專利名稱：空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于能量傳送設備領域，具體涉及反滲透海水淡化系統(tǒng)中關于能量回收設備的一種空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器。
背景技術：
隨著科技進步，人口日益增多，人們向海洋開發(fā)的愿望也日趨強烈，海水淡化處理日趨普及，海水淡化的能耗成本受到特別關注。早期海水淡化采用蒸餾法，如多級閃蒸技術，能耗在9. OkWh / m3，通常只建在能量價格很低的地區(qū)，如中東石油國，或有廢熱可利用的地區(qū)。20世紀70年代反滲透海水淡化技術投入應用，經(jīng)過不斷改進。從80年代初以前建成的多數(shù)反滲透海水淡化系統(tǒng)的過程能耗6. OkWh / m3，其最主要的改進是將處理后的高壓濾水的能量有效回收利用。 經(jīng)反滲透海水淡化技術所獲得的淡水純度取決于滲透膜的致密度，致密度越高則獲得的淡水純度也越高，同時要求將參與滲透的海水提高到更高的壓力。因此，能量回收效率成了降低海水淡化成本的關鍵。當今世界在海水淡化領域液體能量回收利用的壓力交換器主要存在著一系列的機械運動件和電器切換構件，維修率較高最終影響生產(chǎn)成本。如中國專利授權公告號CN 101041484 B帶能量回收的反滲透海水淡化裝置；中國專利授權公告號CN 100341609 C反滲透海水淡化能量回收裝置多道壓力切換器等。當今世界在海水淡化領域液體能量回收利用的壓力交換器主要有以下三種I、傳統(tǒng)的轉子液壓缸結構類似柱塞泵，優(yōu)點是工作液體介質與廢棄高壓液體不直接接觸，最高效率可達95%，缺點液壓缸結構的轉子以及轉子桿自身都有很大的摩擦功耗，特別是轉子桿的往復密封技術最難達到理想效果，實際效率往往低于90%，特別是摩擦損耗導致設備停機頻繁、維護費用高。專利號201010122952. 2，于2010年7月21日公布的我國發(fā)明專利用于海水淡化系統(tǒng)的差動式能量回收裝置及方法，就屬于傳統(tǒng)轉子液壓缸結構；2、透平一水泵組合的能量傳遞設備，優(yōu)點是工作液體介質與廢棄高壓液體不直接接觸，且能適應大流量能量傳遞，但其單機的最高效率也低于75%，故這樣組合的能量傳遞設備機組效率一般只有40%——55% ；3、1997年美國能量回收公司(ERI)推出壓力交換能量回收裝置(PressureExchanger)，運用帕斯卡原理轉換能量。優(yōu)點沒有了外接機械傳動運動件，其小管徑長管結構的最高回收效率可達95%。缺點是工作液體介質與廢棄高壓液體直接接觸，只能限制于應用在工作液體介質與廢棄高壓液體相同的場合，且存在大流量小管徑能量傳遞，其管路能耗大；而對于大管徑結構的能量傳遞，混合面難以控制，其效率較低明顯，傳遞質量下降厲害，特別是其轉子的兩相鄰壓力交換通道是輻射狀用直線平板隔離，承載壓力結構不合理造成隔板壁厚增大，導致壓力交換器單位體積內(nèi)有效的壓力交換通道率很低，隔板壁厚部位對液流造成的壓力損失很大，實際效率往往低于80%。一般只能采用多個小管徑長管并聯(lián)，顯得系統(tǒng)龐大，工程投資復雜還難以管理協(xié)調(diào)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器。本實用新型采用以下技術方案空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，圓筒外殼的兩端是端蓋法蘭，端蓋法蘭的外緣設有法蘭螺栓；端蓋法蘭內(nèi)孔螺紋分別與兩端的緊固調(diào)節(jié)螺蓋的螺蓋外螺紋相連接；緊固調(diào)節(jié)螺蓋內(nèi)端面分別是下端蓋和上端蓋的外端平面，下端蓋和上端蓋的帶密封圈槽外圓與圓筒外殼的兩端內(nèi)孔相配合，下端蓋的下蓋內(nèi)平面和上端蓋的上蓋內(nèi)平面緊靠在圓筒外殼的中段內(nèi)孔與兩端內(nèi)孔的過渡臺肩上，活動固定在下端蓋和上端蓋的上、下兩根端蓋心軸支撐著整個空心轉子自如旋轉，所述的空心轉子在心軸處有密閉軸心空間，密閉軸心空間外圍采用至少兩環(huán)等分交錯布置的通道單元，每環(huán)設有3 24個通道單元，每個外環(huán)通道單元的最小徑向尺寸小于每個內(nèi)環(huán)通道單元的最大徑向尺寸，構成徑向錯位；夕卜環(huán)通道單元與內(nèi)環(huán)通道單元在圓周上等分錯位輻射布置，構成周向錯位；且所述的下端蓋上有高壓濾水斜道與泄壓濾水斜道對稱布置；而且上端蓋上升壓原水斜道與低壓原水斜道對稱布置，構成二進二出傾斜流道。