專利名稱：一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于能量傳送設備領域，具體涉及反滲透海水淡化系統(tǒng)中關于能量回收設備的一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器。
背景技術：
隨著科技進步，人口日益增多，人們向海洋開發(fā)的愿望也日趨強烈，海水淡化處理日趨普及，海水淡化的能耗成本受到特別關注。早期海水淡化采用蒸餾法，如多級閃蒸技術，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70年代反滲透海水淡化技術投入應用，經(jīng)過不斷改進。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，其最主要的改進是將處理后的高壓濾水進管的能量有效回收利用。經(jīng)反滲透海水淡化技術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鍵。當今世界在海水淡化領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械運動件和電器切換構件，維修率較高最終影響生產(chǎn)成本。如中國專利授權公告號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。當今世界在海水淡化領域液體能量回收利用的壓力交換器主要有以下三種
1、傳統(tǒng)的轉子液壓缸結構類似柱塞泵，優(yōu)點是工作液體介質與廢棄高壓液體不直接接觸，最高效率可達95%，缺點液壓缸結構的轉子以及轉子桿自身都有很大的摩擦功耗，特別是轉子桿的往復密封技術最難達到理想效果，實際效率往往低于90%，特別是摩擦損耗導致設備停機頻繁、維護費用高。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)轉子液壓缸結構；
2、透平一水泵組合的能量傳遞設備，優(yōu)點是工作液體介質與廢棄高壓液體不直接接觸，且能適應大流量能量傳遞，但其單機的最高效率也低于75%，故這樣組合的能量傳遞設備機組效率一般只有40%——55% ；
3、其它形式——國際上對海水淡化投入較早的其它發(fā)達國家，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、完美結構，其最高交換效率都沒有超過95%的，且配套工程龐大，外來電器驅動和切換閥門等控制元件過多導致意外事故頻繁發(fā)生，最終導致大幅度增大設備投資和日常管理維護等額外費用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種通心轉子配備四進四出壓力交換通道的壓力交換器，可使壓力交換效率最高達到98%，實現(xiàn)通心轉子的外徑可不受限制放大，還省卻了所有外來電器驅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，最終達到大幅度減少投資和日常管理維護費用。采用以下技術方案一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，圓筒外殼的兩端是端蓋法蘭，端蓋法蘭的外緣設有法蘭螺栓；端蓋法蘭內孔螺紋分別與兩端的緊固調節(jié)螺蓋的螺蓋外螺紋相連接；緊固調節(jié)螺蓋內端面分別是下端蓋和上端蓋的外端平面，下端蓋和上端蓋的帶密封圈槽外圓與圓筒外殼的兩端內孔相配合，下端蓋的下蓋內平面和上端蓋的上蓋內平面緊靠在圓筒外殼的中段內孔與兩端內孔的過渡臺肩上，活動固定在下端蓋和上端蓋的定心軸支撐固定著整個通心轉子自如旋轉，所述的通心轉子有轉子中心通孔，在轉子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環(huán)通道單元的最大徑向尺寸，構成徑向錯位；外環(huán)通道單元與內環(huán)通道單元在圓周上等分錯位輻射布置，構成周向錯位；且所述的下端蓋上有兩路高壓濾水斜道相對于通心轉子的旋轉軸心成旋轉對稱布置，有兩路泄壓濾水斜道相對于通心轉子的旋轉軸心也成旋轉對稱布置；而且上端蓋上有兩路升壓海水斜道相對于通心轉子的旋轉軸心成旋轉對稱布置，有兩路低壓海水斜道相對于通心轉子的旋轉軸心也成旋轉對稱布置，構成四進四出傾斜流道。