铬合金法兰鼠笼水冷电动机岛礁淡水制造器械的制作方法

本发明属于海洋获取淡水专用器械，具体涉及反渗透海水淡化系统中增设压力交换提升机泵的铬合金法兰鼠笼水冷电动机岛礁淡水制造器械。

背景技术：

随着科技进步，人口日益增多，人们向海洋开发的愿望也日趋强烈，海水淡化处理日趋普及，海水淡化的能耗成本受到特别关注。 早期海水淡化采用蒸馏法，如多级闪蒸技术，能耗在9.0kWh／m3，通常只建在能量价格很低的地区，如中东石油国，或有废热可利用的地区。20世纪70年代反渗透海水淡化技术投入应用，经过不断改进。从80年代初以前建成的多数反渗透海水淡化系统的过程能耗6.0kWh／m3，其最主要的改进是将处理后的高压盐水管的能量有效回收利用。

经反渗透海水淡化技术所获得的淡水纯度取决于渗透膜的致密度，致密度越高则获得的淡水纯度也越高，同时要求将参与渗透的海水提高到更高的压力。因此，能量回收效率成了降低海水淡化成本的关键。当今世界在海水淡化领域液体能量回收利用的压力交换器主要存在着一系列的机械运动件和电器切换机构，维修率较高最终影响生产成本。如：中国专利授权公告号 CN 101041484 B 带能量回收的反渗透海水淡化装置；中国专利授权公告号 CN 100341609 C 反渗透海水淡化能量回收装置多道压力切换器等。当今世界在海水淡化领域液体能量回收利用的压力交换器主要有以下三种：

1、传统的转子液压缸结构类似柱塞泵，优点是工作液体介质与废弃高压液体不直接接触，最高效率可达95%，缺点液压缸结构的转子以及转子杆自身都有很大的摩擦功耗，特别是转子杆的往复密封技术最难达到理想效果，实际效率往往低于90%，特别是摩擦损耗导致设备停机频繁、维护费用高。专利号：621010122952.2，于6210年7月21日公布的我国发明专利：用于海水淡化系统的差动式能量回收装置及方法，就属于传统转子液压缸结构；

2、透平——水泵组合的能量传递设备，优点是工作液体介质与废弃高压液体不直接接触，且能适应大流量能量传递，但其单机的最高效率也低于75%，故这样组合的能量传递设备机组效率一般只有40%至55%；

3、国际上对海水淡化投入最早以及最成功的发达国家，如日本、丹麦、荷兰瑞典、挪威英国、美国以及德国等，都在压力交换方面做过努力，但其最高交换效率都没有超过95%的，且配套工程庞大，外来电器驱动和切换阀门等控制元件过多导致意外事故频繁发生，最终导致大幅度增大设备投资和日常管理维护等额外费用。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种岛礁淡水制造器械，配备有法兰压力交换提升机泵，可使压力交换效率提高，系统结构更加紧凑，还省却了切换阀门等控制元件，最终达到大幅度减少投资和日常管理维护费用。采用以下技术方案：

铬合金法兰鼠笼水冷电动机岛礁淡水制造器械，包括海水预处理池、低压吸管、低压提升泵、补水吸管、高压补充泵、管路三通、反渗透膜以及法兰压力交换提升机泵，反渗透膜两侧分别为膜进水腔和膜出水腔，法兰压力交换提升机泵上有增压法兰接头、卸压法兰接头、低压法兰接头和蓄压法兰接头，蓄压法兰接头与膜进水腔之间由膜回流管连接，膜出水腔连接着淡化水出管，膜进水腔与管路三通上口之间由高压海水进管连接，增压法兰接头与管路三通侧口之间由转换高压管连接，高压补充泵串联位于补充高压管上，补充高压管连接于管路三通下口，低压提升泵出口与低压法兰接头之间由低压管路连接，卸压法兰接头连接着排泄管路；所述的增压法兰接头包括蜗壳出口法兰密封面和转换高压法兰密封面以及螺栓螺母组件和法兰密封垫片，蜗壳出口法兰密封面上有蜗壳出口法兰通孔，转换高压法兰密封面上有转换高压法兰通孔，螺栓螺母组件穿越蜗壳出口法兰通孔和转换高压法兰通孔将法兰密封垫片固定在蜗壳出口法兰密封面与转换高压法兰密封面之间；作为改进：

所述的低压提升泵进口与所述的低压吸管之间串联有水平法兰恒向流器，所述的高压补充泵进口与所述的补水吸管之间串联有垂直法兰恒向流器，所述的法兰压力交换提升机泵由压力提升法兰泵部分和法兰压力交换机部分所组成，压力提升法兰泵由鼠笼Ⅰ型水冷电动机驱动；

所述的法兰压力交换机部分包括交换器转子、交换器外筒以及预处理水端盖和截留水端盖，交换器转子上有转子两端面和转子外圆，转子外圆与交换器外筒内圆之间为可旋转滑动配合，交换器转子上有圆周环状布置的压力交换通道A-M以及转子中心通孔；

所述的压力提升法兰泵部分包括法兰增压泵体和增压泵叶轮，且与所述的鼠笼Ⅰ型水冷电动机组成一体，法兰增压泵体内腔上有蜗壳法兰出口，法兰增压泵体径向外廓上有所述的增压法兰接头，法兰增压泵体前端面分别有增压泵吸口和整体固定螺孔，增压法兰盘上有通孔与整体固定螺孔相对应，紧固螺钉穿越增压法兰盘上的通孔与整体固定螺孔配合，将增压中心排孔对准增压泵吸口；

