裝置小型化。另外本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于實(shí)現(xiàn)采取過流流道直徑與長度比值小的結(jié)構(gòu)(例如d/l的 比值<0. 08)，也就是采用了更細(xì)長的流道結(jié)構(gòu)，這樣在海水淡化中，濃水和海水在壓力交 換時，在過流流道不設(shè)活塞時，濃水與海水的混合更小。在轉(zhuǎn)子式功交換式能量回收裝置中，在轉(zhuǎn)子流道過流流量一定的情況下，流道長 度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是反比的關(guān)系，為延長配流盤與止推盤自緊密封運(yùn)動副的壽命，本發(fā)明選用 新型高分子耐磨工程塑料和耐腐蝕不銹鋼材料配對運(yùn)動副材料，采用長流道轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速馬 達(dá)驅(qū)動的方案。這樣做的好處是不但裝置的安全穩(wěn)定性得到很好保證，能量回收裝置的運(yùn) 動副的壽命成倍地延長，驅(qū)動馬達(dá)功率成倍下降。以交換流量為130m3/h，相對高壓流體壓 力為6MPa、相對低壓流體壓力為0. 2MPa的本發(fā)明裝置為例，驅(qū)動功率僅0. 79kff ；而且裝置 在低速情況下(80-200rpm)噪音大大下降，只有68dBA。本發(fā)明轉(zhuǎn)動部件的轉(zhuǎn)動采用電機(jī)驅(qū) 動，既容易又方便實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的精確控制，可以避免因?yàn)榧竟?jié)變化引起水溫變化、水的黏 度變化而引起轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和濃水與海水的混合率變化，從而提高使用本發(fā)明裝置的系統(tǒng)的運(yùn) 行穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明所提供的實(shí)施例的剖視圖，顯示了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理。圖2a為圖1中上配流盤3的仰視示意圖。圖2b為圖1中上配流盤3的剖面示意圖。圖3a為圖1中上止推盤4的俯視示意圖。圖3b為圖1中上止推盤4的剖面示意圖。圖3c為圖1中上止推盤4的仰視示意圖。圖4a為圖1中上驅(qū)動盤5的俯視示意圖。圖4b為圖1中上驅(qū)動盤5的剖面示意圖。圖5a為圖1中下端蓋1，的剖面示意圖。圖5b為圖1中下端蓋1，的俯視示意圖。圖6a為圖1中上端蓋1的剖面示意圖。圖6b為圖1中上端蓋1的仰視示意圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖。它包括轉(zhuǎn)動組件，所述轉(zhuǎn)動組件包括驅(qū)動軸2、套在驅(qū)動軸外的用于 機(jī)械密封的動環(huán)21、上止推盤4、上驅(qū)動盤5、一個或多個頂針6和彈簧7、彈簧座18、驅(qū)動管 17、與驅(qū)動軸軸向平行的壓力交換管8、下驅(qū)動盤5’、下止推盤4’、從動軸2’，上驅(qū)動盤5、下 驅(qū)動盤5’的盤面上以盤心為中心的圓周上開有相應(yīng)的一個或多個圓孔80，上止推盤4、下 止推盤4’以盤心為中心的圓周上也開有相應(yīng)的一個或多個通槽70、70’，壓力交換管8上端 穿出上驅(qū)動盤5插入上止推盤4并在插入面設(shè)置密封圈16、下端穿出下驅(qū)動盤5’插入下止 