所述的下端蓋一側半圓上有對稱布置的高壓濾水進管和泄壓濾水出管，另一側半圓上也有旋轉對稱布置的高壓濾水進管和泄壓濾水出管，高壓濾水進管連通高壓濾水斜道，泄壓濾水出管連通泄壓濾水斜道，兩個高壓濾水斜道相對于各自高壓濾水進管都朝同一個旋轉方向傾斜，與下蓋內平面在環(huán)繞旋轉圓周方向上成銳角的傾斜夾角，兩個泄壓濾水斜道相對于泄壓濾水出管都朝相反的旋轉方向傾斜，與下蓋內平面在環(huán)繞旋轉圓周方向上成銳角的傾斜夾角，且下端蓋的蓋心通孔與下蓋內平面匯合處嵌入有軸瓦，所述定心軸的一端定心軸配合段依次穿過軸瓦和蓋心通孔后，有定心螺母在定心軸兩端螺紋上擰緊固定，定心軸兩側的定心軸軸肩緊靠在軸瓦的外露平面上。所述的上端蓋一側半圓上有對稱布置的升壓海水出管和低壓海水進管，另一側半圓上也有旋轉對稱布置的升壓海水出管和低壓海水進管，升壓海水出管連通升壓海水斜道，低壓海水進管連通低壓海水斜道，兩個升壓海水斜道相對于各自升壓海水出管都朝同一個旋轉方向傾斜，與上蓋內平面在環(huán)繞旋轉圓周方向上成銳角的傾斜夾角，兩個低壓海水斜道相對于低壓海水進管都朝相反的旋轉方向傾斜，與上蓋內平面在環(huán)繞旋轉圓周方向上成銳角的傾斜夾角，且上端蓋的蓋心通孔與上蓋內平面匯合處嵌入有軸瓦，所述定心軸的另一端定心軸配合段依次穿過軸瓦和蓋心通孔后，有定心螺母在定心軸兩端螺紋上擰緊固定，定心軸兩側的定心軸軸肩緊靠在軸瓦的外露平面上。所述的通心轉子的轉子兩端面與轉子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有3 12條的潤滑槽與內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。所述的每個內環(huán)通道單元由兩片兩片錯位連接壁和兩片內隔離壁以及一段通道單元內弧通過5個過度圓弧包裹而成，且兩個內環(huán)通道單元之間的內隔離壁的壁厚在I至 9毫米之間；內隔離壁的寬度在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隔離壁以及外隔離壁的夾角在105 5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通心轉子的轉子外圓之間的距離在2至 18毫米。本發(fā)明的有益效果是無需任何外來電器驅動和切換閥門等元件控制，憑借四進四出傾斜流道與通心轉子兩端面的傾斜夾角，就能讓本發(fā)明中唯一的運動件通心轉子自如旋轉，完成流道切換，實現(xiàn)壓力交換，且通心轉子所受到的徑向力和周向力都得到完全對稱平衡，還避免了任何電器意外事故發(fā)生。采用通心轉子的多環(huán)通道單元，通過相鄰的內、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壁的受力結構得到改善，通道單元之間隔離壁變薄后，不但提高了壓力交換器單位體積內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通心轉子的自身重量，可使壓力交換效率最高達到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)通心轉子的外徑可不受限制放大，避免了因并聯(lián)所導致系統(tǒng)龐大，做到了系統(tǒng)工程緊湊， 工程投資節(jié)省，設備效益更高，單機管理簡單。軸套(28 )的軸套外平面(284)上開設有3 12條的潤滑槽(288)與內孔曲面(282)上的潤滑槽(288)相貫通，對支撐作用的軸套外平面和固定作用的內孔曲面同時起到良好有效潤滑作用，確保本發(fā)明恒久正常運行。本發(fā)明還省卻了所有外來電器驅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，最終達到大幅度減少投資和日常管理維護費用。


圖I是錯位通道自轉液力活塞多程增壓器的結構示意圖2是本發(fā)明圖I的P-P剖視圖3是本發(fā)明圖I的Q-Q剖視圖4是對圖2中上端蓋49沿著以進出管路中心為半徑沿著旋轉圓周R的位置局部剖的軸側圖5是對圖2中下端蓋45沿著以進出管路中心為半徑沿著旋轉圓周R的位置局部剖的軸側圖6是本發(fā)明的通心轉子20沿著旋轉圓周R局部剖軸側圖7是本發(fā)明的定心軸30的軸側圖8是本發(fā)明的軸套28的背側軸側圖9是本發(fā)明的軸瓦28的正面軸側圖10是本發(fā)明在反滲透海水淡化過程中的應用示意圖11是本發(fā)明的液體能量在旋轉中交替進行壓力能量交換時，以進出管路中心為半徑沿著旋轉圓周R展開的壓力能量交換流程示意圖12是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 I個通道單元位置后， 各通道單元內部的兩種液體所處位置；
