本发明专利技术涉及液体压力能回收技术领域，公开了一种基于往复运动液体切换器的压力能回收装置，包括由压力交换管路组连接的第一切换器和第二切换器；所述第一切换器和所述第二切换器结构相同，均包括缸体和内芯，所述内芯装配于所述缸体内，并可在初始位置和终止位置之间进行往复运动。本发明专利技术通过内芯的位置切换来循环调整通入压力交换管路组中的液体类别，实现液体压力能的连续传递和回收，具有结构简单、紧凑的优点，压力能回收装置的处理量范围广泛，适应性强，并且压力回收过程易于控制，液体通过回收装置的压力损失低，压力能回收效率高，此外压力能回收装置的液体掺混发生在液体切换器内芯布置的通道和压力交换管路组等管道中，掺混率低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液体压力能回收
，尤其涉及一种基于往复运动液体切换器的压力能回收装置。
技术介绍
在膜法海水淡化、合成氨等化工领域中，经常存在高压液体直接排放或通过减压阀将压力值降低到允许排放的压力值后直接排放的现象，在这些减压和排放的过程中没有合理利用高压液体的压力能，进而造成巨大浪费，如在膜法反渗透海水淡化过程中，其操作压力介于6?7MPa之间，分离淡水后从膜组件中排放出的浓盐水压力仍高达5?6.5MPa，据统计，若将浓盐水的压力能直接释放，所造成的损失约占产水总成本的30?50%、运行费用的 75 %。液体压力能回收装置可以高效回收所排放液体中的压力能。目前世界最先进的液体压力能回收装置正位移式，正位移式压力能回收装置利用液体的不可压缩性，通过高压液体直接增压低压液体实现“压力能-压力能”的能量传递，进而完成高压液体压力能的回收。正位移式压力能回收装置主要分为转子式和功交换式两类，转子式装置利用高速旋转的转子实现高低压液体的压力能交换，其代表产品为Pressure Exchanger(简称PX)，此类装置主要应用于大处理量的情况，在小处理量的情况下，此类装置的泄漏率较大，回收效率较低，并对应用领域的适用性较差，而且在压力能的回收过程中，转子需要进行高速旋转，转子高速旋转带来的噪声、泄漏等问题仍有待解决;功交换式压力能回收装置是通过阀门切换液体进出压力交换缸体，进而完成压力能回收过程，其代表产品为Dual WorkExchange Energy Recovery(简称DWEER)，此类装置通过设置活塞可保证较低的液体掺混率，但活塞的存在增大了系统的控制难度，此外，此类装置还存在初投资高、切换频繁、易磨损等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种基于往复运动液体切换器的压力能回收装置，该装置结构简单，控制难度低，适用性强，回收效率高。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下:—种基于往复运动液体切换器的压力能回收装置，包括由压力交换管路组连接的第一切换器和第二切换器;所述第一切换器和第二切换器结构相同，均包括缸体和内芯，所述内芯装配于所述缸体内，并可在初始位置和终止位置之间进行往复运动；所述缸体的主体结构为一长方体空腔，所述长方体空腔相对设置有长方体空腔第一侧面和长方体空腔第二侧面，所述长方体空腔第一侧面上设置有高压液体管和低压液体管，所述长方体空腔第二侧面上设置有第一连接管和第二连接管，所述高压液体管、低压液体管、第一连接管和第二连接管的管道内径相等，所述高压液体管和低压液体管与长方体空腔第一侧面的连通处为两个圆，所述第一连接管和第二连接管与所述长方体空腔第二侧面的连通处为另外两个圆，所述四个圆的圆心连线形成第一空间四边形，以所述长方体空腔第一侧面为投影面，所述第一空间四边形在所述投影面上的投影为矩形，所述矩形的四条边与长方体空腔第一侧面的各条侧边分别对应平行；所述长方体空腔还相对设置有长方体空腔第一端面和长方体空腔第二端面，所述长方体空腔第一端面和长方体空腔第二端面分别与长方体空腔第一侧面和长方体空腔第二侧面相邻设置，所述长方体空腔第一端面的中心设有驱动轴孔，所述长方体空腔第二端面封闭；所述内芯的主体结构为一实心长方体，所述实心长方体包括彼此相对设置的实心长方体第一端面和实心长方体第二端面、以及彼此相对设置的实心长方体第一侧面和