[发明专利]一种功交换式能量回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及液体系统中的压力能量回收装置。

背景技术

液体余压能量回收装置有多种形式，结构上繁简差别很大，效率差别较大，按照工作原理可分为二大类：水力涡轮式能量回收装置和功交换式能量回收装置。

水力涡轮式能量回收装置，能量的转换过程为压力能——机械能(轴功)——压力能。即以机械能作为流体能量传递的中间环节，故又称为机械能中介式技术，于70年代末期、80年代初期进人市场，典型装置类型有逆转泵型(Francis Pump)、佩尔顿型(PehonWheel)叶轮和水力透平(Turbo Charger)等，该能回收技术由于受到能量多次转换的影响，虽技术比较成熟，但能量回收效率只有30-70％。

功交换式能量回收装置，能量的转换过程为压力能——压力能。它使高低压流体直接交换压力能，如果忽略装备中的摩擦和泄漏，装置的效率理论上可以达到100％，实际效率亦可达到90％以上。正是这种高回收效率，使其成为目前国内外许多研究学者研究、开发的热点。按照运动部件的类型，这类装置可分阀控功交换器(Worker Exchange)和压力交换器(Pressure Exchange)两种。阀控功交换器(Worker Exchange)，代表产品包括瑞士Calder公司的Work Exchanger Energy Recovery(DWEER)、丹麦Aqualyng’s System、德国西格玛公司的PressureExchange System(PES)等，这类能量回收装置体积庞大，主材采用贵重稀有金属耐腐蚀材料制造，另外控制阀门切换频繁，其切换量在100万次/年以上，其维护工作量大和装置安全稳定性低；压力交换器(Pressure Exchange)代表产品美国ERI公司的Pressure Exchanger(PX)和本发明产品，这类能量回收装置体积小。美国ERI公司的产品，在配流盘面采用上间隙密封结构，能量回收装置在小处理量时很难保持高的回收效率，装置小型化困难；以工程陶瓷为转动部件主要材料，安全稳定性大大下降。

本产品公开的能量回收装置属功交换式能量回收装置，利用压力交换的原理，选用新型高分子耐磨工程塑料和耐腐蚀不锈钢材料为主材，在关键的配流面上采用自主研发的自紧密封结构和水润滑静压支撑技术，高压配流面上基本无泄漏，再加上采用低速马达驱动方案，该装置不但效率高，而且安全稳定、体积小、寿命长、噪音低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种功交换式能量回收装置，能通过马达驱动、端面配流、自紧密封，实现稳定的压力能量交换。为此，本发明采用以下技术方案：它包括转动组件，所述转动组件包括：驱动轴(2)、套在驱动轴外的用于机械密封的动环(21)、上止推盘(4)、上驱动盘(5)、一个或多个顶针(6)和弹簧(7)、弹簧座(18)、驱动管(17)、与驱动轴轴向平行的压力交换管(8)、下驱动盘(5’)、下止推盘(4’)、从动轴(2’)，上驱动盘(5)、下驱动盘(5’)的盘面上以盘心为中心的圆周上开有相应的一个或多个圆孔(80)，上止推盘(4)、下止推盘(4’)以盘心为中心的圆周上也开有相应的一个或多个通槽(70)、(70’)，压力交换管(8)上端穿出上驱动盘(5)的圆孔(80)插入上止推盘(4)的通槽(70)并在插入面设置密封圈(16)、下端穿出下驱动盘(5’)的圆孔(80)插入下止推盘(4’)的通槽(70’)并在插入面设置密封圈(16)，上驱动盘(5)安装在驱动管(17)的上端，弹簧座(18)安装在上驱动盘(5)上，下驱动盘(5’)安装在驱动管(17)的下端；

驱动轴(2)、上驱动盘(5)、驱动管(17)、下驱动盘(5’)、从动轴(2’)之间相对固定并牢固连接。

所述上止推盘(4)、下止推盘(4’)以盘心为中心的圆周上开的相应的一个或多个通槽(70)、(70’)，该通槽在压力交换管(8)插入一端为圆形，与上配流盘(3)、下配流盘(3’)相通一端为扇形圆弧段，该扇形圆弧面积小于反面圆孔面积，这样作用在上止推盘(4)、下止推盘(4’)流体压力能够将上止推盘(4)、下止推盘(4’)分别推压在上配流盘(3)、下配流盘(3’)上。