圖13是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 2個通道單元位置后， 各通道單元內部的兩種液體所處位置；圖14是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 3個通道單元位置后， 各通道單元內部的兩種液體所處位置；
圖15是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 4個通道單元位置后， 各通道單元內部的兩種液體所處位置；
圖16是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 5個通道單元位置后， 各通道單元內部的兩種液體所處位置；
圖17是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 6個通道單元位置后， 各通道單元內部的兩種液體所處位置；
圖18是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 7個通道單元位置后， 各通道單元內部的兩種液體所處位置；
圖19是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 8個通道單元位置后， 各通道單元內部的兩種液體所處位置；
圖20是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 9個通道單元位置后， 各通道單元內部的兩種液體所處位置；
圖21是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 10個通道單元位置后，各通道單元內部的兩種液體所處位置；
圖22是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 11個通道單元位置后，各通道單元內部的兩種液體所處位置。
具體實施例方式結合附圖和實施例對本發(fā)明的結構和工作原理以及在反滲透海水淡化系統(tǒng)中的應用作進一步闡述
圖I是錯位通道自轉液力活塞增壓器的結構示意圖，反映出本發(fā)明整體裝配關系。配合圖2、圖3、圖4以及圖5是對圖I不同部位的剖視圖，反映出本發(fā)明進出流道之間的相互位置關系。一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，圓筒外殼10的兩端是端蓋法蘭80，端蓋法蘭80的外緣設有法蘭螺栓82 ;端蓋法蘭80內孔螺紋87分別與兩端的緊固調節(jié)螺蓋70 的螺蓋外螺紋78相連接；緊固調節(jié)螺蓋70內端面分別是下端蓋45和上端蓋49的外端平面，下端蓋45和上端蓋49的帶密封圈槽外圓41與圓筒外殼10的兩端內孔14相配合，下端蓋45的下蓋內平面451和上端蓋49的上蓋內平面491緊靠在圓筒外殼10的中段內孔 12與兩端內孔14的過渡臺肩109上，活動固定在下端蓋45和上端蓋49的定心軸30支撐固定著整個通心轉子20自如旋轉，所述的通心轉子20有轉子中心通孔23，在轉子中心通孔 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小于每個內環(huán)通道單元27的最大徑向尺寸273，構成徑向錯位；外環(huán)通道單元26與內環(huán)通道單元27在圓周上等分錯位輻射布置，構成周向錯位；且所述的下端蓋45上有兩路高壓濾水斜道512相對于通心轉子20的旋轉軸心成旋轉對稱布置，有兩路泄壓濾水斜道522相對于通心轉子20的旋轉軸心也成旋轉對稱布置；而且上端蓋49上有兩路升壓海水斜道912相對于通心轉子20的旋轉軸心成旋轉對稱布置，有兩路低壓海水斜道922相對于通心轉子20的旋轉軸心也成旋轉對稱布置，構成四進四出傾斜流道。所述的下端蓋45 —側半圓上有對稱布置的高壓濾水進管51和泄壓濾水出管52， 另一側半圓上也有旋轉對稱布置的高壓濾水進管51和泄壓濾水出管52，高壓濾水進管51 連通高壓濾水斜道512，泄壓濾水出管52連通泄壓濾水斜道522，兩個高壓濾水斜道512相對于各自高壓濾水進管51都朝同一個旋轉方向傾斜，與下蓋內平面451在環(huán)繞旋轉圓周R 方向上成銳角的傾斜夾角42，兩個泄壓濾水斜道522相對于泄壓濾水出管52都朝相反的旋轉方向傾斜，與下蓋內平面451在環(huán)繞旋轉圓周R方向上成銳角的傾斜夾角42，且下端蓋 45的蓋心通孔43與下蓋內平面451匯合處嵌入有軸瓦48，所述定心軸30的一端定心軸配合段34依次穿過軸瓦48和蓋心通孔43后，有定心螺母341在定心軸兩端螺紋342上擰緊固定，定心軸30兩側的定心軸軸肩33緊靠在軸瓦48的外露平面上。