基于往復(fù)運(yùn)動(dòng)液體切換器的壓力能回收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液體壓力能回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于往復(fù)運(yùn)動(dòng)液體切換器的壓力能回收裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在膜法海水淡化、合成氨等化工領(lǐng)域中，經(jīng)常存在高壓液體直接排放或通過減壓閥將壓力值降低到允許排放的壓力值后直接排放的現(xiàn)象，在這些減壓和排放的過程中沒有合理利用高壓液體的壓力能，進(jìn)而造成巨大浪費(fèi)，如在膜法反滲透海水淡化過程中，其操作壓力介于6?7MPa之間，分離淡水后從膜組件中排放出的濃鹽水壓力仍高達(dá)5?6.5MPa，據(jù)統(tǒng)計(jì)，若將濃鹽水的壓力能直接釋放，所造成的損失約占產(chǎn)水總成本的30?50%、運(yùn)行費(fèi)用的 75 %。
[0003]液體壓力能回收裝置可以高效回收所排放液體中的壓力能。目前世界最先進(jìn)的液體壓力能回收裝置正位移式，正位移式壓力能回收裝置利用液體的不可壓縮性，通過高壓液體直接增壓低壓液體實(shí)現(xiàn)“壓力能-壓力能”的能量傳遞，進(jìn)而完成高壓液體壓力能的回收。正位移式壓力能回收裝置主要分為轉(zhuǎn)子式和功交換式兩類，轉(zhuǎn)子式裝置利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)高低壓液體的壓力能交換，其代表產(chǎn)品為Pressure Exchanger(簡稱PX)，此類裝置主要應(yīng)用于大處理量的情況，在小處理量的情況下，此類裝置的泄漏率較大，回收效率較低，并對應(yīng)用領(lǐng)域的適用性較差，而且在壓力能的回收過程中，轉(zhuǎn)子需要進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)帶來的噪聲、泄漏等問題仍有待解決;功交換式壓力能回收裝置是通過閥門切換液體進(jìn)出壓力交換缸體，進(jìn)而完成壓力能回收過程，其代表產(chǎn)品為Dual WorkExchange Energy Recovery(簡稱DWEER)，此類裝置通過設(shè)置活塞可保證較低的液體摻混率，但活塞的存在增大了系統(tǒng)的控制難度，此外，此類裝置還存在初投資高、切換頻繁、易磨損等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于往復(fù)運(yùn)動(dòng)液體切換器的壓力能回收裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，控制難度低，適用性強(qiáng)，回收效率高。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種基于往復(fù)運(yùn)動(dòng)液體切換器的壓力能回收裝置，包括由壓力交換管路組連接的第一切換器和第二切換器;所述第一切換器和第二切換器結(jié)構(gòu)相同，均包括缸體和內(nèi)芯，所述內(nèi)芯裝配于所述缸體內(nèi)，并可在初始位置和終止位置之間進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；
[0007]所述缸體的主體結(jié)構(gòu)為一長方體空腔，所述長方體空腔相對設(shè)置有長方體空腔第一側(cè)面和長方體空腔第二側(cè)面，所述長方體空腔第一側(cè)面上設(shè)置有高壓液體管和低壓液體管，所述長方體空腔第二側(cè)面上設(shè)置有第一連接管和第二連接管，所述高壓液體管、低壓液體管、第一連接管和第二連接管的管道內(nèi)徑相等，所述高壓液體管和低壓液體管與長方體空腔第一側(cè)面的連通處為兩個(gè)圓，所述第一連接管和第二連接管與所述長方體空腔第二側(cè)面的連通處為另外兩個(gè)圓，所述四個(gè)圓的圓心連線形成第一空間四邊形，以所述長方體空腔第一側(cè)面為投影面，所述第一空間四邊形在所述投影面上的投影為矩形，所述矩形的四條邊與長方體空腔第一側(cè)面的各條側(cè)邊分別對應(yīng)平行；
[0008]所述長方體空腔還相對設(shè)置有長方體空腔第一端面和長方體空腔第二端面，所述長方體空腔第一端面和長方體空腔第二端面分別與長方體空腔第一側(cè)面和長方體空腔第二側(cè)面相鄰設(shè)置，所述長方體空腔第一端面的中心設(shè)有驅(qū)動(dòng)軸孔，所述長方體空腔第二端面封閉；
