一种双活塞式可变频脉动能交换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能量交换装置，特别是一种流体之间的脉动能交换器。
【背景技术】
[0002]膜法海水淡化与喷雾结晶制盐联产是目前较为理想的海水综合利用方式。在膜法海水淡化技术中，利用柱塞式聚能增压栗使海水压力达到6MPa左右，用以满足膜法海水淡化对海水压力的要求，柱塞式聚能增压栗的工作原理是:依靠柱塞在缸体中的往复运动，使密封工作容腔内的容积不断发生变化，进而对液体形成脉动式的高压输送，产生压力脉动的高压海水，在此工作特性下，当具有脉动能的海水对管道进行撞击时，会引起管道或者系统中元件共振，进而引起管道或是整个系统的破坏或者元件的松动，这会对系统和设备产生极大地损害，而且，脉动的高压海水会严重缩短反渗透膜的使用寿命和降低淡水产品的质量。因此，高压海水的压力脉动对整个系统来说是有害的，需要在柱塞式聚能增压栗后加装稳压装置，使输出的海水压力稳定在6MPa左右。
[0003]另一方面，在喷雾结晶制盐生产技术的发展过程中，脉动蒸发干燥技术正逐步取代传统的制盐技术。2001年I月《农业机械学报》第I期第32卷“脉动气流的喷雾干燥”文献记载，高温、高频振荡气流下的喷雾干燥比传统喷雾干燥的蒸发速率提高2.5倍以上，除此之外，脉动蒸发干燥还具有节能、设备成本低、改善环境污染现状等优点。虽说上述“脉动气流的喷雾干燥”中也公开了“一种脉动燃烧装置”，该装置可以产生脉动的热气流，但该装置结构复杂，性能不稳定。目前海水淡化和制盐联产系统中，脉动热气流产生方法为:由送风机产生稳定的气流，气流经过加热形成稳定的热气流，稳定的热气流再通过脉动栗产生脉动的热气流，这种脉动热气流的产生方式需要用到脉动栗，脉动栗的耗能较高。
[0004]综上所述，目前膜法海水淡化与喷雾结晶制盐的联产过程中，存在着两个明显的问题:一是需要对柱塞式聚能增压栗输出端的脉动高压海水进行稳压，需要通过消耗大量的能量或投入更大的成本来实现，二是产生脉动的热气流也需要消耗大量的能量。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种既能对脉动的高压海水进行稳压，又能利用脉动的高压海水稳压过程中释放的能量产生脉动热气流，具有可观的经济效益、社会效益和应用价值的双活塞式可变频脉动能交换器。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种双活塞式可变频脉动能交换器，包括高压水管、热气管、第一曲柄轴和第二曲柄轴，所述第一曲柄轴和第二曲柄轴联动，所述高压水管设置有液压缸，所述液压缸内安装有液压活塞，所述液压活塞通过液压活塞杆与所述第一曲柄轴连接；所述热气管设置有气压缸，所述气压缸内安装有气压活塞，所述气压活塞通过气压活塞杆与所述第二曲柄轴连接。
[0007]所述第一曲柄轴上安装有飞轮。
[0008]所述第一曲柄轴和第二曲柄轴之间安装有变速箱。
[0009]本发明的有益效果是:本发明利用双活塞结构，对脉动的高压海水进行稳压，稳压过程中释放的能量转换为机械能，通过第一曲柄轴和第二曲柄轴传送到气压活塞，气压活塞上下运动产生脉动的热气流，使原来对联产系统有害的脉动能得到了充分的利用，而且脉动的高压海水稳压和产生脉动的热气流不再需要额外消耗能源，也不会造成任何环境污染，能够取代海水淡化和制盐联产系统中的高压海水稳压装置和热气流脉动装置，简化了海水淡化和制盐联产系统的结构，减少了设备和成本的投入，提高了能源的利用效率，达到了降低成本，节约能源的目的，具有可观的经济效益、社会效益和应用价值。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]参照图1，一种双活塞式可变频脉动能交换器，包括高压水管2、热气管16、第一曲柄轴7和第二曲柄轴11，所述第一曲柄轴7和第二曲柄轴11联动，第一曲柄轴7和第二曲柄轴11通过轴承6安装在台基上，所述高压水管2设置有液压缸3，所述液压缸3内安装有液压活塞4，所述液压活塞4通过液压活塞杆5与所述第一曲柄轴7连接；所述热气管16设置有气压缸12，所述气压缸12内安装有气压活塞14，所述气压活塞14通过气压活塞杆13与所述第二曲柄轴11连接。