所述的上端蓋49 一側半圓上有對稱布置的升壓海水出管91和低壓海水進管92， 另一側半圓上也有旋轉對稱布置的升壓海水出管91和低壓海水進管92，升壓海水出管91 連通升壓海水斜道912，低壓海水進管92連通低壓海水斜道922，兩個升壓海水斜道912 相對于各自升壓海水出管91都朝同一個旋轉方向傾斜，與上蓋內平面491在環(huán)繞旋轉圓周 R方向上成銳角的傾斜夾角42，兩個低壓海水斜道922相對于低壓海水進管92都朝相反的旋轉方向傾斜，與上蓋內平面491在環(huán)繞旋轉圓周R方向上成銳角的傾斜夾角42，且上端蓋49的蓋心通孔43與上蓋內平面491匯合處嵌入有軸瓦48，所述定心軸30的另一端定心軸配合段34依次穿過軸瓦48和蓋心通孔43后，有定心螺母341在定心軸兩端螺紋342上擰緊固定，定心軸30兩側的定心軸軸肩33緊靠在軸瓦48的外露平面上。圖6是本發(fā)明的自轉液力活塞20旋轉剖面軸側圖，配合圖7、圖8以及圖9，進一步明確本發(fā)明核心部位的形狀和位置關系。所述的通心轉子20的轉子兩端面與轉子中心通孔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上開設有3 12 條的潤滑槽288與內孔曲面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。所述的每個內環(huán)通道單元27由兩片兩片錯位連接壁267和兩片內隔離壁272以及一段通道單元內弧271通過5個過度圓弧213包裹而成，且兩個內環(huán)通道單元27之間的內隔離壁272的壁厚在I至9毫米之間；內隔離壁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與通心轉子20的轉子外圓21之間的距離在2至18毫米。本實施例能彌補現(xiàn)有技術的缺陷，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、外環(huán)通道單元錯位布置，使得壓差最大高達5. 6MPa 的兩相鄰通道單元的外隔離壁262和內隔離壁27的寬度都變窄后受力結構得到改善，允許將通道單元之間隔離壁做成很薄，不但提高了壓力交換器單位體積內的有效壓力交換通道率，減輕了隔板壁厚度部位對液流造成的壓力損失，同時隔板壁變薄后還減輕了通心轉子的自身重量，可使壓力交換效率最高達到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)處理過程中的高壓濾水的余壓能量，還能做到壓力交換器少維修，甚至免于維修。本發(fā)明的工作過程如下
圖10是本發(fā)明在反滲透海水淡化過程中的應用示意圖，從中可以反映出本發(fā)明在整個海水淡化系統(tǒng)工程中位置和作用。圖11是本發(fā)明的液體能量在旋轉中交替進行壓力能量交換時，以進出管路中心為半徑沿著旋轉圓周R展開的壓力能量交換流程示意圖。它反映出通心轉子20的各個流道中的兩種液體位置關系。圖12至圖22是相對于圖11來反映出兩種液體的動態(tài)位置關系O一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，通心轉子20采用兩環(huán)等分交錯布置的通道單元，每環(huán)內設有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)通道單元26和內環(huán)通道單元27在旋轉圓周R上交錯等分均布，外環(huán)通道單元26的最小徑向尺寸263小于內環(huán)通道單元27的最大徑向尺寸273為10毫米，構成徑向錯位，且外環(huán)通道單元26與內環(huán)通道單元27在圓周上錯位輻射布置，周向錯位結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。下端蓋45的兩路成旋轉對稱的高壓濾水進管51同步進水，兩路成旋轉對稱的泄壓濾水出管52同步出水；上端蓋49兩路成旋轉對稱的低壓海水進管92同步進水，兩路成旋轉對稱的升壓海水出管91同步出水，構成四進四出壓力交換通道。