所述的外轴承支撑圆表面有一层厚度为0.60—0.62毫米的铬合金硬质耐磨涂层；铬合金硬质耐磨涂层的材料由如下重量百分比的元素组成：Cr: 15—17%、Nb: 3.4—3.6%、Mo: 2.7—2.9%、W:2.4—2.6%、Ni:2.3—2.5%、Ti: 2.1—2.3%、C:1.1—1.3%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn少于0.07%、 Si少于0.21%、 Mn少于0.028%、 S少于0.013%、 P少于0.017%；铬合金硬质耐磨涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为61—63；

所述的无内圈轴承整体材质均为碳化硅陶瓷，该碳化硅陶瓷以SiC (碳化硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaCO₃ (碳酸钡)及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为SiC:94—96％、MgO:1.5—1.7％、BaCO₃: 1.3—1.5％，其余为结合粘土。

作为进一步改进：所述的鼠笼Ⅰ型水冷电动机包括电动机外壳、电动机前盖板、电动机后盖板、电动机转轴、引线脚座、电动机定子和电动机转子，电动机定子固定在所述的电动机外壳内孔上，电动机转子固定在电动机转轴最大直径处且与所述的电动机定子位置相对应，前盖螺钉穿越电动机前盖板上的端盖机壳通孔与电动机外壳前端面上的机壳端面螺孔相配合，将电动机前盖板固定在电动机外壳 的前端面上；

电动机转轴上有后轴承段和前轴承段，前轴承段连着转轴外伸段，转轴外伸段外端有轴花键段；

所述的电动机前盖板上有前盖轴承孔，前盖轴承孔上固定着前轴承外圆，前轴承内孔固定在前轴承段上，后盖螺钉将电动机后盖板固定在所述的电动机外壳后端面；所述的电动机后盖板上有后盖中心盲孔，后盖中心盲孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定在后轴承段上；所述的电动机外壳上方有出水凸台和进水凸台，电动机外壳圆筒上有螺旋冷却管，螺旋冷却管两端分别连通着出水凸台和进水凸台；所述的引线脚座位于所述的电动机后盖板上，电缆线穿越引线脚座；

所述的出水凸台上有出水锥螺纹，出水锥螺纹底部有出水贯穿孔，所述的进水凸台上有进水锥螺纹，进水锥螺纹底部有进水贯穿孔，所述的螺旋冷却管两端分别连通着所述的出水贯穿孔和所述的进水贯穿孔。

本发明的有益效果：

1、本发明采用法兰连接结构拆装、维护方便，特别是增设法兰压力交换提升机泵，压力提升法兰泵部分上的增压泵吸口与法兰压力交换机部分上的增压中心排孔直接对准，不但结构紧凑，而且，增设法兰压力交换提升机泵的反渗透膜海水淡化工程与没有法兰压力交换提升机泵的反渗透膜海水淡化工程相比较，获取单位淡水的能耗降低30%左右。

2、增压泵叶轮上有叶轮台阶孔和叶轮花键孔，转轴外伸段外端有轴花键段，前盖空心轴穿越电动机轴伸入孔位于法兰增压泵体蜗壳内，外轴承支撑圆上配合有无内圈轴承，无内圈轴承支撑着叶轮轴承毂，转轴外伸段穿越空心轴台阶孔，轴花键段与叶轮花键孔相互啮合将转轴外伸段扭矩传递给增压泵叶轮；上述结构实现了电动机转轴以及前轴承和后轴承只需承受纯扭矩，而花键啮合所产生的径向力完全被无内圈轴承所承受，仅仅作用在前盖空心轴上，完全避免了电动机转轴上的转轴外伸段承受径向力，提高了鼠笼Ⅰ型水冷电动机使用寿命；

法兰压力交换机部分无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，凭借低压导入旋转坡面和蓄压导入旋转坡面与交换器转子的正向倾斜夹角，以及增压导出旋转坡面和蓄压导入旋转坡面与交换器转子的反向倾斜夹角，就能让法兰压力交换机部分中唯一的运动件交换器转子自如旋转，完成压力交换通道A-M内流动方向切换，实现压力交换，避免了采用任何电器控制可能导致的意外事故发生。

3、低压管路与低压吸管之间串联有水平法兰恒向流器，环形流道口与圆形流道口之间有变形四片流道相连通这种特殊设置，确保低压流道内的瞬态高压海水不会产生反向逆流，操作安全可靠；水平法兰恒向流器内的摆转阀芯具备摆转灵敏，环形流道口与圆形流道口之间有变形四片流道相连通这种特殊设置，使得水平法兰恒向流器整体部件中没有类似弹簧等任何阻碍零件，就能实现恒向流动功能，彻底消除了因低压吸管上的管路附件故障影响本发明发生故障的隐患。

4、高压补充泵进口与补水吸管之间串联有垂直法兰恒向流器，这种特殊设置，确保补充高压管里的6兆帕(MPa)的高压海水不会产生反向逆流，操作安全可靠。垂直法兰恒向流器内的环状空腔设置，使得移动阀芯悬浮在垂直法兰恒向流器之内，移动阀芯整体悬浮结构使之具备开启、关闭敏捷；使得垂直法兰恒向流器整体部件中没有类似弹簧等任何阻碍零件，就能实现恒向流动功能，彻底消除了因补水吸管上的管路附件故障影响本发明正常工作的隐患。

