应用氮化硅陶瓷鼠笼隔爆电动机卡箍装置处理海水方法与流程

本发明属于应用装置处理海水方法，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应用氮化硅陶瓷鼠笼隔爆电动机卡箍装置处理海水方法。

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，提供一种应用装置处理海水提取淡水方法，配备有卡箍压力交换提升机泵，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：

应用氮化硅陶瓷鼠笼隔爆电动机卡箍装置处理海水方法，该装置包括海水预处理池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以及卡箍压力交换提升机泵，反渗透膜720两侧分别为膜进水腔718和膜出水腔728，卡箍压力交换提升机泵上有增压卡箍接头743、卸压卡箍接头746、低压卡箍接头747和蓄压卡箍接头749；

所述的增压卡箍接头743包括蜗壳出口卡箍头764、转换高压卡箍头767、成对增压卡箍螺栓螺母组766以及增压卡箍上半瓦761和增压卡箍下半瓦762 ，蜗壳出口卡箍头764端头有蜗壳出口卡箍密封面794，转换高压卡箍头767端头有转换高压卡密封面791，增压卡箍上半瓦761和增压卡箍下半瓦762同时位于蜗壳出口卡箍头764和转换高压卡箍头767上，借助于成对增压卡箍螺栓螺母组766对增压卡箍上半瓦761和增压卡箍下半瓦762同步紧固，使得蜗壳出口卡箍密封面794与转换高压卡密封面791紧贴在一起构成密封；

所述的低压提升泵722进口与所述的低压吸管711之间串联有水平卡箍恒向流器713，所述的高压补充泵714进口与所述的补水吸管712之间串联有垂直卡箍恒向流器724，所述的卡箍压力交换提升机泵由压力提升卡箍泵部分和卡箍压力交换机部分所组成，压力提升卡箍泵由鼠笼Ⅱ型防爆电动机710驱动，鼠笼Ⅱ型防爆电动机710中的无内圈轴承260整体材质均为氧化铝陶瓷，作为改进：所述的鼠笼Ⅱ型防爆电动机710和关键部件组装以及压力交换原理和反渗透海水淡化工作过程如下：

（一）、鼠笼Ⅱ型防爆电动机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的轴承前段轴245；用另外八颗后螺钉231与电动机外壳210后端面上的机壳端面螺孔相配合，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的轴承后段轴243。

电动机外壳210的内接引线288出口处固定连接有接线盒275，接线盒275外端上有线盒端盖265，引线螺塞250位于线盒端盖265上，外接引线255穿越引线螺塞250。

(二)、卡箍接头管路连接方法：

（1）、增压卡箍接头连接，将蜗壳出口卡箍密封面与转换高压卡密封面对齐，将增压卡箍上半瓦和增压卡箍下半瓦同时位于蜗壳出口卡箍头和转换高压卡箍头上，成对增压卡箍螺栓螺母组对增压卡箍上半瓦和增压卡箍下半瓦同步紧固，使得蜗壳出口卡箍密封面与转换高压卡密封面紧贴在一起构成密封连接固定，转换高压管与蜗壳卡箍出口之间构成静止密封连接固定；

（2）、与增压法兰接头连接方式一样，分别将卸压卡箍接头、低压卡箍接头和蓄压卡箍接头与其所在位置两侧的管路进行卡箍连接，使得排泄管路与泄压流道连通之间构成密封连接固定、低压管路与低压流道连通之间构成密封连接固定、膜回流管与蓄压流道连通之间构成密封连接固定；

（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：

特别设定：无内圈轴承260采用RNA型分离式无内圈轴承结构。

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）、卡箍压力交换机工作流程：

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，就能让卡箍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。

（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80.7%的截流蓄压海水被反渗透膜720截流，其中19.3%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80.7%的截流蓄压海水经膜回流管727，通过蓄压卡箍接头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，流经卸压卡箍接头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和低压卡箍接头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，依次流经增压卡箍接头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。

本发明的有益效果：

1、本发明采用卡箍泵连接结构拆装、维护方便，特别是增设卡箍压力交换提升机泵，压力提升卡箍泵部分上的增压泵吸口731与卡箍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80.7%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Ⅱ型防爆电动机710仅需将占总工作量80.7%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80.7%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19.3%，占参与反渗透膜720总工作量19.3%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，增设卡箍压力交换提升机泵的反渗透膜海水淡化工程与没有卡箍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位于卡箍泵增压泵体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Ⅱ型防爆电动机710使用寿命；

