基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液体压力能回收设备技术领域，尤其涉及基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收装置。
【背景技术】
[0002]在反渗透海水(或苦咸水)淡化、污水处理、合成氨等众多工业领域普遍存在高压液体直接排放或节流的处理方式，这种处理方式没有有效利用高压液体具有的压力能造成巨大能源浪费，系统能耗大幅增加，例如反渗透海水淡化的操作压力在6?8MPa，从反渗透膜中排出的高压浓盐水压力仍高达5?6.5MPa，将这一部分能量直接排放造成的损失约占系统治水成本的30?50%、运行费用的75%。而增设液体压力能回收装置可高效回收利用所排放的高压液体的压力能，大幅降低系统能耗。
[0003]目前最先进的液体压力能回收装置为正位移式，主要原理是利用液体的不可压缩性实现高低压液体直接接触，完成“压力能-压力能”的传递并实现压力能的回收功能。现有正位移式装置主要有转子式和功交换式两类。其中转子式装置代表产品是PX(英文全称为Pressure Exchanger)，其转子需进行高达1500rpm的旋转运动才能实现回收功能，造成此类装置的工作噪声大、密封困难，并且装置加工要求苛刻，对不同的流量要求适应性差。功交换式装置的代表产品是DWEER(英文全称为Dual Work Exchange Energy Recovery)，此类产品为减少液体间掺混在压力交换缸中设置隔离活塞，隔离活塞增大了控制难度，控制系统复杂、安全性能低，此外，此类装置的初期投资高、维护不便。
[0004]鉴于上述【背景技术】中关于目前液体压力能回收装置的各项不足，本发明提出了一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收装置。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收装置，结构简单，易于操作，具有良好的密封性和液体压力能回收效率。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收装置，包括通过管路组连通的第一切换器、第二切换器；
[0009]所述第一切换器和第二切换器均包括外壳和异形轴，所述外壳为一个空心的圆柱腔，所述异形轴可旋转的装配于外壳内，以使所述外壳内空心圆柱腔形成两个相互隔离的空腔，外壳的其中一个所述空腔的侧壁上设有第一密封孔、第三密封孔和第一连接孔，另一个所述空腔的侧壁上设有第二密封孔、第四密封孔和第二连接孔，所述第一密封孔、第三密封孔同轴，第二密封孔、第四密封孔同轴，第一密封孔的轴线与第二密封孔的轴线互相平行，且与外壳的轴线在同一平面，所述第一连接孔和第二连接孔均用于将所述第一切换器和第二切换器对应连通，第一连接孔和第二连接孔的轴线互相平行，且与第一密封孔的轴线相差90°，第一连接孔和第二连接孔在第一密封孔轴线与第二密封孔轴线构成的平面的同侧，所述外壳的两个端面的中心还分别开有第一轴孔和第二轴孔；
[0010]所述第一密封孔、第二密封孔、第三密封孔和第四密封孔均包括孔套、密封圆柱和弹簧，所述密封圆柱通过弹簧套装于孔套内，且能在孔套中通过压缩所述弹簧进行往复运动；
[0011 ]所述的孔套为圆柱形空腔，其一个端面全开，另一个端面的中心开有液体管孔，该端面在空腔内侧还开有孔套环形凹槽，所述孔套环形凹槽与孔套同轴设置，沿所述孔套环形凹槽圆周向的中心线上布置有孔套弹簧座，所述液体管孔与孔套环形凹槽之间形成环形密封面，所述孔套的侧面还开有径向通孔；
[0012]所述密封圆柱的一个端面上开有与所述孔套环形凹槽对应设置的密封圆柱环形凹槽，所述密封圆柱环形凹槽与密封圆柱同轴设置，所述密封圆柱环形凹槽圆周向的中心线上布置有与所述孔套弹簧座对应设置的密封圆柱弹簧座，所述密封圆柱环形凹槽内设有圆形密封面，所述密封圆柱在孔套中进行往复运动时，通过压缩所述弹簧能使得所述环形密封面与圆形密封面接触实现端面密封；
