[實用新型]能量回收裝置中快速接頭式復合材料壓力交換缸

有效

• 申請號: 201320007600.1
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN203035629U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 王越;路乃元;徐世昌;劉輝;許恩樂;王世昌
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F15B3/00
• 分類號: F15B3/00
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

?本實用新型涉及一種能量回收裝置中快速接頭式復合材料壓力交換缸，屬于反滲透海水淡化能量回收裝置的壓力能回收技術。

背景技術

反滲透海水淡化作為一種主要的淡水資源增量技術已在國內外得到普遍采用。該技術屬于壓力驅動的膜分離過程，原料海水經過高壓泵加壓到5.5-8.0MPa之間并進入反滲透膜組件后，其中約45%的高壓海水通過反滲透膜被分離成為淡化產品水，而剩余的約55%濃縮海水則以與原料海水壓力相當的高壓鹽水（壓力>5.0MPa）的形式被排放，造成能量的巨大浪費。

能量回收裝置因具有較高的能量回收效率，已成為反滲透海水淡化技術的關鍵設備之一。壓力交換缸是高壓鹽水與低壓海水進行壓力交換的裝置，該缸體須承載周期性高低交變壓力的流體介質。由于工作條件較苛刻，現有壓力交換缸均采用耐海水腐蝕的全不銹鋼材料，因此具有昂貴的制造成本。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種能量回收裝置中快速接頭式復合材料壓力交換缸。該壓力交換缸具有能量傳遞過程穩定、連接快速、加工制造簡單和成本低的特點。

本實用新型是通過以下技術方案加以實現的：一種能量回收裝置中快速接頭式復合材料壓力交換缸，其特征在于，包括管狀殼體5，該殼體由不銹鋼內層5-1和玻璃纖維外層5-2構成，殼體內設置工程塑料材質的活塞6，活塞軸向兩端面設有圓柱形緩沖頭7；在不銹鋼內層的兩端外圓周分別套接不同外徑的兩段階梯狀的不銹鋼接頭1，在該接頭的細徑階梯段上覆蓋玻璃纖維外層；在殼體兩端的不銹鋼內層與接頭連接處內分別設置快速連接組件，所述的快速連接組件包括：與不銹鋼內層密封配合的擋板4，在擋板中心處設置與該擋板密封配合的液流管8，在該擋板外側貼合外徑與接頭內徑配合的支撐板3，在支撐板外表面由螺釘固定外徑小于支撐板外徑的擋環9，擋環的外圓周側設置與接頭內壁上的凹槽相配合的“L”型限位塊2。?

本實用新型的優點：殼體為不銹鋼及玻璃纖維復合材料，徑向承壓能力強，適用于高低交變壓力工作介質的能量回收裝置；壓力交換缸中的活塞與擋板之間能夠形成緩沖結構，能量傳遞過程穩定；殼體兩端的快速連接組件安裝快捷方便、制造加工成本較低。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖1中：1—接頭；2—限位塊；3—支撐板；4—擋板；5—殼體；5-1—不銹鋼內層；5-2—玻璃纖維外層；6—活塞；7—圓柱形緩沖頭；8—液流管；9—擋環。

圖2為圖1中A的局部放大圖。

圖3為由本實用新型、止回閥組和流體切換器構成反滲透海水淡化能量回收裝置進行能量傳遞過程示意圖。

圖3中：Ⅰ—止回閥組；Ⅱ-1—處于泄壓過程的壓力交換缸；Ⅱ-2—處于增壓過程的壓力交換缸；Ⅲ—流體切換器。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型加以進一步的說明。本實用新型能量回收裝置中快速接頭式復合材料壓力交換缸的應用場合為能量回收裝置，其作用是為高低壓流體提供壓力交換的場所。

圖1為本實用新型能量回收裝置中快速接頭式復合材料壓力交換缸結構示意圖。圖中管狀殼體5的外徑Φ140mm，內徑Φ110mm，長2000mm，其中不銹鋼內層5-1厚度為3mm，玻璃纖維外層5-2厚度為12mm；接頭1的內徑Φ116mm，與殼體5端部不銹鋼內層5-1外表面焊接配合，長度為40mm，接頭1的外徑成兩段階梯形，其中大直徑段外徑Φ140mm，長50mm，小直徑段外徑Φ130mm，長50mm，該小直徑段與不銹鋼內層5-1外表面均纏繞玻璃纖維外層5-2；擋板4深入不銹鋼內層5-1的密封深度為25mm，外徑Φ110mm；液流管8的外徑Φ40mm，內徑Φ30mm，長100mm；支撐板3的外徑Φ116mm，內徑Φ40mm，厚度為30mm；殼體內活塞6外徑Φ110mm，長120mm，兩端設置的圓柱形緩沖頭7外徑為Φ30mm，長30mm。

上述結構的壓力交換缸工作過程如下：

如圖3所示，能量回收裝置包括兩只壓力交換缸Ⅱ-1、Ⅱ-2，其中壓力交換缸Ⅱ-2為增壓過程：由流體切換器Ⅲ來的高壓鹽水進入壓力交換缸Ⅱ-2，推動活塞6向左運動，同時對活塞6左側的低壓海水進行增壓；壓力交換缸Ⅱ-1為泄壓過程：由止回閥Ⅰ來的低壓海水進入壓力交換缸Ⅱ-1，并推動活塞6向右運動，由于活塞6右側的低壓鹽水壓力較低，在壓差的作用下，低壓鹽水經流體切換器Ⅲ排出。待以上壓力交換過程結束后，流體切換器Ⅲ會自動切換至另一工作位，壓力交換缸Ⅱ-2便開始進行泄壓過程，Ⅱ-1進行增壓過程。如此往復，便實現了壓力交換過程的連續性。在流體切換器Ⅲ換位的過程中，由于慣性的作用，活塞6運動至壓力交換缸Ⅱ的端部后繼續向前運動，此時圓柱形緩沖頭7便與液流管8形成密封配合，活塞6與擋板4之間的流體便對活塞6的運動起到了緩沖作用。