卡箍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，就能让卡箍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、鼠笼Ⅱ型防爆电动机710采用了线盒隔板212将接线盒275隔离成两个沿管长方向完全封闭的第一空腔278和第二空腔279的技术方案，将内接引线288连接在接线螺栓217上的内接端头218上，外接引线255依次穿越引线螺塞250上的脚座圆孔238和密封孔圈267后对应连接在位于第二空腔279内的接线螺栓217上的外接端头219上，由于接线螺栓的两端分别位于两个密闭的空腔内，所以能够有效隔离电火花的泄露。用特制的内六角扳手插入引线螺塞250上的脚座内六角239之中，将引线螺塞250外螺纹与线盒端盖265内螺纹拧紧，使得密封孔圈267受压变形后密闭抱紧外接引线255。在线盒端盖265内螺纹底平面上设有密封孔圈267进行二次隔离电火花，进一步避免电火花泄露，隔爆效果好，安全性能高。

4、镍合金硬质耐磨涂层的外轴承支撑圆289表面，组合氮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19.3%以上。

附图说明

图1是本发明的整体流程图。

图2是卡箍压力交换提升机泵中的压力提升卡箍泵部分的剖面图,图中电动机外壳210为半剖面。

图3是卡箍压力交换提升机泵中的卡箍压力交换机部分的剖面图。

图4是图3中卡箍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中的接线盒275局部放大剖面示意图。

图26是图25中的引线螺塞250侧视图。

图27是垂直卡箍恒向流器724过轴心线的剖面图（正向流通状态）。

图28是图27中垂直卡箍恒向流器724处于反向截止状态。

图29是图27或图28中的移动阀芯立体剖面图。

图30是图27或图28中的移动阀芯剖面图。

图31是图27或图28中的从低压管路723处的截面视图。

图32是图27或图28中的从低压吸管711处的截面视图。

图33是图27中X—X剖视图。

图34是图27中Y—Y剖视图。

图35是图27中Z—Z剖视图。

图36是图1中的水平卡箍恒向流器713过轴心线的剖面图正向流通状态。

图37是图36中的水平卡箍恒向流器713处于反向截止状态。

图38是图36中W-W剖视图。

图39是图36或图37中的水平卡箍阀体630立体图。

图40是图36或图37中的从补水吸管712处的截面视图。

图41是图36或图37中的从补充高压管716处的截面视图。

图42是图36中的摆转阀芯620立体图展现环形流道口622。

图43是图36中的摆转阀芯620立体图展现圆形流道口621。

图44是图1中的增压卡箍接头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36和图44中，应用氮化硅陶瓷鼠笼隔爆电动机卡箍装置处理海水方法，该装置包括海水预处理池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以及卡箍压力交换提升机泵，反渗透膜720两侧分别为膜进水腔718和膜出水腔728，卡箍压力交换提升机泵上有增压卡箍接头743、卸压卡箍接头746、低压卡箍接头747和蓄压卡箍接头749，蓄压卡箍接头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，增压卡箍接头743与管路三通769侧口之间由转换高压管717连接，补充高压管716两端分别与管路三通769下口以及垂直卡箍恒向流器724出口密闭连接，高压补充泵714串联在补充高压管716上；低压管路723两端分别与低压卡箍接头747以及水平卡箍恒向流器713出口密闭连接，低压提升泵722串联在低压管路723上；

，卸压卡箍接头746连接着排泄管路726；

所述的增压卡箍接头743包括蜗壳出口卡箍头764、转换高压卡箍头767、成对增压卡箍螺栓螺母组766以及增压卡箍上半瓦761和增压卡箍下半瓦762 ，蜗壳出口卡箍头764端头有蜗壳出口卡箍密封面794，转换高压卡箍头767端头有转换高压卡密封面791，增压卡箍上半瓦761和增压卡箍下半瓦762同时位于蜗壳出口卡箍头764和转换高压卡箍头767上，借助于成对增压卡箍螺栓螺母组766对增压卡箍上半瓦761和增压卡箍下半瓦762同步紧固，使得蜗壳出口卡箍密封面794与转换高压卡密封面791紧贴在一起构成密封，作为改进：

所述的低压提升泵722进口与所述的低压吸管711之间串联有水平卡箍恒向流器713，所述的高压补充泵714进口与所述的补水吸管712之间串联有垂直卡箍恒向流器724，所述的卡箍压力交换提升机泵由压力提升卡箍泵部分和卡箍压力交换机部分所组成，压力提升卡箍泵由鼠笼Ⅱ型防爆电动机710驱动；

