專利名稱：壓力交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力交換器，該壓力交換器用于將壓力能量從一個流體系統(tǒng)的一種流體傳遞到一個第二流體系統(tǒng)的一種流體，該壓力交換器包括一個套管；帶有分別用于每種流體的入口和出口通道的兩個端蓋；一個設(shè)置在套管中并布置成繞它的縱向軸線轉(zhuǎn)動的圓柱形轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有多個貫通的通路，通路在每端具有繞縱向軸線對稱布置的開口，轉(zhuǎn)子的通路以這樣一種方式布置成與端蓋的入口和出口通道連接，使得在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中轉(zhuǎn)子的通路交替地引導(dǎo)相應(yīng)系統(tǒng)中的高壓流體和低壓流體。
在挪威專利161341和168548中公開了用于將壓力能量從一種流體傳遞到另一種流體的上述類型的壓力交換器。該壓力交換器包括一個具有供每種流體用的入口和出口的殼體以及一個布置在殼體中繞它的縱向軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子具有至少一個貫通的通路，通路沿著軸線方向從轉(zhuǎn)子的一端延伸到另一端，在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中，轉(zhuǎn)子交替地將供一種流體用的入口和出口與分別供另一種流體用的出口和入口相連接，反之亦然。
該轉(zhuǎn)子安裝在端蓋之間并位于一個完全受到壓縮應(yīng)力作用的殼體中。在高壓時發(fā)生彈性變形，這將對內(nèi)部間隙和裝配有很大影響，借助于挪威專利180599描述的端蓋的壓力平衡作用和轉(zhuǎn)子殼體實際的過尺寸，這種狀況可部分地被補償。
為了在使用具有低粘度的例如水的流體時獲得令人滿意的可靠度，已證明采用陶瓷材料是必要的。這是一種易碎材料，與金屬相比它具有相當小的抗拉強度，如果該材料在高壓時受到?jīng)_擊或振動，就有相當大的破裂風(fēng)險。
而且，上述類型的壓力交換器在維修過程中具有現(xiàn)實的缺點，因為為了接近內(nèi)部元件，管接頭必須被打開。為了防止管接頭的拉伸導(dǎo)致關(guān)鍵元件的彈性變形，一個額外的裝置是必須的，以用于組裝。
本發(fā)明的目的是提供一種不具有上述缺點的壓力交換器。
本發(fā)明的壓力交換器的顯著特性顯示在權(quán)利要求的特征部分中。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述，但是這些附圖僅是用于圖解本發(fā)明的實施例。


圖1是本發(fā)明的壓力交換器的一個實施例的立體圖。
圖2是圖1中的壓力交換器的內(nèi)部元件的立體圖，其中一些元件被橫切開。
圖3是壓力交換器元件的立體圖，在該圖中，不同的元件已相互分開。
示于圖1中的壓力交換器包括一個壓力殼體1，該殼體具有一個鎖緊或上部蓋8、一個高壓流體入口7和一個高壓流體出口5、以及一個用于測量轉(zhuǎn)速的窗口6。由于靜止元件與構(gòu)成壓力交換器活動組件的內(nèi)部元件是分開的，壓力交換器的維修被大大地簡化。而且，由于帶有安裝用的螺孔9、一個低壓流體入口3和一個低壓流體出口4的基座2形成一個不會導(dǎo)致內(nèi)部活動元件應(yīng)變或變形的單獨的基座結(jié)構(gòu)，安裝也被簡化。