[0009]所述內(nèi)芯的主體結(jié)構(gòu)為一實(shí)心長方體，所述實(shí)心長方體包括彼此相對設(shè)置的實(shí)心長方體第一端面和實(shí)心長方體第二端面、以及彼此相對設(shè)置的實(shí)心長方體第一側(cè)面和實(shí)心長方體第二側(cè)面；
[0010]以同時(shí)垂直于長方體空腔第一端面、長方體空腔第二端面的方向作為長方體空腔的軸線方向，以同時(shí)垂直于實(shí)心長方體第一端面、實(shí)心長方體第二端面的方向作為實(shí)心長方體的軸線方向，所述實(shí)心長方體能裝配于所述長方體空腔內(nèi)，并可沿所述長方體空腔的軸線方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以使內(nèi)芯在初始位置和終止位置之間切換，所述實(shí)心長方體的軸線方向長度小于所述長方體空腔的軸線方向長度，且兩者之差為所述內(nèi)芯在缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程，所述行程大于所述高壓液體管、低壓液體管、第一連接管和第二連接管的管道內(nèi)徑;所述實(shí)心長方體內(nèi)包括貫穿設(shè)置且彼此隔離的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，所述第一通道、第二通道、第三通道和第四通道的兩端分別連通所述實(shí)心長方體第一側(cè)面和實(shí)心長方體第二側(cè)面，且所述四個(gè)通道兩端的端口形狀均為圓形，每一個(gè)所述圓形的直徑與高壓液體管、低壓液體管、第一連接管和第二連接管的管道內(nèi)徑均相等；
[0011]所述第一通道和第二通道兩端的端口的四個(gè)圓心的連線能構(gòu)成第二空間四邊形，所述第三通道和第四通道兩端的端口的四個(gè)圓心的連線能構(gòu)成第三空間四邊形，所述第二空間四邊形和第三空間四邊形的尺寸與所述第一空間四邊形均相同，所述內(nèi)芯在長方體空腔內(nèi)沿軸線方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述第一空間四邊形能在與所述第二空間四邊形重合的位置和與第三空間四邊形重合的位置之間切換；
[0012]所述第一通道、第二通道、第三通道和第四通道均包括兩段水平通道和設(shè)置于所述兩段水平通道之間的一段傾斜通道，所述第一通道和第二通道的管道中心線在實(shí)心長方體第一側(cè)面的投影為兩條交叉的線段，所述第三通道和第四通道的管道中心線在實(shí)心長方體的第一側(cè)面上的投影為兩條平行的線段，且在與所述實(shí)心長方體第一側(cè)面相鄰的側(cè)面上的投影重合，所述四個(gè)通道的傾斜通道的中心線在與實(shí)心長方體第一側(cè)面相鄰的側(cè)面上的投影分別為三條平行的線段，且所述三條平行的線段均與實(shí)心長方體的軸線方向平行；
[0013]所述內(nèi)芯處于初始位置時(shí)，所述第一通道的兩端分別與高壓液體管和第二連接管連通，所述第二通道的兩端分別與低壓液體管和第一連接管連通；
[0014]所述內(nèi)芯處于終止位置時(shí)，所述第三通道的兩端分別與低壓液體管和第二連接管連通，所述第四通道的兩端分別與高壓液體管和第一連接管連通；
[0015]所述實(shí)心長方體第一端面中心固定有驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸通過驅(qū)動(dòng)軸孔連接有驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置用于為內(nèi)芯在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力；
[0016]所述壓力交換管路組包括第一壓力交換管路和第二壓力交換管路，所述第一壓力交換管路的一端與第一液體切換器的第一連接管連通，另一端與第二液體切換器的第二連接管連接;所述第二壓力交換管路的一端與第一液體切換器的第二連接管連通，另一端與第二液體切換器的第一連接管連接。
[0017]進(jìn)一步的，所述矩形四條邊的長度均大于高壓液體管、低壓液體管、第一連接管和第二連接管的管道內(nèi)徑。
[0018]進(jìn)一步的，所述長方體空腔與所述實(shí)心長方體沿垂直于軸線方向的各個(gè)尺寸均相同。
[0019]進(jìn)一步的，所述實(shí)心長方體第一端面、實(shí)心長方體第二端面、實(shí)心長方體第一側(cè)面和實(shí)心長方體第二側(cè)面分別與所述長方體空腔第一端面、長方體空腔第二端面、長方體空腔第一側(cè)面和長方體空腔第二側(cè)面對應(yīng)設(shè)置。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]本發(fā)明提供的基于往復(fù)運(yùn)動(dòng)液體切換器的壓力能回