一種液-液壓力交換裝置，用于把一股液體的壓力傳遞給另一股液體，同時(shí)避免兩股液體之間的摻混。它包括兩個(gè)壓力容器、限位機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向桿、彈性隔膜、兩個(gè)二位四通閥，壓力容器各自的兩端通過法蘭及管路與二位四通閥相連接。進(jìn)行壓力交換時(shí)由二位四通閥切換高壓液體和低壓液體的去向，兩個(gè)壓力容器交替進(jìn)行壓力交換的操作：當(dāng)高壓液體進(jìn)入其中一個(gè)壓力容器的時(shí)候把壓力傳遞給事先注入該壓力容器的低壓液體，與此同時(shí)低壓液體則進(jìn)入另一個(gè)壓力容器并把已經(jīng)實(shí)現(xiàn)壓力交換的原高壓液體排出該壓力容器。兩個(gè)壓力容器在兩個(gè)二位四通閥的配合下交替進(jìn)行以上操作，從而實(shí)現(xiàn)高壓液體把壓力連續(xù)不斷地傳遞給低壓液體的過程。本裝置適用于反滲透法海水淡化的壓力回收及其他需要壓力交換的場合。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種實(shí)現(xiàn)水或其它液體的壓力交換的裝置，用于反滲透法海水淡化的壓力回收或其他工藝過程中需要壓力交換的場合。
技術(shù)介紹
在反滲透法海水淡化過程中，需要把海水加壓到6MPa以上，在壓力推動(dòng)下水分透過反滲透膜成為淡水，鹽分則大部分被反滲透膜攔截并跟沒有透過反滲透膜的海水一起成為濃海水(簡稱濃水)。用這樣的方法從海水中制取淡水，通常情況下每生產(chǎn)一份淡水需要對超過兩份海水加壓，也就是說，經(jīng)過加壓的海水 中只有不到一半(通常為45%)透過反滲透膜成為淡水，超過一半(通常為55% )成為含鹽量更多的濃水。這些濃水在排放前仍然帶有接近原始的壓力，攜帶著巨大的能量，如果直接排放就會(huì)造成能量的巨大浪費(fèi)。因此，在海水淡化工程中，濃水的壓力回收裝置顯得非常重要，也非常必要。目前商業(yè)化應(yīng)用的濃水壓力回收裝置主要有三種，一種是利用高壓的濃水推動(dòng)葉輪，葉輪通過軸帶動(dòng)另一邊的葉輪推動(dòng)常規(guī)的海水，從而實(shí)現(xiàn)高壓濃水的能量到低壓海水的轉(zhuǎn)移，這就是所謂的透平(turbo);另一種是通過高壓濃水推動(dòng)活塞，活塞通過連桿推動(dòng)另一個(gè)活塞，從而把能量傳遞給低壓海水；第三種是一種無活塞壓力傳遞裝置，它是通過濃海水直接推動(dòng)低壓海水，多個(gè)壓力容器高速交替，濃水與常規(guī)海水的接觸時(shí)間很短，從而避免濃水與常規(guī)海水的大量摻混。這三種壓力回收裝置都是通過機(jī)械原理把濃水的壓力交換到低壓海水，但各有優(yōu)缺點(diǎn)。第一種透平裝置的優(yōu)點(diǎn)是裝置比較簡單，單個(gè)裝置規(guī)模可以比較大，但效率較低，通常只能回收80%左右的能量。第二種的特點(diǎn)是可靠性好，但效率也低，能量回收效率也是80%左右。第三種雖然能量回收效率高(可高達(dá)90%)，但制造難度高，單個(gè)裝置規(guī)模小，而且存在濃水與海水之間的摻混問題。以上三種壓力交換裝置的共同缺點(diǎn)是造價(jià)高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是解決目前商業(yè)化應(yīng)用的壓力回收裝置通常造價(jià)高、制造難度大、效率低的問題，提供一種構(gòu)造簡單、制造容易、造價(jià)低、能量回收效率高的液-液壓力交換>J-U ρ α裝直。