推盤4’并在插入面設(shè)置密封圈16，上驅(qū)動盤安裝在驅(qū)動管的上端，彈簧座安裝在上驅(qū)動盤 上，下驅(qū)動盤安裝在驅(qū)動管的下端；所述功交換式能量回收裝置還設(shè)有不轉(zhuǎn)組件，所述不轉(zhuǎn)組件包括機(jī)械密封蓋22、 用于機(jī)械密封的與動環(huán)21配合的靜環(huán)20、上端蓋1、安裝在上端蓋內(nèi)的驅(qū)動軸軸套10、驅(qū)動 軸軸套蓋9、牢固安裝在上端蓋1下端面上的上配流盤3、從動軸軸套蓋9’、下端蓋1’、牢固 安裝在下端蓋1’上端面上的下配流盤3’、從動軸軸套10’、殼體19，驅(qū)動軸軸套10與從動 軸軸套10’將轉(zhuǎn)動組件周向定位；銷子15、驅(qū)動軸軸套蓋9將上配流盤3固定在上端蓋1上；銷子15、從動軸軸套蓋 9’將下配流盤3’固定在下端蓋1’上；所述上端蓋1設(shè)有相對高壓流體進(jìn)口 31、相對低壓流體出口 34 ；所述下端蓋1’設(shè) 有相對高壓流體出口 32、相對低壓流體進(jìn)口 33 ；上端蓋1固定在殼體19的上端并裝有密封圈14，下端蓋1’固定在殼體19的下端 并裝有密封圈14，上端蓋1、下端蓋1’、殼體19用緊固螺栓13連接，所述轉(zhuǎn)動組件安裝在殼 體19內(nèi)，轉(zhuǎn)動組件的上止推盤4的上端面與不轉(zhuǎn)組件上配流盤3的下端面和轉(zhuǎn)動組件的下 止推盤4’的下端面與不轉(zhuǎn)組件下配流盤3’的上端面接觸且相對轉(zhuǎn)動構(gòu)成二個相對滑動的 摩擦副；壓縮彈簧7通過頂針6將上止推盤4推壓在上配流盤3上，同時其反作用力通過彈 簧座18、上驅(qū)動盤5、驅(qū)動管17、下驅(qū)動盤5’將下止推盤4’推壓在下配流盤3’上，即上配 流盤3下端面和下配流盤3’上端面將所述轉(zhuǎn)動組件上下定位；
7
驅(qū)動軸2、上驅(qū)動盤5、驅(qū)動管17、下驅(qū)動盤5’、從動軸2’之間相對固定并牢固連 接。上止推盤和下止推盤可在彈簧的作用力和反作用力及流體的壓力的作用下浮動而分別 與上配流盤和下配流盤接觸。所述上止推盤4、下止推盤4’以盤心為中心的圓周上開的相應(yīng)的一個或多個通槽 70,70',該通槽在壓力交換管8插入一端為圓形，與上配流盤3、下配流盤3’相通一端為扇 形圓弧段，該扇形圓弧面積小于反面圓孔面積，這樣作用在上止推盤4、下止推盤4’流體壓 力能夠?qū)⑸现雇票P4、下止推盤4’分別推壓在上配流盤3、下配流盤3’上。驅(qū)動軸2穿過機(jī)械密封蓋22、安裝在上端蓋1上的驅(qū)動軸軸套10、上配流盤3、上 止推盤4并與上驅(qū)動盤5牢固連接，從動軸2’穿過安裝在下端蓋1’上的從動軸軸套10’、 下配流盤3’、下止推盤4’并與下驅(qū)動盤5’牢固連接；上配流盤3開有高壓側(cè)通槽50和低壓側(cè)通槽60，下配流盤3’開有高壓側(cè)通槽50’ 和低壓側(cè)通槽60’ ；將上配流盤3上的二個所述通槽分開的部分為上配流盤3的密封區(qū)，所 述密封區(qū)將相對高壓流體和相對低壓流體分隔；將下配流盤3’上的二個所述通槽分開的 部分為下配流盤3’的密封區(qū)，所述密封區(qū)將相對高壓流體和相對低壓流體分隔。