一種流體換向切換裝置及其海水淡化能量回收裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及海水淡化能量回收裝置技術領域，特別涉及一種海水淡化能量回收裝置和該裝置所使用的流體換向切換裝置。
【背景技術】
[0002]反滲透海水淡化工程應用中，能量回收裝置是其重要組成部分；目前，功交換式能量回收裝置可分為轉子式能量回收裝置和水壓缸式能量回收裝置，其中，水壓缸式能量回收裝置通常由流體換向切換裝置、水壓缸及止回閥組三部分組成。
[0003]水壓缸式能量回收裝置在低壓水壓缸切換成高壓水壓缸過程中，大流量高壓濃鹽水流經(jīng)由流體換向切換裝置進而進入低壓水壓缸，低壓水壓缸易迅速升壓從而導致連接在低壓進水管道的止回閥迅速關閉，使止回閥閥板與閥體之間出現(xiàn)敲擊問題；當流體換向切換裝置活塞迅速關閉流體換向切換裝置內(nèi)的低壓過水區(qū)域時、且同時為低壓濃鹽水水流通過該過水區(qū)域排出過程時，由于低壓水壓缸內(nèi)低壓濃鹽水水流突然停止，在該低壓水壓缸內(nèi)易發(fā)生“關閥水錘”問題。
[0004]中國發(fā)明專利CN102949934A公開了一種反滲透海水淡化能量回收裝置及其切換器，該切換器雖然在一定程度上解決了能量回收裝置在工作過程中進出水對切換器的活塞沖擊較大造成磨損快及裝置易發(fā)生震動的問題，并提高了進出水的穩(wěn)定性，但是無法解決在切換器活塞完全封堵格柵區(qū)域后，低壓水壓缸轉換為高壓水壓缸時，進入水壓缸的高壓濃鹽水使得低壓原海水瞬時轉變?yōu)楦邏涸Ｋ?，由于切換器活塞運行速度較快，該水壓缸止回閥組一側的低壓進水管道止回閥在自身彈簧作用下尚未完全關閉，高壓原海水將會使得該止回閥的閥板與閥體快速關閉，從而產(chǎn)生較大的敲擊問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種可有效解決現(xiàn)有技術在能量回收裝置應用中導致的止回閥敲擊問題和在低壓水壓缸內(nèi)產(chǎn)生的“關閥水錘”問題，可有效延長止水閥的使用壽命，降低工作噪音的流體換向切換裝置及其海水淡化能量回收裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用了下述的結構:
[0007]一種流體換向切換裝置，包括內(nèi)嵌缸體、套接在內(nèi)嵌缸體外的外嵌缸體及通過端部法蘭安裝在內(nèi)嵌缸體上的執(zhí)行器，所述外嵌缸體和內(nèi)嵌缸體之間形成相互獨立的兩個外腔，所述內(nèi)嵌缸體與兩個外腔相對的部位均設置有導流區(qū)，所述導流區(qū)設有沿所述內(nèi)嵌缸體的周向分布的導流孔；所述內(nèi)嵌缸體內(nèi)設置有活塞桿，所述活塞桿與執(zhí)行器連接，所述活塞桿上設置有兩個活塞；所述內(nèi)嵌缸體上位于兩個外腔之間設置有與所述內(nèi)嵌缸體內(nèi)腔相通的高壓進水管頭，位于兩個外腔的兩側分別設置有一個低壓排水管頭；所述外嵌缸體上分別設置有水壓缸接管頭；所述內(nèi)嵌缸體上設置有兩組導壓孔，所述導壓孔沿內(nèi)嵌缸體周向分布，所述兩組導壓孔位于兩個導流區(qū)之間，所述導壓孔分別位于內(nèi)嵌缸體與兩個外腔相對的部位。
[0008]作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述導流區(qū)由均布區(qū)和遞減區(qū)組成，所述遞減區(qū)位于均布區(qū)的外側，所述均布區(qū)上導流孔呈均勻分布，遞減區(qū)上導流孔沿內(nèi)嵌缸體向兩端方向逐漸減少。
[0009]作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述導流區(qū)上的導流孔呈鋸齒狀分布。
[0010]作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述導流孔的形狀為圓形或長條形。