[0013]所述高压水管2的输入端接柱塞式聚能增压栗，热气管16的输入端接压力稳定的热气流15，从柱塞式聚能增压栗输出的脉动高压海水I进入高压水管2内，当海水压力增大时，液压活塞4向上运动，当海水压力减小时，液压活塞4向下运动，脉动的高压海水的脉动能转化为液压活塞4的机械能，使其上下运动，从而带动第一曲柄轴7、第二曲柄轴11转动，进而带动气压活塞14上下运动，通过改变热气管16容积的方式使压力稳定的热气流产生脉动的效果。
[0014]所述第一曲柄轴7上安装有飞轮8，当液压活塞4运动到最高位后，海水的压力逐渐减小，飞轮8由于惯性作用继续转动，并带动第一曲柄轴7转动，液压活塞4克服水压向下运动到最低位，等待下一次高压脉动的到来。
[0015]所述第一曲柄轴7和第二曲柄轴11之间安装有变速箱9，变速箱设置有变速手柄10，通过变速手柄，可以改变变速箱输入端与输出端的转速比，达到高压海水脉动与热气流脉动能够同频或变频目的。膜法海水淡化技术中渗透膜内的压力为6Mpa，柱塞数为5的柱塞式聚能增压栗的转速为3000r/min，出水端的压力波动范围为5.67Mpa — 6.33Mpa，频率为250hz，通过变速箱转变之后，产生频率为80hz的脉动热气流结晶制盐。高压水管属于中压管道，高压水管采用输送流体用焊接钢管，35钢，制管标准为《输送流体用焊接钢管》GB/T8163-2008，具体规格为:焊接钢管、35钢、管内压力为6.3MPa — 1MPa对应的壁厚为3mm。液压缸3为35钢的无缝钢管。活塞杆5是支持海水压力脉动能量转化的重要连接部件，它也是一个运动频繁、技术要求高的部件，其设计选用45钢。
[0016]本发明利用双活塞结构，对脉动的高压海水进行稳压，稳压过程中释放的能量转换为机械能，通过第一曲柄轴和第二曲柄轴传送到气压活塞，气压活塞上下运动产生脉动的热气流，使原来对联产系统有害的脉动能得到了充分的利用，而且脉动的高压海水稳压和产生脉动的热气流不再需要额外消耗能源，也不会造成任何环境污染，能够取代海水淡化和制盐联产系统中的高压海水稳压装置和热气流脉动装置，简化了海水淡化和制盐联产系统的结构，减少了设备和成本的投入，提高了能源的利用效率，具有可观的经济效益、社会效益和应用价值。
【主权项】
1.一种双活塞式可变频脉动能交换器，其特征在于它包括高压水管(2)、热气管(16)、第一曲柄轴(7 )和第二曲柄轴(11)，所述第一曲柄轴(7 )和第二曲柄轴(11)联动，所述高压水管(2 )设置有液压缸(3 )，所述液压缸(3 )内安装有液压活塞(4 )，所述液压活塞(4 )通过液压活塞杆(5)与所述第一曲柄轴(7)连接；所述热气管(16)设置有气压缸(12)，所述气压缸(12)内安装有气压活塞(14)，所述气压活塞(14)通过气压活塞杆(13)与所述第二曲柄轴(11)连接。2.根据权利要求1所述的脉动能交换器，其特征在于所述第一曲柄轴(7)上安装有飞轮(8)03.根据权利要求1所述的脉动能交换器，其特征在于所述第一曲柄轴(7)和第二曲柄轴(11)之间安装有变速箱(9 )。
【专利摘要】本发明公开了一种双活塞式可变频脉动能交换器，包括高压水管、热气管、第一曲柄轴和第二曲柄轴，高压水管设置有液压缸，液压缸内安装有液压活塞，液压活塞通过液压活塞杆与第一曲柄轴连接；热气管设置有气压缸，气压缸内安装有气压活塞，气压活塞通过气压活塞杆与第二曲柄轴连接，利用双活塞结构，将高压水管中高压海水的脉动能传递到热气管中进而使热气流产生频率可调的脉动，实现了将高压海水的脉动传递给热气流的作用，既保证了高压海水实现稳压以适应膜法海水淡化的需要，又制造了热气流的脉动，从而大幅度提高了制盐效率，使对联产系统对有害的脉动得到了充分的利用，减少了设备投入和能源消耗，具有可观的经济效益、社会效益和应用价值。
【IPC分类】B01D61/10, C02F1/44, C02F103/08, C01D3/04
【公开号】CN105126622
【申请号】CN201510560164
【发明人】凌长明, 雷顺安, 王孔秋, 李军, 关志强, 李敏
【申请人】广东海洋大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月2日