設(shè)置在上端蓋1的相對高壓流體入口 31、上配流盤3的高壓側(cè)通槽50、上止推盤 4的與相對高壓流體出口和相對高壓流體進(jìn)口相通的通槽70、與上配流盤3的通槽50相通 的壓力交換管8、下止推盤4’的與相對高壓流體出口和相對高壓流體進(jìn)口相通的通槽70’、 下配流盤3’的高壓側(cè)通槽50’和設(shè)置在下端蓋1’上的相對高壓流體出口 32構(gòu)成相對高 壓區(qū)；從動軸2，上設(shè)有軸向盲孔41和橫向通孔41，、41”并相互連通，軸向盲孔41接通 所述驅(qū)動管內(nèi)部，橫向通孔41’、41”分處于驅(qū)動軸軸套10’的下方和上方并與軸向盲孔41 相通，驅(qū)動軸2上設(shè)有軸向盲孔42和橫向通孔42’、42”并相互連通，軸向盲孔42接通所述 驅(qū)動管內(nèi)部，橫向通孔42’、42”分處于驅(qū)動軸軸套10的下方和上方并與軸向盲孔42相通， 上端蓋和上止推盤之間設(shè)有通孔43，所述上端蓋在驅(qū)動軸軸套10的上方設(shè)有通孔44，通孔 43和通孔44分別與相對低壓流體出口 34相通；殼體19內(nèi)其他區(qū)域通過上述通孔及上配 流盤3上的低壓側(cè)通槽60、下配流盤3’上的低壓側(cè)通槽60’、上止推盤4和下止推盤上的 與相對低壓流體出口和相對低壓流體進(jìn)口相通的通槽70、70 ’、與相對低壓流體出口和相對 低壓流體進(jìn)口相通的壓力交換管構(gòu)成相對低壓區(qū)。如圖所示結(jié)構(gòu)，本裝置初始狀態(tài)，壓縮彈簧7推浮動頂針6將上止推盤4壓在上 配流盤3上；運(yùn)行狀態(tài)時，相對高壓流體A的液體壓力將上止推盤4進(jìn)一步壓在上配流盤3 上，形成自緊密封結(jié)構(gòu)。與此類似，壓縮彈簧7的反作用力通過驅(qū)動管17將下止推盤4’壓 在下配流盤3上；運(yùn)行狀態(tài)時，相對高壓流體A的液體壓力將下止推盤4’進(jìn)一步壓在下配 流盤3’上，也形成自緊密封結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)動部件由馬達(dá)通過驅(qū)動軸2驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動部件的上 下二個端面與上配流盤3的下端面和下配流盤3’的上端面形成相對運(yùn)行的摩擦配流副。實(shí)現(xiàn)相對高壓流體A和相對低壓流體B 二種流體壓力能量的相互交換，工作過程 可以分為4步第一步在低壓區(qū)，相對低壓流體B從下端蓋1’的相對低壓流體進(jìn)口 33進(jìn)入，充 滿一個壓力交換管8，同時將壓力交換管8管內(nèi)的流體A以低壓形式通過上端蓋1的相對低 壓流體出口 34排出；
8
第二步轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入密封區(qū)，上配流盤3和下配流盤3’上的密封區(qū)將壓力 交換管8內(nèi)上下二 口封住，流體B靜止保持在壓力交換管8內(nèi)；第三步轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)該壓力交換管8進(jìn)入高壓區(qū)與相對高壓流體進(jìn)口 31和 相對高壓流體出口 32相通時，高壓流體A將流體B以高壓的形式從下端蓋1’的相對高壓 流體出口 32排出，同時流體A充滿該壓力交換管8 ；第四步轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入又一個密封區(qū)，上配流盤3和下配流盤3’上的密封區(qū) 將該壓力交換管8內(nèi)上下二 口封住，流體A靜止保持在該壓力交換管8內(nèi)。這樣一個周期，完成相對高壓流體A與低壓流體B的壓力能量交換，如此循環(huán)往 復(fù)，如此循環(huán)往復(fù)，周期地運(yùn)行。隨著驅(qū)動軸2的旋轉(zhuǎn)，每個壓力交換管8將不斷地進(jìn)水、排 水，且多個壓力交換管8排出的相對高壓流體B在相對高壓流體出口 32有序的疊加，從而 形成壓力、流量連續(xù)均勻的高壓流體，多個壓力交換管8排出的已被回收能量的低壓流體 在相對低壓流體A出口 34有序的疊加，從而形成壓力、流量連續(xù)均勻的低壓流體排出。