5、鼠笼Ⅰ型水冷电动机中采用了在电动机外壳圆筒上有预埋铸造成型的螺旋冷却管，螺旋冷却管两端分别连通着出水凸台和进水凸台，可分组加工后再组装，特别方便快捷；用水冷却替代公知电动机的风冷却结构，长期工作不会发热。

6、铬合金硬质耐磨涂层的外轴承支撑圆表面，组合碳化硅陶瓷的无内圈轴承，抗腐蚀性和耐磨性都比常规不锈钢材料要强19.4%以上。

附图说明

图1是本发明的整体流程图。

图2是法兰压力交换提升机泵中的压力提升法兰泵部分的剖面图,图中电动机外壳210为半剖面。

图3是法兰压力交换提升机泵中的法兰压力交换机部分的剖面图。

图4是图3中法兰压力交换机的工作原理示意图。

图5是图3中的X—X剖视图，图中省略了连接螺栓771。

图6是图3中的Y—Y剖视图，图中省略了连接螺栓771。

图7是图3中的交换器转子740立体局部剖面图。

图8是两种液体在交换器转子740中压力交换时，对图3中N—N至P—P范围内，以压力交换通道A-M中心为半径，沿着旋转圆周R展开的液体压力能量交换流程示意图。

图9是图8中的每个压力交换通道A-M在旋转了1/12圈后，也就是旋转了一个通道位置后，各通道内部的两种液体所处位置。

图10是图8中的压力交换通道A-M旋转2/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图11是图8中的压力交换通道A-M旋转3/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图12是图8中的压力交换通道A-M旋转4/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图13是图8中的压力交换通道A-M旋转5/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图14是图8中的压力交换通道A-M旋转6/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图15是图8中的压力交换通道A-M旋转7/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图16是图8中的压力交换通道A-M旋转8/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图17是图8中的压力交换通道A-M旋转9/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图18是图8中的压力交换通道A-M旋转10/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图19是图8中的压力交换通道A-M旋转11/12圈时各通道内的两种液体所处位置。

图20是图2中的转轴外伸段246与叶轮轴承毂290所处部位的大剖面示意图。

图21是图20中的台阶防松螺钉274所处部位仰视图。

图22是图20中的前盖空心轴280单独放大图。

图23是图20中的叶轮轴承毂290省略放大图。

图24是图2中的电动机前盖板220单独旋转放大图。

图25是图2中的电动机外壳210单独放大图。

图26是图25侧视图。

图27是图1中的垂直法兰恒向流器724过轴心线的剖面图（正向流通状态）。

图28是图27中垂直法兰恒向流器724处于反向截止状态。

图29是图27或图28中的移动阀芯170立体剖面图。

图30是图27或图28中的移动阀芯170剖面图。

图31是图27中X—X剖视图。

图32是图27中Y—Y剖视图。

图33是图27中Z—Z剖视图。

图34是图1中的水平法兰恒向流器713过轴心线的剖面图正向流通状态。

图35是图34中的水平法兰恒向流器713处于反向截止状态。

图36是图34中W-W剖视图。

图37是图34或图35中的水平法兰阀体630立体图。

图38是图34中的摆转阀芯620立体图展现环形流道口622。

图39是图35中的摆转阀芯620立体图展现圆形流道口621。

图40是图1中的增压法兰接头743部位的剖面放大图。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明的结构和工作原理以及在反渗透海水淡化系统中的应用作进一步阐述：

图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图20、图27、图34和图40中，铬合金法兰鼠笼水冷电动机岛礁淡水制造器械，包括海水预处理池703、低压吸管711、低压提升泵722、补水吸管712、高压补充泵714、管路三通769、反渗透膜720以及法兰压力交换提升机泵，反渗透膜720两侧分别为膜进水腔718和膜出水腔728，法兰压力交换提升机泵上有增压法兰接头743、卸压法兰接头746、低压法兰接头747和蓄压法兰接头749，蓄压法兰接头749与膜进水腔718之间由膜回流管727连接，膜出水腔728连接着淡化水出管729，膜进水腔718与管路三通769上口之间由高压海水进管719连接，增压法兰接头743与管路三通769侧口之间由转换高压管717连接，高压补充泵714串联位于补充高压管716上，补充高压管716连接于管路三通769下口，低压提升泵722出口与低压法兰接头747之间由低压管路723连接，卸压法兰接头746连接着排泄管路726；所述的增压法兰接头743包括蜗壳出口法兰密封面794和转换高压法兰密封面796以及螺栓螺母组件799和法兰密封垫片795，蜗壳出口法兰密封面794上有蜗壳出口法兰通孔792，转换高压法兰密封面796上有转换高压法兰通孔798，螺栓螺母组件799穿越蜗壳出口法兰通孔792和转换高压法兰通孔798将法兰密封垫片795固定在蜗壳出口法兰密封面794与转换高压法兰密封面796之间；作为改进：

所述的低压提升泵722进口与所述的低压吸管711之间串联有水平法兰恒向流器713，所述的高压补充泵714进口与所述的补水吸管712之间串联有垂直法兰恒向流器724，所述的法兰压力交换提升机泵由压力提升法兰泵部分和法兰压力交换机部分所组成，压力提升法兰泵由鼠笼Ⅰ型水冷电动机710驱动；

所述的法兰压力交换机部分包括交换器转子740、交换器外筒779以及预处理水端盖745和截留水端盖754，交换器转子740上有转子两端面924和转子外圆821，转子外圆821与交换器外筒779内圆之间为可旋转滑动配合，交换器转子740上有圆周环状布置的压力交换通道A-M以及转子中心通孔825；