[0011]作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述活塞上設置有活塞環(huán)，所述活塞環(huán)分別設置在活塞兩端，所述活塞環(huán)與內(nèi)嵌缸體之間形成密封配合。
[0012]作為本實用新型的進一步優(yōu)選，所述活塞兩端分別設置有多個活塞環(huán)。
[0013]本實用新型還提供了一種海水淡化能量回收裝置，包括上述任一項流體換向切換裝置、兩個水壓缸和分別連接在兩個水壓缸一端的兩組止回閥，所述兩個水壓缸分別與流體換向切換裝置上的水壓缸接管頭相連通，所述每組止回閥由低壓進管道止回閥和高壓出管道止回閥組成。
[0014]本實用新型所具有的有益效果:
[0015]1、通過在流體換向切換裝置中設置導壓孔，實現(xiàn)水壓缸內(nèi)流體壓力的提前升壓，有效避免了流體換向切換裝置換向運動過程中，低壓進管道止回閥在水壓缸內(nèi)流體壓力變化下，發(fā)生突然關閉而導致的止回閥閥板與閥體的敲擊問題，進而可有效延長止回閥的使用壽命，降低能量回收裝置的工作噪音。
[0016]2、將導流區(qū)的導流孔設置為鋸齒狀，在流體換向切換裝置活塞關閉導流區(qū)過程、且同時為低壓濃鹽水水流通過鋸齒狀導流區(qū)排出過程時，該過程因過水面積呈梯度降低，可有效避免低壓水壓缸內(nèi)因“低壓濃鹽水水流突然停止”而產(chǎn)生的“關閥水錘”問題。
[0017]3、該流體換向切換裝置采用活塞環(huán)與缸體之間進行密封，相比于原有流體換向切換裝置中活塞與缸體密封，可避免工作過程中對活塞的磨損，當活塞環(huán)出現(xiàn)磨損時，只需要對活塞環(huán)進行更換，并可降低對活塞加工精度的要求，這樣大大降低了流體換向切換裝置的生產(chǎn)和使用成本。
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0019]圖1是本實用新型流體換向切換裝置結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型流體換向切換裝置導壓孔局部示意圖。
[0021]圖3是本實用新型流體換向切換裝置導流區(qū)立體結構示意圖。
[0022]圖4是本實用新型流體換向切換裝置活塞結構示意圖。
[0023]圖5是本實用新型流體換向切換裝置使用狀態(tài)示意圖。
[0024]圖6是本實用新型流體換向切換裝置運行狀態(tài)I示意圖。
[0025]圖7是本實用新型流體換向切換裝置運行狀態(tài)2示意圖。
[0026]圖8是本實用新型流體換向切換裝置運行狀態(tài)3示意圖。
[0027]圖9是本實用新型流體換向切換裝置運行狀態(tài)4示意圖。
[0028]圖10是本實用新型流體換向切換裝置運行狀態(tài)5示意圖。
[0029]圖11是本實用新型流體換向切換裝置運行狀態(tài)6示意圖。
[0030]圖12是本實用新型流體換向切換裝置運行狀態(tài)7示意圖。
[0031]圖13是本實用新型流體換向切換裝置運行狀態(tài)8示意圖。
[0032]圖14是本實用新型流體換向切換裝置運行狀態(tài)9示意圖。
[0033]圖中:執(zhí)行器I，端部法蘭2，低壓排水管頭3，外腔4a，外腔4b，活塞桿5，活塞環(huán)6，活塞7a，活塞7b，內(nèi)嵌缸體8，高壓進水管頭9，外嵌缸體10a，外嵌缸體10b，導壓孔11a，導壓孔11b，導流區(qū)12a，導流區(qū)12b，均布區(qū)121，遞減區(qū)122，導流孔13，水壓缸接管頭14a，水壓缸接管頭14b，流體換向切換裝置101，水壓缸活塞102a，水壓缸活塞102b，水壓缸103a，水壓缸103b，低壓進管道止回閥104a，低壓進管道止回閥104b，高壓出管道止回閥105a，高壓出管道止回閥105b。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明。