实心长方体第二侧面；以同时垂直于长方体空腔第一端面、长方体空腔第二端面的方向作为长方体空腔的轴线方向，以同时垂直于实心长方体第一端面、实心长方体第二端面的方向作为实心长方体的轴线方向，所述实心长方体能装配于所述长方体空腔内，并可沿所述长方体空腔的轴线方向进行往复运动，以使内芯在初始位置和终止位置之间切换，所述实心长方体的轴线方向长度小于所述长方体空腔的轴线方向长度，且两者之差为所述内芯在缸体内往复运动的行程，所述行程大于所述高压液体管、低压液体管、第一连接管和第二连接管的管道内径;所述实心长方体内包括贯穿设置且彼此隔离的第一通道、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两端分别连通所述实心长方体第一侧面和实心长方体第二侧面，且所述四个通道两端的端口形状均为圆形，每一个所述圆形的直径与高压液体管、低压液体管、第一连接管和第二连接管的管道内径均相等；所述第一通道和第二通道两端的端口的四个圆心的连线能构成第二空间四边形，所述第三通道和第四通道两端的端口的四个圆心的连线能构成第三空间四边形，所述第二空间四边形和第三空间四边形的尺寸与所述第一空间四边形均相同，所述内芯在长方体空腔内沿轴线方向做往复运动时，所述第一空间四边形能在与所述第二空间四边形重合的位置和与第三空间四边形重合的位置之间切换；所述第一通道、第二通道、第三通道和第四通道均包括两段水平通道和设置于所述两段水平通道之间的一段倾斜通道，所述第一通道和第二通道的管道中心线在实心长方体第一侧面的投影为两条交叉的线段，所述第三通道和第四通道的管道中心线在实心长方体的第一侧面上的投影为两条平行的线段，且在与所述实心长方体第一侧面相邻的侧面上的投影重合，所述四个通道的倾斜通道的中心线在与实心长方体第一侧面相邻的侧面上的投影分别为三条平行的线段，且所述三条平行的线段均与实心长方体的轴线方向平行；所述内芯处于初始位置时，所述第一通道的两端分别与高压液体管和第二连接管连通，所述第二通道的两端分别与低压液体管和第一连接管连通；所述内芯处于终止位置时，所述第三通道的两端分别与低压液体管和第二连接管连通，所述第四通道的两端分别与高压液体管和第一连接管连通；所述实心长方体第一端面中心固定有驱动轴，所述驱动轴通过驱动轴孔连接有驱动装置，所述驱动装置用于为内芯在缸体内做往复运动提供动力；所述压力交换管路组包括第一压力交换管路和第二压力交换管路，所述第一压力交换管路的一端与第一液体切换器的第一连接管连通，另一端与第二液体切换器的第二连接管连接;所述第二压力交换管路的一端与第一液体切换器的第二连接管连通，另一端与第二液体切换器的第一连接管连接。进一步的，所述矩形四条边的长度均大于高压液体管、低压液体管、第一连接管和第二连接管的管道内径。进一步的，所述长方体空腔与所述实心长方体沿垂直于轴线方向的各个尺寸均相同。进一步的，所述实心长方体第一端面、实心长方体第二端面、实心长方体第一侧面和实心长方体第二侧面分别与所述长方体空腔第一端面、长方体空腔第二端面、长方体空腔第一侧面和长方体空腔第二侧面对应设置。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果:本专利技术提供的基于往复运动液体切换器的压力能回当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于往复运动液体切换器的压力能回收装置，其特征在于，包括由压力交换管路组连接的第一切换器和第二切换器；所述第一切换器和第二切换器结构相同，均包括缸体和内芯，所述内芯装配于所述缸体内，并可在初始位置和终止位置之间进行往复运动；所述缸体的主体结构为一长方体空腔(1)，所述长方体空腔(1)相对设置有长方体空腔第一侧面(2)和长方体空腔第二侧面(3)，所述长方体空腔第一侧面(2)上设置有高压液体管(4)和低压液体管(5)，所述长方体空腔第二侧面(3)上设置有第一连接管(6)和第二连接管(7)，所述高压液体管(4)、低压液体管(5)、第一连接管(6)和第二连接管(7)的管道内径相等，所述高压液体管(4)和低压液体管(5)与长方体空腔第一侧面(2)的连通处为两个圆，所述第一连接管(6)和第二连接管(7)与所述长方体空腔第二侧面(3)的