一种自驱动双转盘式能量回收装置的制作方法

本发明涉及一种压力能回收装置，尤其是一种自驱动双转盘式能量回收装置，应用于反渗透海水淡化系统中。

背景技术：

海水淡化技术是解决淡水资源危机的主要手段，其中反渗透海水淡化技术是现在应用最广泛的、产水成本最低的淡化技术。高压海水进入反渗透膜组件后分离为低压淡水和高压盐水。能量回收装置能够将高压盐水的余压进行回收，有效降低反渗透海水淡化系统中的能耗，是系统中必不可少的节能设备。

正位移式能量回收装置能够将高压盐水的压力能传递给低压海水，能量回收效率高达90％以上。旋转式能量回收装置是正位移式能量回收装置的典型代表，具有能量回收效率高、装置运行简单等优点，是现在应用最广泛的能量回收装置。

中国发明专利200710056401.9公布了一种海水或苦咸水反渗透淡化系统用双转盘耦合式压力交换器和中国发明专利201410182688.x公布了一种电驱自增压转子式能量回收装置。上述两个专利通过上下两转盘的同步旋转来实现压力交换的过程，但两个转盘的旋转阻力矩较大，需要用外置电机带动转盘的转动，结构相对复杂。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种自驱动双转盘式能量回收装置，该装置的旋转部件双转盘依靠流体的冲击进行旋转，装置无需外置电机，结构简单，回收效率高，还能够有效降低海水和盐水的混合度。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括定子机构和对称设置于定子机构两端的两个结构完全相同的转盘机构，转盘机构的外端安装有密封筒体；所述的定子机构包括圆柱形的定子，定子在圆周方向均匀布若干个沿轴线走向贯通的孔道，该孔道为三段复合式，中间为直孔道、两侧为对称的倾斜孔道；所述的转盘机构由转盘、转盘套筒、筒体和套筒压盘组成，转盘、转盘套筒和筒体从内到外依次同轴安装，套筒压盘同轴安装在转盘套筒之上，转盘套筒和套筒压盘被垫圈、螺母、拉杆压紧在定子上；筒体在转盘套筒的外侧，在对称侧不等高处，分别开有两个相同的圆孔并同轴心安装，两圆孔之间安装密封圈；转盘一侧开有两个不同深度的扇形集液槽，并与侧向的圆孔相连通，两扇形集液槽之间的实体面积大于一个定子孔道的面积；定子、筒体和密封筒体依次密封连接。

相比现有技术，本发明的一种自驱动双转盘式能量回收装置，是通过水力实现的自驱动，定子机构不动，两端的转盘机构转动，能够降低海水和盐水的混合度；无动力驱动设备，操作简单，结构对称制造简单，采用正位移式工作原理能量回收效率高，可应用与压力能回收系统，也可以用于反渗透海水淡化系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例的全剖视图。

图2-1为本发明实施例中半个定子的透视图，示出了孔道的布局和走向。

图2-2为本发明实施例中定子孔道中心面的二维展开图。

图3为本发明实施例中转盘的全剖视图。

图4为图3中a-a处的剖视图。

其中：1、定子，1-1、直孔道，1-2、倾斜孔道，1-3、静压槽，2、转盘，2-1、扇形集液槽，2-2、扇形肋板，2-3、阻尼孔，3、转盘套筒，3-1、圆环，4、筒体，5、套筒压盘，5-1、环形槽，6、密封筒体，7、垫圈，8、螺母，9、拉杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1至图3示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图1中的一种自驱动双转盘式能量回收装置包括定子机构和对称设置于定子机构两端的两个结构完全相同的转盘机构，转盘机构的外端安装有密封筒体6，定子1、筒体4和密封筒体6通过螺栓依次连接，并采用橡胶圈进行密封。其中，所述的定子机构包括圆柱形的定子1，定子1在圆周方向均匀布若干个沿轴线走向贯通的孔道(参见图2-1)，该孔道为三段复合式(参见图2-2给出的定子沿孔道中心线所在的圆周剖了展开的图)，中间为直孔道1-1、两侧为对称的倾斜孔道1-2，优选地，倾斜孔道1-2与直孔道1-1之间的夹角为20°～60°；定子1在圆周方向上孔道的截面形状可以是圆形、扇形，孔道的个数可以是奇数也可以是偶数；定子1两端中心处开有螺纹孔，与拉杆9进行螺纹连接。所述的转盘机构由转盘2、转盘套筒3、筒体4和套筒压盘5组成，转盘2、转盘套筒3和筒体4从内到外依次同轴安装，套筒压盘5同轴安装在转盘套筒3之上，转盘套筒3和套筒压盘5被垫圈7、螺母8、拉杆9压紧在定子1上。筒体4在转盘套筒3的外侧，在对称侧不等高处，分别开有两个相同的圆孔并同轴心安装，用于引导高低压流体分别进出装置，两圆孔之间安装密封圈，防止高低压流体之间的串流。参见图3，转盘2一侧开有两个不同深度的扇形集液槽2-1，并与侧向的圆孔相连通，两扇形集液槽2-1之间的实体面积大于一个定子1孔道的面积，用来高低压流体隔离；所述转盘套筒3的内侧开有两个比圆孔较大的圆环3-1，转盘转动时可以保证流体的进出。所述转盘2上较深的扇形集液槽2-1的末端开有阻尼孔2-3，引导高压流体；转盘2上扇形集液槽2-1的前端口处设有数个扇形肋板2-2(参见图4)，用于提高流体对转盘2的冲击力。套筒压盘5上开有环形槽5-1，与转盘2上的阻尼孔2-3连通；定子1的两侧端面上开有静压槽1-3，用于改善定子1与转盘2之间的摩擦状态。转盘2的外径比转盘套筒3的内径小0.02～0.08mm；转盘2的高度比转盘套筒3的低0.02mm～0.06mm。

工作过程：

从反渗透膜组件流出的高压盐水从入口a，经转盘2的扇形集液槽2-1进入定子1内的孔道，对孔道内的低压海水进行增压，增压后的海水通过倾斜孔道1-2对左侧转盘2进行水力冲击，驱动转盘2在转盘套筒3内进行旋转，然后增压海水从b口流出装置，完成了增压过程。低压海水从左侧筒体4上的入口d，经过转盘2的集液槽进入定子1内的孔道，将孔道内的泄压盐水排出定子1孔道，泄压盐水通过倾斜孔道1-2对右侧转盘2进行水力冲击，驱动转盘2进行旋转运动，然后泄压盐水从c口流出装置，完成泄压过程；流体对转盘2的驱动，保证转盘2的连续旋转，实现压力交换的连续进行。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
一种自驱动双转盘式能量回收装置，包括定子机构和对称设置于定子机构两端的两个结构完全相同的转盘机构，转盘机构的外端安装有密封筒体；所述的定子机构包括圆柱形的定子，定子在圆周方向均匀布若干个沿轴线走向贯通的孔道，该孔道为三段复合式，中间为直孔道、两侧为对称的倾斜孔道；所述的转盘机构由转盘、转盘套筒、筒体和套筒压盘组成；定子、筒体和密封筒体依次密封连接。本发明装置的旋转部件双转盘依靠流体的冲击进行旋转，装置无需外置电机，结构简单，采用正位移式工作原理能量回收效率高，可应用与压力能回收系统，也可以用于反渗透海水淡化系统。

技术研发人员：许恩乐;江晓凤;刘雷
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2018.10.12
技术公布日：2019.02.12