[發明專利]一種轉閥式能量回收單元裝置

有效

• 申請號: 201110410105.0
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102527238A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張希建;張建中;趙浩華;馬建紅;石雷;汪一凡;宋建華;張愛萍
• 申請（專利權）人: 杭州水處理技術研究開發中心有限公司;國家海洋局第二海洋研究所
• 主分類號: B01D61/06
• 分類號: B01D61/06;C02F1/44
• 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

本發明涉及一種轉閥式能量回收裝置。

技術背景

反滲透技術屬于壓力驅動的膜分離技術，其過程操作中采用的半滲透膜有機地將淡水和濃海水隔離開，在高壓力的作用下將海水或苦咸水中的淡水進行分離的過程。在我國反滲透海水淡化工程中操作壓力一般介于5.0～7.0MPa，從膜組器中排放的濃海水的壓力仍高達4.8～6.8MPa。如果按照通常40%的水回收率計算，濃海水中約有60%的進料壓力能量，具有巨大的回收價值和意義。

基于反滲透海水淡化系統的能量回收裝置目前主要有水力渦輪型、差壓交換型和等壓交換型。這三種設計，其能量交換的主體結構均采用較為復雜的運動部件。此外，水力渦輪型能量回收裝置效率偏低，一般能量回收效率在40%～70%之間；差壓交換型能量回收裝置處理流量偏小，不適合用于大規模系統；等壓交換型能量回收裝置效率高達94%以上，目前已成為國內外研究和推廣的重點。

中國專利ZL98809685.4公布了一種壓力交換器，該壓力交換器受轉子的轉速和轉子通道的容積的限制，單臺PX的處理量較小；其次采用轉子通道沒有設置實體活塞來進行隔離海水與濃海水的混合，混合段犧牲了轉子通道約50%的容積，同時增壓后的高壓海水含鹽度增加，進而提高系統的操作壓力；最后流量變化時會影響轉子轉速，造成系統運行不穩定，而且轉子運轉過程中發出的大量噪音嚴重污染了周邊環境。

瑞士CALDER?AG公司的雙壓力容器功交換能量回收器（DWEER），其執行濃海水導向的LinX閥采用油壓先導驅動，為此不僅要配置一個獨立的油壓系統，而且容易漏油，污染海洋環境。

中國專利200510014295.9公開了一種節能型反滲透海水/苦咸水淡化工藝方法與裝置，其能量回收裝置部分采用兩根壓力交換管兩端連接兩個切換閥型式，兩個切換閥均采用旋轉軸帶動閥芯轉動，其存在控制難題，不易實現自動開啟和關閉功能，兩端控制系統控制，同步性很難保證。

中國專利200910243806.2公開了一種能量回收型反滲透工藝及其能量回收裝置，該能量回收裝置主要由兩個壓力容器、8個電磁閥和一個循環泵組成。其采用電磁閥換向，由于切換頻率較高，電磁閥壽命短，易損壞，壓力容器兩端均控制系統復雜。該裝置需要比較復雜的控制系統，切換瞬間電磁閥之間相互間不能形成可靠的機械互鎖，極易出現高壓泄壓現象，進而造成反滲透系統壓力和流量出現大的波動，實際應用受到限制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構和控制簡單的轉閥式能量回收單元裝置。為此本發明采用以下技術方案：

它包括一個壓力交換管組，所述壓力交換管組具有兩根壓力交換管，所述壓力交換管組被配設4個單向閥和1個三位四通的直線滑閥；每根壓力交換管各內置一個自由活塞，并將壓力交換管分成兩個工作腔，分別是被輸送流體工作腔和能量回收流體工作腔；

所述四只單向止回閥被平分成兩組，兩組單向閥的方向相反，其中一組單向閥作為能量回收裝置的低壓流體吸入閥；另一組單向閥作為能量回收裝置的高壓出水閥，每個壓力交換管的被輸送流體工作腔與其中一個低壓流體吸入閥和其中一個高壓出水閥相連；

所述轉閥式能量回收單元裝置設有四通旋轉閥，所述四通旋轉閥設有專用于進水的進水口、專用于出水的出水口和兩個進出水口，所述四通旋轉閥的兩個進出水口分別與兩根壓力交換管的能量回收流體工作腔連接；

所述四通旋轉閥包括閥體和旋轉閥芯；所述旋轉閥芯由驅動電機通過減速機構驅動；

所述閥體在旋轉閥芯的軸向前后均設有第一流體通道、第二流體通道、第三流體通道、第四流體通道，所述第一流體通道與外界的連通口作為所述進水口與能量回收流體源連接而專用于進水，第二流體通道與外界的連通口作為所述出水口專用于出水，將從能量回收流體工作腔流出的水排出，第三流體通道與外界的連通口和第四流體通道與外界的連通口分別作為所述進出水口為與兩根壓力交換管的能量回收流體工作腔連接，沿著旋轉閥芯的周向的排列順序為第一流體通道、第三流體通道、第二流體通道、第四流體通道；