连通处为另外两个圆，所述四个圆的圆心连线形成第一空间四边形，以所述长方体空腔第一侧面(2)为投影面，所述第一空间四边形在所述投影面上的投影为矩形，所述矩形的四条边与长方体空腔第一侧面(2)的各条侧边分别对应平行；所述长方体空腔(1)还相对设置有长方体空腔第一端面(8)和长方体空腔第二端面(9)，所述长方体空腔第一端面(8)和长方体空腔第二端面(9)分别与长方体空腔第一侧面(2)和长方体空腔第二侧面(3)相邻设置，所述长方体空腔第一端面(8)的中心设有驱动轴孔(10)，所述长方体空腔第二端面(9)封闭；所述内芯的主体结构为一实心长方体(11)，所述实心长方体(11)包括彼此相对设置的实心长方体第一端面(12)和实心长方体第二端面(13)、以及彼此相对设置的实心长方体第一侧面(14)和实心长方体第二侧面(15)；以同时垂直于长方体空腔第一端面(8)、长方体空腔第二端面(9)的方向作为长方体空腔(1)的轴线方向，以同时垂直于实心长方体第一端面(12)、实心长方体第二端面(13)的方向作为实心长方体(11)的轴线方向，所述实心长方体(11)能装配于所述长方体空腔(1)内，并可沿所述长方体空腔(1)的轴线方向进行往复运动，以使内芯在初始位置和终止位置之间切换，所述实心长方体(11)的轴线方向长度小于所述长方体空腔(1)的轴线方向长度，且两者之差为所述内芯在缸体内往复运动的行程，所述行程大于所述高压液体管(4)、低压液体管(5)、第一连接管(6)和第二连接管(7)的管道内径；所述实心长方体(11)内包括贯穿设置且彼此隔离的第一通道(16)、第二通道(17)、第三通道(18)和第四通道(19)，所述第一通道(16)、第二通道(17)、第三通道(18)和第四通道(19)的两端分别连通所述实心长方体第一侧面(14)和实心长方体第二侧面(15)，且所述四个通道两端的端口形状均为圆形，每一个所述圆形的直径与高压液体管(4)、低压液体管(5)、第一连接管(6)和第二连接管(7)的管道内径均相等；所述第一通道(16)和第二通道(17)两端的端口的四个圆心的连线能构成第二空间四边形，所述第三通道(18)和第四通道(19)两端的端口的四个圆心的连线能构成第三空间四边形，所述第二空间四边形和第三空间四边形的尺寸与所述第一空间四边形均相同，所述内芯在长方体空腔(1)内沿轴线方向做往复运动时，所述第一空间四边形能在与所述第二空间四边形重合的位置和与第三空间四边形重合的位置之间切换；所述第一通道(16)、第二通道(17)、第三通道(18)和第四通道(19)均包括两段水平通道和设置于所述两段水平通道之间的一段倾斜通道，所述第一通道(16)和第二通道(17)的管道中心线在实心长方体第一侧面(14)上的投影为两条交叉的线段，所述第三通道(18)和第四通道(19)的管道中心线在实心长方体的第一侧面(14)上的投影为两条平行的线段，且在与所述实心长方体第一侧面(14)相邻的侧面上的投影重合，所述四个通道的倾斜通道的中心线在与实心长方体第一侧面(14)相邻的侧面上的投影分别为三条平行的线段，且所述三条平行的线段均与实心长方体(11)的轴线方向平行；所述内芯处于初始位置时，所述第一通道(16)的两端分别与高压液体管(4)和第二连接管(7)连通，所述第二通道(17)的两端分别与低压液体管(5)和第一连接管(6)连通；所述内芯处于终止位置时，所述第三通道(18)的两端分别与低压液体管(5)和第二连接管(7)连通，所述第四通道(19)的两端分别与高压液体管(4)和第一连接管(6)连通；所述实心长方体第一端面(12)中心固定有驱动轴(20)，所述驱动轴(20)通过驱动轴孔(10)连接有驱动装置，所述驱动装置用于为内芯在缸体内做往复运动提供动力；所述压力交换管路组包括第一压力交换管路(21)和第二压力交换管路(22)，所述第一压力交换管路(21)的一端与第一液体切换...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘中良，刘宁，李艳霞，侯晓煌，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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