[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

技術領域

本發明涉及液體壓力能回收技術領域，尤其涉及一種基于旋轉式 異形軸端面密封切換器的液體壓力能回收方法。

背景技術

反滲透海水淡化、苦咸水淡化、合成氨等眾多領域普遍存在高壓 液體直接排放或節流處理的現象，因其未利用高壓的液體的壓力能而 造成巨大的能源浪費，導致系統能耗大幅增加，如反滲透海水淡化的 操作壓力為6～8MPa，從反滲透膜排出的高壓濃鹽水壓力仍高達5～6.5 MPa，將其直接排放造成的損失約占系統治水成本的30～50％、運行費 用的75％。這種情況可通過該種壓力能回收方法循環利用，降低系統 能耗。

早期的壓力能回收方法利用所排放的高壓液體驅動水力透平旋 轉，再通過水力透平增壓低壓液體，實現了壓力能從高壓液體到低壓 液體的轉移，但由于該種方法存在能量的轉換，因此回收效率普遍不 高。

目前最先進的回收方法利用液體的不可壓縮性，通過高低壓液體 的直接接觸完成壓力能從高壓液體到低壓液體的轉移，壓力能回收效 率一般在90％以上。該種方法雖然效率高，但由于該種回收方法對壓 力能回收裝置的要求較高，回收系統往往十分復雜、系統控制難度大、 運行噪聲大、可靠性低。鑒于此，本發明提出了一種基于旋轉式異形 軸端面密封切換器的液體壓力能回收方法。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種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，能克服現有壓力能回收方法存在的系 統復雜、控制難度大、運行噪聲大、可靠性低等問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種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，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、第三密封孔和第一連接孔，另一個所述空 腔的側壁上設有第二密封孔、第四密封孔和第二連接孔，所述第一密 封孔、第三密封孔同軸，第二密封孔、第四密封孔同軸，第一密封孔 的軸線與第二密封孔的軸線互相平行，且與外殼的軸線在同一平面， 所述第一連接孔和第二連接孔均用于將所述第一切換器和第二切換器 對應連通，第一連接孔和第二連接孔的軸線互相平行，且與第一密封 孔的軸線相差90°，第一連接孔和第二連接孔在第一密封孔軸線與第 二密封孔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 開有第一軸孔和第二軸孔；

所述第一密封孔、第二密封孔、第三密封孔和第四密封孔均包括 孔套、密封圓柱和彈簧，所述密封圓柱通過彈簧套裝于孔套內，且能 在孔套中通過壓縮所述彈簧進行往復運動；

所述的孔套為圓柱形空腔，其一個端面全開，另一個端面的中心 開有液體管孔，該端面在空腔內側還開有孔套環形凹槽，所述孔套環 形凹槽與孔套同軸設置，沿所述孔套環形凹槽圓周向的中心線上布置 有孔套彈簧座，所述液體管孔與孔套環形凹槽之間形成環形密封面， 所述孔套的側面還開有徑向通孔；

所述密封圓柱的一個端面上開有與所述孔套環形凹槽對應設置的 密封圓柱環形凹槽，所述密封圓柱環形凹槽與密封圓柱同軸設置，所 述密封圓柱環形凹槽圓周向的中心線上布置有與所述孔套彈簧座對應 設置的密封圓柱彈簧座，所述密封圓柱環形凹槽內設有圓形密封面， 所述密封圓柱在孔套中進行往復運動時，通過壓縮所述彈簧能使得所 述環形密封面與圓形密封面接觸實現端面密封；

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，在所述隔離圓柱的兩側分別設置第一切換軸與第二切換軸， 所述第一切換軸與第二切換軸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，且同時位于第一切換軸和 第二切換周的軸線上，所述第一切換軸與第二切換軸的相位相差 180°，且所述第一切換軸與第二切換軸均與隔離圓柱同軸設置；所述 第一切換軸和第二切換軸的端面中心處分別布置有第一固定軸和第二 固定軸，所述第一固定軸和第二固定軸能分別裝配于所述第一軸孔和 第二軸孔內；