液壓裝置的制造方法
【專利摘要】提供一種液壓裝置(1)，其包括具有旋轉軸線(3)的壓力交換器(2)和增壓泵(4)，所述壓力交換器(2)和所述增壓泵(4)彼此連接。這樣的液壓裝置應該具有較好的效率。為此，單個連接法蘭(5)設置在所述壓力交換器(2)和該增壓泵(4)之間。
【專利說明】
液壓裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種包括具有旋轉軸線的壓力交換器和增壓栗的液壓裝置，所述壓力交換器和所述增壓栗彼此連接。
【背景技術】
[0002]這樣的液壓裝置可以用于例如反滲透系統(tǒng)中。在這樣的反滲透系統(tǒng)中，被污染的水或鹽水在高壓下被栗送通過隔膜。一部分水穿透隔膜并且能夠作為凈化水被獲得。剩下部分的水仍然處在相對高的壓力下，不得不浪費掉。然而，為了不損失太多的能量，這部分水的壓力應當被恢復。為了這個目的，使用壓力交換器來將浪費的水的壓力至少部分地轉移給新鮮的水。由于一些壓力損失是不可避免的，因此增壓栗用來將新鮮的水提升到反滲透系統(tǒng)所需的壓力水平。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是獲得具有較好效率的這樣的液壓裝置。
[0004]通過在一開始描述的液壓裝置中在所述壓力交換器和所述增壓栗之間設置單個連接法蘭，上述目標得以實現(xiàn)。
[0005]這樣的構造具有許多優(yōu)點。由于僅單個連接法蘭而不是堆疊的板用于壓力交換器和增壓栗之間，因此在堆疊的板的邊緣會發(fā)生的壓力損失可以被避免。此外，單個連接法蘭可以比具有相同厚度的堆疊板沿厚度方向制造得更穩(wěn)定，這改進了液壓裝置的泄漏性能。更低的泄漏帶來更好的效率。
[0006]優(yōu)選地，所述法蘭包括所述壓力交換器的低壓入口和連接所述壓力交換器的高壓出口和所述增壓栗的低壓入口的高壓通道。單個連接法蘭可用于兩個目的。為此，僅需要在連接法蘭中設置相應的通道和開孔。
[0007]優(yōu)選地，所述壓力交換器的所述高壓出口和所述增壓栗的所述低壓入口在所述壓力交換器的旋轉方向上相對于彼此偏離。壓力交換器具有設置在旋轉缸筒中的多個缸。缸中的液體已經(jīng)具有沿旋轉方向定向的分速度。該分速度可以用來將從壓力交換器流入的液體供給至增壓栗中，通常，該增壓栗也具有旋轉元件，液體壓力通過該旋轉元件被進一步增大。因此，可以使用沿增壓栗的沿周向方向的方向分量將流入的液體供給至增壓栗中，因為可以減少用于沿旋轉方向加速液體的能量，所以節(jié)省了能量。
[0008]優(yōu)選地，所述高壓通道沿壓力交換器的旋轉軸線扭曲。這樣保持了在高壓通道中的低壓損失。高壓通道的扭曲允許從壓力交換器流出的液體按照在旋轉方向上的運動分量流至增壓栗，從而保持運動能量或動能。
[0009]在優(yōu)選的實施例中，所述增壓栗在其低壓入口處具有入口區(qū)域，該入口區(qū)域具有沿徑向方向的寬度，所述寬度沿旋轉方向增大。該入口區(qū)域例如可以通過增壓栗的靜端口板中的一種腎形開孔或凹部形成。當該寬度沿旋轉方向增大時，該區(qū)域中的流動阻力沿旋轉方向減小，從而使得可以在不浪費太多能量的情況下減小所述入口區(qū)域中的用于所述液體的流動阻力。因此，當進入增壓栗的位移元件中時進入增壓栗的液體可以在旋轉方向上具有相當大的速度分量。例如，當增壓栗為葉片單元栗時，將被增壓至高壓水平的液體必須沿周向方向或旋轉方向運動。由于液體已經(jīng)具有沿該方向的速度分量，所以這是有利的。
