專利名稱：錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于能量傳送設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及反滲透海水淡化系統(tǒng)中關(guān)于能量回收設(shè)備的一種錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器。
背景技術(shù)：
隨著科技進(jìn)步，人口日益增多，人們向海洋開發(fā)的愿望也日趨強(qiáng)烈，海水淡化處理日趨普及，海水淡化的能耗成本受到特別關(guān)注。早期海水淡化采用蒸餾法，如多級閃蒸技術(shù)，能耗在9. OkWh / m3，通常只建在能量價格很低的地區(qū)，如中東石油國，或有廢熱可利用的地區(qū)。20世紀(jì)70年代反滲透海水淡化技術(shù)投入應(yīng)用，經(jīng)過不斷改進(jìn)。從80年代初以前建成的多數(shù)反滲透海水淡化系統(tǒng)的過程能耗6. OkWh / m3，其最主要的改進(jìn)是將處理后的高壓濃鹽水的能量有效回收利用。 經(jīng)反滲透海水淡化技術(shù)所獲得的淡水純度取決于滲透膜的致密度，致密度越高則獲得的淡水純度也越高，同時要求將參與滲透的海水提高到更高的壓力。因此，能量回收效率成了降低海水淡化成本的關(guān)鍵。當(dāng)今世界在海水淡化領(lǐng)域液體能量回收利用的壓力交換器主要存在著一系列的機(jī)械運(yùn)動件和電器切換構(gòu)件，維修率較高最終影響生產(chǎn)成本。如中國專利授權(quán)公告號CN 101041484 B帶能量回收的反滲透海水淡化裝置；中國專利授權(quán)公告號CN 100341609 C反滲透海水淡化能量回收裝置多道壓力切換器等。當(dāng)今世界在海水淡化領(lǐng)域液體能量回收利用的壓力交換器主要有以下三種I、傳統(tǒng)的活塞液壓缸結(jié)構(gòu)類似柱塞泵，優(yōu)點(diǎn)是工作液體介質(zhì)與廢棄高壓液體不直接接觸，最高效率可達(dá)95%，缺點(diǎn)液壓缸結(jié)構(gòu)的活塞以及活塞桿自身都有很大的摩擦功耗，特別是活塞桿的往復(fù)密封技術(shù)最難達(dá)到理想效果，實際效率往往低于90%，特別是摩擦損耗導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)頻繁、維護(hù)費(fèi)用高。專利號201010122952. 2，于2010年7月21日公布的我國發(fā)明專利用于海水淡化系統(tǒng)的差動式能量回收裝置及方法，就屬于傳統(tǒng)活塞液壓缸結(jié)構(gòu)；2、透平一水泵組合的能量傳遞設(shè)備，優(yōu)點(diǎn)是工作液體介質(zhì)與廢棄高壓液體不直接接觸，且能適應(yīng)大流量能量傳遞，但其單機(jī)的最高效率也低于75%，故這樣組合的能量傳遞設(shè)備機(jī)組效率一般只有40%——55% ；3、其它形式一國際上對海水淡化投入較早的其它發(fā)達(dá)國家，如德國、日本、英國、美國、荷蘭、瑞典、挪威、以及丹麥等，都未能在壓力交換方面獲得理想、完美結(jié)構(gòu)，其最高交換效率都沒有超過95%的，且配套工程龐大，外來電器驅(qū)動和切換閥門等控制元件過多導(dǎo)致意外事故頻繁發(fā)生，最終導(dǎo)致大幅度增大設(shè)備投資和日常管理維護(hù)等額外費(fèi)用。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器。本實用新型采用以下技術(shù)方案錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，圓筒外殼的兩端是端蓋法蘭，端蓋法蘭的外緣設(shè)有法蘭螺栓；端蓋法蘭的內(nèi)孔螺紋分別與兩端的緊固調(diào)節(jié)螺蓋的螺蓋外螺紋相連接；圓筒外殼的筒殼內(nèi)孔中裝有緊固調(diào)節(jié)螺蓋內(nèi)端面分別貼著下外端蓋和上外端蓋，下外端蓋上布置有高壓濾水進(jìn)管和泄壓濾水出管，上外端蓋上布置有升壓海水出管和低壓海水進(jìn)管；上外端蓋和下外端蓋的內(nèi)端面均貼著流道位置固定圈，流道位置固定圈的內(nèi)端面分別貼著下內(nèi)端蓋和上內(nèi)端蓋，定心軸穿過自轉(zhuǎn)液力活塞的活塞中心通孔后固定在下內(nèi)端蓋和上內(nèi)端蓋上，所述的自轉(zhuǎn)液力活塞有活塞中心通孔，在活塞中心通孔外圍采用至少兩環(huán)等分交錯布置的通道單元，每環(huán)設(shè)有3 24個通道單元，每個外環(huán)通道單元的最小徑向尺寸小于每個內(nèi)環(huán)通道單元的最大徑向尺寸，構(gòu)成徑向錯位；外環(huán)通道單元與內(nèi)環(huán)通道單元在圓周上等分錯位輻射布置，構(gòu)成周向錯位；且所述的下端蓋上有高壓濾水斜道與泄壓濾水斜道對稱布置；而且上端蓋上升壓原水斜道與低壓原水斜道對稱布置，構(gòu)成二進(jìn)二出傾斜流道。