[實用新型]多腔室活?柱塞液壓缸能量回收裝置

有效

• 申請號: 201621105397.1
• 申請日: 2016-10-09
• 公開（公告）號: CN206329578U
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 劉思遠;劉建勛;王闖;張建姣
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F15B21/14
• 分類號: F15B21/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于機械設備的能量回收領域，具體涉及一種多腔室活-柱塞液壓缸能量回收裝置。

背景技術

隨著我國工業技術的發展，節能減排越來越受到人們的重視，如何減少資源的浪費，實現能量的回收，是當前人們研究的熱點問題。我國目前是淡水資源人均占有率較低的國家之一，淡水資源分布不均，特別是沿海城市淡水資源極度匱乏。海水淡化是目前解決淡水資源匱乏問題的有效辦法之一，其中反滲透海水淡化技術是當前應用最廣泛的主流技術。該技術中的能量回收是降低制水成本的關鍵環節，因此研發具有自主知識產權且能量回收效率高、工作性能可靠的能量回收裝置是我國反滲透海水淡化技術急需解決的科學難題。

在反滲透海水淡化過程中，海水的滲透壓約為2.5MPa，一般操作壓力在5.8～8.0MPa之間，通過反滲透膜產生的濃鹽水壓力通常在5.5～6.0MPa之間，而這部分能量的直接廢棄將會造成整個系統較大的能量損失，按照40％的回收率計算，排放的濃鹽水中還蘊含約60％的進料水壓力能，如何回收這部分能量是能量回收裝置的關鍵技術問題。

目前的能量回收裝置還存在一些未能很好解決的技術問題：①壓力交換過程中易造成鹽水和海水的混合；②裝置的集成性差、系統結構和管路連接復雜。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供一種多腔室活-柱塞液壓缸能量回收裝置，解決了壓力交換過程中鹽水和海水的易混合問題，對海水淡化系統的關鍵元件進行了集成化設計，簡化了系統結構和復雜的管路連接，實現了對廢棄帶壓濃鹽水的能量回收，并減少了外力對進料海水的加壓作用，起到了節能的效果，在獲得了較高的能量回收效率的同時，大大降低了海水淡化的成本。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

一種多腔室活-柱塞液壓缸能量回收裝置由大缸筒左端蓋，第一單向閥，螺栓組，第二單向閥，小缸筒左端蓋，第三單向閥，小缸筒，螺栓螺母組，第四單向閥，大缸筒，活塞，錐銷，大缸筒右端蓋，第一液控單向閥，活-柱塞桿，第二液控單向閥構成。采用柱塞缸與活塞缸的組合式液壓缸結構，活-柱塞桿與小缸筒內壁配合，活-柱塞桿相當于柱塞缸中的柱塞，與小缸筒構成的腔室定義為柱塞腔，活塞與大缸筒內壁配合，構成活塞腔，將靠近柱塞腔一側的活塞腔室定義為海水增壓腔，另一側的活塞腔室定義為能量回收腔。第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥、第一液控單向閥、第二液控單向閥分別安裝在裝置中的相應閥孔內。

作用在活-柱塞桿上的外力F2帶動整個活-柱塞桿及固定在活-柱塞桿上的活塞向大缸筒右端蓋側移動，進料海水一方面通過第一單向閥吸入海水增壓腔，另一方面通過第二單向閥吸入柱塞腔，同時第二液控單向閥在控制流體的作用下閥口開啟，使廢棄濃鹽水從能量回收腔排出缸筒。

作用在活-柱塞桿上的外力F1帶動整個活-柱塞桿及固定在活-柱塞桿上的活塞向大缸筒左端蓋側移動，第一液控單向閥在控制流體的作用下閥口開啟，使經過反滲透膜裝置排出的高壓濃鹽水進入能量回收腔，在高壓濃鹽水的壓力和外力F1的共同作用下推動活塞及活-柱塞桿向大缸筒左端蓋側移動，對進料海水進行加壓，加壓之后的高壓海水一方面通過第三單向閥從柱塞腔進入反滲透膜裝置入口，另一方面通過第四單向閥從海水增壓腔進入反滲透膜裝置入口。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1、結構簡單緊湊，集成度高，運行可靠；

2、整體采用柱塞缸與活塞缸的組合式液壓缸結構，活-柱塞桿與小缸筒以及小缸筒左端蓋構成的柱塞腔相當于多腔室液壓缸的加壓腔，具有高壓海水泵的加壓功能；

3、具有高壓柱塞加壓腔和海水增壓腔兩個壓力級密閉腔室，可實現對兩腔排出流體的壓力、流量的單獨控制；

4、通過施加在液壓缸上的外力和廢棄鹽水中的剩余壓力共同作用，向低壓海水提供使其加壓的壓力能，充分利用廢棄鹽水的壓力，提高系統能量回收效率；

5、可廣泛應用于介質為污水、海水和液壓油類等各種流體的加壓和能量回收，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為多腔室活-柱塞液壓缸能量回收裝置結構示意圖；

圖中：1、大缸筒左端蓋，2、第一單向閥，3、螺栓組，4、第二單向閥，5、小缸筒左端蓋，6、第三單向閥，7、小缸筒，8、螺栓螺母組，9、第四單向閥，10、大缸筒，11、活塞，12、錐銷，13、大缸筒右端蓋，14、第一液控單向閥，15、活-柱塞桿，16、第二液控單向閥；

圖2為多腔室活-柱塞液壓缸能量回收裝置中第一單向閥2結構示意圖；