所述的下端蓋半圓上側布置有高壓濾水進管連通高壓濾水斜道，另一半圓上有對稱布置的泄壓濾水出管連通泄壓濾水斜道，下端蓋的端蓋軸心通孔有端蓋心軸用端蓋軸螺母固定，且高壓濾水斜道在環(huán)繞旋轉圓周上朝旋轉方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面成銳角；泄壓濾水斜道在環(huán)繞旋轉圓周上朝旋轉方向的相反方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面成銳角。所述的上端蓋半圓上側布置有升壓海水出管連通升壓原水斜道，另一半圓上有對稱布置的低壓原水進管連通低壓原水斜道，上端蓋的端蓋軸心通孔有端蓋心軸用端蓋軸螺母固定，且低壓原水斜道在環(huán)繞旋轉圓周上朝旋轉方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面成銳角；升壓原水斜道在環(huán)繞旋轉圓周上朝旋轉方向的相反方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面成銳角。上端蓋的端蓋軸心通孔有端蓋心軸用端蓋軸螺母固定。所述的空心轉子的兩端平面中心都有軸套安裝孔和安裝孔底平面，軸套的軸套底平面貼著安裝孔底平面，軸套的軸套外圓與軸套安裝孔過盈配合，且所述軸套的軸套外平面上開設有3 12條的潤滑槽與內(nèi)孔曲面上的潤滑槽相貫通。所述的每個外環(huán)通道單元由一段通道單元外弧和兩片外隔離壁以及兩片錯位連接壁通過5個過度圓弧包裹而成，且兩個外環(huán)通道單元之間的外隔離壁的壁厚在I至9毫米之間，外隔離壁的寬度在10至90毫米之間。所述的每個內(nèi)環(huán)通道單元由兩片兩片錯位連接壁和兩片內(nèi)隔離壁以及一段通道單元內(nèi)弧通過5個過度圓弧包裹而成，且兩個內(nèi)環(huán)通道單元之間的內(nèi)隔離壁的壁厚在I至9毫米之間；內(nèi)隔離壁的寬度在10至90毫米之間。所述的錯位連接壁與其等分錯位輻射布置的內(nèi)隔離壁以及外隔離壁的夾角在105度到165度之間，錯位連接壁的壁厚在I至9毫米之間，錯位連接壁的寬度在5至50毫米之間。所述的外環(huán)通道單元的通道單元外弧與空心轉子的轉子外圓之間的距離在2至18毫米。[0017]本實用新型的有益效果是憑借傾斜流道對通心轉子兩端面的施力，無需任何外來電器驅動和切換閥門等元件控制，就能讓本實用新型中唯一的運動件通心轉子自如旋轉，完成流道切換，實現(xiàn)壓力交換。還避免了任何電器意外事故發(fā)生。采用空心轉子在心軸處有密閉軸心空間構成整體比重介于濾水和海水之間，使得空心轉子呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)，最大程度減輕自重影響，且空心轉子采用多環(huán)通道單元，通過相鄰的內(nèi)、外環(huán)通道單元錯位布置，使得壓差最大的圓周上兩通道單元的隔離板的受力結構得到改善，通道單元之間隔離板變薄后，不但提高了壓力交換器單位體積內(nèi)有效的壓力交換通道率，減輕里隔板壁厚部位對液流造成的壓力損失，可使壓力交換效率最高達到98%，此夕卜，支撐摩擦力隨之減小必然延長使用壽命，可將單體壓力交換器做得很大，實現(xiàn)空心轉子的外徑可不受限制放大，避免了因并聯(lián)所導致系統(tǒng)龐大，做到了系統(tǒng)工程緊湊，工程投資節(jié)省，設備效益更高，單機管理簡單。軸套的軸套外平面上開設有3 12條的潤滑槽與內(nèi)孔曲面上的潤滑槽相貫通，潤滑槽對支撐作用的軸套外平面和固定作用的內(nèi)孔曲面同時起到 良好有效潤滑作用，確保本實用新型恒久正常運行。本實用新型還省卻了所有外來電器驅動和切換閥門等控制元件，避免了任何電器意外事故發(fā)生，達到最終大幅度減少投資和日常管理維護費用。

