径向转子式能量回收装置的制作方法

本发明涉及一种装置，更具体的说，是涉及一种径向转子式能量回收装置。

背景技术：

在能源日益紧张的今天，能量回收是提高现有能源利用率的重要举措。流体介质能量回收装置具有以下两种常见的工作形式，即：流体非直接接触式和流体直接接触式。前者的能量转换过程是：压力能—机械能(轴功)—压力能；最常见的典型装置为液力透平。后者的能量转换过程是：压力能—压力能；常见的典型装置有活塞式功交换器及转子式能量回收装置。

转子式能量回收装置作为一种能够将液体压力能收集并转化的装置，在海水淡化等领域有着较为广泛的应用。特别是在反渗透海水淡化系统中，海水淡化泵的高能耗往往占据着系统总能耗的50％以上，而转子式能量回收装置采用介质直接接触的手段，能够有效地将浓排废水的压力能向待处理原水传递，实现了原水的压力升高从而节省了海水淡化泵的能耗，达到了节能的目的。

转子式能量回收装置属于旋转机械的范围，相比其他形式的能量回收装置具有结构简单、运行可靠、技术较为成熟的特点。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，结合转子式能量回收装置的基本工作原理及结构形式提供了一种径向转子式能量回收装置，可实现介质与介质压能与动能的接触式传递，过程中无其他形式能量的转化与损耗，一定程度上提高了装置的能量回收效率，能克服多种装置应用上的缺陷，并适用于多种能量回收工况。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种径向转子式能量回收装置，包括轴，所述轴上设置有由左至右依次连接的前盖板、外壳和后盖板，所述前盖板和后盖板之间设置有转子，所述转子位于外壳内部，形成环腔，所述转子通过轴驱动；

所述转子和外壳之间设置有隔板，所述隔板将转子和外壳之间的环腔分为低压海水腔和高压海水腔，所述外壳设置有与低压海水腔相连通的低压海水进口和与高压海水腔相连通的高压海水出口；

所述转子沿圆周设置有轴向过流通道和径向过流通道，所述轴向过流通道和径向过流通道一一对应，以t字形方式相互连通；所述前盖板设置有与轴向过流通道相连通的低压浓盐水出口，所述后盖板设置有与轴向过流通道相连通的高压浓盐水进口。

所述前盖板左侧设置有前置轴承盖板，所述前置轴承盖板和轴之间设置有前置轴承。

所述后盖板右侧设置有后置轴承盖板，所述后置轴承盖板和轴之间设置有后置轴承。

所述前盖板和外壳之间通过螺钉固定连接，所述后盖板和外壳之间通过螺钉连接。

每个所述径向过流通道均与低压海水腔或高压海水腔相连通。

所述前盖板和轴之间设置有机械密封，所述后盖板和轴之间设置有机械密封。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明除转子与外壳内壁形成的周向端面密封之外，前盖板和后盖板均与轴之间设置机械密封，形成了与周向端面密封垂直分布的二级密封，有效的将泄漏进行封堵，提高了装置的容积效率。

(2)本发明中高压浓盐水进口经轴向过流通道、高压海水腔与高压海水出口相连通，低压海水进口经低压海水腔、径向过流通道、轴向过流通道与低压浓盐水出口相连通，可实现介质与介质压能与动能的接触式传递，过程中无其他形式能量的转化与损耗，一定程度上提高了装置的能量回收效率。

