[发明专利]用于液压压力交换系统的静压支承系统

说明书

一种系统，包括：构造成在第一流体与第二流体之间交换压力的液压传递系统，其中，第一流体的压力高于第二流体的压力，液压传递系统包括：套管；以同心的布置设置在套管内且具有彼此相对设置的第一端面和第二端面的圆柱形转子；第一端盖，第一端盖具有第一表面，第一表面与圆柱形转子的第一端面交界；第二端盖，第二端盖具有第二表面，第二表面与圆柱形转子的第二端面交界；以及静压支承系统，静压支承系统构造成利用压力高于第二流体的支承流体来抵抗圆柱形转子的轴向位移、径向位移或轴向位移和径向位移两者。

这部分意在为读者介绍可能与以下所描述和/或限定的本发明的各方面相关的技术的各方面。相信此讨论有助于为读者提供背景信息以便于更好理解本发明的各方面。因此，应理解，这些陈述应以此而非作为对现有技术的认可来阅读。

技术领域

本文中公开的主题涉及旋转设备，更具体地涉及用于旋转设备的轴向支承系统(或称之为“轴承系统”)的系统和方法。

背景技术

诸如泵之类的旋转设备可处理各种流体。在某些应用中，轴向压力的不平衡(即两个轴向面之间的平均压力的差异)可将显著的净力施加在旋转设备的旋转部件上。轴向力还可由于旋转部件的重量而产生。可使用各种轴承以便于设备的旋转部件的旋转。然而，在需要高压和/或困难环境的情况下，旋转设备可能需要附加的或增加的支承能力和功能。例如，在某些情况下，带有不充分的支承能力的旋转设备可导致旋转部件与静止部件之间的轴向接触，从而导致失速、磨损、应力，且可能减少设备的寿命并导致效率的损失。由此，可能有益的是，提供带有以下特征的旋转设备，该设备提供了附加的支承能力，比如，附加的载荷支承能力或附加的硬度。

附图说明

当参考附图阅读以下的详细描述时，会更好地理解本发明的各种特征、方面和优点，各附图中相同字符代表相同的部分，其中：

图1是具有静压支承系统的液压能量传递系统的实施例的示意图；

图2是图1中的液压能量传递系统的实施例的剖视示意图；

图3是带有液压能量传递系统的压裂系统的实施例的示意图；

图4是示出为旋转等压压力交换器(IPX)系统的图1中的液压能量传递系统的实施例的立体分解图；

图5是在第一作业位置的旋转IPX的实施例的立体分解图；

图6是在第二作业位置的旋转IPX的实施例的立体分解图；

图7是在第三作业位置的旋转IPX的实施例的立体分解图；

图8是在第四作业位置的旋转IPX的实施例的立体分解图；

图9是旋转IPX的示意性剖视图；

图10是不平衡位置中的旋转IPX的示意性剖视图；

图11是具有径向和轴向轴承的旋转IPX的示意性剖视图；

图12是图1中的液压能量传递系统的实施例的示意图，示出了带有设置在充压区域内的端盖凹口的静压支承系统；

图13是图1中的液压能量传递系统的实施例的示意图，示出了带有设置在充压区域内的转子凹口的静压支承系统；

图14是具有轴向轴承的旋转IPX的端盖的实施例的立体图；

图15是图14中的旋转IPX的端盖的实施例沿线15－15得到的剖视图；

图16是图14中的轴向轴承的实施例在线16－16以内的剖视图；

图17是具有径向轴承的图3中的旋转IPX的套管的立体图；

图18是图17中的径向轴承的实施例在线18－18内的局部剖视图；