[發明專利]基于旋轉式異形軸端面密封切換器的液體壓力能回收方法

在審

• 申請號: 201610073673.9
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105565437A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 劉中良;劉寧;李艷霞;侯曉煌
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;B01D61/06;C02F103/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

1.基于旋轉式異形軸端面密封切換器的液體壓力能回收方法，其 特征在于，是通過第一切換器、第二切換器以及用于連通所述第一切 換器和第二切換器的管路組配合使用來實現的；

所述第一切換器和第二切換器均包括外殼和異形軸，所述外殼為 一個空心的圓柱腔，所述異形軸可旋轉的裝配于外殼內，以使所述外 殼內空心圓柱腔形成兩個相互隔離的空腔，外殼的其中一個所述空腔 的側壁上設有第一密封孔(1)、第三密封孔(3)和第一連接孔(16)， 另一個所述空腔的側壁上設有第二密封孔(2)、第四密封孔(4)和第 二連接孔(17)，所述第一密封孔(1)、第三密封孔(3)同軸，第二 密封孔(2)、第四密封孔(4)同軸，第一密封孔(1)的軸線與第二 密封孔(2)的軸線互相平行，且與外殼的軸線在同一平面；所述第一 連接孔(16)和第二連接孔(17)均用于將所述第一切換器和第二切 換器對應連通，第一連接孔(16)和第二連接孔(17)的軸線互相平 行，且與第一密封孔的軸線相差90°，第一連接孔(16)和第二連接 孔(17)在第一密封孔(1)軸線與第二密封孔(2)軸線構成的平面 的同側；所述外殼的兩個端面的中心還分別開有第一軸孔(18)和第 二軸孔(19)；

所述第一密封孔(1)、第二密封孔(2)、第三密封孔(3)和第四 密封孔(4)均包括孔套(5)、密封圓柱(6)和彈簧(7)，所述密封 圓柱(6)通過彈簧(7)套裝于孔套(5)內，且能在孔套(5)中通 過壓縮所述彈簧(7)進行往復運動；

所述的孔套(5)為圓柱形空腔，其一個端面全開，另一個端面的 中心開有液體管孔(8)，該端面在空腔內側還開有孔套環形凹槽(9)， 所述孔套環形凹槽(9)與孔套(5)同軸設置，沿所述孔套環形凹槽 (9)圓周向的中心線上布置有孔套彈簧座(10)，所述液體管孔(8) 與孔套環形凹槽(9)之間形成環形密封面(11)，所述孔套(5)的側 面還開有徑向通孔(12)；

所述密封圓柱(6)的一個端面上開有與所述孔套環形凹槽(9) 對應設置的密封圓柱環形凹槽(13)，所述密封圓柱環形凹槽(13)與 密封圓柱(6)同軸設置，所述密封圓柱環形凹槽(13)圓周向的中心 線上布置有與所述孔套彈簧座(10)對應設置的密封圓柱彈簧座(14)， 所述密封圓柱環形凹槽(13)內設有圓形密封面(15)，所述密封圓柱 (6)在孔套(5)中進行往復運動時，通過壓縮所述彈簧(7)能使得 所述環形密封面(11)與圓形密封面(15)接觸實現端面密封；

所述的異形軸的中部布置有用于將所述外殼內隔離為兩個空腔的 隔離圓柱(20)，在所述隔離圓柱(20)的兩側分別設置第一切換軸(21) 與第二切換軸(22)，所述第一切換軸(21)與第二切換軸(22)均由 半圓柱與半橢圓柱徑向連接構成，所述半圓柱的直徑等于半橢圓柱的 短軸長度，所述半圓柱軸向截面的圓心和所述半橢圓柱軸向截面的圓 心重合，且同時位于所述第一切換軸(21)和第二切換軸(22)的軸 線上，所述第一切換軸(21)與第二切換軸(22)的相位相差180°， 且所述第一切換軸(21)與第二切換軸(22)均與隔離圓柱(20)同 軸設置；所述第一切換軸(21)和第二切換軸(22)的端面中心處分 別布置有第一固定軸(23)和第二固定軸(24)，所述第一固定軸(23) 和第二固定軸(24)能分別裝配于所述第一軸孔(18)和第二軸孔(19) 內；