[0010]在優(yōu)選的實施例中，所述壓力交換器在其高壓出口具有出口區(qū)域，所述入口區(qū)域在旋轉方向上比所述出口區(qū)域更長。出口區(qū)域也可以由壓力交換器的靜端口板中的腎形開孔形成。當入口區(qū)域在旋轉方向上比出口區(qū)域更長時，從壓力交換器移動至增壓栗的液體的流動阻力可以被優(yōu)化。
[0011 ]優(yōu)選地，所述高壓通道具有橫截面，所述橫截面沿從所述壓力交換器至所述增壓栗的方向增大。以此方式，可以減小高壓通道長度上的流動阻力的差別，以使得從壓力交換器朝向增壓栗流動的液體不會被減速，而是可以以盡可能高的速度進入增壓栗。
[0012]此外，優(yōu)選的，所述高壓通道具有沿徑向方向的方向分量。以此方式，當缸圍繞軸旋轉時可以利用作用在壓力交換器的缸中的液體上的離心力，以將液體從壓力交換器栗送至增壓栗，從而保持所需的能量較低。
[0013]此外，優(yōu)選地，所述壓力交換器的所述低壓入口具有方向分量，該方向分量相對于圍繞所述旋轉軸線的圓形線相切地設置。以此方式，由于進入壓力交換器的流入液體沿與壓力交換器的缸相同的方向運動，所以可以利用所述流入液體的動能。當所述液體流入缸中時僅需要較少的能量來沿旋轉方向加速所述流入液體。
[0014]優(yōu)選地，所述低壓入口在垂直于所述旋轉軸線的平面內具有橫截面，所述橫截面沿旋轉方向增大。因此，在所述流入液體流入缸中之前可以減小所述流入液體的流動阻力。
[0015]優(yōu)選地，所述低壓入口在旋轉方向上具有后邊界，該后邊界與所述壓力交換器的徑向方向成角度。然而，另一個邊界可以平行于所述壓力交換器的徑向方向。低壓入口的后邊界使得可以沿與所述壓力交換器的旋轉軸線的方向引導流入液體。
[0016]在優(yōu)選的實施例中，所述增壓栗、所述法蘭和所述壓力交換器設置在共同的殼體中。這樣的殼體至少在圍繞提及的部件的周向方向上形成壁。該殼體用于將上面提及的部件彼此對齊。此外，可以節(jié)省用于連接這些元件和將它們固定以抵抗剪切力的多個連接裝置。用于安裝該液壓裝置的時間和人力可被保持得較低。
[0017 ]在優(yōu)選的實施例中，所述共同的殼體成管的形式。這樣的管具有中空柱體的形式。中空柱體具有下面的優(yōu)點:其在管內部的壓力增大時不會改變形狀。
[0018]在優(yōu)選的實施例中，所述殼體在其內壁中包括臺階部，并且所述法蘭抵靠在所述臺階部上。該臺階部為安裝輔助件。其為用于將法蘭準確地安裝在殼體中的簡易裝置。
[0019]在優(yōu)選的實施例中，所述法蘭連接至至少一個端口連接部，所述端口連接部延伸穿過所述殼體并將所述法蘭固定在所述殼體中。特別地，與臺階部結合，這樣的固定足以將法蘭可靠地保持在殼體中。在任何情況下，由于法蘭上的壓差可以被保持得較小，所以沿一個方向作用在位于殼體中的法蘭上的力通常不會太高。
【附圖說明】
[0020]現(xiàn)在，將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選示例，在附圖中:
[0021]圖1示出了具有壓力交換器和增壓栗的液壓裝置的示意的縱向剖視圖；
[0022]圖2示出了根據(jù)圖1的I1-1I截面的壓力交換器的高壓側處的法蘭的示意的剖視圖，
[0023]圖3示出了在壓力交換器的低壓側處的圖1的II1-1II截面的示意剖視圖，和
[0024]圖4為用于該液壓裝置的殼體。
【具體實施方式】
[0025]所有附圖利用相同的附圖標記表示相同的元件。
[0026]液壓裝置I包括具有旋轉軸線3的壓力交換器2。此外，液壓裝置I包括成葉片單元栗形式的增壓栗4。然而，其他類型的栗基本上也是可能的。
[0027]壓力交換器2和增壓栗4通過單獨的法蘭5彼此連接。
[0028]壓力交換器2包括設置在缸筒7中的多個缸6。缸筒7能夠圍繞上面提到的軸線3旋轉。