所述的下內(nèi)端蓋的內(nèi)端面上對稱布置有高壓濾水斜道和泄壓濾水斜道，分別光滑過渡連接到高壓濾水進(jìn)管和泄壓濾水出管，且高壓濾水斜道在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周上朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜，與下內(nèi)端蓋的內(nèi)端面成銳角；泄壓濾水斜道在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周上朝旋轉(zhuǎn)的相反方向傾斜，與下內(nèi)端蓋的內(nèi)端面成銳角；而且下內(nèi)端蓋上設(shè)有內(nèi)端蓋軸心通孔，內(nèi)端蓋軸心通孔與下內(nèi)端蓋的內(nèi)端面匯合處嵌入定軸瓦，定軸瓦的外露平面與下內(nèi)端蓋的內(nèi)平面持平，下內(nèi) 端蓋的外圓與筒殼內(nèi)孔密封配合。所述的上內(nèi)端蓋的內(nèi)端面上對稱布置有升壓海水斜道和低壓清海水斜道，分別光滑過渡連接到升壓海水出管和低壓海水進(jìn)管，且低壓清海水斜道在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周上朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜，與上內(nèi)端蓋的內(nèi)端面成銳角；升壓海水斜道在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周上朝旋轉(zhuǎn)的相反方向傾斜，與上內(nèi)端蓋的內(nèi)端面成銳角；而且上內(nèi)端蓋上設(shè)有內(nèi)端蓋軸心通孔，內(nèi)端蓋軸心通孔與上內(nèi)端蓋的內(nèi)端面匯合處嵌入定軸瓦，定軸瓦的外露平面與下內(nèi)端蓋的內(nèi)平面持平，上內(nèi)端蓋的外圓與筒殼內(nèi)孔密封配合。所述的自轉(zhuǎn)液力活塞的活塞兩端面與活塞中心通孔的交界處都有軸套安裝孔和安裝孔底平面，軸套的軸套底平面貼著安裝孔底平面，軸套的軸套外圓與軸套安裝孔過盈配合，且所述軸套的軸套外平面上開設(shè)有3 12條潤滑槽與內(nèi)孔曲面上的潤滑槽相貫通。所述的每個外環(huán)通道單元由一段通道單元外弧和兩片外隔離壁以及兩片錯位連接壁通過5個過度圓弧包裹而成，且兩個外環(huán)通道單元之間的外隔離壁的壁厚在I至9毫米之間，外隔離壁的寬度在10至90毫米之間。所述的每個內(nèi)環(huán)通道單元由兩片兩片錯位連接壁和兩片內(nèi)隔離壁以及一段通道單元內(nèi)弧通過5個過度圓弧包裹而成，且兩個內(nèi)環(huán)通道單元之間的內(nèi)隔離壁的壁厚在I至9毫米之間；內(nèi)隔離壁的寬度在10至90毫米之間。所述的錯位連接壁與其等分錯位輻射布置的內(nèi)隔離壁以及外隔離壁的夾角在105度到165度之間，錯位連接壁的壁厚在I至9毫米之間，錯位連接壁的寬度在5至50毫米之間。所述的外環(huán)通道單元的通道單元外弧與自轉(zhuǎn)液力活塞的轉(zhuǎn)子外圓之間的距離在2至18毫米。本實用新型的有益效果是無需任何外來電器驅(qū)動和切換閥門等元件控制，憑借二進(jìn)二出傾斜流道與自轉(zhuǎn)液力活塞兩端面的傾斜夾角，就能讓本實用新型中唯一的運(yùn)動件自轉(zhuǎn)液力活塞自如旋轉(zhuǎn)，完成流道切換，實現(xiàn)壓力交換。還避免了任何電器意外事故發(fā)生。[0019]采用自轉(zhuǎn)液力活塞的多環(huán)通道單元，通過相鄰的內(nèi)、外環(huán)通道單元錯位布置，使得壓差最大的圓周上兩通道單元的隔離板的受力結(jié)構(gòu)得到改善，通道單元之間隔離板變薄后，不但提高了壓力交換器單位體積內(nèi)有效的壓力交換通道率，減輕里隔板壁厚部位對液流造成的壓力損失，同時隔板壁厚變薄后還減輕了自轉(zhuǎn)液力活塞的自身重量，可使壓力交換效率最高達(dá)到98%，此外，支撐摩擦力隨之減小必然延長使用壽命，可將單體壓力交換器做得很大，實現(xiàn)自轉(zhuǎn)液力活塞的外徑可不受限制放大，避免了因并聯(lián)所導(dǎo)致系統(tǒng)龐大，做到了系統(tǒng)工程緊湊，工程投資節(jié)省，設(shè)備效益更高，單機(jī)管理簡單。軸套的軸套外平面上開設(shè)有3 12條的潤滑槽與內(nèi)孔曲面上的潤滑槽相貫通，對支撐作用的軸套外平面和固定作用的內(nèi)孔曲面同時起到良好有效潤滑作用，確保本實用新型恒久正常運(yùn)行。本實用新型還省卻了所有外來電器驅(qū)動和切換閥門等控制元件，避免了任何電器意外事故發(fā)生，最終達(dá)到大幅度減少投資和日常管理維護(hù)費(fèi)用。