所述的卡箍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卡箍接头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；低压卡箍接头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卡箍接头749，截留水端盖754外端面上有卸压卡箍接头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；蓄压卡箍接头749与蓄压导入旋转坡面512之间由蓄压流道751连通，卸压卡箍接头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；

所述的压力提升卡箍泵部分包括卡箍泵增压泵体730和增压泵叶轮770，且与所述的鼠笼Ⅱ型防爆电动机710组成一体，卡箍泵增压泵体730内腔上有蜗壳卡箍泵出口744，卡箍泵增压泵体730径向外廓上有所述的增压卡箍接头743，卡箍泵增压泵体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；

卡箍泵增压泵体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位于卡箍泵增压泵体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毫米的镍合金硬质耐磨涂层；镍合金硬质耐磨涂层的材料由如下重量百分比的元素组成：Ni: 16%、Nb: 3.5%、Mo: 2.8%、W:2.5%、Cr: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%；镍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整体材质为氮化硅陶瓷，以Si₃N₄ (四氮化三硅)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Si₃N₄:93.5%； MgO:2.68%； BaCO₃:2.72%；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Ⅱ型防爆电动机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、引线螺塞250、定子251和转子252，定子251固定在电动机外壳210内孔上，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，电动机前盖板220上有前盖螺钉221固定在电动机外壳210前端面，电动机前盖板220上的前盖轴承孔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的轴承前段轴245；电动机后盖板230上有后螺钉231固定在电动机外壳210后端面，电动机后盖板230上的后盖中心孔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的轴承后段轴243，轴承后段轴243后端有转轴末端233，转轴末端233上固定着电动机风叶232，风叶外罩237固定在电动机后盖板230外圆上；电动机外壳210的内接引线288出口处固定连接有接线盒275，接线盒275外端上有线盒端盖265，引线螺塞250位于线盒端盖265上，外接引线255穿越引线螺塞250。

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、图33、图34和图35中，所述的垂直卡箍恒向流器724包括卡箍接头阀体150、上导流体130、下导流体180以及移动阀芯，移动阀芯由上半阀芯160和下半阀芯170所组成，所述的卡箍接头阀体150外圆的下端有下管卡箍头159，所述的卡箍接头阀体150外圆的上端有出管卡箍头154；

所述的下管卡箍头159外端面有阀下管平面191，阀下管平面191与补水吸管712上的补水管端平面119密闭紧贴；

所述的出管卡箍头154外端面有阀上管平面141，阀上管平面141与补充高压管716上的补压管端平面114密闭紧贴；

所述的补水管端平面119和补压管端平面114背侧面都有管路锥台面112，所述的阀下管平面191和阀上管平面141背侧面都有阀管锥台面152，阀管锥台面152与所述的管路锥台面112之间对称吻合，

卡箍左半瓦121和卡箍右半瓦122上分别有上下对称的左双锥面129和右双锥面128，左双锥面129和右双锥面128同时与所述的阀管锥台面152和管路锥台面112相配合；两组螺栓螺母111将成对组装的卡箍左半瓦121和卡箍右半瓦122紧固成一体。

所述的卡箍接头阀体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，圆柱阀杆131下端面有阀杆内螺孔139，且所述的上圆柱体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六板135，定位上六板135外缘与所述的上台阶孔153之间为滑动配合；所述的下导流体180平面端有阀杆外螺柱189，阀杆外螺柱189与所述的阀杆内螺孔139螺旋紧固连接，所述的下导流体180外圆弧面上有定位下六板185，定位下六板185外缘与所述的下台阶孔158之间为滑动配合；所述的上半阀芯160上有上圆锥筒169，上圆锥筒169与上圆锥体168之间有三叶上连筋161相连接，所述的上圆锥筒169外缘连接有上筒台阶外圆162，所述的上圆锥筒169内缘连接有上筒内螺纹163，所述的上圆锥体168上有阀芯上内圆164，阀芯上内圆164与所述的上圆柱体132外圆之间为滑动配合；所述的下半阀芯170上有下圆锥筒179，下圆锥筒179与下圆锥体178之间有三叶下连筋171相连接，所述的下圆锥筒179外缘连接有下筒台阶内圆172与所述的上筒台阶外圆162密闭相配合，所述的下圆锥筒179内缘连接有下筒外螺纹173与所述的上筒内螺纹163密闭相配合；所述的下筒外螺纹173内侧的阀芯中内圆175与所述的下圆锥体178上的阀芯下内圆174尺寸相同且均与所述的圆柱阀杆131外圆之间为滑动配合；所述的上半阀芯160外圆与所述的下半阀芯170外圆相等且均与所述的内圆通孔157之间为滑动配合；所述的定位上六板135以及所述的定位下六板185的单叶厚度为4至5毫米。