[0029]壓力交換器2包括低壓入口8、低壓出口9、高壓入口 10和高壓出口 11。
[0030]這樣的液壓裝置I可用于例如將海水脫鹽的反滲透系統(tǒng)中。在這樣的反滲透系統(tǒng)的操作中，利用相當高的壓力水平迫使海水(即鹽水)透過隔膜以獲得凈化水。剩下的水(所謂的“濃縮水”)仍然具有相對高的壓力，但是不得不浪費掉。為了回收壓力能，濃縮水被提供給壓力交換器2的高壓入口 10。低壓入口 8供給有通過低壓出口 9排出的剩下的濃縮水的海水。如同已知的那樣，當缸筒7旋轉時，新鮮的海水通過高壓入口 10處的濃縮的壓力被增壓并且通過增加的壓力通過高壓出口 11被排出。
[0031]在大多數(shù)情況下，必須進一步增加新鮮的海水的壓力水平以栗送其通過隔膜。為此，增壓栗4被采用。
[0032]壓力交換器2和增壓栗4之間的單獨的法蘭5具有許多優(yōu)點。與由疊置的板形成的法蘭相比，因為在相鄰的堆疊板之間沒有過渡，所以單獨的法蘭5具有更小的液體阻力。此夕卜，單獨的法蘭5可以制造得相對穩(wěn)定以使得其可以在不變形的情況下承受更高的壓力。
[0033]壓力交換器2在一個軸端具有第一閥板12并且在第二軸端具有第二閥板13。第一閥板12抵靠在第一端口板(port plate) 14上。第二閥板13抵靠在第二端口板15上。第一端口板14通過物理上穩(wěn)定的法蘭5支撐。
[0034]壓力交換器2的低壓入口8設置在法蘭5中。法蘭5還包括將壓力交換器的高壓出口11連接至增壓栗4的低壓入口 17的高壓通道16。低壓入口 17形成在入口區(qū)域18中(圖2)，入口區(qū)域18相對于壓力交換器2的高壓出口 11偏離。該偏離在圖2中以角度α表示。
[0035]壓力交換器2的高壓出口11形成在出口區(qū)域19中，例如，在第一端口板14中的腎形開孔?；旧弦矠槟I形凹部的入口區(qū)域18和出口區(qū)域19彼此重疊。然而，在旋轉方向上入口區(qū)域18比出口區(qū)域19更長。偏離角度α定義在沿周向方向的入口區(qū)域18的中心和出口區(qū)域19的中心之間。
[0036]為了實現(xiàn)出口區(qū)域19和入口區(qū)域18之間的連接，高壓通道16沿著壓力交換器2的旋轉軸線3扭曲。此外，如在圖1可見的，高壓通道16在徑向方向上具有方向分量，即它至少部分地與旋轉軸線3成角度地延伸。
[0037]如圖2中可見，出口區(qū)域19具有比入口區(qū)域18更小的尺寸。為了獲得平滑的過渡，高壓通道16具有沿從所述壓力交換器2至增壓栗4的方向增大的橫截面，從而減小整個長度上的節(jié)流阻力的差別。
[0038]圖3示意地示出了壓力交換器2的低壓入口8的區(qū)域中的情況。由箭頭20表示的流入流體通過低壓入口8。在圖3中所示的平面內，低壓入口8具有在流動方向上增大的截面。低壓入口 8具有后邊界21，該后邊界與壓力交換器的徑向方向成角度。因此，如圖3中可見的，流入流體沿缸筒7的旋轉方向22被引入。因此，當流入液體進入壓力交換器2的缸6中時，需要較少的能量來加速該液體。
[0039]盡管描述的實施例是優(yōu)選的，但是也可以采用如圖3所示的低壓入口的結構進行，即，在沒有優(yōu)化的高壓通道17的情況下。此外，還可以在沒有圖3所示的低壓入口8的結構的情況下單獨采用優(yōu)化的高壓通道17。
[0040]圖4示意地示出了殼體23，該殼體23適于在殼體的部分24中容納壓力交換器2并且在殼體的部分25中容納增壓栗4 ο為了清楚起見，壓力交換器2和增壓栗4未被示出。
[0041 ] 殼體23為管狀形式，即，殼體23形成中空柱體。殼體23包括沿周向延伸的內壁26。所述內壁26包括臺階部27，法蘭5抵靠在臺階部27上。臺階部27限定法蘭5在殼體23中的軸向位置。