圖I是錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型圖I的P-P剖視圖；圖3是本實用新型圖I的Q-Q剖視圖；圖4是本實用新型圖I的T-T剖視圖；圖5是本實用新型圖I的S-S剖視圖；圖6是本實用新型的自轉(zhuǎn)液力活塞20旋轉(zhuǎn)剖面軸側(cè)圖；圖7是本實用新型的定心軸30的軸側(cè)圖；圖8是本實用新型的軸套28的背側(cè)軸側(cè)圖；圖9是本實用新型的定軸瓦28的正面軸側(cè)圖；圖10是本實用新型在反滲透海水淡化過程中的應(yīng)用示意圖；圖11是本實用新型的液體能量在旋轉(zhuǎn)中交替進(jìn)行壓力能量交換時，以進(jìn)出管路中心為半徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的壓力能量交換流程示意圖；圖12是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 I個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖13是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 2個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖14是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 3個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖15是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 4個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖16是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 5個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖17是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 6個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖18是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 7個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；[0038]圖19是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 8個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖20是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 9個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖21是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 10個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖22是圖11中徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的每個通道單元在旋轉(zhuǎn)了 11個通道單元位置后，各通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理以及在反滲透海水淡化 系統(tǒng)中的應(yīng)用作進(jìn)一步闡述圖I是錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，反映出本實用新型整體裝配關(guān)系。