作为进一步改进：图36、图37、图38、图39、图40、图41、图42和图43中，所述的水平卡箍恒向流器713包括圆柱轴610、摆转阀芯620、水平卡箍阀体630、紧固螺钉670、外端盖690以及卡箍进组件和卡箍出组件，卡箍进组件由水平进卡箍下半瓦641和水平进卡箍上半瓦642以及两组水平卡箍进螺栓螺母677所组成，水平进卡箍下半瓦641内侧有进卡箍下双锥面645，水平进卡箍上半瓦642内侧有进卡箍上双锥面675；卡箍出组件由水平出卡箍下半瓦671和水平出卡箍上半瓦672以及两组水平卡箍出螺栓螺母699所组成，水平出卡箍下半瓦671内侧有出卡箍下双锥面678，水平出卡箍上半瓦672内侧有出卡箍上双锥面695；

所述的低压吸管711右端头有水平卡箍进端平面653，水平卡箍进端平面653背面有补水管卡箍锥面654；所述的低压管路723左端头有水平卡箍出端平面693，水平卡箍出端平面693背面有水平卡箍出锥面694；

所述的水平卡箍阀体630内有阀体进口平面硬质层638和阀体出口平面硬质层639，阀体进口平面硬质层638连接着进口弯管632内端，阀体出口平面硬质层639连接着出口弯管631内端，出口弯管631和进口弯管632外端分别有阀进管平面635和阀出管平面679，阀进管平面635背面有水平卡箍进锥面634，阀出管平面679背面有水平卡箍出锥面694；水平卡箍进锥面634与补水管卡箍锥面654相对称，水平卡箍进锥面634和补水管卡箍锥面654一起与所述的进卡箍下双锥面645和进卡箍上双锥面675同时构成活动配合，由两组水平卡箍进螺栓螺母677紧固，使得阀进管平面635与水平卡箍进端平面653之间贴紧密封；水平卡箍出锥面694与高压管卡箍锥面674相对称，水平卡箍出锥面694和高压管卡箍锥面674一起与所述的出卡箍下双锥面678和出卡箍上双锥面695同时构成活动配合，由两组水平卡箍出螺栓螺母699紧固，使得阀出管平面679与水平卡箍出端平面693之间贴紧密封；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，所述的水平卡箍阀体630两侧的阀体侧平面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之间有变形流道688相连通；所述的变形流道688所包容的变流道锥体624部分与所述的阀芯扇形柱体625之间有连接五片筋644相连接。

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；

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Ⅱ型防爆电动机710以及关键部件组装过程如下：

（一）、鼠笼Ⅱ型防爆电动机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的轴承前段轴245；用另外八颗后螺钉231与电动机外壳210后端面上的机壳端面螺孔相配合，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的轴承后段轴243。

电动机外壳210的内接引线288出口处固定连接有接线盒275，接线盒275外端上有线盒端盖265，引线螺塞250位于线盒端盖265上，外接引线255穿越引线螺塞250。

(二)、卡箍接头管路连接方法：

（1）、增压卡箍接头743连接，将蜗壳出口卡箍密封面794与转换高压卡密封面791对齐，将增压卡箍上半瓦761和增压卡箍下半瓦762同时位于蜗壳出口卡箍头764和转换高压卡箍头767上，成对增压卡箍螺栓螺母组766对增压卡箍上半瓦761和增压卡箍下半瓦762同步紧固，使得蜗壳出口卡箍密封面794与转换高压卡密封面791紧贴在一起构成密封连接固定，转换高压管717与蜗壳卡箍出口744之间构成静止密封连接固定；

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

（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、卡箍压力交换机工作流程：

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，就能让卡箍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)依次流经蜗壳卡箍泵出口744和增压卡箍接头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80.7%的截流蓄压海水被反渗透膜720截流，其中19.3%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80.7%的截流蓄压海水经膜回流管727，通过蓄压卡箍接头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，流经卸压卡箍接头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和低压卡箍接头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，依次流经增压卡箍接头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%。增设卡箍压力交换提升机泵，将未能穿越反渗透膜720的80.7%的截流蓄压海水得到有效回收利用，达到节能减排的效果。