预处理水端盖745外圆上有所述的低压法兰接头747，预处理水端盖745外端面上有增压法兰盘773和增压中心排孔732，预处理水端盖745内端面上有低压导入旋转坡面922和增压导出旋转坡面912以及增压盖螺孔774；低压法兰接头747与低压导入旋转坡面922之间由低压流道742连通，增压中心排孔732与增压导出旋转坡面912之间由增压流道741连通；

截留水端盖754外圆上有所述的蓄压法兰接头749，截留水端盖754外端面上有卸压法兰接头746，截留水端盖754内端面上有卸压导出旋转坡面522和蓄压导入旋转坡面512以及泄压盖螺孔775；蓄压法兰接头749与蓄压导入旋转坡面512之间由蓄压流道751连通，卸压法兰接头746与卸压导出旋转坡面522之间由泄压流道752连通；

连接螺栓771间隙配合贯穿转子中心通孔825，连接螺栓771两端分别与所述的增压盖螺孔774以及所述的泄压盖螺孔775连接固定，交换器外筒779两端与所述的截留水端盖754内端面以及预处理水端盖745内端面之间为密闭固定，转子两端面924分别与所述的截留水端盖754内端面以及预处理水端盖745内端面之间有0.01至0.03毫米的间隙；

所述的压力提升法兰泵部分包括法兰增压泵体730和增压泵叶轮770，且与所述的鼠笼Ⅰ型水冷电动机710组成一体，法兰增压泵体730内腔上有蜗壳法兰出口744，法兰增压泵体730径向外廓上有所述的增压法兰接头743，法兰增压泵体730前端面分别有增压泵吸口731和整体固定螺孔772，增压法兰盘773上有通孔与整体固定螺孔772相对应，紧固螺钉穿越增压法兰盘773上的通孔与整体固定螺孔772配合，将增压中心排孔732对准增压泵吸口731；

法兰增压泵体730上有泵体后端面200，泵体后端面200上分别有电动机轴伸入孔285和电动机固定螺孔204，电动机前盖板220外缘有前盖板法兰201，前盖板法兰201上有前盖板通孔207，前盖板法兰201与泵体后端面200之间有电动机密封垫片202，六颗电动机法兰螺钉205依次穿越前盖板通孔207和电动机密封垫片202上的密封垫通孔后与电动机固定螺孔204连接紧固；

电动机前盖板220固定在电动机固定螺孔204上，电动机前盖板220上固定有前盖空心轴280，前盖空心轴280上有空心轴台阶孔284和外轴承支撑圆289，空心轴台阶孔284与转轴外伸段246之间有机封组件248；

增压泵叶轮770上有叶轮轴承毂290，前盖空心轴280穿越电动机轴伸入孔285位于法兰增压泵体730蜗壳内，外轴承支撑圆289上配合有无内圈轴承260，无内圈轴承260支撑着叶轮轴承毂290，转轴外伸段246穿越空心轴台阶孔284，转轴外伸段246将扭矩传递给增压泵叶轮770；

所述的外轴承支撑圆289表面有一层厚度为0.61毫米的铬合金硬质耐磨涂层；铬合金硬质耐磨涂层的材料由如下重量百分比的元素组成：Cr: 16%、Nb: 3.5%、Mo: 2.8%、W:2.5%、Ni:2.4%、Ti: 2.2%、C:1.2%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn为0.04%、 Si为0.17%、 Mn为0.024%、 S为0.009%、 P为0.014%；铬合金硬质耐磨涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为62；

所述的无内圈轴承260整体材质均为碳化硅陶瓷，该碳化硅陶瓷以SiC (碳化硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaCO₃(碳酸钡)及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为SiC:95％、MgO:1.６％、BaCO₃: 1. 4％，其余为结合粘土。

作为进一步改进：图2、图20、图21、图22、图23、图24、图25和图26中，所述的鼠笼Ⅰ型水冷电动机710包括电动机外壳210、电动机前盖板220、电动机后盖板230、电动机转轴240、引线脚座250、电动机定子251和电动机转子252，电动机定子251固定在所述的电动机外壳210内孔上，电动机转子252固定在电动机转轴240最大直径处且与所述的电动机定子251位置相对应，前盖螺钉221穿越电动机前盖板220上的端盖机壳通孔226与电动机外壳210前端面上的机壳端面螺孔相配合，将电动机前盖板220固定在电动机外壳210 的前端面上；

电动机转轴240上有后轴承段243和前轴承段245，前轴承段245连着转轴外伸段246，转轴外伸段246外端有轴花键段249；

所述的电动机前盖板220上有前盖轴承孔224，前盖轴承孔224上固定着前轴承225外圆，前轴承225内孔固定在前轴承段245上，后盖螺钉231将电动机后盖板230固定在所述的电动机外壳210后端面；所述的电动机后盖板230上有后盖中心盲孔234，后盖中心盲孔234上固定着后轴承235外圆，后轴承235内孔固定在后轴承段243上；所述的电动机外壳210上方有出水凸台219和进水凸台239，电动机外壳210圆筒上有螺旋冷却管222，螺旋冷却管222两端分别连通着出水凸台219和进水凸台239；所述的引线脚座250位于所述的电动机后盖板230上，电缆线255穿越引线脚座250；