(3)本发明中转子与定子匹配间隙可完全通过改变装配件预紧力进行微调，完成端面摩擦力与间隙的双目标调节，实现间隙在满足要求的条件下尽可能减小端面摩擦力。

(4)本发明结构简单紧凑，部件易加工，安装不易受现场条件限制，利于多装置集成。

附图说明

图1是本发明的纵向剖视图；

图2是图1的a-a向剖视图；

图3是图1的左视图。

附图标记:1低压海水进口，2外壳，3转子，4径向过流通道，5低压海水腔，6隔板，7高压海水腔，8后置轴承盖板，9高压海水出口，10低压浓盐水出口，11螺钉，12后盖板，13机械密封，14后置轴承，15前置轴承盖板，16轴，17前置轴承，18前盖板，19高压浓盐水进口，20轴向过流通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1至图3所示，本发明的径向转子式能量回收装置，包括轴16，所述轴16上由左至右依次设置有前盖板18、外壳2和后盖板12，所述前盖板18和外壳2之间可通过螺钉11固定连接，所述后盖板12和外壳2之间可通过螺钉11连接。所述前盖板18和后盖板12之间设置有转子3，所述转子3位于外壳2内部，转子3和外壳2之间形成环腔，所述转子3通过轴16驱动。

所述转子3和外壳2之间设置有隔板6，所述隔板6可固定于转子3上，也可固定于外壳2内壁上，所述隔板6将转子3和外壳2之间的环腔均分为低压海水腔5和高压海水腔7，所述外壳2设置有低压海水进口1和高压海水出口9，所述低压海水进口1与低压海水腔5相连通，所述高压海水出口9与高压海水腔7相连通。

所述转子3沿圆周均匀设置有轴向过流通道20和径向过流通道4，所述轴向过流通道20和径向过流通道4一一对应，二者之间均以t字形方式相互连通，每个所述径向过流通道4均与低压海水腔5或高压海水腔7相连通。所述前盖板18设置有与轴向过流通道20相连通的低压浓盐水出口10，所述后盖板12设置有与轴向过流通道20相连通的高压浓盐水进口19。

所述前盖板18左侧固定设置有前置轴承盖板15，所述前置轴承盖板15和轴16之间设置有前置轴承17。所述后盖板12右侧固定设置有后置轴承盖板8，所述后置轴承盖板8和轴16之间设置有后置轴承14。所述前盖板18和轴16之间设置有机械密封13，所述后盖板12和轴16之间设置有机械密封13。

本发明的工作原理：转子3通过轴16驱动，高压浓盐水由高压浓盐水进口19流入到轴向过流通道20中，推动高压海水腔7一侧径向过流通道4中的海水向高压海水腔7流动，海水接受高压浓盐水的压力作用而产生高压，且持续被高压浓盐水从径向过流通道4推出，最终从高压海水出口9流出，在转子3经过半个旋转周期的过程中，压力能由高压浓盐水向海水传递。随着该径向过流通道4转过隔板6并开始与低压海水腔5相连通，低压海水由供水泵驱动经低压海水进口流入，再次把径向过流通道4中的已转换为低压的浓盐水经轴向过流通道20推出后，从低压浓盐水出口10排出。同样整个过程持续半个旋转周期，两个过程持续循环，随着转动交替变换形成了整个装置高压浓排盐水压能向海水压能的能量转换过程。

尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种径向转子式能量回收装置，轴上设置前盖板、外壳和后盖板，前盖板和后盖板之间设置转子；转子和外壳之间设置隔板，隔板将转子和外壳之间的环腔分为低压海水腔和高压海水腔，外壳设置与低压海水腔相连通的低压海水进口和与高压海水腔相连通的高压海水出口；转子设置轴向过流通道和径向过流通道，轴向过流通道和径向过流通道一一对应，以T字形方式相互连通；前盖板设置与轴向过流通道相连通的低压浓盐水出口，后盖板设置与轴向过流通道相连通的高压浓盐水进口。本发明可实现介质与介质压能与动能的接触式传递，过程中无其他形式能量的转化与损耗，一定程度上提高了装置的能量回收效率。

技术研发人员：宋代旺;刘思晗;王生辉;初喜章;邱冠华;黄鹏飞
受保护的技术使用者：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所;天津市蓝十字膜技术有限公司
技术研发日：2017.12.03
技术公布日：2018.05.08