圖I是空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器的結構示意圖；圖2是本實用新型圖I的P-P剖視圖；圖3是本實用新型圖I的Q-Q剖視圖；圖4是圖2位置中上端蓋49的軸側圖；圖5是圖3位置中下端蓋45的軸側圖；圖6是本實用新型的軸套28的背側軸側圖；圖7是本實用新型的軸套28的正面軸側圖；圖8是本實用新型的空心轉子20旋轉剖面軸側圖與軸套28以及端蓋心軸30的關聯(lián)圖；圖9是本實用新型的端蓋心軸30的軸側圖；圖10是本實用新型在反滲透海水淡化過程中的應用示意圖；圖11是本實用新型的液體能量在旋轉中交替進行壓力能量交換時，以進出管路中心為半徑沿著旋轉圓周R展開的壓力能量交換流程示意圖；圖12是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 I個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖13是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 2個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖14是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 3個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖15是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 4個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖16是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 5個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖17是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 6個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖18是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 7個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖19是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 8個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖20是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 9個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置；圖21是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 10個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置； 圖22是圖11中徑沿著旋轉圓周R展開的每個通道單元在旋轉了 11個通道單元位置后，通道單元內(nèi)部的兩種液體所處位置。
具體實施方式
結合附圖和實施例對本實用新型的結構和工作原理以及在反滲透海水淡化系統(tǒng)中的應用作進一步闡述圖I是錯位通道自轉液力活塞增壓器的結構示意圖，反映出本實用新型整體裝配關系。配合圖2、圖3、圖4以及圖5是對圖I不同部位的剖視圖，反映出本實用新型進出流道之間的相互位置關系?？招霓D子錯位通道液力活塞交錯增壓器，圓筒外殼10的兩端是端蓋法蘭80，端蓋法蘭80的外緣設有法蘭螺栓82 ;端蓋法蘭80內(nèi)孔螺紋87分別與兩端的緊固調(diào)節(jié)螺蓋70的螺蓋外螺紋78相連接；緊固調(diào)節(jié)螺蓋70內(nèi)端面分別是下端蓋45和上端蓋49的外端平面，下端蓋45和上端蓋49的帶密封圈槽外圓41與圓筒外殼10的兩端內(nèi)孔14相配合，下端蓋45的下蓋內(nèi)平面451和上端蓋49的上蓋內(nèi)平面491緊靠在圓筒外殼10的中段內(nèi)孔12與兩端內(nèi)孔14的過渡臺肩109上，活動固定在下端蓋45和上端蓋49的上、下兩根端蓋心軸30支撐著整個空心轉子20自如旋轉，所述的空心轉子20在心軸處有密閉軸心空間23，密閉軸心空間23外圍采用至少兩環(huán)等分交錯布置的通道單元，每環(huán)設有3 24個通道單元，每個外環(huán)通道單元26的最小徑向尺寸263小于每個內(nèi)環(huán)通道單元27的最大徑向尺寸273，構成徑向錯位；外環(huán)通道單元26與內(nèi)環(huán)通道單元27在圓周上等分錯位輻射布置，構成周向錯位；且所述的下端蓋45上有高壓濾水斜道512與泄壓濾水斜道522對稱布置；而且上端蓋49上升壓原水斜道912與低壓原水斜道922對稱布置，構成二進二出傾斜流道。所述的下端蓋45半圓上側布置有高壓濾水進管51連通高壓濾水斜道512，另一半圓上有對稱布置的泄壓濾水出管52連通泄壓濾水斜道522，下端蓋45的端蓋軸心通孔43有端蓋心軸30用端蓋軸螺母341固定，且高壓濾水斜道512在環(huán)繞旋轉圓周R上朝旋轉方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面451成銳角；泄壓濾水斜道522在環(huán)繞旋轉圓周R上朝旋轉方向的相反方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面451成銳角。所述的上端蓋49半圓上側布置有升壓海水出管91連通升壓原水斜道912，另一半圓上有對稱布置的低壓原水進管92連通低壓原水斜道922，上端蓋49的端蓋軸心通孔43有端蓋心軸30用端蓋軸螺母341固定，且低壓原水斜道922在環(huán)繞旋轉圓周R上朝旋轉方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面451成銳角；升壓原水斜道912在環(huán)繞旋轉圓周R上朝旋轉方向的相反方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面451成銳角。圖6是本實用新型的自轉液力活塞20旋轉剖面軸側圖，配合圖7、圖8以及圖9，進一步明確本實用新型核心部位的形狀和位置關系。所述的空心轉子20的兩端平面中心都有軸套安裝孔238和安裝孔底平面235，軸套28的軸套底平面285貼著安裝孔底平面235，軸套28的軸套外圓283與軸套安裝孔238過盈配合,且所述軸套28的軸套外平面284上開設有3 12條的潤滑槽288與內(nèi)孔曲面282上的潤滑槽288相貫通。所述的每個外環(huán)通道單元26由一段通道單元外弧212和兩片外隔離壁262以及兩片錯位連接壁267通過5個過度圓弧213包裹而成，且兩個外環(huán)通道單元26之間的外隔離壁262的壁厚在I至9毫米之間，外隔離壁262的寬度在10至90毫米之間。 所述的每個內(nèi)環(huán)通道單元27由兩片兩片錯位連接壁267和兩片內(nèi)隔離壁272以及一段通道單元內(nèi)弧271通過5個過度圓弧213包裹而成，且兩個內(nèi)環(huán)通道單元27之間的內(nèi)隔離壁272的壁厚在I至9毫米之間；內(nèi)隔離壁272的寬度在10至90毫米之間。