配合圖2、圖3、圖4以及圖5是對圖I不同部位的剖視圖，反映出本實用新型進(jìn)出流道之間的相互位置關(guān)系。錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，圓筒外殼10的兩端是端蓋法蘭80，端蓋法蘭80的外緣設(shè)有法蘭螺栓82 ;端蓋法蘭80的內(nèi)孔螺紋87分別與兩端的緊固調(diào)節(jié)螺蓋70的螺蓋外螺紋78相連接；圓筒外殼10的筒殼內(nèi)孔12中裝有緊固調(diào)節(jié)螺蓋70內(nèi)端面分別貼著下外端蓋65和上外端蓋69,下外端蓋65上布置有高壓濾水進(jìn)管51和泄壓濾水出管52,上外端蓋69上布置有升壓海水出管91和低壓海水進(jìn)管92 ;上外端蓋69和下外端蓋65的內(nèi)端面均貼著流道位置固定圈44，流道位置固定圈44的內(nèi)端面分別貼著下內(nèi)端蓋45和上內(nèi)端蓋49，定心軸30穿過自轉(zhuǎn)液力活塞20的活塞中心通孔23后固定在下內(nèi)端蓋45和上內(nèi)端蓋49上，所述的自轉(zhuǎn)液力活塞20有活塞中心通孔23，在活塞中心通孔23外圍采用至少兩環(huán)等分交錯布置的通道單元，每環(huán)設(shè)有3 24個通道單元，每個外環(huán)通道單元26的最小徑向尺寸263小于每個內(nèi)環(huán)通道單元27的最大徑向尺寸273，構(gòu)成徑向錯位；外環(huán)通道單元26與內(nèi)環(huán)通道單元27在圓周上等分錯位輻射布置，構(gòu)成周向錯位；且所述的下端蓋45上有高壓濾水斜道512與泄壓濾水斜道522對稱布置；而且上端蓋49上升壓原水斜道912與低壓原水斜道922對稱布置，構(gòu)成二進(jìn)二出傾斜流道。所述的下內(nèi)端蓋45的內(nèi)端面上對稱布置有高壓濾水斜道512和泄壓濾水斜道522，分別光滑過渡連接到高壓濾水進(jìn)管51和泄壓濾水出管52，且高壓濾水斜道512在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周R上朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜，與下內(nèi)端蓋45的內(nèi)端面成銳角；泄壓濾水斜道522在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周R上朝旋轉(zhuǎn)的相反方向傾斜，與下內(nèi)端蓋45的內(nèi)端面成銳角；而且下內(nèi)端蓋45上設(shè)有內(nèi)端蓋軸心通孔43，內(nèi)端蓋軸心通孔43與下內(nèi)端蓋45的內(nèi)端面匯合處嵌入定軸瓦48，定軸瓦48的外露平面與下內(nèi)端蓋45的內(nèi)平面持平，下內(nèi)端蓋45的外圓與筒殼內(nèi)孔12密封配合；所述的上內(nèi)端蓋49的內(nèi)端面上對稱布置有升壓海水斜道912和低壓清海水斜道922，分別光滑過渡連接到升壓海水出管91和低壓海水進(jìn)管92，且低壓清海水斜道922在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周R上朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜，與上內(nèi)端蓋49的內(nèi)端面成銳角；升壓海水斜道912在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周R上朝旋轉(zhuǎn)的相反方向傾斜，與上內(nèi)端蓋49的內(nèi)端面成銳角；而且上內(nèi)端蓋49上設(shè)有內(nèi)端蓋軸心通孔43，內(nèi)端蓋軸心通孔43與上內(nèi)端蓋49的內(nèi)端面匯合處嵌入定軸瓦48，定軸瓦48的外露平面與下內(nèi)端蓋45的內(nèi)平面持平，上內(nèi)端蓋49的外圓與筒殼內(nèi)孔12密封配合；圖6是本實用新型的自轉(zhuǎn) 液力活塞20旋轉(zhuǎn)剖面軸側(cè)圖，配合圖7、圖8以及圖9，進(jìn)一步明確本實用新型核心部位的形狀和位置關(guān)系。所述的自轉(zhuǎn)液力活塞20的活塞兩端面與活塞中心通孔23的交界處都有軸套安裝孔238和安裝孔底平面235，軸套28的軸套底平面285貼著安裝孔底平面235，軸套28的軸套外圓283與軸套安裝孔238過盈配合，且所述軸套28的軸套外平面284上開設(shè)有3 12條潤滑槽288與內(nèi)孔曲面282上的潤滑槽288相貫通。