所述的出水凸台219上有出水锥螺纹217，出水锥螺纹217底部有出水贯穿孔218，所述的进水凸台239上有进水锥螺纹237，进水锥螺纹237底部有进水贯穿孔238，所述的螺旋冷却管222两端分别连通着所述的出水贯穿孔218和所述的进水贯穿孔238。

作为进一步改进：前盖空心轴280上有空心轴法兰807，空心轴法兰807外侧有外轴承支撑圆289和空心轴通孔804，空心轴法兰807内侧有空心轴台阶孔284和空心轴调节台阶882，空心轴调节台阶882外圆与前盖轴承孔224之间为过渡配合，空心轴调节台阶882上有密封圈卡槽809，密封圈卡槽809上有空心轴密封圈209，空心轴密封圈209与前盖轴承孔224之间构成静密封；电动机外壳210端面上有电动机密封圈208与电动机前盖板220之间构成静密封；空心轴台阶孔284与空心轴通孔804之间有机封拆卸槽808，便于专用工具拆卸机封组件248。

作为进一步改进：图27、图28、图29、图30、图31、图32和图33中，所述的垂直法兰恒向流器724包括法兰头阀体150、上导流体130、空腔套筒160、移动阀芯170、下导流体180以及上下对称布置的锥孔压盖140，所述的法兰头阀体150外圆的上下两端都有平面法兰155，补水吸管712上端有法兰接头与法兰头阀体150外圆下端的平面法兰155配对密封紧固，补充高压管716下端也有法兰接头与法兰头阀体150外圆上端的平面法兰155配对密封紧固；

所述的法兰头阀体150的内圆通孔157上下分别有上台阶孔153和下台阶孔158，所述的上台阶孔153上端以及所述的下台阶孔158下端分别都有紧固内螺孔154；所述的上导流体130平面端固定连接着上圆柱体132，上圆柱体132下方连接有流道圆杆134，流道圆杆134下方连接有圆柱阀杆131，所述的上圆柱体132外圆尺寸与所述的圆柱阀杆131外圆尺寸相同，所述的上导流体130外圆弧面上有定位上两板135，定位上两板135外缘与所述的上台阶孔153之间为滑动配合，位于上方所述的锥孔压盖140的压盖外螺纹145与所述的上台阶孔153上端的紧固内螺孔154相结合，所述的锥孔压盖140的压盖内端面143将所述的定位上两板135固定在所述的上台阶孔153上；所述的下导流体180平面端有下导流光孔189，下导流光孔189内圆与所述的圆柱阀杆131外圆之间为滑动配合，所述的下导流光孔189底端与所述的圆柱阀杆131下端面之间有装配间隙139；且所述的下导流体180外圆弧面上有定位下两板185，定位下两板185外缘与所述的下台阶孔158之间为滑动配合，位于下方所述的锥孔压盖140的压盖外螺纹145与所述的下台阶孔158下端的紧固内螺孔154相结合，所述的锥孔压盖140的压盖内端面143将所述的定位下两板185固定在所述的下台阶孔158上，所述的移动阀芯170的上圆锥筒173与上圆锥体172之间有三叶上连筋171相连接，所述的移动阀芯170的下圆锥筒179与下圆锥体178之间有三叶下连筋177相连接，所述的下圆锥筒179上有下密封外圆169，所述的上圆锥筒173上有上密封外圆163，上密封外圆163与下密封外圆169相等且均与所述的空腔套筒160内圆之间为过盈配合，形成密闭的环状空腔166；所述的空腔套筒160外圆与所述的内圆通孔157之间为滑动配合；所述的上圆锥体172上的阀芯上内圆174与所述的上圆柱体132外圆之间为滑动配合，所述的移动阀芯170上的阀芯中内圆175与所述的下圆锥体178上的阀芯下内圆176尺寸相同且均与所述的圆柱阀杆131外圆之间为滑动配合；所述的上圆柱体132外表面和所述的圆柱阀杆131外表面均有一层厚度为0.4至0.6毫米所述的铬合金硬质耐腐材料。

作为进一步改进：图34、图35、图36、图37、图38和图39中，所述的水平法兰恒向流器713包括圆柱轴610、摆转阀芯620、水平法兰阀体630、紧固螺钉670和外端盖690，所述的水平法兰阀体630上有阀体侧平面636、阀体进口平面硬质层638和阀体出口平面硬质层639以及出口弯管631和进口弯管632；出口弯管631外端有出口法兰头615，出口法兰头615上有出口法兰连接孔617和出口法兰密封平面614；进口弯管632外端有进口法兰头635，进口法兰头635上有进口法兰连接孔637和进口法兰密封平面634；

所述的补充高压管716左端头上的法兰接头与出口法兰头615以及出口法兰连接孔617和出口法兰密封平面614配对，构成出口法兰密封连接；所述的补水吸管712右端头上的法兰接头与进口法兰头635以及进口法兰连接孔637和进口法兰密封平面634配对，构成进口法兰密封连接；

所述的进口弯管632内端连接着阀体进口平面硬质层638，所述的出口弯管631内端连接着阀体出口平面硬质层639；所述的阀体进口平面硬质层638和阀体出口平面硬质层639的上边缘与阀体扇形凹弧面663相连接，所述的阀体进口平面硬质层638和阀体出口平面硬质层639的下边缘与阀体圆凹弧面662相连接，两侧的阀体侧平面636上各有螺钉孔627；两只所述的外端盖690上有与所述的螺钉孔627相对应的端盖沉孔697；所述的紧固螺钉670穿过所述的端盖沉孔697与所述的螺钉孔627紧固相配合，将所述的外端盖690的端盖内平面698与所述的阀体侧平面636紧贴密闭；