所述的錯位連接壁267與其等分錯位輻射布置的內(nèi)隔離壁272以及外隔離壁262的夾角在105度到165度之間，錯位連接壁267的壁厚在I至9毫米之間，錯位連接壁267的寬度在5至50毫米之間。所述的外環(huán)通道單元26的通道單元外弧212與空心轉子20的轉子外圓21之間的距離在2至18毫米。本實施例能彌補現(xiàn)有技術的缺陷，不但省卻了外加動力和管路閥門切換等容易出故障的電器元件，而且通過相鄰的內(nèi)、外環(huán)通道單元錯位布置，使得壓差最大高達5. 6MPa的兩相鄰通道單元的外隔離壁262和內(nèi)隔離壁27的寬度都變窄后受力結構得到改善，允許將通道單元之間隔離壁做成很薄，不但提高了壓力交換器單位體積內(nèi)的有效壓力交換通道率，減輕了隔板壁厚度部位對液流造成的壓力損失，同時隔板壁變薄后還減輕了通心轉子的自身重量，可使壓力交換效率最高達到98%，此外，支撐摩擦力隨之減小必然延長使用壽命，可將單體壓力交換器做得很大，單體尺寸不受限制，使得經(jīng)反滲透海水淡化系統(tǒng)所獲取淡水的過程能耗降到3. OkWh / m3，既能做到高效回收反滲透海水淡化系統(tǒng)處理過程中的高壓濾水的余壓能量，還能做到壓力交換器少維修，甚至免于維修。本實用新型的工作過程如下圖10是本實用新型在反滲透海水淡化過程中的應用示意圖，從中可以反映出本實用新型在整個海水淡化系統(tǒng)工程中位置和作用。圖11是本實用新型的液體能量在旋轉中交替進行壓力能量交換時，以進出管路中心為半徑沿著旋轉圓周R展開的壓力能量交換流程示意圖。它反映出通心轉子20的各個流道中的兩種液體位置關系。圖12至圖22是相對于圖11來反映出兩種液體的動態(tài)位
置關系。一種空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，空心轉子20在心軸處有密閉軸心空間23構成整體比重介于濾水和海水之間，使得空心轉子20在工作中處于懸浮狀態(tài)，消除了因自重所導致磨損。[0057]空心轉子20采用兩環(huán)等分均勻布置的通道單元，每環(huán)內(nèi)設有12個通道單元，分別是通道單元A、通道單元B、通道單元C、通道單元D、通道單元E、通道單元F、通道單元G、通道單元H、通道單元J、通道單元K、通道單元L、通道單元M。外環(huán)通道單元26和內(nèi)環(huán)通道27在旋轉圓周R上交錯等分均布，外環(huán)通道單元26的外單元最小徑向尺寸263小于內(nèi)環(huán)通道27的內(nèi)單元最大徑向尺寸273為10毫米，構成徑向錯位，且外環(huán)通道單元26兩相鄰的外隔離壁262與內(nèi)環(huán)通道27兩相鄰內(nèi)隔離壁272在旋轉圓周R上等分錯位輻射布置，周向錯位結合徑向交錯能最大程度上消除了壓力交換所致流道脈沖波動。下端蓋45半圓上側布置有高壓濾水進管51連通高壓濾水斜道512，另一半圓對稱鏡子成影布置有泄壓濾水出管52連通泄壓濾水斜道522，下端蓋45的端蓋軸心通孔43有端蓋心軸30用端蓋軸螺母341固定。上端蓋49半圓上側布置有升壓海水出管91連通升壓原水斜道912，另一半圓對稱鏡子成影布置有低壓原水進管92連通低壓原水斜道922，且所述的上端蓋49的端蓋軸心通 孔43有端蓋心軸30用端蓋軸螺母341固定。且端蓋心軸30 —端為端蓋軸螺紋342，另一端為端軸大外徑383，端軸大外徑383的端軸外平面384有端軸凸緣382，端軸外平面384分別與下端蓋45的下蓋內(nèi)平面451和上端蓋49的上蓋內(nèi)平面491齊平。端蓋心軸30的可更換性以及采用特制材料提高耐磨性，延長使用壽命?？招霓D子20的兩端平面中心都有軸套安裝孔238和安裝孔底平面235，軸套28的軸套底平面285貼著安裝孔底平面235，軸套28的軸套外圓283與軸套安裝孔238過盈配合，且軸套28的軸套外平面284上開設有3 12條的潤滑槽288與內(nèi)孔曲面282上的潤滑槽288相貫通。