所述的每個外環(huán)通道單元26由一段通道單元外弧212和兩片外隔離壁262以及兩片錯位連接壁267通過5個過度圓弧213包裹而成，且兩個外環(huán)通道單元26之間的外隔離壁262的壁厚在I至9毫米之間，外隔離壁262的寬度在10至90毫米之間。所述的每個內(nèi)環(huán)通道單元27由兩片兩片錯位連接壁267和兩片內(nèi)隔離壁272以及一段通道單元內(nèi)弧271通過5個過度圓弧213包裹而成，且兩個內(nèi)環(huán)通道單元27之間的內(nèi)隔離壁272的壁厚在I至9毫米之間；內(nèi)隔離壁272的寬度在10至90毫米之間。所述的錯位連接壁267與其等分錯位輻射布置的內(nèi)隔離壁272以及外隔離壁262的夾角在105度到165度之間，錯位連接壁267的壁厚在I至9毫米之間，錯位連接壁267的寬度在5至50毫米之間。所述的外環(huán)通道單元26的通道單元外弧212與自轉(zhuǎn)液力活塞20的轉(zhuǎn)子外圓21之間的距離在2至18毫米。本實施例能彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，不但省卻了外加動力和管路閥門切換等容易出故障的電器元件，而且通過相鄰的內(nèi)、外環(huán)通道單元錯位布置，使得壓差最大高達(dá)5. 6MPa的圓周上兩通道單元的外隔離壁262和內(nèi)隔離壁272變窄后其受力結(jié)構(gòu)都得到改善，允許將通道單元之間隔離板做成很薄，不但提高了壓力交換器單位體積內(nèi)有效的壓力交換通道率，減輕里隔板壁厚部位對液流造成的壓力損失，同時隔板壁厚變薄后還減輕了自轉(zhuǎn)液力活塞的自身重量，可使壓力交換效率最高達(dá)到98%，此外，支撐摩擦力隨之減小必然延長使用壽命，可將單體壓力交換器做得很大，單體尺寸不受限制，使得經(jīng)反滲透海水淡化系統(tǒng)所獲取淡水的過程能耗降到3. OkWh / m3，既能做到高效回收反滲透海水淡化系統(tǒng)處理過程中高壓濃鹽水的余壓能量，還能做到壓力交換器少維修，甚至免于維修。本實用新型的工作過程如下圖10是本實用新型在反滲透海水淡化過程中的應(yīng)用示意圖，從中可以反映出本實用新型在整個海水淡化系統(tǒng)工程中位置和作用。圖11是本實用新型的液體能量在旋轉(zhuǎn)中交替進(jìn)行壓力能量交換時，以進(jìn)出管路中心為半徑沿著旋轉(zhuǎn)圓周R展開的壓力能量交換流程示意圖。它反映出自轉(zhuǎn)液力活塞20的各個流道中的兩種液體位置關(guān)系。圖12至圖22是相對于圖11來反映出兩種液體的動態(tài)位置關(guān)系?！N錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，自轉(zhuǎn)液力活塞20采用兩環(huán)等分均勻布置的通道單元，每環(huán)內(nèi)設(shè)有12個通道單元，分別是通道單元A、通道單元B、通道單元C、通道單元D、通道單元E、通道單元F、通道單元G、通道單元H、通道單元J、通道單元K、通道單元L、通道單元M。外環(huán)通道26和內(nèi)環(huán)通道27在旋轉(zhuǎn)圓周R上交錯等分均布，外環(huán)通道單元26的最小徑向尺寸263小于內(nèi)環(huán)通道單元27的最大徑向尺寸273為10毫米，產(chǎn)生徑向交錯，且外環(huán)通道單元26與內(nèi)環(huán)通道單元27在圓周上錯位輻射布置，周向錯位結(jié)合徑向交錯能最大程度上消除了壓力交換所致流道脈沖波動。下內(nèi)端蓋45上設(shè)有內(nèi)端蓋軸心通孔43，內(nèi)端蓋軸心通孔43與下內(nèi)端蓋45的內(nèi)端面匯合處嵌入定軸瓦48，定軸瓦48的外露平面與下內(nèi)端蓋45的內(nèi)平面持平，上內(nèi)端蓋49上設(shè)有內(nèi)端蓋軸心通孔43，內(nèi)端蓋軸心通孔43與上內(nèi)端蓋49的內(nèi)端面匯合處嵌入定軸瓦48，定軸瓦48的外露平面與下內(nèi)端蓋45的內(nèi)平面持平，且所述軸套28的軸套外平面284上開設(shè)有3 12條潤滑槽288與內(nèi)孔曲面282上的潤滑槽288相貫通。潤滑槽288對支撐作用的軸套外平面284和起固定作用的內(nèi)孔曲面282同時得到良好有效潤滑作用，確保壓力交換器恒久正常運(yùn)行。軸套28和定軸瓦48的配對工作提高了本實用新型的耐磨度。實施列采用的自轉(zhuǎn)液力活塞20內(nèi)在結(jié)構(gòu)為外環(huán)通道26的通道單元外弧212與自轉(zhuǎn)液力活塞20的活塞外圓21之間的厚度為6毫米。兩個外環(huán)通道26之間的外隔離壁262的壁厚為5暈米；外隔尚壁262的寬度為50暈米。