[0042]低壓入口 8連接至端口連接部28。端口連接部28被引導通過殼體23并相對于殼體23固定法蘭5。此外，出口29被示出為連接至另一端口連接部30，所述端口連接部30也用作法蘭5的固定裝置。
[0043]當具有壓力交換器2、增壓栗4和法蘭5的液壓裝置被組裝時，殼體23沿周向方向包圍這三個元件，以使得僅需要非常少的額外的連接元件來將這三個元件保持在一起。
【主權項】
1.液壓裝置(I)，包括具有旋轉軸線(3)的壓力交換器(2)和增壓栗(4)，所述壓力交換器(2)和所述增壓栗(4)彼此連接，其特征在于在所述壓力交換器(2)和所述增壓栗(4)之間設置單個連接法蘭(5)。2.根據(jù)權利要求1所述的液壓裝置，其特征在于所述法蘭(5)包括所述壓力交換器(2)的低壓入口(8)和連接所述壓力交換器(2)的高壓出口(11)和所述增壓栗(4)的低壓入口(17)的高壓通道(16)。3.根據(jù)權利要求2所述的液壓裝置，其特征在于所述壓力交換器(2)的所述高壓出口(11)和所述增壓栗(4)的所述低壓入口(17)在所述壓力交換器(2)的旋轉方向(22)上相對于彼此偏離。4.根據(jù)權利要求3所述的液壓裝置，其特征在于所述高壓通道(16)沿所述壓力交換器(2)的旋轉軸線(3)扭曲。5.根據(jù)權利要求3或4所述的液壓裝置，其特征在于所述增壓栗(4)在其低壓入口(17)處具有入口區(qū)域(I8)，該入口區(qū)域(18)具有沿徑向方向的寬度，所述寬度沿旋轉方向(22)增大。6.根據(jù)權利要求5所述的液壓裝置，其特征在于所述壓力交換器(2)在其高壓出口(11)處具有出口區(qū)域(19)，在旋轉方向上所述入口區(qū)域(18)比所述出口區(qū)域(19)更長。7.根據(jù)權利要求3-6中任一項所述的液壓裝置，其特征在于所述高壓通道(17)具有橫截面，所述橫截面在從所述壓力交換器(2)至所述增壓栗(4)的方向上增大。8.根據(jù)權利要求3-7中任一項所述的液壓裝置，其特征在于所述高壓通道(17)具有沿徑向方向的方向分量。9.根據(jù)權利要求2-8中任一項所述的液壓裝置，其特征在于所述壓力交換器的所述低壓入口(8)具有相對于圍繞所述旋轉軸線(3)的圓形線相切地設置的方向分量。10.根據(jù)權利要求9所述的液壓裝置，其特征在于所述低壓入口(8)在與所述旋轉軸線(3)垂直的平面內具有橫截面，所述橫截面在流動方向上增大。11.根據(jù)權利要求10所述的液壓裝置，其特征在于所述低壓入口(8)在旋轉方向上具有后邊界(21)，所述后邊界(21)相對于所述壓力交換器(2)的徑向方向成角度。12.根據(jù)權利要求1-11中任一項所述的液壓裝置，其特征在于所述增壓栗(4)、所述法蘭(5)和所述壓力交換器(2)設置在共同的殼體(23)中。13.根據(jù)權利要求12所述的液壓裝置，其特征在于所述共同的殼體(23)為管狀形式。14.根據(jù)權利要求12或13所述的液壓裝置，其特征在于所述殼體在其內壁(26)中包括臺階部(27)，并且所述法蘭(5)抵靠在所述臺階部(27)上。15.根據(jù)權利要求12-14中任一項所述的液壓裝置，其特征在于所述法蘭(5)連接至至少一個端口連接部(28、30)，所述端口連接部(28、30)貫穿所述殼體(23)并且將所述法蘭(5)固定在所述殼體(23)上。
【文檔編號】F15B3/00GK105864123SQ201610080096
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】斯蒂格·K·安德森, 埃里克·豪高, 帕列·奧爾森, 保羅·埃里克·漢森
【申請人】丹佛斯有限公司