潤滑槽288對支撐作用的軸套外平面284和起固定作用的內(nèi)孔曲面282同時得到良好有效潤滑作用，確保壓力交換器恒久正常運行。軸套28和端蓋心軸30的配對工作提高了本實用新型的耐磨度，延長使用壽命。實施列采用的空心轉子20內(nèi)在結構為密閉軸心空間23與轉子外圓21為同心圓；外環(huán)通道單元26的通道單元外弧212與空心轉子20的轉子外圓21之間的厚度為6毫米；兩個外環(huán)通道單元26之間的外隔離壁262的壁厚為5毫米；外隔離壁262的寬度為50暈米；兩個內(nèi)環(huán)通道27之間的內(nèi)隔尚壁272的壁厚為5暈米；內(nèi)隔尚壁272的寬度為30暈米；外環(huán)通道單元26與內(nèi)環(huán)通道27之間的錯位連接壁267的壁厚為5毫米；所有的過度圓弧213的半徑2毫米。組裝時先將預先裝配好軸套28的空心轉子20放入圓筒外殼10的筒殼內(nèi)孔12中央，再分別將預先裝配好端蓋心軸30的下端蓋45和上端蓋49套入圓筒外殼10的兩端內(nèi)孔14中，下端蓋45和上端蓋49的帶密封圈槽外圓41與圓筒外殼10的兩端內(nèi)孔14相配合。再在圓筒外殼10的兩端面上分別蓋有端蓋法蘭80，用8顆法蘭螺栓82穿越兩端的端蓋法蘭80后用法蘭螺母89緊固。兩端的緊固調(diào)節(jié)螺蓋70的螺蓋外螺紋78與兩端的端蓋法蘭80的內(nèi)孔螺紋87相連接，使得緊固調(diào)節(jié)螺蓋70內(nèi)端面分別推著下端蓋45和上端蓋49的外端平面，迫使下端蓋45的下蓋內(nèi)平面451和上端蓋49的上蓋內(nèi)平面491緊靠在圓筒外殼10的中段內(nèi)孔12與兩端內(nèi)孔14的過渡臺肩109上，最終確定空心轉子20以兩端蓋心軸30的端軸凸緣382為支撐點，在筒殼內(nèi)孔12與下端蓋45的下蓋內(nèi)平面451和上端蓋49的上蓋內(nèi)平面491所包容的空間里，隨著高壓濾水斜道512和低壓原水斜道922與環(huán)繞旋轉圓周R在方向上成38度的夾角42所產(chǎn)生的橫向分力自如旋轉。初始運行時反滲透海水淡化系統(tǒng)中的海水池94里的海水經(jīng)大功率高壓泵95直接增壓到5. 6MPa，經(jīng)管路97參與海水淡化，在滲透過濾膜58處獲得約50%的淡水從管路59輸出，被截留帶有5. 4MPa余壓的濾水進入本實用新型的高壓濾水進管51，與此同時，小功率低壓泵93也開始將海水池94中的海水以0. 2MPa的壓力從本實用新型的低壓海水進管92注入低壓海水進管92。低壓海水進管92中的低壓海水經(jīng)低壓清水斜道922在通心轉子20的外環(huán)通道單元26和內(nèi)環(huán)通道單元27中與高壓濾水斜道512中的從高壓濾水進管51進來的仍然帶有5. 4MPa余壓的高壓濾水交匯。依照帕斯卡原理，低壓清水獲得高壓后成為升壓海水的同時隨著通心轉子20旋轉到升壓海水斜道912位置，被高壓濾水從升壓海水出管91中推出， 經(jīng)小功率增壓泵96增壓到5. 6MPa后，經(jīng)管路97再參與海水淡化；與此同時，完成壓力交換的高壓濾水隨著通心轉子20轉到泄壓鹽水斜道522通往幾乎沒有壓力的泄壓濾水出管52成為泄壓濾水，被從低壓海水進管92進來帶有0. 2MPa的低壓海水在低壓海水斜道922將泄壓濾水推出泄壓濾水斜道522經(jīng)泄壓濾水出管52從管路53排放掉。借助于進入通心轉子20流道的高壓濾水斜道512和低壓海水斜道922與通心轉子20兩端平面在同一個環(huán)繞旋轉圓周R方向上成45度的傾斜夾角42，傾斜夾角42產(chǎn)生了縱向分力和橫向分力，縱向分力驅使兩種液體在通道單元中實現(xiàn)壓力傳遞，橫向分力推動著通心轉子20繞著定心軸30作旋轉；同理，從通心轉子20出來流道的高壓濾水斜道512和升壓海水斜道912與通心轉子20兩端平面在相反的環(huán)繞旋轉圓周R方向上成45度的傾斜夾角42，可減少阻力讓升壓后的海水順暢地經(jīng)升壓海水斜道912從壓海水出管91排出；同時，可減少阻力讓完成壓力交換后的濾水順暢地經(jīng)泄壓濾水斜道522從泄壓濾水出管52排放掉。