兩個內(nèi)環(huán)通道27之間的內(nèi)隔尚壁 272的壁厚為5暈米；內(nèi)隔尚壁272的寬度為30暈米。外環(huán)通道26與內(nèi)環(huán)通道27之間的錯位連接壁267的壁厚為5毫米。所有的過度圓弧213的半徑3毫米。組裝時，定心軸30穿過自轉(zhuǎn)液力活塞20的活塞中心通孔23后，定心軸30兩端的定心軸配合段34再分別穿過下內(nèi)端蓋45和上內(nèi)端蓋49的內(nèi)端蓋軸心通孔43，有定心螺母341在定心軸兩端螺紋342上擰緊，使得定心軸30兩側(cè)的定心軸軸肩33緊靠在嵌入于內(nèi)端蓋軸心通孔43內(nèi)端口的定軸瓦48的外露平面上，做到下內(nèi)端蓋45的內(nèi)端面和上內(nèi)端蓋49的內(nèi)端面分別與自轉(zhuǎn)液力活塞20的兩端面保持滑動密封間隙的狀態(tài)，確保自轉(zhuǎn)液力活塞20旋轉(zhuǎn)自如。將由定心軸30和用定心螺母341固定好的自轉(zhuǎn)液力活塞20、下內(nèi)端蓋45以及上內(nèi)端蓋49 一起放入圓筒外殼10的筒殼內(nèi)孔12中央，下內(nèi)端蓋45和上內(nèi)端蓋49的外圓上有與筒殼內(nèi)孔12起密封作用材料，兩端用流道位置固定圈44來調(diào)節(jié)好上、下各進(jìn)出通道相對位置，使得低壓清海水斜道922與泄壓鹽水斜道522有對應(yīng)交合；升壓海水斜道912與高壓濃鹽水斜道512有對應(yīng)交合。圓筒外殼10兩端的端蓋法蘭80的外緣有8顆法蘭螺栓82，法蘭螺栓82兩端有法蘭螺母89緊固；端蓋法蘭80內(nèi)孔螺紋87與兩端的緊固調(diào)節(jié)螺蓋70的螺蓋外螺紋78相連接。兩端都再放入濃鹽水外端蓋65和清海水外端蓋69，下方的緊固調(diào)節(jié)螺蓋70的內(nèi)側(cè)緊頂著濃鹽水外端蓋65，濃鹽水外端蓋65上布置有高壓濾水進(jìn)管51和泄壓濾水出管52 ;上方的緊固調(diào)節(jié)螺蓋70的內(nèi)側(cè)緊頂著清海水外端蓋69，清海水外端蓋69上布置有升壓海水出管91和低壓海水進(jìn)管92。初始運(yùn)行時反滲透海水淡化系統(tǒng)中的海水池94里的海水經(jīng)大功率高壓泵95直接增壓到5. 6MPa，經(jīng)管路97參與海水淡化，在滲透過濾膜58處獲得約50%的淡水從管路59輸出，被截留帶有5. 4MPa余壓的濾水進(jìn)入本實用新型的高壓濾水進(jìn)管51，與此同時，小功率低壓泵93也開始將海水池94中的海水以0. 2MPa的壓力從本實用新型的低壓海水進(jìn)管92注入低壓海水進(jìn)管92。低壓海水進(jìn)管92中的低壓海水經(jīng)低壓清水斜道922在自轉(zhuǎn)液力活塞20的外環(huán)通道單元26和內(nèi)環(huán)通道單元27中與高壓濾水斜道512中的從高壓濾水進(jìn)管51進(jìn)來的仍然帶有5. 4MPa余壓的高壓濾水交匯。依照帕斯卡原理，低壓清水獲得高壓后成為升壓海水的同時隨著自轉(zhuǎn)液力活塞20旋轉(zhuǎn)到升壓海水斜道912位置，被高壓濾水從升壓海水出管91中推出，經(jīng)小功率增壓泵96增壓到5. 6MPa后，經(jīng)管路97再參與海水淡化。與此同時，完成壓力交換的高壓濾水隨著自轉(zhuǎn)液力活塞20轉(zhuǎn)到泄壓鹽水斜道522通往幾乎沒有壓力的泄壓濾水出管52成為泄壓濾水，被從低壓海水進(jìn)管92進(jìn)來帶有0. 2MPa的低壓海水在低壓海水斜道922將泄壓濾水推出泄壓濾水斜道522經(jīng)泄壓濾水出管52從管路53排放掉。借助于進(jìn)入自轉(zhuǎn)液力活塞20流道的高壓濾水斜道512和低壓海水斜道922與自轉(zhuǎn)液力活塞20兩端平面在同一個環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周R方向上成45度的傾斜夾角42，傾斜夾角42產(chǎn)生了縱向分力和橫向分力，縱向分力驅(qū)使兩種液體在通道單元中實現(xiàn)壓力傳遞，橫向 分力推動著自轉(zhuǎn)液力活塞20繞著定心軸30作旋轉(zhuǎn)；同理，從自轉(zhuǎn)液力活塞20出來流道的高壓濾水斜道512和升壓海水斜道912與自轉(zhuǎn)液力活塞20兩端平面在相反的環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周R方向上成45度的傾斜夾角42，可減少阻力讓升壓后的海水順暢地經(jīng)升壓海水斜道912從壓海水出管91排出；同時，可減少阻力讓完成壓力交換后的濾水順暢地經(jīng)泄壓濾水斜道522從泄壓濾水出管52排放掉。