圖2示出了在其中進行壓力交換的壓力交換器的內(nèi)部活動組件中的不同元件，這些元件被安裝在殼體1內(nèi)部，以保護元件免受沖擊或振動。由于這些元件安放在一個限定空間內(nèi)，該空間通過流動介質(zhì)在高壓側(cè)被加壓，因此可避免元件的任何實際的過尺寸。轉(zhuǎn)子11安裝在一個套管12中，在套管中，端面直接抵靠用于流體加壓的端蓋13和用于流體減壓的端蓋14。套管12具有用于供應(yīng)潤滑流體和測量轉(zhuǎn)速的至少一個開口15，并且套管12比轉(zhuǎn)子略長一些，轉(zhuǎn)子通過一個中心螺栓10固定在端蓋13，14之間，中心螺栓10不會顯著減小流動橫截面地穿過轉(zhuǎn)子11并且牢固地擰入在相對的端蓋中。此外，由于在轉(zhuǎn)子側(cè)部的高壓基本上被限于高壓入口和出口，因此，這種設(shè)計導(dǎo)致面向轉(zhuǎn)子端表面的端蓋側(cè)部經(jīng)受一個靜壓力作用，該靜壓力遠小于外側(cè)的壓力。這是有利的，因為在加壓過程中端蓋向著轉(zhuǎn)子的端表面彈性變形而使得轉(zhuǎn)子和端蓋之間的間隙略微減小。套管12也經(jīng)受壓縮作用，而且在端蓋上的相應(yīng)力統(tǒng)一或確定所有靜止元件的位置，從而防止在運行中相互轉(zhuǎn)動。
圖3顯示了示于圖1和圖2中的不同元件，它們被相互分開。通過一個中心上部蓋16可接近內(nèi)部結(jié)構(gòu)，無須用特殊工具就可操作中心上部蓋。一個靜止的密封環(huán)17確保密封住在內(nèi)側(cè)的高的工作壓力。通過轉(zhuǎn)動鎖緊蓋8可以手動地打開壓力殼體1，鎖緊蓋8裝備有一個手柄20，以使一個中心螺栓21從上部蓋中擰出。這將松開一個多段鎖緊環(huán)18，鎖緊環(huán)18位于壓力殼體1中的一個相應(yīng)凹槽內(nèi)并通過一個階形切口19固定在鎖緊蓋8中。一旦上部蓋通過手柄20取下后，鎖緊環(huán)的各段可被取出，鎖緊蓋8可被重新安裝。
圖3還進一步提供了端蓋13，14和轉(zhuǎn)子11的結(jié)構(gòu)詳細圖解說明，這種結(jié)構(gòu)使得分別在高壓側(cè)的入口和出口與低壓側(cè)的入口和出口之間可以有利地分開。將以已知方式被減壓的第一種流體，例如液體B′通過入口7被供給到轉(zhuǎn)子11，入口7直接連接到裝有密封環(huán)28的端蓋13中的入口26上，以防止液體B′與在高壓側(cè)的相應(yīng)液體流混合。在出口處，第二種流體、例如液體B通過同一端蓋13的出口從轉(zhuǎn)子11傳輸?shù)揭粋€內(nèi)部通道，該內(nèi)部通道通入在轉(zhuǎn)子11中的一個同軸的中心線路或通道25中。從這里流體流出進入在端蓋14中的一個相應(yīng)的中心內(nèi)部通道中，端蓋14具有位于底部的一個出口23。端蓋14也設(shè)置有一個密封環(huán)22，該密封環(huán)將分別具有高低壓力的液體分開，同時使該壓力交換器受到一個來自上部的凈力作用。低壓口31具有一個從位于底部的開口24的入口，該入口供將以已知方式被加壓的液體F使用。其中至少一個設(shè)計成具有一個管連接和一個密封環(huán)的這些入口開口和出口開口通過外部管接頭3，4連接到壓力殼體基座2中的對應(yīng)開口上。來自液體壓力、作用在壓力交換器上部的力被傳遞到兩個專用銷(lease pins)33和34上，銷33和34安裝在入口和出口開口35，36的每側(cè)上，用于與下端蓋14連接。同一端蓋具有一個從供加壓液體F′使用的高壓口32的徑向出口29，該徑向出口通過一個外部管接頭5具有一個直接出口。加壓流體F′可以接近開口15，以便通過壓力殼體和端蓋14以及套管12之間的間隙流體靜力地安裝轉(zhuǎn)子。為了獲得轉(zhuǎn)速的有效光學(xué)測量，轉(zhuǎn)子11具有一個反射表面體30。
權(quán)利要求