利用高壓濾水斜道512和低壓海水斜道922與空心轉子20兩端平面在同一個環(huán)繞旋轉圓周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，橫向分力推動著空心轉子20繞著端蓋心軸30作旋轉，實現(xiàn)高壓濾水進管與低壓海水在旋轉中交替進行壓力能量交換，使得本發(fā)明中唯一的運動件無需任何外來電器驅動和切換閥門等元件控制，就能讓空心轉子自如旋轉，完成流道切換，且所受到的徑向力和周向力都得到完全對稱平衡。利用泄壓濾水斜道522和升壓海水斜道912與空心轉子20兩端平面在環(huán)繞旋轉圓周R上都朝旋轉的相反方向傾斜，與下蓋內平面451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。定心軸30兩側的定心軸軸肩33外是定心軸配合段34，兩定心軸配合段34外是定心軸兩端螺紋342，定心軸30的可更換性以及采用特制材料提高耐磨性，延長使用壽命。 通心轉子20的兩端平面中心都有軸套安裝孔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，且軸套 28的軸套外平面284上開設有3 12條的潤滑槽288與內孔曲面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和起固定作用的內孔曲面282同時給予良好的效潤滑作用，確保壓力交換器持久正常運行。軸套28和定心軸30采用特殊耐磨材料制成，配對工作提高了本發(fā)明的耐磨度，延長使用壽命。實施列采用的通心轉子20內在結構為轉子中心通孔23與轉子外圓21為同心圓；外環(huán)通道單元26的通道單元外弧212與通心轉子20的轉子外圓21之間的厚度為6毫米；兩個外環(huán)通道單元26之間的外隔離壁262的壁厚為5毫米；外隔離壁262的寬度為50 毫米；兩個內環(huán)通道單元27之間的內隔離壁272的壁厚為5毫米；內隔離壁272的寬度為 30毫米；外環(huán)通道單元26與內環(huán)通道單元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2毫米。組裝時
選好圓筒外殼10的兩過渡臺肩109之間的距離略大于兩定心軸軸肩33之間的距離， 先將預先裝配好軸套28的通心轉子20放入圓筒外殼10的筒殼內孔12中央，定心軸30穿過通心轉子20的轉子中心通孔23，將下內端蓋45和上內端蓋49的蓋心通孔43分別套入定心軸30兩端的定心軸配合段34 ；
再在圓筒外殼10的兩端面上分別蓋有端蓋法蘭80，用8顆法蘭螺栓82穿越兩端的端蓋法蘭80后用法蘭螺母89緊固。兩端的緊固調節(jié)螺蓋70的螺蓋外螺紋78與兩端的端蓋法蘭80的內孔螺紋87相連接，使得緊固調節(jié)螺蓋70內端面分別推著下端蓋45和上端蓋 49的外端平面，迫使下端蓋45的下蓋內平面451和上端蓋49的上蓋內平面491緊靠在圓筒外殼10的中段內孔12與兩端內孔14的過渡臺肩109上；
用定心螺母341在定心軸30兩端的定心軸兩端螺紋342上擰緊，使得定心軸30兩側的定心軸軸肩33緊靠在嵌入在下內端蓋45和上內端蓋49的軸瓦48的外露平面上，使得通心轉子20的兩端面與下內端蓋45和上內端蓋49之間的間隙處于密封間隙所要求的狀態(tài)，8條的潤滑槽(288)利用海水自身確保軸套28對定心軸30和軸瓦48有效潤滑。低壓清水斜道922與泄壓鹽水斜道522在外環(huán)通道單元26和內環(huán)通道單元27的通道中有對應交合；高壓清水斜道912與高壓鹽水斜道512在外環(huán)通道單元26和內環(huán)通道單元27的通道中有對應交合。確保通心轉子20在筒殼內孔12與下端蓋45的下蓋內平面 451和上端蓋49的上蓋內平面491所包容的空間里，隨著高壓濾水斜道512和低壓海水斜道922與環(huán)繞旋轉圓周R上成45度的傾斜夾角42所產(chǎn)生的橫向分力自如旋轉。初始運行時
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余壓的濾水同步進入本發(fā)明的兩路高壓濾水進管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O. 2MPa的壓力從本發(fā)明的兩路低壓海水進管92同步注入兩路低壓海水進管92。低壓海水進管92中的低壓海水經(jīng)低壓清水斜道922在通心轉子20的外環(huán)通道單元26和內環(huán)通道單元27中與高壓濾水斜道512中的從高壓濾水進管51進來的仍然帶有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通心轉子20旋轉到升壓海水斜道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通心轉子20轉到泄壓鹽水斜道522通往幾乎沒有壓力的泄壓濾水出管52成為泄壓濾水，被從低壓海水進管92進來帶有O. 