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)使得高壓液體直接推動(dòng)低壓液體以提高壓力交換的效率，為此需要一個(gè)具有一定長徑比的壓力容器；為了避免兩種液體的摻混，設(shè)計(jì)了一個(gè)覆蓋整個(gè)壓力容器斷面并且能夠被液體推動(dòng)的彈性隔膜，使得濃水和海水分別位于該彈性隔膜的兩側(cè)；為了讓該彈性隔膜的運(yùn)動(dòng)軌跡維持必要的精度，設(shè)計(jì)了位于壓力容器內(nèi)部中央沿長度方向布置的導(dǎo)向桿，使得該彈性隔膜被液體推動(dòng)的時(shí)候循著導(dǎo)向桿作往復(fù)移動(dòng)；為了實(shí)現(xiàn)壓力交換連續(xù)進(jìn)行，需要兩個(gè)壓力容器并聯(lián)使用，反相運(yùn)行，即當(dāng)一個(gè)壓力容器進(jìn)行壓力交換時(shí)，另一個(gè)壓力容器則同時(shí)進(jìn)行海水注入和濃水排放；為了實(shí)現(xiàn)液體流向的瞬時(shí)切換，專門設(shè)計(jì)了二位四通閥，每一對壓力容器配備兩個(gè)這樣的二位四通閥。本專利技術(shù)所述的液-液壓力交換裝置的構(gòu)成如附圖I所示，它包括兩個(gè)壓力容器(I-AU-B)和兩個(gè)二位四通閥(2-A、2-B)、限位機(jī)構(gòu)(3)、導(dǎo)向桿(4)、彈性隔膜(5);壓力容器(1-A、1-B)各自的兩端通過法蘭及管道與二位四通閥(2-A)、(2-B)相連接。壓力容器(1-A、1-B)具有相同的結(jié)構(gòu)，如附圖2所示，是長徑比為10 20的圓筒形容器。壓力容器(1-A、1-B)的兩端有開口并裝有法蘭(6)以便與二位四通閥(2-A、2-B)以及其它所需的外接管路相連接。壓力容器(I-AU-B)內(nèi)部裝有位于容器中央沿容器長度方向布置的導(dǎo)向桿⑷和用來隔開兩種液體的圓盤形彈性隔膜(5)，導(dǎo)向桿⑷兩端各裝有一個(gè)限位機(jī)構(gòu)⑶以阻止彈性隔膜(5)越過。導(dǎo)向桿(4)從彈性隔膜(5)的中心垂直穿過，從而使彈性隔膜(5)在被容器內(nèi)的液體推動(dòng)時(shí)沿著導(dǎo)向桿(4)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向桿(4)在壓力容器(I-AU-B)內(nèi)的固定方式為可拆卸結(jié)構(gòu)，以便安裝和更換彈性隔膜(5)。彈性隔膜(5)的結(jié)構(gòu)如附圖4所示，它是一個(gè)中心部位開有導(dǎo)向圓孔的圓盤形的 v彈性隔膜。圓盤中心部位導(dǎo)向孔(5a)的長度與中間圓孔直徑的比值為I : I 5 : 1，以使彈性隔膜(5)在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候也能保持與導(dǎo)向桿(4)的垂直而不發(fā)生偏斜；彈性隔膜(5)在施加外力的情況下可以變形，以便于通過壓力容器(1-A、1-B)兩端的法蘭(6)安裝到壓力容器(1-A、1-B)內(nèi)的導(dǎo)向桿⑷上，同時(shí)彈性隔膜(5)在外力撤消后能夠恢復(fù)原來的圓盤形狀以完全地覆蓋壓力容器(I-AU-B)的斷面。彈性隔膜(5)的外緣圓周直徑略大于壓力容器(1-A、1-B)內(nèi)徑，從而保證彈性隔膜(5)的圓周邊緣與壓力容器(1-A、1-B)內(nèi)壁相接觸，這樣彈性隔膜(5)就把兩種液體隔開而避免了互相摻混。二位四通閥(2-A、2_B)具有相同的結(jié)構(gòu)，如附圖3所示，由具有四個(gè)出入口的閥體(2a)和具有兩個(gè)通道的閥芯(2b)構(gòu)成。閥體(2a)的四個(gè)出入口 (2al、2a2、2a3、2a4)分別通向互相垂直的兩個(gè)軸線上的四個(gè)方向。閥芯(2b)內(nèi)有兩個(gè)弧形通道(2bl、2b2)，兩個(gè)通道分別具有兩個(gè)開口，每個(gè)通道的兩個(gè)開口的中心軸線夾角成90°。