1.一種壓力交換器，該壓力交換器用于將壓力能量從一個第一流體系統(tǒng)的一種第一流體傳遞到一個第二流體系統(tǒng)的一種第二流體，該壓力交換器包括一個套管(12)；帶有分別用于每種流體的入口和出口通道(24，29和26，23)的兩個端蓋(13和14)；一個設(shè)置在套管(12)中并布置成繞它的縱向軸線轉(zhuǎn)動的圓柱形轉(zhuǎn)子(11)，該轉(zhuǎn)子具有多個貫通的通路，通路在每端具有繞縱向軸線對稱布置的開口，轉(zhuǎn)子的通路以這樣一種方式布置成與端蓋的入口和出口通道連接，使得在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中轉(zhuǎn)子的通路交替地引導(dǎo)相應(yīng)系統(tǒng)中的高壓流體和低壓流體；其特征在于，端蓋(13)設(shè)計用于將進入的流體通過轉(zhuǎn)子(11)中的一個中心通孔(25)排到相對的端蓋(14)，端蓋(14)布置成用作第一流體的出口(23)和第二流體的入口和出口(24，29)。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力交換器，其特征在于，該壓力交換器安裝在一個壓力殼體(1)中，因而組件受到張力和彈性變形的最小作用，并被保護免受沖擊和振動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的壓力交換器，其特征在于，端蓋(13，14)通過一個張緊螺栓(10)安裝在殼體(12)的每側(cè)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的壓力交換器，其特征在于，端蓋(14)最好具有至少一個底部開口(23)，該底部開口設(shè)置有管連接和密封環(huán)，以便密封地通向一個基座(2)中的相應(yīng)開口(36)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的壓力交換器，其特征在于，上部蓋具有一個多段鎖緊環(huán)，該鎖緊環(huán)布置成由一個中心鎖緊蓋(20)來固定，該中心鎖緊蓋具有一個圓形的階形切口(19)，該階形切口具有與鎖緊環(huán)(18)的內(nèi)徑相對應(yīng)的外徑，并且該中心鎖緊蓋可通過一個牢固安裝的中心螺栓(21)擰在上部蓋(16)上。
6.如權(quán)利要求1或2所述的壓力交換器，其特征在于，高壓入口和出口接頭(5，7)穿過壓力殼體(1)的壁與端蓋(13，14)的高壓開口(26，29)連通，而不需要密封配合。
全文摘要
一種將壓力能量從一種流體傳遞到第二種流體的壓力交換器,其中兩個端蓋(13,14)、一個轉(zhuǎn)子(11)和一個轉(zhuǎn)子套管(12)通過一個中心螺栓(10)一起裝在一個殼體(1)中,以減小彈性變形、主要是拉伸應(yīng)力和保護壓力交換器免受沖擊和振動。端蓋(13)通過轉(zhuǎn)子中的一個中心線路布置成用于高壓流體的進入以及被減壓的同種流體在相應(yīng)端蓋(14)中的排出。第二端蓋(14)具有另外的低壓流體入口和同種流體在高壓時的出口。一個在壓力殼體(1)底部裝有專用銷的基座(2)具有外接頭(3,4)和內(nèi)通道,它們與低壓流體入口(24)和在端蓋(14)中的供減壓流體用的出口(23)相連接。密封環(huán)(28)防止進入和排出的高壓流體相混合,該高壓流體通過外管接頭(5,7)穿過壓力殼體壁。壓力殼體(1)具有一個上部蓋(8),它通過一個多段鎖緊環(huán)(18)而安裝,鎖緊環(huán)通過鎖緊蓋(20)插入在壓力殼體上的內(nèi)部凹槽中。
文檔編號F15D1/14GK1272166SQ98809685
公開日2000年11月1日 申請日期1998年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月1日
發(fā)明者萊夫·J·海于格 申請人:萊夫·J·海于格