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。借助于兩路進入通心轉子20流道的高壓濾水斜道512和低壓海水斜道922與通心轉子20兩端平面在同一個環(huán)繞旋轉圓周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，橫向分力推動著通心轉子20繞著定心軸30作旋轉；同理，兩路從通心轉子20出來流道的高壓濾水斜道512和升壓海水斜道912與通心轉子20兩端平面在相反的環(huán)繞旋轉圓周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。四進四出壓力交換通道在空間對稱布置確保通心轉子20平穩(wěn)旋轉，實現(xiàn)高壓濾水進管與低壓海水在旋轉中交替進行壓力能量交換。正常運行時
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 O. 2MPa的壓力從本發(fā)明的兩路低壓海水進管92同步注入。經(jīng)低壓海水斜道922進入外環(huán)通道單元26和內環(huán)通道單元27低壓海水又隨著通心轉子20旋轉到另一側后，遇到高壓濾水斜道512中的從高壓濾水進管51進來的仍然帶有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通心轉子 20旋轉到升壓海水斜道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通心轉子20轉到泄壓鹽水斜道522通往幾乎沒有壓力的泄壓濾水出管52成為泄壓濾水，被從低壓海水進管92進來帶有O. 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。周而復始，連續(xù)工作。
權利要求
1.一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，圓筒外殼(10)的兩端是端蓋法蘭(80)，端蓋法蘭(80)的外緣設有法蘭螺栓(82);端蓋法蘭(80)內孔螺紋(87)分別與兩端的緊固調節(jié)螺蓋(70)的螺蓋外螺紋(78)相連接；緊固調節(jié)螺蓋(70)內端面分別是下端蓋(45)和上端蓋(49)的外端平面，下端蓋(45)和上端蓋(49)的帶密封圈槽外圓(41)與圓筒外殼(10)的兩端內孔(14)相配合，下端蓋(45)的下蓋內平面(451)和上端蓋(49)的上蓋內平面(491)緊靠在圓筒外殼(10)的中段內孔(12)與兩端內孔(14)的過渡臺肩(109)上，活動固定在下端蓋(45)和上端蓋(49)的定心軸(30)支撐固定著整個通心轉子(20)自如旋轉，其特征是所述的通心轉子(20)有轉子中心通孔(23)，在轉子中心通孔(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 )小于每個內環(huán)通道單元(27 )的最大徑向尺寸(273 )，構成徑向錯位； 外環(huán)通道單元(26)與內環(huán)通道單元(27)在圓周上等分錯位輻射布置，構成周向錯位；且所述的下端蓋(45)上有兩路高壓濾水斜道(512)相對于通心轉子(20)的旋轉軸心成旋轉對稱布置，有兩路泄壓濾水斜道(522)相對于通心轉子(20)的旋轉軸心也成旋轉對稱布置； 而且上端蓋(49)上有兩路升壓海水斜道(912)相對于通心轉子(20)的旋轉軸心成旋轉對稱布置，有兩路低壓海水斜道(922)相對于通心轉子(20)的旋轉軸心也成旋轉對稱布置， 構成四進四出傾斜流道。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，其特征是所述的下端蓋(45)—側半圓上有對稱布置的高壓濾水進管(51)和泄壓濾水出管(52)，另一側半圓上也有旋轉對稱布置的高壓濾水進管(51)和泄壓濾水出管(52)，高壓濾水進管(51)連通高壓濾水斜道(512)，泄壓濾水出管(52)連通泄壓濾水斜道(522)，兩個高壓濾水斜道 (512)相對于各自高壓濾水進管(51)在環(huán)繞旋轉圓周(R)方向上都朝旋轉方向傾斜，與下蓋內平面(451)成銳角，兩個泄壓濾水斜道(522)相對于泄壓濾水出管(52)在環(huán)繞旋轉圓周(R)方向上都朝相反的旋轉方向傾斜，與下蓋內平面(451)成銳角，且下端蓋(45)的蓋心通孔(43)與下蓋內平面(451)匯合處嵌入有軸瓦(48)，所述定心軸(30)的一端定心軸配合段(34)依次穿過軸瓦(48 )和蓋心通孔(43 )后，有定心螺母(341)在定心軸兩端螺紋(342 ) 上擰緊固定，定心軸(30)兩側的定心軸軸肩(33)緊靠在軸瓦(48)的外露平面上。