本發(fā)明以流體A、流體B或它們的混合流體柱作為活塞；為減少流體A、流體B的混 合，可在轉(zhuǎn)子流通內(nèi)設(shè)置固體活塞，活塞材料可采用高分子耐磨工程塑料。最后，以上僅是本發(fā)明的實(shí)施例。顯然，本發(fā)明的實(shí)施方式不限于以上實(shí)施例，還 可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變 形，均應(yīng)認(rèn)為是保護(hù)范圍。
9
權(quán)利要求
一種功交換式能量回收裝置，其特征在于它包括轉(zhuǎn)動組件，所述轉(zhuǎn)動組件包括驅(qū)動軸(2)、套在驅(qū)動軸外的用于機(jī)械密封的動環(huán)(21)、上止推盤(4)、上驅(qū)動盤(5)、一個或多個頂針(6)和彈簧(7)、彈簧座(18)、驅(qū)動管(17)、與驅(qū)動軸軸向平行的壓力交換管(8)、下驅(qū)動盤(5’)、下止推盤(4’)、從動軸(2’)，上驅(qū)動盤(5)、下驅(qū)動盤(5’)的盤面上以盤心為中心的圓周上開有相應(yīng)的一個或多個圓孔(80)，上止推盤(4)、下止推盤(4’)以盤心為中心的圓周上也開有相應(yīng)的一個或多個通槽(70)、(70’)，壓力交換管(8)上端穿出上驅(qū)動盤(5)的圓孔(80)插入上止推盤(4)的通槽(70)并在插入面設(shè)置密封圈(16)、下端穿出下驅(qū)動盤(5’)的圓孔(80)插入下止推盤(4’)的通槽(70’)并在插入面設(shè)置密封圈(16)，上驅(qū)動盤(5)安裝在驅(qū)動管(17)的上端，彈簧座(18)安裝在上驅(qū)動盤(5)上，下驅(qū)動盤(5’)安裝在驅(qū)動管(17)的下端；所述功交換式能量回收裝置還設(shè)有不轉(zhuǎn)組件，所述不轉(zhuǎn)組件包括機(jī)械密封蓋(22)、用于機(jī)械密封的與動環(huán)(21)配合的靜環(huán)(20)、上端蓋(1)、安裝在上端蓋內(nèi)的驅(qū)動軸軸套(10)、驅(qū)動軸軸套蓋(9)、安裝在上端蓋(1)下端面上的上配流盤(3)、從動軸軸套蓋(9’)、下端蓋(1’)、安裝在下端蓋(1’)上端面上的下配流盤(3’)、從動軸軸套(10’)、殼體(19)，驅(qū)動軸軸套(10)與從動軸軸套(10’)將所述轉(zhuǎn)動組件周向定位；所述上端蓋(1)設(shè)有相對高壓流體進(jìn)口(31)、相對低壓流體出口(34)；所述下端蓋(1’)設(shè)有相對高壓流體出口(32)、相對低壓流體進(jìn)口(33)；上端蓋(1)固定在殼體(19)的上端并裝有密封圈(14)，下端蓋(1’)固定在殼體(19)的下端并裝有密封圈(14)，所述轉(zhuǎn)動組件安裝在殼體(19)內(nèi)，轉(zhuǎn)動組件的上止推盤(4)的上端面與不轉(zhuǎn)組件上配流盤(3)的下端面和轉(zhuǎn)動組件的下止推盤(4’)的下端面與不轉(zhuǎn)組件下配流盤(3’)的上端面接觸且相對轉(zhuǎn)動構(gòu)成二個相對滑動的摩擦副；壓縮彈簧(7)通過頂針(6)將上止推盤(4)推壓在上配流盤(3)上，同時其反作用力通過彈簧座(18)、上驅(qū)動盤(5)、驅(qū)動管(17)、下驅(qū)動盤(5’)將下止推盤(4’)推壓在下配流盤(3’)上；驅(qū)動軸(2)穿過機(jī)械密封蓋(22)、安裝在上端蓋(1)上的驅(qū)動軸軸套(10)、上配流盤(3)、上止推盤(4)并與上驅(qū)動盤(5