两只所述的外端盖690上都有外盖轴孔691，外盖轴孔691上有定轴密封圈槽659，定轴密封圈槽659确保外盖轴孔691与所述的圆柱轴610两端密封配合；

所述的摆转阀芯620包括阀芯扇形柱体625和阀芯圆管体682，阀芯圆管体682上有圆管两端面689和阀芯圆柱孔681，阀芯圆柱孔681与所述的圆柱轴610外圆可旋转滑动配合，圆管两端面689与端盖内平面698之间为间隙配合；

阀芯扇形柱体625上有阀芯两侧面685、阀芯扇形凸弧面683以及阀芯进口端平面628和阀芯出口端平面629，阀芯进口端平面628上有环形流道口622和进口面密封圈槽652，阀芯出口端平面629上有圆形流道口621和出口面密封圈槽651；

所述的环形流道口622与所述的圆形流道口621之间有变形四片流道688相连通；所述的变形四片流道688所包容的变流道锥体624部分与所述的阀芯扇形柱体625之间有连接四片筋644相连接，所述的连接四片筋644的单叶厚度为圆形流道口621直径的1/16至1/18。

实施例中：

一、空心轴调节台阶882外圆与外轴承支撑圆289之间具有六级公差精度的同轴度关系；电动机前盖板220外侧面上有前盖凹台面229，前盖凹台面229上有六个前盖螺孔227，空心轴法兰807上有六个空心轴台阶孔805与前盖螺孔227相对应；空心轴螺钉228穿越空心轴台阶孔805与前盖螺孔227相配合，将前盖空心轴280固定在前盖凹台面229上；前盖凹台面229与前盖轴承孔224之间具有六级公差精度的垂直度关系；前盖空心轴280上的空心轴调节台阶882内端伸入前盖轴承孔224并抵住前轴承225；前盖空心轴280外端与叶轮轴承毂290之间有一只无内圈轴承260；

所述的叶轮轴承毂290里端面有叶轮台阶孔296，叶轮台阶孔296底面上有叶轮花键孔294，叶轮轴承毂290外端面上有防松螺孔297，叶轮台阶孔296上有台阶孔退刀槽293和叶轮卡槽298，叶轮卡槽298中活动配合有叶轮孔用卡环291，叶轮台阶孔296底角位置上放置有叶轮调节圈292，轴承外圈269两端分别贴着叶轮孔用卡环291和叶轮调节圈292；

所述的无内圈轴承260由轴承外圈269和圆柱滚针268所组成，轴承外圈269外圆固定在叶轮台阶孔296内，圆柱滚针268位于轴承外圈269与所述的外轴承支撑圆289之间；

所述的螺旋冷却管222流道直径为8至9毫米，所述的螺旋冷却管222的管壁厚度为0.8至0.9毫米，所述的螺旋冷却管222预埋在所述的电动机外壳210圆筒上一起浇铸成一体；

叶轮花键孔294与轴花键段249之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，轴花键段249的外端面上有轴端螺孔247，轴端螺孔247上配合有台阶防松螺钉274，台阶防松螺钉274限制着轴向定位挡圈270的轴向位移，轴向定位挡圈270外缘部位固定在叶轮花键孔294外端平面上，继而限制了叶轮轴承毂290相对于轴花键段249的轴向位移；轴向定位挡圈270外侧面上有防松挡片271，防松挡片271与轴向定位挡圈270一起，被挡圈螺钉277固定在叶轮花键孔294外端平面上；台阶防松螺钉274的螺脑上有两平行挡边273，防松挡片271上有挡片拐角边272，挡片拐角边272紧贴着两平行挡边273上的任意一平边上。

二、本发明中的鼠笼Ⅰ型水冷电动机710以及关键部件组装过程如下：

（一）、鼠笼Ⅰ型水冷电动机710组装

将定子251固定在电动机外壳210内孔上，将转子252固定在电动机转轴240最大直径处且与定子251位置相对应，用八颗前盖螺钉221穿越电动机前盖板220上的端盖机壳通孔与电动机外壳210前端面上的端盖机壳通孔226相配合，将电动机前盖板220固定在电动机外壳210 的前端面上，电动机前盖板220的前盖轴承孔224上固定着前轴承225外圆，前轴承225内孔固定着电动机转轴240的前轴承段245；用另外八颗后盖螺钉231与电动机外壳210后端面上的机壳后端面螺孔236相配合，将电动机后盖板230固定在电动机外壳210后端面，电动机后盖板230的后盖中心盲孔234上固定着后轴承235外圆，后轴承235内孔固定着电动机转轴240的后轴承段243。电缆线55穿越位于电动机后盖板230上的引线脚座250，可连接到外接控制电源。

(二)、法兰接头管路连接步骤：

（1）、增压法兰接头743连接，将蜗壳出口法兰密封面794与转换高压法兰密封面796对齐，将法兰密封垫片795放置在蜗壳出口法兰密封面794与转换高压法兰密封面796之间，螺栓螺母组件799依次穿越蜗壳出口法兰通孔792和转换高压法兰通孔798，使得蜗壳出口法兰密封面794和转换高压法兰密封面796同时挤压法兰密封垫片795，转换高压管717与蜗壳法兰出口744之间构成静止密封固定；