正常運(yùn)行時大功率高壓泵95不再工作，小功率低壓泵93始終持續(xù)不斷地將海水池94中的海水以0. 2MPa的壓力從本實用新型的兩路低壓海水進(jìn)管92同步注入。 經(jīng)低壓海水斜道922進(jìn)入外環(huán)通道單元26和內(nèi)環(huán)通道單元27低壓海水又隨著自轉(zhuǎn)液力活塞20旋轉(zhuǎn)到另一側(cè)后，遇到高壓濾水斜道512中的從高壓濾水進(jìn)管51進(jìn)來的仍然帶有5. 4MPa余壓的高壓濾水交匯。低壓清水獲得高壓后成為升壓海水的同時隨著自轉(zhuǎn)液力活塞20旋轉(zhuǎn)到升壓海水斜道912位置，被高壓濾水從升壓海水出管91中推出，經(jīng)小功率增壓泵96增壓到5. 6MPa后，經(jīng)管路97再參與海水淡化；與此同時，完成壓力交換的高壓濾水隨著自轉(zhuǎn)液力活塞20轉(zhuǎn)到泄壓鹽水斜道522通往幾乎沒有壓力的泄壓濾水出管52成為泄壓濾水，被從低壓海水進(jìn)管92進(jìn)來帶有0. 2MPa的低壓海水在低壓海水斜道922將泄壓濾水推出泄壓濾水斜道522經(jīng)泄壓濾水出管52從管路53排放掉。周而復(fù)始，連續(xù)工作。
權(quán)利要求1.錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，圓筒外殼(10)的兩端是端蓋法蘭(80)，端蓋法蘭(80)的外緣設(shè)有法蘭螺栓(82);端蓋法蘭(80)的內(nèi)孔螺紋(87)分別與兩端的緊固調(diào)節(jié)螺蓋(70)的螺蓋外螺紋(78)相連接；圓筒外殼(10)的筒殼內(nèi)孔(12)中裝有緊固調(diào)節(jié)螺蓋(70)內(nèi)端面分別貼著下外端蓋(65)和上外端蓋(69)，下外端蓋(65)上布置有高壓濾水進(jìn)管(51)和泄壓濾水出管(52 )，上外端蓋(69 )上布置有升壓海水出管(91)和低壓海水進(jìn)管(92);上外端蓋(69)和下外端蓋(65)的內(nèi)端面均貼著流道位置固定圈(44)，流道位置固定圈(44)的內(nèi)端面分別貼著下內(nèi)端蓋(45)和上內(nèi)端蓋(49),定心軸(30)穿過自轉(zhuǎn)液力活塞(20)的活塞中心通孔(23)后固定在下內(nèi)端蓋(45)和上內(nèi)端蓋(49)上，其特征是所述的自轉(zhuǎn)液力活塞(20)有活塞中心通孔(23)，在活塞中心通孔(23)外圍采用至少兩環(huán)等分交錯布置的通道單元，每環(huán)設(shè)有3 24個通道單元，每個外環(huán)通道單元(26)的最小徑向尺寸(263)小于每個內(nèi)環(huán)通道單元(27)的最大徑向尺寸(273)，構(gòu)成徑向錯位；外環(huán)通道單元(26)與內(nèi)環(huán)通道單元(27)在圓周上等分錯位輻射布置，構(gòu)成周向錯位；且所述的下端蓋(45)上有高壓濾水斜道(512)與泄壓濾水斜道(522)對稱布置；而且上端蓋(49)上升壓原水斜道(912)與低壓原水斜道(922)對稱布置，構(gòu)成二進(jìn)二出傾斜流道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，其特征是所述的下內(nèi)端蓋(45)的內(nèi)端面上對稱布置有高壓濾水斜道(512)和泄壓濾水斜道(522)，分別光滑過渡連接到高壓濾水進(jìn)管(51)和泄壓濾水出管(52)，且高壓濾水斜道(512)在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周(R)上朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜，與下內(nèi)端蓋(45)的內(nèi)端面成銳角；泄壓濾水斜道(522)在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周(R)上朝旋轉(zhuǎn)的相反方向傾斜，與下內(nèi)端蓋(45)的內(nèi)端面成銳角；而且下內(nèi)端蓋(45)上設(shè)有內(nèi)端蓋軸心通孔(43)，內(nèi)端蓋軸心通孔(43)與下內(nèi)端蓋(45)的內(nèi)端面匯合處嵌入定軸瓦(48)，定軸瓦(48)的外露平面與下內(nèi)端蓋(45)的內(nèi)平面持平，下內(nèi)端蓋(45)的外圓與筒殼內(nèi)孔(12)密封配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，其特征是所述的上內(nèi)端蓋(