)連接，從動軸(2’)穿過安裝在下端蓋(1’)上的從動軸軸套(10’)、下配流盤(3’)、下止推盤(4’)并與下驅(qū)動盤(5’)連接；上配流盤(3)開有高壓側(cè)通槽(50)和低壓側(cè)通槽(60)，下配流盤(3’)開有高壓側(cè)通槽(50’)和低壓側(cè)通槽(60’)；將上配流盤(3)上的二個所述通槽分開的部分為上配流盤(3)的密封區(qū)，所述密封區(qū)將相對高壓流體和相對低壓流體分隔；將下配流盤(3’)上的二個所述通槽分開的部分為下配流盤(3’)的密封區(qū)，所述密封區(qū)將相對高壓流體和相對低壓流體分隔。
2.如權(quán)利要求1所述的一種功交換式能量回收裝置，其特征在于設(shè)置在上端蓋(1)的 相對高壓流體入口(31)、上配流盤(3)的高壓側(cè)通槽(50)、上止推盤(4)的與相對高壓流 體出口和相對高壓流體進(jìn)口相通的通槽(70)、與上配流盤(3)的通槽(50)相通的壓力交換 管(8)、下止推盤(4’ )的與相對高壓流體出口和相對高壓流體進(jìn)口相通的通槽(70’)、下 配流盤(3’)的高壓側(cè)通槽(50’)和設(shè)置在下端蓋(1’)上的相對高壓流體出口(32)構(gòu)成 相對高壓區(qū)；從動軸(2，)上設(shè)有軸向盲孔(41)和橫向通孔(41，)、(41，，)并相互連通，軸向盲孔 (41)接通所述驅(qū)動管內(nèi)部，橫向通孔(41’)、(41”)分處于驅(qū)動軸軸套(10’ )的下方和上方并與軸向盲孔(41)相通，驅(qū)動軸(2)上設(shè)有軸向盲孔(42)和橫向通孔(42’)、(42”)并 相互連通，軸向盲孔(42)接通所述驅(qū)動管內(nèi)部，橫向通孔(42’)、(42”)分處于驅(qū)動軸軸套 (10)的下方和上方并與軸向盲孔(42)相通，上端蓋和上止推盤之間設(shè)有通孔(43)，所述上 端蓋在驅(qū)動軸軸套(10)的上方設(shè)有通孔(44)，通孔(43)和通孔(44)分別與相對低壓流體 出口(34)相通；殼體(19)內(nèi)其他區(qū)域通過上述通孔及上配流盤(3)上的低壓側(cè)通槽(60)、 下配流盤(3’ )上的低壓側(cè)通槽(60’ )、上止推盤(4)和下止推盤(4’)上的與相對低壓流 體出口和相對低壓流體進(jìn)口相通的通槽(70)、(70’)、與相對低壓流體出口和相對低壓流體 進(jìn)口相通的壓力交換管構(gòu)成相對低壓區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種功交換式能量回收裝置，能通過馬達(dá)驅(qū)動、端面配流、自緊密封，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的壓力能量交換。它包括轉(zhuǎn)動組件，所述轉(zhuǎn)動組件和不轉(zhuǎn)組件，轉(zhuǎn)動組件的驅(qū)動軸、上驅(qū)動盤、驅(qū)動管、下驅(qū)動盤、從動軸之間相對固定并牢固連接。本發(fā)明所公開的能量回收裝置屬功交換式能量回收裝置，利用壓力交換的原理，選用新型高分子耐磨工程塑料和耐腐蝕不銹鋼材料為主材，在關(guān)鍵的配流面上采用自主研發(fā)的自緊密封結(jié)構(gòu)和水潤滑靜壓支撐技術(shù)，高壓配流面上基本無泄漏，再加上采用低速馬達(dá)驅(qū)動方案，該裝置不但效率高，而且安全穩(wěn)定、體積小、壽命長、噪音低。
文檔編號F15B21/14GK101865192SQ20101019760
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者陳杭英 申請人:杭州帕爾水處理科技有限公司