工作時(shí)閥芯每次進(jìn)行90°的旋轉(zhuǎn)，從而使兩通道(2bl、2b2)分別連通四個(gè)不同的出入口(2al、2a2、2a3、2a4)，得以實(shí)現(xiàn)液體流向的轉(zhuǎn)換。所述的液-液壓力交換裝置，其特征在于它包括兩個(gè)壓力容器(I-AU-B)、限位機(jī)構(gòu)⑶、導(dǎo)向桿(4)、彈性隔膜(5)、兩個(gè)二位四通閥(2-A、2-B)，壓力容器(1_A、1_B)各自的兩端通過法蘭及管路與二位四通閥(2-A、2-B)相連接。所述的液-液壓力交換裝置，其特征在于，壓力容器(1-A、1-B)為長徑比10 20的圓筒形，內(nèi)部有位于中央的沿長度方向布置的導(dǎo)向桿(4)和可沿導(dǎo)向桿(4)往復(fù)移動(dòng)的彈性隔膜(5)。所述的液-液壓力交換裝置，其特征在于，二位四通閥(2-A、2_B)是由包括沿圓周均布4個(gè)接口(2al、2a2、2a3、2a4)的閥體(2a)和包含2個(gè)弧形通道(2bl、2b2)的閥芯(2b)組成，閥芯(2b)呈球形或圓柱形，閥體(2a)的內(nèi)腔與閥芯(2b)的外表面經(jīng)機(jī)械加工形成配合，閥芯(2b)在外力驅(qū)動(dòng)下可以繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，閥體(2a)上的4個(gè)接口(2al、2a2、2a3、2a4)可以與閥芯(2b)上的兩弧形通道(2bl、2b2)的4個(gè)端口兩兩對接，閥芯(2b)在外力驅(qū)動(dòng)下每轉(zhuǎn)動(dòng)一次旋轉(zhuǎn)90°，使得閥體(2a)上的4個(gè)接口(2al、2a2、2a3、2a4)正好實(shí)現(xiàn)聯(lián)通交換即對每個(gè)接口來說，閥芯(2b)每轉(zhuǎn)動(dòng)90°，該接口就從跟與其相鄰的兩個(gè)接口之一聯(lián)通切換到跟相鄰的另一個(gè)接口聯(lián)通。所述的液-液壓力交換裝置，其特征在于，壓力容器(I-AU-B)內(nèi)的導(dǎo)向桿(4)的兩端設(shè)有限位機(jī)構(gòu)(3)，當(dāng)沿著導(dǎo)向桿⑷移動(dòng)的彈性隔膜(5)觸碰到限位機(jī)構(gòu)(3)時(shí)，二位四通閥(2-A、2-B)的驅(qū)動(dòng)裝置立即動(dòng)作，使二位四通閥(2-A、2-B)的閥芯(2b)旋轉(zhuǎn)90。。所述的液-液壓力交換裝置，其特征在于，位于壓力容器(I-AU-B)內(nèi)可以沿導(dǎo)向桿⑷移動(dòng)的彈性隔膜(5)為圓盤狀，其中心部位的導(dǎo)向孔(5a)內(nèi)徑與導(dǎo)向桿⑷外徑相配合，使得壓力容器(1-A、1-B)內(nèi)的液體流動(dòng)時(shí)推動(dòng)彈性隔膜(5)隨之一起沿導(dǎo)向桿(4)移動(dòng)并保持與導(dǎo)向桿⑷垂直，彈性隔膜(5)的外緣直徑略大于壓力容器(1-A、1-B)的內(nèi)徑，從而使得彈性本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種液？液壓力交換裝置，其特征在于它包括兩個(gè)壓力容器(1？A、1？B)、限位機(jī)構(gòu)(3)、導(dǎo)向桿(4)、彈性隔膜(5)、兩個(gè)二位四通閥(2？A、2？B)，壓力容器(1？A、1？B)各自的兩端通過法蘭及管路與二位四通閥(2？A、2？B)相連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：靳志軍，
申請(專利權(quán))人：北京海思清膜科技有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：
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