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，其特征是所述的上端蓋(49) 一側半圓上有對稱布置的升壓海水出管(91)和低壓海水進管(92)，另一側半圓上也有旋轉對稱布置的升壓海水出管(91)和低壓海水進管(92)，升壓海水出管(91)連通升壓海水斜道(912)，低壓海水進管(92)連通低壓海水斜道(922);兩個低壓海水斜道 (922)相對于各自低壓海水進管(92)在環(huán)繞旋轉圓周(R)方向上都朝旋轉方向傾斜，與上蓋內平面(491)成銳角；兩個升壓海水斜道(912 )相對于各自升壓海水出管(91)在環(huán)繞旋轉圓周(R)方向上都朝相反的旋轉方向傾斜，與上蓋內平面(491)成銳角，且上端蓋(49)的蓋心通孔(43)與上蓋內平面(491)匯合處嵌入有軸瓦(48)，所述定心軸(30)的另一端定心軸配合段(34)依次穿過軸瓦(48)和蓋心通孔(43)后，有定心螺母(341)在定心軸兩端螺紋(342 )上擰緊固定，定心軸(30 )兩側的定心軸軸肩(33 )緊靠在軸瓦(48 )的外露平面上。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，其特征是所述的通心轉子(20)的轉子兩端面與轉子中心通孔(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)上開設有 3 12條的潤滑槽(288)與內孔曲面(282)上的潤滑槽(288)相貫通。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，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)權利要求4所述的一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，其特征是所述的每個內環(huán)通道單元(27)由兩片錯位連接壁(267)和兩片內隔離壁(272)以及一段通道單元內弧(271)通過5個過度圓弧(213)包裹而成，且兩個內環(huán)通道單元(27)之間的內隔離壁 (272)的壁厚在I至9毫米之間；內隔離壁(272)的寬度在10至90毫米之間。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，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)權利要求4所述的一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器，其特征是所述的外環(huán)通道單元(26 )的通道單元外弧(212)與通心轉子(20 )的轉子外圓(21)之間的距離在 2至18毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種錯位通道自轉液力活塞多程增壓器。本發(fā)明中的圓筒外殼的兩端是端蓋法蘭，端蓋法蘭的外緣設有法蘭螺栓；端蓋法蘭內孔螺紋分別與兩端的緊固調節(jié)螺蓋的螺蓋外螺紋相連接；緊固調節(jié)螺蓋內端面分別是下端蓋和上端蓋的外端平面，下端蓋和上端蓋的帶密封圈槽外圓與圓筒外殼的兩端內孔相配合，下端蓋的下蓋內平面和上端蓋的上蓋內平面緊靠在圓筒外殼的中段內孔與兩端內孔的過渡臺肩上，活動固定在下端蓋和上端蓋的定心軸支撐固定著整個通心轉子自如旋轉。憑借傾斜流道對通心轉子兩端面的施力，無需任何外來電器驅動和切換閥門等元件控制，就能讓通心轉子自如旋轉，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B01D61/10GK102580535SQ20121001360
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權日2012年1月17日
發(fā)明者張志雄, 沈鳳祥, 沈金浩, 焦磊, 王樂勤, 趙才甫, 趙飛 申請人:南方泵業(yè)股份有限公司, 浙江大學