专利名称：压力交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压力交换器，该压力交换器用于将压力能量从一个流体系统的一种流体传递到一个第二流体系统的一种流体，该压力交换器包括一个套管；带有分别用于每种流体的入口和出口通道的两个端盖；一个设置在套管中并布置成绕它的纵向轴线转动的圆柱形转子，该转子具有多个贯通的通路，通路在每端具有绕纵向轴线对称布置的开口，转子的通路以这样一种方式布置成与端盖的入口和出口通道连接，使得在转子的转动过程中转子的通路交替地引导相应系统中的高压流体和低压流体。
在挪威专利161341和168548中公开了用于将压力能量从一种流体传递到另一种流体的上述类型的压力交换器。该压力交换器包括一个具有供每种流体用的入口和出口的壳体以及一个布置在壳体中绕它的纵向轴线转动的转子。该转子具有至少一个贯通的通路，通路沿着轴线方向从转子的一端延伸到另一端，在转子的转动过程中，转子交替地将供一种流体用的入口和出口与分别供另一种流体用的出口和入口相连接，反之亦然。
该转子安装在端盖之间并位于一个完全受到压缩应力作用的壳体中。在高压时发生弹性变形，这将对内部间隙和装配有很大影响，借助于挪威专利180599描述的端盖的压力平衡作用和转子壳体实际的过尺寸，这种状况可部分地被补偿。
为了在使用具有低粘度的例如水的流体时获得令人满意的可靠度，已证明采用陶瓷材料是必要的。这是一种易碎材料，与金属相比它具有相当小的抗拉强度，如果该材料在高压时受到冲击或振动，就有相当大的破裂风险。
而且，上述类型的压力交换器在维修过程中具有现实的缺点，因为为了接近内部元件，管接头必须被打开。为了防止管接头的拉伸导致关键元件的弹性变形，一个额外的装置是必须的，以用于组装。
本发明的目的是提供一种不具有上述缺点的压力交换器。
本发明的压力交换器的显著特性显示在权利要求的特征部分中。
以下结合附图对本发明进行详细描述，但是这些附图仅是用于图解本发明的实施例。
图1是本发明的压力交换器的一个实施例的立体图。
图2是图1中的压力交换器的内部元件的立体图，其中一些元件被横切开。
图3是压力交换器元件的立体图，在该图中，不同的元件已相互分开。
示于图1中的压力交换器包括一个压力壳体1，该壳体具有一个锁紧或上部盖8、一个高压流体入口7和一个高压流体出口5、以及一个用于测量转速的窗口6。由于静止元件与构成压力交换器活动组件的内部元件是分开的，压力交换器的维修被大大地简化。而且，由于带有安装用的螺孔9、一个低压流体入口3和一个低压流体出口4的基座2形成一个不会导致内部活动元件应变或变形的单独的基座结构，安装也被简化。
图2示出了在其中进行压力交换的压力交换器的内部活动组件中的不同元件，这些元件被安装在壳体1内部，以保护元件免受冲击或振动。由于这些元件安放在一个限定空间内，该空间通过流动介质在高压侧被加压，因此可避免元件的任何实际的过尺寸。转子11安装在一个套管12中，在套管中，端面直接抵靠用于流体加压的端盖13和用于流体减压的端盖14。套管12具有用于供应润滑流体和测量转速的至少一个开口15，并且套管12比转子略长一些，转子通过一个中心螺栓10固定在端盖13，14之间，中心螺栓10不会显著减小流动横截面地穿过转子11并且牢固地拧入在相对的端盖中。此外，由于在转子侧部的高压基本上被限于高压入口和出口，因此，这种设计导致面向转子端表面的端盖侧部经受一个静压力作用，该静压力远小于外侧的压力。这是有利的，因为在加压过程中端盖向着转子的端表面弹性变形而使得转子和端盖之间的间隙略微减小。套管12也经受压缩作用，而且在端盖上的相应力统一或确定所有静止元件的位置，从而防止在运行中相互转动。
图3显示了示于图1和图2中的不同元件，它们被相互分开。通过一个中心上部盖16可接近内部结构，无须用特殊工具就可操作中心上部盖。一个静止的密封环17确保密封住在内侧的高的工作压力。通过转动锁紧盖8可以手动地打开压力壳体1，锁紧盖8装备有一个手柄20，以使一个中心螺栓21从上部盖中拧出。这将松开一个多段锁紧环18，锁紧环18位于压力壳体1中的一个相应凹槽内并通过一个阶形切口19固定在锁紧盖8中。一旦上部盖通过手柄20取下后，锁紧环的各段可被取出，锁紧盖8可被重新安装。