（2）、与增压法兰接头743连接方式一样，分别将卸压法兰接头746、低压法兰接头747和蓄压法兰接头749与其所在位置两侧的管路进行法兰连接，使得排泄管路726与泄压流道752连通之间构成卸压法兰接头746密闭连接固定、低压管路723与低压流道742连通之间构成低压法兰接头747密闭连接固定、膜回流管727与蓄压流道751连通之间构成蓄压法兰接头749密闭连接固定；

（三）、关键部件组装步骤：

(1) 前盖空心轴280安装：

将前盖空心轴280上的空心轴调节台阶882与电动机前盖板220上的前盖轴承孔224近外端处过渡配合，并用空心轴螺钉228穿越前盖空心轴280上的空心轴台阶孔805与电动机前盖板220上的前盖螺孔227相配合，将前盖空心轴280上的空心轴法兰807与电动机前盖板220上的前盖凹台面229紧贴固定，使得前盖空心轴280上的空心轴台阶孔284与电动机转轴240的转轴外伸段246外轮廓之间具有高精度同轴度来固定机封组件248。同时，前盖空心轴280上的空心轴通孔804与电动机转轴240的转轴外伸段246外轮廓之间有1.115毫米的旋转空隙。

(2）安装无内圈轴承260：

无内圈轴承260选用RNA型分离式无内圈轴承。

先将叶轮调节圈292间隙配合放入叶轮台阶孔296之中并越过台阶孔退刀槽293贴在轴承毂孔底面295上；再将无内圈轴承260上的轴承外圈269微微过盈配合压入叶轮轴承毂290上的叶轮台阶孔296之中，再将叶轮孔用卡环291用专用工具放入叶轮卡槽298内，使得轴承外圈269两侧分别贴着叶轮孔用卡环291和叶轮调节圈292。

(3)叶轮轴承毂290与电动机转轴240之间的连接：

将固定在叶轮轴承毂290上的轴承外圈269连同圆柱滚针268一起套入固定在外轴承支撑圆289上一部分，转动增压泵叶轮770，使得叶轮轴承毂290上的叶轮花键孔294与电动机转轴240上的轴花键段249对准相配合，继续推压叶轮轴承毂290，使得轴承外圈269上的圆柱滚针268整体与外轴承支撑圆289完全相配合；

先取用台阶防松螺钉274穿越轴向定位挡圈270中心孔后与电动机转轴240上的轴端螺孔247相配合，使得轴向定位挡圈270在台阶防松螺钉274上的两平行挡边273与轴花键段249外端面之间有一毫米轴向自由量；

再用五颗挡圈螺钉277穿越轴向定位挡圈270上的定位挡圈通孔后与叶轮轴承毂290上的防松螺孔297相配合，将轴向定位挡圈270也紧固在叶轮轴承毂290外端面上；

最后用一颗挡圈螺钉277依次穿越防松挡片271上的通孔和轴向定位挡圈270上的定位挡圈通孔后也与叶轮轴承毂290上的防松螺孔297相配合，使得防松挡片271上的挡片拐角边272对准两平行挡边273上的任意一平边上，起到防松作用。

三、法兰压力交换机工作原理：

图8至图19中，交换器转子740采用在旋转圆周R位置上布置了压力交换通道A-M，分别是：通道A、通道B、通道C、通道D、通道E、通道F、通道G、通道H、通道J、通道K、通道L、通道M, 相邻的两个通道之间有隔离筋板262作隔离；凭借低压导入旋转坡面922和蓄压导入旋转坡面512与交换器转子740端面的正向倾斜夹角，以及增压导出旋转坡面912和卸压导出旋转坡面522与交换器转子740端面的反向倾斜夹角，就能让法兰压力交换机部分中唯一的运动件交换器转子740自如旋转，交换器转子740以每秒20转旋转，完成压力交换通道A-M内流动方向切换，实现压力交换。

当压力交换通道A-M内的预处理海水和截流蓄压海水一起分别处于与低压流道742和泄压流道752相同位置时，0.2兆帕(MPa)的预处理海水推着大气压力的截流蓄压海水向下流入泄压流道752之中；

当压力交换通道A-M内的预处理海水和截流蓄压海水一起分别处于与增压流道741和蓄压流道751相同位置时，5.8兆帕(MPa)的截流蓄压海水推着预处理海水，向上注入增压中心排孔732；被交换压力具备5.8兆帕(MPa)的预处理海水由增压泵吸口731被增压泵叶轮770吸入并经离心力增压到6.0兆帕(MPa)依次流经蜗壳法兰出口744和增压法兰接头743，最终并入高压海水进管719。

四、反渗透海水淡化工作过程：

低压吸管711和补水吸管712均插入到预处理池水表面721下方20厘米，启动高压补充泵714，由补水吸管712吸取海水预处理池703中的预处理海水，依次经补充高压管716、管路三通769和高压海水进管719后，注入到膜进水腔718之中直接参与渗透膜海水淡化；

当膜进水腔718中的预处理海水的压力达到6.0兆帕(MPa)时，其中80.6%的截流蓄压海水被反渗透膜720截流，其中19.4%的处理淡水穿透反渗透膜720，进入膜出水腔728之中，经淡化水出管729输送到淡水储备待用区域；

未能穿越反渗透膜720的80.6%的截流蓄压海水经膜回流管727，通过蓄压法兰接头749进入到蓄压流道751位置，参与到压力交换通道A-M之中下半部的截流蓄压海水经历波浪式上升和下降，泄压后随着交换器转子740旋转至泄压流道752位置，流经卸压法兰接头746，从排泄管路726排放掉或送到下游处理程序；