[0035]如圖1所示，該流體換向切換裝置包括執(zhí)行器1、外嵌缸體10、內(nèi)嵌缸體8、活塞7、活塞桿5、高壓進水管頭9、低壓排水管頭3、水壓缸接管頭19和水壓缸接管頭14。
[0036]本實用新型中兩個外嵌缸體10和內(nèi)嵌缸體8構成流體換向切換裝置的主體；所述兩個外嵌缸體10均套接在內(nèi)嵌缸體8外，且與內(nèi)嵌缸體8形成互相獨立的兩個外腔4 ;兩個外腔4均用于濃鹽水的進水和排水。所述內(nèi)嵌缸體8和兩個外腔4相對的部位均設置有導流區(qū)12，所述導流區(qū)12用于連通外腔4和內(nèi)嵌缸體8的內(nèi)腔，所述導流區(qū)12通過在內(nèi)嵌缸體8上呈周向分布的導流孔13構成。
[0037]所述活塞桿5設置在內(nèi)嵌缸體8內(nèi)，活塞桿5上設置有兩個活塞7，且兩個活塞7之間具有設定距離，所述兩個活塞7用于分別與導流區(qū)12及導壓孔11相配合得以實現(xiàn)內(nèi)嵌缸體8的內(nèi)腔與外腔4的閉通。所述執(zhí)行器I設置在內(nèi)嵌缸體8的一端，執(zhí)行器I與活塞桿5的一端連接并驅(qū)動活塞桿5，使活塞桿5上的活塞7在內(nèi)嵌缸體8內(nèi)移動，進而實現(xiàn)活塞7與其對應的導流區(qū)12封堵配合。
[0038]所述兩個低壓排水管頭3分別設置在兩個外腔4的外側，用于排放在水壓缸內(nèi)經(jīng)過換壓后的濃鹽水。
[0039]所述水壓缸接管頭14b —端連接外嵌缸體10b，另一端連接水壓缸103b，水壓缸接管頭14b連通外腔4b和水壓缸103b，用于使得高壓濃鹽水從外腔4b流入水壓缸103b，或使得低壓濃鹽水從水壓缸103b流入外腔4b ;水壓缸接管頭14a —端連接外嵌缸體10a，另一端連接水壓缸103a，水壓缸接管頭14a連通外腔4a和水壓缸103a，用于使得高壓濃鹽水從外腔4a流入水壓缸103a，或使得低壓濃鹽水從水壓缸103a流入外腔4a。
[0040]本實用新型中所述內(nèi)嵌缸體上設置有兩組導壓孔11，所述導壓孔11位于兩個導流區(qū)12之間，兩組導壓孔11分別設置在內(nèi)嵌缸體8與兩個外腔4相對應的位置，且在軸向具有設定距離，導壓孔11在內(nèi)嵌缸體8上周向均布排布。通過在流體換向切換裝置中設置導壓孔，實現(xiàn)水壓缸內(nèi)流體壓力的提前升壓，有效避免了流體換向切換裝置換向運動過程中，低壓進管道止回閥在水壓缸內(nèi)流體壓力變化下，發(fā)生突然關閉而導致的止回閥中閥板與閥體的敲擊問題，進而可有效延長止回閥的使用壽命，降低能量回收裝置的工作噪音。
[0041]所述導流區(qū)12上導流孔13的分布特點為:每個導流區(qū)均由均布區(qū)121和遞減區(qū)122組成，所述遞減區(qū)122位于均布區(qū)121的外側，所述均布區(qū)121上導流孔13在內(nèi)嵌缸體8上呈均勻分布，所述兩個遞減區(qū)122上導流孔13沿內(nèi)嵌缸體8向兩端方向逐漸減少。更具體地，如圖2和3所示，所述導流區(qū)12上的導流孔13呈鋸齒狀分布；所述導流孔13的形狀為圓形或長條形。將導流區(qū)12的導流孔13排布設置為鋸齒狀，在流體換向切換裝置活塞關閉導流區(qū)過程中、且同時為低壓濃鹽水水流通過鋸齒狀導流區(qū)排出過程時，該過程因過水面積呈梯度降低，可有效避免低壓水壓缸內(nèi)因“低壓濃鹽水水流突然停止”而產(chǎn)生的“關閥水錘”問題。
[0042]如圖4所示，所述活塞上設置有活塞環(huán)6，所述活塞環(huán)6分別設置在活塞7兩端，所述活塞環(huán)6與內(nèi)嵌缸體8之間形成密封配合；所述活塞7兩端分別設置有多個活塞環(huán)6。采用活塞環(huán)與缸體之間進行密封，相比于原有流體換向切換裝置中活塞與缸體密封，可避免工作過程中對活塞的磨損，當活塞環(huán)出現(xiàn)磨損時，只需要對