图3还进一步提供了端盖13，14和转子11的结构详细图解说明，这种结构使得分别在高压侧的入口和出口与低压侧的入口和出口之间可以有利地分开。将以已知方式被减压的第一种流体，例如液体B′通过入口7被供给到转子11，入口7直接连接到装有密封环28的端盖13中的入口26上，以防止液体B′与在高压侧的相应液体流混合。在出口处，第二种流体、例如液体B通过同一端盖13的出口从转子11传输到一个内部通道，该内部通道通入在转子11中的一个同轴的中心线路或通道25中。从这里流体流出进入在端盖14中的一个相应的中心内部通道中，端盖14具有位于底部的一个出口23。端盖14也设置有一个密封环22，该密封环将分别具有高低压力的液体分开，同时使该压力交换器受到一个来自上部的净力作用。低压口31具有一个从位于底部的开口24的入口，该入口供将以已知方式被加压的液体F使用。其中至少一个设计成具有一个管连接和一个密封环的这些入口开口和出口开口通过外部管接头3，4连接到压力壳体基座2中的对应开口上。来自液体压力、作用在压力交换器上部的力被传递到两个专用销(lease pins)33和34上，销33和34安装在入口和出口开口35，36的每侧上，用于与下端盖14连接。同一端盖具有一个从供加压液体F′使用的高压口32的径向出口29，该径向出口通过一个外部管接头5具有一个直接出口。加压流体F′可以接近开口15，以便通过压力壳体和端盖14以及套管12之间的间隙流体静力地安装转子。为了获得转速的有效光学测量，转子11具有一个反射表面体30。
权利要求
1.一种压力交换器，该压力交换器用于将压力能量从一个第一流体系统的一种第一流体传递到一个第二流体系统的一种第二流体，该压力交换器包括一个套管(12)；带有分别用于每种流体的入口和出口通道(24，29和26，23)的两个端盖(13和14)；一个设置在套管(12)中并布置成绕它的纵向轴线转动的圆柱形转子(11)，该转子具有多个贯通的通路，通路在每端具有绕纵向轴线对称布置的开口，转子的通路以这样一种方式布置成与端盖的入口和出口通道连接，使得在转子的转动过程中转子的通路交替地引导相应系统中的高压流体和低压流体；其特征在于，端盖(13)设计用于将进入的流体通过转子(11)中的一个中心通孔(25)排到相对的端盖(14)，端盖(14)布置成用作第一流体的出口(23)和第二流体的入口和出口(24，29)。
2.如权利要求1所述的压力交换器，其特征在于，该压力交换器安装在一个压力壳体(1)中，因而组件受到张力和弹性变形的最小作用，并被保护免受冲击和振动。
3.如权利要求1或2所述的压力交换器，其特征在于，端盖(13，14)通过一个张紧螺栓(10)安装在壳体(12)的每侧。
4.如权利要求1、2或3所述的压力交换器，其特征在于，端盖(14)最好具有至少一个底部开口(23)，该底部开口设置有管连接和密封环，以便密封地通向一个基座(2)中的相应开口(36)。
5.如权利要求1或2所述的压力交换器，其特征在于，上部盖具有一个多段锁紧环，该锁紧环布置成由一个中心锁紧盖(20)来固定，该中心锁紧盖具有一个圆形的阶形切口(19)，该阶形切口具有与锁紧环(18)的内径相对应的外径，并且该中心锁紧盖可通过一个牢固安装的中心螺栓(21)拧在上部盖(16)上。
6.如权利要求1或2所述的压力交换器，其特征在于，高压入口和出口接头(5，7)穿过压力壳体(1)的壁与端盖(13，14)的高压开口(26，29)连通，而不需要密封配合。
全文摘要
一种将压力能量从一种流体传递到第二种流体的压力交换器,其中两个端盖(13,14)、一个转子(11)和一个转子套管(12)通过一个中心螺栓(10)一起装在一个壳体(1)中,以减小弹性变形、主要是拉伸应力和保护压力交换器免受冲击和振动。端盖(13)通过转子中的一个中心线路布置成用于高压流体的进入以及被减压的同种流体在相应端盖(14)中的排出。第二端盖(14)具有另外的低压流体入口和同种流体在高压时的出口。一个在压力壳体(1)底部装有专用销的基座(2)具有外接头(3,4)和内通道,它们与低压流体入口(24)和在端盖(14)中的供减压流体用的出口(23)相连接。密封环(28)防止进入和排出的高压流体相混合,该高压流体通过外管接头(5,7)穿过压力壳体壁。压力壳体(1)具有一个上部盖(8),它通过一个多段锁紧环(18)而安装,锁紧环通过锁紧盖(20)插入在压力壳体上的内部凹槽中。
文档编号F15D1/14GK1272166SQ98809685
公开日2000年11月1日 申请日期1998年9月30日 优先权日1997年10月1日
发明者莱夫·J·海于格 申请人:莱夫·J·海于格