所述管路組包括第一連接管路(25)和第二連接管路(26)，所述 第一切換器的第一連接孔(16)通過第一連接管路(25)與第二切換 器的第一連接孔(16’)連通，所述第一切換器的第二連接孔(17)通 過第二連接管路(26)與第二切換器的第二連接孔(17’)連通；

將所述第三密封孔(3)上的密封圓柱與第一切換軸(21)上半橢 圓柱距軸線最遠側面接觸作為所述異形軸的初始位置，此時所述第一 切換器的第一密封孔(1)、第四密封孔(4)打開，第二密封孔(2)、 第三密封孔(3)關閉，第二切換器的第一密封孔(1’)、第四密封孔(4’) 打開，第二密封孔(2’)、第三密封孔(3’)關閉；

將所述第一密封孔(1)上的密封圓柱(6)與第一切換軸(21) 上半橢圓柱距軸線最遠側面接觸作為異形軸旋轉180°的位置，此時所 述第一切換器的第二密封孔(2)、第三密封孔(3)打開，第一密封孔 (1)、第四密封孔(4)關閉，第二切換器的第二密封孔(2’)、第三密 封孔(3’)打開，第一密封孔(1’)、第四密封孔(4’)關閉；

所述第一切換器和第二切換器沿軸線方向上的兩個密封孔分別由 三通連接，第一切換器的一個三通流入具有壓力能的高壓回收液，另 一個流入的是需要加壓的低壓液；第二切換器的一個三通流出具有壓 力能的高壓回收液泄壓后的低壓液，另一個流出的是需要加壓的低壓 液加壓后的高壓液；

該液體壓力能回收方法包括如下步驟：

S1、將所述第一切換器和第二切換器的兩個異形軸均設置為初始 狀態；

S2、將具有壓力能的高壓回收液從所述第一密封孔(1)通入第一 切換器，然后通過所述第一連接孔(16)進入第一連接管路(25)，然 后通過所述第二切換器的第一連接孔(16’)進入第二切換器，最后從 第二切換器的第一密封孔(1’)流出第二切換器；

同時，將需要加壓的低壓液從所述第四密封孔(4)通入第一切換 器，然后通過所述第二連接孔(17)進入第二連接管路(26)，然后通 過所述第二切換器的第二連接孔(17’)進入第二切換器，最后從所述 第二切換器的第四密封孔(4’)流出第二切換器；

S3、同步驅動所述第一切換器和第二切換器的兩個異形軸旋轉 180°，此時所述第一切換器和第二切換器的兩個異形軸同時處于旋轉 180°的位置后，靜止；

S4、將所述具有壓力能的高壓回收液通過第二密封孔(2)通入第 一切換器，通過所述第二連接孔(17)進入第二連接管路(26)，所述 具有壓力能的高壓回收液將步驟S2中所述的第二連接管路(26)中充 滿的需要加壓的低壓液壓縮，使所述第二連接管路(26)中充滿的需 要加壓的低壓液增壓；

同時，將所述需要加壓的低壓液通過第三密封孔(3)通入第一切 換器，通過所述第一連接孔(16)進入第一連接管路(25)，所述需要 加壓的低壓液將步驟S2中所述的第一連接管路(25)中充滿的具有壓 力能的高壓回收液泄壓后的低壓液壓縮驅替，以使所述具有壓力能的 高壓回收液泄壓后的低壓液不斷離開第二切換器；

S5、所述需要加壓的低壓液加壓后形成的高壓液通過第二切換器 的第二連接孔(17’)進入第二切換器，從第二切換器的第二密封孔(2’) 流出第二切換器；

被驅替的所述具有壓力能的高壓回收液泄壓后的低壓液通過第二 切換器的第一連接孔(16’)進入第二切換器，從所述第二切換器的第 三密封孔(3’)流出第二切換器；

S6、同步驅動所述第一切換器和第二切換器的兩個異形軸旋轉 180°，此時所述第一切換器和第二切換器的兩個異形軸同時回到初始 位置后，靜止；

S7、重復步驟S2～S6，直到壓縮完畢；

S8、壓縮完畢時，停止所述第一切換器和第二切換器的兩個異形 軸的旋轉，清空所述第一切換器和第二切換器，關閉該液體壓力能回 收裝置。