正常運行時大功率高壓泵95不再工作，小功率低壓泵93始終持續(xù)不斷地將海水池94中的海水以0. 2MPa的壓力從本實用新型的兩路低壓海水進管92同步注入。經(jīng)低壓海水斜道922進入外環(huán)通道單元26和內(nèi)環(huán)通道單元27低壓海水又隨著通心轉子20旋轉到另一側后，遇到高壓濾水斜道512中的從高壓濾水進管51進來的仍然帶有5. 4MPa余壓的高壓濾水交匯。低壓清水獲得高壓后成為升壓海水的同時隨著通心轉子20旋轉到升壓海水斜道912位置，被高壓濾水從升壓海水出管91中推出，經(jīng)小功率增壓泵96增壓到5. 6MPa后，經(jīng)管路97再參與海水淡化；與此同時，完成壓力交換的高壓濾水隨著通心轉子20轉到泄壓鹽水斜道522通往幾乎沒有壓力的泄壓濾水出管52成為泄壓濾水，被從低壓海水進管92進來帶有0. 2MPa的低壓海水在低壓海水斜道922將泄壓濾水推出泄壓濾水斜道522經(jīng)泄壓濾水出管52從管路53排放掉。周而復始，連續(xù)工作。
權利要求1.空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，圓筒外殼(10)的兩端是端蓋法蘭(80)，端蓋法蘭(80)的外緣設有法蘭螺栓(82);端蓋法蘭(80)內(nèi)孔螺紋(87)分別與兩端的緊固調(diào)節(jié)螺蓋(70)的螺蓋外螺紋(78)相連接；緊固調(diào)節(jié)螺蓋(70)內(nèi)端面分別是下端蓋(45)和上端蓋(49)的外端平面，下端蓋(45)和上端蓋(49)的帶密封圈槽外圓(41)與圓筒外殼 (10)的兩端內(nèi)孔(14)相配合，下端蓋(45)的下蓋內(nèi)平面(451)和上端蓋(49)的上蓋內(nèi)平面(491)緊靠在圓筒外殼(10)的中段內(nèi)孔(12)與兩端內(nèi)孔(14)的過渡臺肩(109)上，活動固定在下端蓋(45 )和上端蓋(49 )的上、下兩根端蓋心軸(30 )支撐著整個空心轉子(20 ) 自如旋轉，其特征是所述的空心轉子(20)在心軸處有密閉軸心空間(23)，密閉軸心空間 (23)外圍采用至少兩環(huán)等分交錯布置的通道單元，每環(huán)設有3 24個通道單元，每個外環(huán)通道單元(26)的最小徑向尺寸(263)小于每個內(nèi)環(huán)通道單元(27)的最大徑向尺寸(273)， 構成徑向錯位；外環(huán)通道單元(26)與內(nèi)環(huán)通道單元(27)在圓周上等分錯位輻射布置，構成周向錯位；且所述的下端蓋(45)上有高壓濾水斜道(512)與泄壓濾水斜道(522)對稱布置； 而且上端蓋(49)上升壓原水斜道(912)與低壓原水斜道(922)對稱布置，構成二進二出傾斜流道。
2.根據(jù)權利要求I所述的空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，其特征是所述的下端蓋(45)半圓上側布置有高壓濾水進管(51)連通高壓濾水斜道(512)，另一半圓上有對稱布置的泄壓濾水出管(52)連通泄壓濾水斜道(522)，下端蓋(45)的端蓋軸心通孔(43)有端蓋心軸(30)用端蓋軸螺母(341)固定，且高壓濾水斜道(512)相對于高壓濾水進管(51) 在環(huán)繞旋轉圓周(R)上朝旋轉方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面(451)成銳角。
3.根據(jù)權利要求I所述的空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，其特征是所述的上端蓋(49)半圓上側布置有升壓海水出管(91)連通升壓原水斜道(912)，另一半圓上有對稱布置的低壓原水進管(92 )連通低壓原水斜道(922 )，上端蓋(49 )的端蓋軸心通孔(43 )有端蓋心軸(30)用端蓋軸螺母(341)固定，且低壓原水斜道(922)相對于低壓原水進管(92) 在環(huán)繞旋轉圓周(R)上朝旋轉方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面(451)成銳角；升壓原水斜道(912) 在環(huán)繞旋轉圓周(R)上朝旋轉方向的相反方向傾斜，與下蓋內(nèi)平面(451)成銳角，上端蓋 (49)的端蓋軸心通孔(43)有端蓋心軸(30)用端蓋軸螺母(341)固定。