49)的內(nèi)端面上對稱布置有升壓海水斜道(912)和低壓清海水斜道(922)，分別光滑過渡連接到升壓海水出管(91)和低壓海水進(jìn)管(92)，且低壓清海水斜道(922)在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周(R)上朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜，與上內(nèi)端蓋(49)的內(nèi)端面成銳角；升壓海水斜道(912)在環(huán)繞旋轉(zhuǎn)圓周(R)上朝旋轉(zhuǎn)的相反方向傾斜，與上內(nèi)端蓋(49)的內(nèi)端面成銳角；而且上內(nèi)端蓋(49)上設(shè)有內(nèi)端蓋軸心通孔(43)，內(nèi)端蓋軸心通孔(43)與上內(nèi)端蓋(49)的內(nèi)端面匯合處嵌入定軸瓦(48)，定軸瓦(48)的外露平面與下內(nèi)端蓋(45)的內(nèi)平面持平，上內(nèi)端蓋(49)的外圓與筒殼內(nèi)孔(12)密封配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，其特征是所述的自轉(zhuǎn)液力活塞(20)的活塞兩端面與活塞中心通孔(23)的交界處都有軸套安裝孔(238)和安裝孔底平面(235)，軸套(28)的軸套底平面(285)貼著安裝孔底平面(235)，軸套(28)的軸套外圓(283)與軸套安裝孔(238)過盈配合，且所述軸套(28)的軸套外平面(284)上開設(shè)有3 12條潤滑槽(288)與內(nèi)孔曲面(282)上的潤滑槽(288)相貫通。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，其特征是所述的每個外環(huán)通道單元(26)由一段通道單元外弧(212)和兩片外隔離壁(262)以及兩片錯位連接壁(267)通過5個過度圓弧(213)包裹而成，且兩個外環(huán)通道單元(26)之間的外隔離壁(262)的壁厚在I至9毫米之間，外隔離壁(262)的寬度在10至90毫米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，其特征是所述的每個內(nèi)環(huán)通道單元(27)由兩片錯位連接壁(267)和兩片內(nèi)隔離壁(272)以及一段通道單元內(nèi)弧(271)通過5個過度圓弧(213)包裹而成，且兩個內(nèi)環(huán)通道單元(27)之間的內(nèi)隔離壁(272)的壁厚在I至9毫米之間；內(nèi)隔離壁(272)的寬度在10至90毫米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，其特征是所述的錯位連接壁(267)與其等分錯位輻射布置的內(nèi)隔離壁(272)以及外隔離壁(262)的夾角在105度到165度之間，錯位連接壁(267)的壁厚在I至9毫米之間，錯位連接壁(267)的寬度在5至50毫米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器，其特征是所述的外環(huán)通道單元(26)的通道單元外弧(212)與自轉(zhuǎn)液力活塞(20)的轉(zhuǎn)子外圓(21)之間的距離在2至18毫米。
專利摘要本實用新型公開了一種錯位通道自轉(zhuǎn)液力活塞增壓器。本實用新型中的自轉(zhuǎn)液力活塞有活塞中心通孔，在活塞中心通孔外圍采用至少兩環(huán)等分交錯布置的通道單元，每環(huán)設(shè)有多個通道單元，每個外環(huán)通道單元的最小徑向尺寸小于每個內(nèi)環(huán)通道單元的最大徑向尺寸，構(gòu)成徑向錯位；外環(huán)通道單元與內(nèi)環(huán)通道單元在圓周上等分錯位輻射布置，構(gòu)成周向錯位；且所述的下端蓋上有高壓濾水斜道與泄壓濾水斜道對稱布置；而且上端蓋上升壓原水斜道與低壓原水斜道對稱布置，構(gòu)成二進(jìn)二出傾斜流道。憑借傾斜流道對自轉(zhuǎn)液力活塞兩端面的施力，無需任何外來電器驅(qū)動和切換閥門等元件控制，就能讓自轉(zhuǎn)液力活塞自如旋轉(zhuǎn)，完成流道切換，實現(xiàn)壓力交換。還避免了任何電器意外事故發(fā)生。
文檔編號C02F103/08GK202542920SQ20122001991
公開日2012年11月21日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者吳淳杰, 張志雄, 沈鳳祥, 沈金浩, 焦磊, 王樂勤, 趙才甫 申請人:南方泵業(yè)股份有限公司, 浙江大學(xué)