[0013]所述的异形轴的中部布置有用于将所述外壳内隔离为两个空腔的隔离圆柱，在所述隔离圆柱的两侧分别设置第一切换轴与第二切换轴，所述第一切换轴与第二切换轴均由半圆柱与半椭圆柱径向连接构成，所述半圆柱的直径等于半椭圆柱的短轴长度，所述半圆柱轴向截面的圆心和所述半椭圆柱轴向截面的圆心重合，且同时位于第一切换轴和第二切换轴的轴线上，所述第一切换轴与第二切换轴的相位相差180°，且所述第一切换轴与第二切换轴均与隔离圆柱同轴设置;所述第一切换轴和第二切换轴的端面中心处分别布置有第一固定轴和第二固定轴，所述第一固定轴和第二固定轴能分别装配于所述第一轴孔和第二轴孔内；
[0014]所述管路组包括第一连接管路和第二连接管路，所述第一切换器的第一连接孔通过第一连接管路与第二切换器的第一连接孔连通，所述第一切换器的第二连接孔通过第二连接管路与第二切换器的第二连接孔连通。
[0015]进一步的，所述外壳的内径与所述隔离圆柱的直径相等。
[0016]进一步的，所述密封圆柱的直径与孔套的内径相等，所述密封圆柱的轴向长度大于孔套内腔的轴向长度。
[0017]进一步的，所述环形密封面与圆形密封面同时设置为平面或同时设置为锥平面。
[0018]进一步的，所述第一切换轴与第二切换轴的尺寸相等。
[0019]进一步的，所述第一固定轴与电动机的输出轴连接，带动异形轴在外壳内旋转。
[0020]优选所述液体管孔、径向通孔、第一连接孔和第二连接孔的流通面积均相等，所述第一切换器和第二切换器的尺寸相等。
[0021](三)有益效果
[0022]本发明的上述技术方案具有以下有益效果:本发明的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收装置包括通过管路组连通的第一切换器、第二切换器;第一切换器和第二切换器均包括外壳和异形轴，异形轴可旋转的装配于外壳内，以使外壳内形成两个相互隔离的空腔;第一切换器的两个空腔分别通过管路组的第一连接管路和第二连接管路与第二切换器的两个空腔连通并通过异形轴的旋转完成液体切换，从而实现高压液体的压力能的回收再利用，其具有结构简单、便于加工调试和后期维护的优点，各个密封孔通过端面密封，具有良好的密封效果和压力能回收效率，且异形轴的切换方式灵活，特别是在旋转时能与各个密封孔配合工作，使得整个切换过程平稳、噪音低、安全可靠，可适应多种控制方案。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例的切换器的装配图；
[0024]图2为本发明实施例的外壳的结构不意图；
[0025]图3为本发明实施例的外壳的侧视图；
[0026]图4为本发明实施例的孔套的结构示意图；
[0027]图5为本发明实施例的孔套的仰视图；
[0028]图6为本发明实施例的密封圆柱的结构不意图；
[0029]图7为本发明实施例的密封圆柱的俯视图；
[0030]图8为本发明实施例的异形轴的主视图；
[0031 ]图9为本发明实施例的异形轴的侧视图；
[0032]图10为本发明实施例的液体压力能回收装置的工作原理图(异形轴处于初始位置)；
[0033]图11为本发明实施例的液体压力能回收装置的工作原理图(异形轴旋转180°的位置)。
[0034]其中，1、第一密封孔;2、第二密封孔;3、第三密封孔;4、第四密封孔;5、孔套;6、密封圆柱;7、弹簧;8、液体管孔;9、孔套环形凹槽;10、孔套弹簧座；11、环形密封面;12、径向通孔；13、密封圆柱环形凹槽；14、密封圆柱弹簧座；15、圆形密封面；16、第一连接孔；17、第二连接孔；18、第一轴孔；19、第二轴孔;20、隔离圆柱;21、第一切换轴;22、第二切换轴;23、第一固定轴；24、第二固定轴；25、第一连接管路;26、第二连接管路;27、高压浓盐水;28、低压海水;29、高压海水;30、低压浓盐水；I’、第二切换器的第一密封孔;2’、第二切换器的第二密封孔;3’、第二切换器的第三密封孔;4’、第二切换器的第四密封孔；16’、第二切换器的第一连接孔;17’、第二切换器的第二连接孔。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0036]在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以