与此同时，启动低压提升泵722，由低压吸管711吸取海水预处理池703中的预处理海水，依次经低压管路723和低压法兰接头747后，注入到低压流道742位置，参与到压力交换通道A-M之中上半部的预处理海水经历波浪式上升和下降，增压后随着交换器转子740旋转至增压流道741位置，依次流经增压法兰接头743和管路三通769，并入高压海水进管719后，注入到膜进水腔718之中直接参与渗透膜海水淡化。

由于交换器转子740以每秒20转旋转，压力交换通道A-M之中的预处理海水与截流蓄压海水之间接触面会产生掺混，经测试得知掺混量只占参与反渗透膜720总工作量1%。增设法兰压力交换提升机泵，将未能穿越反渗透膜720的80.6%的截流蓄压海水得到有效回收利用，达到节能减排的效果。

五、本发明上述突出的实质性特点，确保能带来如下显著的进步效果：

1、本发明采用法兰连接结构拆装、维护方便，特别是增设法兰压力交换提升机泵，压力提升法兰泵部分上的增压泵吸口731与法兰压力交换机部分上的增压中心排孔732直接对准，不但结构紧凑，而且，低压提升泵722仅需将占参与反渗透膜720总工作量80.6%的预处理海水的压力提高到0.2兆帕(MPa)，就可完成与膜回流管727中具有5.8兆帕(MPa)的被截流蓄压海水实现压力交换，确保鼠笼Ⅰ型水冷电动机710仅需将占总工作量80.6%的预处理海水的压力再从5.8兆帕(MPa)提高到6.0兆帕(MPa)；占参与反渗透膜720总工作量80.6%的预处理海水的分段提高中的压力差只有0.46兆帕(MPa)，节能效果明显；

穿透反渗透膜720的获得淡水占参与反渗透膜720总工作量19.4%，占参与反渗透膜720总工作量19.4%的预处理海水经高压补充泵714，从大气压力直接提高到6.0兆帕(MPa)；显然，增设法兰压力交换提升机泵的反渗透膜海水淡化工程与没有法兰压力交换提升机泵的反渗透膜海水淡化工程相比较，获取单位淡水的能耗降低30%左右。

2、增压泵叶轮770上有叶轮台阶孔296和叶轮花键孔294，转轴外伸段246外端有轴花键段249，前盖空心轴280穿越电动机轴伸入孔285位于法兰增压泵体730蜗壳内，外轴承支撑圆289上配合有无内圈轴承260，无内圈轴承260支撑着叶轮轴承毂290，转轴外伸段246穿越空心轴台阶孔284，轴花键段249与叶轮花键孔294相互啮合将转轴外伸段246扭矩传递给增压泵叶轮770；上述结构实现了电动机转轴240以及前轴承225和后轴承235只需承受纯扭矩，而花键啮合所产生的径向力完全被无内圈轴承260所承受，仅仅作用在前盖空心轴280上，完全避免了电动机转轴240上的转轴外伸段246承受径向力，提高了鼠笼Ⅰ型水冷电动机710使用寿命；

法兰压力交换机部分无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，凭借低压导入旋转坡面922和蓄压导入旋转坡面512与交换器转子740的正向倾斜夹角，以及增压导出旋转坡面912和蓄压导入旋转坡面512与交换器转子740的反向倾斜夹角，就能让法兰压力交换机部分中唯一的运动件交换器转子740自如旋转，完成压力交换通道A-M内流动方向切换，实现压力交换，避免了采用任何电器控制可能导致的意外事故发生。

3、低压管路723与低压吸管711之间串联有水平法兰恒向流器713，环形流道口622与圆形流道口621之间有变形四片流道688相连通这种特殊设置，确保低压流道742内的瞬态高压海水不会产生反向逆流，操作安全可靠；水平法兰恒向流器713内的摆转阀芯620具备摆转灵敏，环形流道口622与圆形流道口621之间有变形四片流道688相连通这种特殊设置，使得水平法兰恒向流器713整体部件中没有类似弹簧等任何阻碍零件，就能实现恒向流动功能，彻底消除了因低压吸管711上的管路附件故障影响本发明发生故障的隐患。

4、高压补充泵714进口与补水吸管712之间串联有垂直法兰恒向流器724，这种特殊设置，确保补充高压管716里的6兆帕(MPa)的高压海水不会产生反向逆流，操作安全可靠。垂直法兰恒向流器724内的环状空腔166设置，使得移动阀芯170悬浮在垂直法兰恒向流器724之内，移动阀芯170整体悬浮结构使之具备开启、关闭敏捷；使得垂直法兰恒向流器724整体部件中没有类似弹簧等任何阻碍零件，就能实现恒向流动功能，彻底消除了因补水吸管712上的管路附件故障影响本发明正常工作的隐患。

5、鼠笼Ⅰ型水冷电动机710中采用了在电动机外壳210圆筒上有预埋铸造成型的螺旋冷却管222，螺旋冷却管222两端分别连通着出水凸台219和进水凸台239，可分组加工后再组装，特别方便快捷；用水冷却替代公知电动机的风冷却结构，长期工作不会发热。

6、铬合金硬质耐磨涂层的外轴承支撑圆289表面，组合碳化硅陶瓷的无内圈轴承260，抗腐蚀性和耐磨性都比常规不锈钢材料要强19.4%以上。