4.根據(jù)權利要求I所述的空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，其特征是所述的空心轉子(20)的兩端平面中心都有軸套安裝孔(238)和安裝孔底平面(235)，軸套(28) 的軸套底平面(285)貼著安裝孔底平面(235)，軸套(28)的軸套外圓(283)與軸套安裝孔 (238)過盈配合，且所述軸套(28)的軸套外平面(284)上開設有3 12條的潤滑槽(288) 與內(nèi)孔曲面(282)上的潤滑槽(288)相貫通。
5.根據(jù)權利要求I所述的空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，其特征是所述的每個外環(huán)通道單元(26)由一段通道單元外弧(212)和兩片外隔離壁(262)以及兩片錯位連接壁(267)通過5個過度圓弧(213)包裹而成，且兩個外環(huán)通道單元(26)之間的外隔離壁 (262)的壁厚在I至9毫米之間，外隔離壁(262)的寬度在10至90毫米之間。
6.根據(jù)權利要求I所述的空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，其特征是所述的每個內(nèi)環(huán)通道單元(27)由兩片錯位連接壁(267)和兩片內(nèi)隔離壁(272)以及一段通道單元內(nèi)弧(271)通過5個過度圓弧(213)包裹而成，且兩個內(nèi)環(huán)通道單元(27)之間的內(nèi)隔離壁 (272)的壁厚在I至9毫米之間；內(nèi)隔離壁(272)的寬度在10至90毫米之間。
7.根據(jù)權利要求I所述的空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，其特征是所述的錯位連接壁(267)與其等分錯位輻射布置的內(nèi)隔離壁(272)以及外隔離壁(262)的夾角在 105度到165度之間，錯位連接壁(267)的壁厚在I至9毫米之間，錯位連接壁(267)的寬度在5至50毫米之間。
8.根據(jù)權利要求I所述的空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器，其特征是所述的外環(huán)通道單元(26 )的通道單元外弧(212)與空心轉子(20 )的轉子外圓(21)之間的距離在 2至18毫米。
專利摘要本實用新型公開了一種空心轉子錯位通道液力活塞交錯增壓器。本實用新型中的空心轉子有密閉軸心空間，密閉軸心空間外圍采用至少兩環(huán)等分交錯布置的通道單元，每環(huán)設有多個通道單元，每個外環(huán)通道單元的最小徑向尺寸小于每個內(nèi)環(huán)通道單元的最大徑向尺寸，構成徑向錯位；外環(huán)通道單元與內(nèi)環(huán)通道單元在圓周上等分錯位輻射布置，構成周向錯位；且所述的下端蓋上有高壓濾水斜道與泄壓濾水斜道對稱布置；而且上端蓋上升壓原水斜道與低壓原水斜道對稱布置，構成二進二出傾斜流道。憑借傾斜流道對通心轉子兩端面的施力，無需任何外來電器驅動和切換閥門等元件控制，就能讓通心轉子自如旋轉，完成流道切換，實現(xiàn)壓力交換。還避免了任何電器意外事故發(fā)生。
文檔編號C02F1/44GK202460481SQ20122001986
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權日2012年1月17日
發(fā)明者張志雄, 沈鳳祥, 沈金浩, 焦磊, 王樂勤, 趙才甫, 趙飛 申請人:南方泵業(yè)股份有限公司, 浙江大學