[發明專利]一種功交換式能量回收裝置

有效

• 申請號: 201010197604.1
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN101865192A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 陳杭英
• 申請（專利權）人: 杭州帕爾水處理科技有限公司
• 主分類號: F15B21/14
• 分類號: F15B21/14
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明涉及液體系統中的壓力能量回收裝置。

背景技術

液體余壓能量回收裝置有多種形式，結構上繁簡差別很大，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，能量的轉換過程為壓力能——機械能(軸功)——壓力能。即以機械能作為流體能量傳遞的中間環節，故又稱為機械能中介式技術，于70年代末期、80年代初期進人市場，典型裝置類型有逆轉泵型(Francis?Pump)、佩爾頓型(PehonWheel)葉輪和水力透平(Turbo?Charger)等，該能回收技術由于受到能量多次轉換的影響，雖技術比較成熟，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到100％，實際效率亦可達到90％以上。正是這種高回收效率，使其成為目前國內外許多研究學者研究、開發的熱點。按照運動部件的類型，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，其維護工作量大和裝置安全穩定性低；壓力交換器(Pressure?Exchange)代表產品美國ERI公司的Pressure?Exchanger(PX)和本發明產品，這類能量回收裝置體積小。美國ERI公司的產品，在配流盤面采用上間隙密封結構，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；以工程陶瓷為轉動部件主要材料，安全穩定性大大下降。

本產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，在關鍵的配流面上采用自主研發的自緊密封結構和水潤滑靜壓支撐技術，高壓配流面上基本無泄漏，再加上采用低速馬達驅動方案，該裝置不但效率高，而且安全穩定、體積小、壽命長、噪音低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種功交換式能量回收裝置，能通過馬達驅動、端面配流、自緊密封，實現穩定的壓力能量交換。為此，本發明采用以下技術方案：它包括轉動組件，所述轉動組件包括：驅動軸(2)、套在驅動軸外的用于機械密封的動環(21)、上止推盤(4)、上驅動盤(5)、一個或多個頂針(6)和彈簧(7)、彈簧座(18)、驅動管(17)、與驅動軸軸向平行的壓力交換管(8)、下驅動盤(5’)、下止推盤(4’)、從動軸(2’)，上驅動盤(5)、下驅動盤(5’)的盤面上以盤心為中心的圓周上開有相應的一個或多個圓孔(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的一個或多個通槽(70)、(70’)，壓力交換管(8)上端穿出上驅動盤(5)的圓孔(80)插入上止推盤(4)的通槽(70)并在插入面設置密封圈(16)、下端穿出下驅動盤(5’)的圓孔(80)插入下止推盤(4’)的通槽(70’)并在插入面設置密封圈(16)，上驅動盤(5)安裝在驅動管(17)的上端，彈簧座(18)安裝在上驅動盤(5)上，下驅動盤(5’)安裝在驅動管(17)的下端；

驅動軸(2)、上驅動盤(5)、驅動管(17)、下驅動盤(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’)流體壓力能夠將上止推盤(4)、下止推盤(4’)分別推壓在上配流盤(3)、下配流盤(3’)上。