[发明专利]转盘式能量回收装置

说明书

本发明属于能量回收利用技术领域，公开了一种转盘式能量回收装置，采用流道简单、液力驱动能耗小的液体切换转盘；施压液体与受压液体在多套并联的压力交换缸中进行压力交换；滑阀柱塞杆在压力交换缸内流体压力的驱动下往复切换；通过滑阀柱塞杆与平衡盘之间构建的杠杆运动结构实现多个滑阀单元间的联动运动；滑阀柱塞杆的滚动球头结构与平衡盘间采用接触式滚动运动等设计要点。本发明通过液体切换转盘与压力自响应开闭的滑阀单元协同作用，实现施压液体与受压液体间压力能在压力交换缸内的连续高效传递与交换，具有能量回收效率高、运行负荷弹性大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高压海水压力通常需要高达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，单机处理量高达上百吨每小时，其最大的不足之处在于能量转化过程需要经历“压力能-轴功-压力能”两步环节，装置综合能量回收效率相对较低，仅为50-80％。近十余年来，正位移式能量回收装置，特别是转子式能量回收装置产品在海水淡化工程中的市场应用发展迅速，其利用帕斯卡等压原理，将反渗透膜组器排放的高压盐水中的压力能直接传递给低压新鲜海水，装置能量回收效率高达94％以上，成为国内外研究和推广应用的重点产品。

但是，已公开的转子式能量回收装置中，液力不仅需要对转子部件进行驱动旋转，转子孔道中进行压力交换的流体也同时被驱动旋转，这将导致液力驱动能耗较高。受转子转速和孔道内盐水掺混度的限制，装置只能在较窄的运行负荷内调节以保证装置较高的效率。工程放大将增加转子转动的不稳定性以及液力驱动的复杂性，目前转子式能量回收装置的单机处理量都较低。

发明内容

本发明提供了一种转盘式能量回收装置，重点解决现有转子式能量回收装置液力驱动能耗高、装置运行负荷变化范围小及工程放大困难等难题。

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：

一种转盘式能量回收装置，包括筒体(1)，所述筒体(1)设置有施压液体出口(13)、施压液体进口(4)、受压液体进口(19)、受压液体出口(8)；除所述施压液体出口(13)、所述施压液体进口(4)、所述受压液体进口(19)、所述受压液体出口(8)外，所述筒体(1)内腔均形成密封；

所述筒体(1)内腔固定安装有上端盘(15)和下端盘(18)，所述上端盘(15)和所述下端盘(18)之间安装有液体切换转盘(16)和圆柱形套筒(17)，所述圆柱形套筒(17)设置在所述液体切换转盘(16)周向外部，并与所述上端盘(15)和所述下端盘(18)相固定；

所述上端盘(15)设置有施压液体出流孔(15-1)，所述施压液体出流孔(15-1)通过设置在所述筒体(1)内腔中的施压液体出流腔连通于所述施压液体出口(13)；所述圆柱形套筒(17)外圆周中心位置设置有与所述施压液体进口(4)相连通的施压液体进流孔(17-1)，所述施压液体进流孔(17-1)的孔道边缘沿所述圆柱形套筒(17)的内圆柱面切线方向设置；所述下端盘(18)径向均布有n个相同的过流孔道(18-1)；