[发明专利]一种能量回收装置

说明书

本发明属于能量回收利用技术领域，公开了一种能量回收装置，该装置通过柱塞在柱塞导管中的往复运动，实现施压液体与受压液体间压力能的高效传递与交换。柱塞底部的滑动球头与旋转斜盘表面的环形凹槽组成滑动配合关系，在旋转斜盘的转动过程中，滑动球头不会脱离其表面的环形凹槽。旋转斜盘转动一圈，柱塞在柱塞导管中完成一次往复运动，且依次经过1次增压阶段、1次密封间隔阶段、1次泄压阶段和1次密封间隔阶段。多套柱塞与柱塞导管配合体的并联，使施压液体压力能够被连续回收利用，且不会出现憋压或断流，降低了流量和压力脉动，提高了装置的运行稳定性。同时，本发明还具有结构简单、安装空间小、综合效率高及工程放大性好等优点。

技术领域

本发明属于能量回收利用技术领域，具体的说，是涉及一种施压液体与受压液体间进行能量交换的能量回收装置。

背景技术

反渗透海水淡化作为一种重要的解决淡水资源短缺的技术，已在全球沿海地区得到普遍化推广应用。该技术工艺中为了获得较高的淡化水回收率，反渗透膜组器入口处的受压液体压力通常需要高达5.5-6.0MPa，使得系统运行能量消耗巨大。与此同时，由反渗透膜组器中排放出的高压盐水的压力却高达5.0MPa以上，若直接通过减压阀排放，将造成系统能量的极大浪费。使用能量回收装置后，反渗透膜组器排放出的高压盐水中所储存的压力能将被重新利用并传递给低压新鲜海水，按照40％的淡化水回收率估算，可使反渗透海水淡化系统的运行能耗降低50％以上。

水力透平装置是最早应用于反渗透海水淡化系统的能量回收装置产品，该装置产品工程放大性能很好，单机处理量高，其不足之处在于能量转化过程需要经历“压力能-轴功-压力能”的两步转化阶段，装置综合能量回收效率相对较低，仅为50-80％。正位移式能量回收装置能够将高压盐水的压力能直接传递给低压海水，能量回收效率高达90％以上。阀控式能量回收装置是正位移式能量回收装置的典型代表之一，其一般由三部分组成：切换器、水压缸和止回阀组。切换器作为能量回收装置的核心部件控制高压盐水和泄压盐水有规律的进出水压缸，水压缸是进行压力交换的主要场所，止回阀组作为被动执行部件配合切换器完成低压海水和高压海水进出水压缸，该类型装置通过切换器、水压缸和止回阀组三部分的协同工作实现高压盐水压力能的连续回收利用。

但是，已公开的阀控式能量回收装置主要存在如下不足：(1)阀控式能量回收装置用切换器多采用往复式切换结构型式，不仅内部结构复杂，而且由其控制的高压盐水和泄压盐水两股流体的流量和压力脉动也较大；(2)阀控式能量回收装置处理量的放大，只能通过增加水压缸的长度或者直径来实现，使得装置的制造成本和安装空间显著增加；(3)阀控式能量回收装置所使用的止回阀组需要满足装置增压冲程和泄压冲程高频次切换要求，这显著降低了止回阀组的使用寿命及装置整体的运行稳定性。

发明内容

本发明提供了一种能量回收装置，重点解决现有阀控式能量回收装置切换器结构复杂、占地面积大、流量及压力脉动大等难题。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种能量回收装置，包括筒体(1)，所述筒体(1)的内腔中设置有n个结构完全相同且同心圆均布的柱塞导管(4)，每个所述柱塞导管(4)的上下两端均固定于所述筒体(1)的内腔中，每个所述柱塞导管(4)侧壁不同高度开设有施压液体进流窗口(4-1)、施压液体出流窗口(4-2)、受压液体出流窗口(4-3)、受压液体进流窗口(4-4)，其中所述施压液体进流窗口(4-1)与所述施压液体出流窗口(4-2)相邻且两者之间设置有密封区，其中所述受压液体出流窗口(4-3)与所述受压液体进流窗口(4-4)相邻且两者之间设置有密封区；