【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能量回收技术，具体地，涉及一种联动式自由活塞余压回收装置。
技术介绍
1、反渗透技术通常被广泛应用于液体浓缩、溶质分离、污水处理、苦咸水淡化、海水淡化等领域。采用反渗透法水处理工艺(如海水淡化、污水处理、生产除盐水等)会排放高压浓水，产生余压的系统往往有将流体升压的工艺过程，利用回收的余压实现流体升压是一种高效余压利用途径，可以降低系统的整体能耗。因此，反渗透技术涉及两项关键的设备：高压泵和能量回收装置。
2、现有的能量回收装置根据工作原理可分为离心式能量回收装置和正位移式能量回收装置。离心式能量回收装置利用高压浓盐水推动水力透平转动，从而带动泵转对进料海水加压，实现“压力能-机械能-压力能”之间的转换，其维护简单，初期投资低，但由于需要经过两次能量转换才能完成能量回收过程，导致能量回收效率较低，其效率为50％～80％，这使得离心式能量回收装置的发展受到一定限制。正位移式能量回收装置利用流体的不可压缩性，通过高压流体压缩低压流体，将高压浓盐水的压力能直接传递给低压进料海水，实现了“压力能-压力能”的直接传递。由于减少了能量转化的中间环节，能量回收效率大大提高，一般可达到90％以上。正位移式压力能量回收装置分为活塞式能量回收装置和旋转式能量回收装置，旋转式能量回收装置通过流体直接接触的方式实现压力能的传递，能量传递效率高，但存在密封处易泄露、流体间易混合等问题。而活塞式能量回收装置通过实体活塞防止液体掺混，单机容量大，但需要复杂的控制系统以及精确的阀门配合。上述两种能量回收装置增压的海水往往达不到反渗透的
3、在目前的大中型反渗透系统中，高压泵和能量回收装置是两个独立的设备，而在一些小型的反渗透系统的应用中，为了简化系统结构，存在有将能量回收装置的功能结合到高压泵中的技术，如图1中的反渗透海水淡化自增压能力回收高压泵，该技术包括中心块3、换向控制阀1以及导向控制阀5，中心块3位于高压泵的中心，内部形成多个内部流道，换向控制阀1位于中心块3的上方，与中心块3的流道相连通，并设有高压盐水孔7和分别对称位于高压盐水孔7两侧的第一排放孔6和第二排放孔8，导向控制阀5位于中心块3的下方，与中心块3的内部流道连通，并设置有原海水进水孔12和分别对称设置于原海水进水孔12两侧的第三排放孔13和第四排放孔11。该装置采用循环增压的方式使原海水的压力增至反渗透系统所需的压力，用于反渗透海水淡化系统时只需前置一台低压原海水供水泵，省去反渗透系统设计中常用的高压泵和增压泵，使得反渗透系统更加简单，减少了小型反渗透淡化装置的体积和重量，降低了系统的能耗和设备投资。然而，上述装置中的中心块3的结构复杂，其内部流道所形成的孔道数量众多，增大了加工难度、加工成本以及密封难度，其通过换向控制阀1和导向控制阀5控制活塞往复运动，以实现两个压力交换缸的流体增压、泄压过程的切换，切换过程复杂、控制难度大，难以实现增压、泄压过程的连续进行，使得高压流体管路和低压流体管路存在较大的压力波动。
4、因此，亟需一种结构简单、控制难度小的能量回收装置以解决上述的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种联动式自由活塞余压回收装置，该装置结构简单、控制难度小且能够实现连续的余压能回收。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种联动式自由活塞余压回收装置，包括活塞ⅰ和活塞ⅱ，所述活塞ⅰ包括换向阀芯ⅰ以及活塞缸体ⅰ，所述活塞缸体ⅰ内形成有空心腔体，所述活塞缸体ⅰ上的一侧形成有与所述活塞缸体ⅰ的空心腔体连通的第一高压输入口ⅰ、低压输出口ⅰ和第二高压输入口ⅰ，相对的另一侧形成有与所述活塞缸体ⅰ的空心腔体连通的第一工作接口ⅰ、第二工作接口ⅰ、第三工作接口ⅰ和第四工作接口ⅰ；以及所述活塞ⅱ包括换向阀芯ⅱ以及活塞缸体ⅱ，所述活塞缸体ⅱ内形成有空心腔体，所述活塞缸体ⅱ上的一侧形成有与所述活塞缸体ⅱ的空心腔体连通的第一高压输入口ⅱ、低压输出口ⅱ和第二高压输入口ⅱ，相对的另一侧形成有与所述活塞缸体ⅱ的空心腔体连通的第一工作接口ⅱ、第二工作接口ⅱ、第三工作接口ⅱ和第四工作接口ⅱ；其中所述第一高压输入口ⅰ、所述第二高压输入口ⅰ、所述第一高压输入口ⅱ和所述第二高压输入口ⅱ均与进液管连接，所述低压输出口ⅰ和所述低压输出口ⅱ与出液管连接；所述第一工作接口ⅰ与所述第二工作接口ⅱ连接，所述第二工作接口ⅰ与所述第四工作接口ⅱ连接，所述第三工作接口ⅰ与所述第一工作接口ⅱ连接，所述第四工作接口ⅰ与所述第三工作接口ⅱ连接。
3、优选地，所述活塞ⅰ和所述活塞ⅱ的两端均设有端盖以及弹簧片导向装置，其中，所述端盖分别套设于所述活塞ⅰ和所述活塞ⅱ的两端并与对应的所述活塞缸体ⅰ和所述活塞缸体ⅱ连接，所述端盖与所述弹簧片导向装置连接。
4、优选地，所述换向阀芯ⅰ包括依次排列的第一连接部ⅰ、第一密封部ⅰ、第一通道部ⅰ、第二密封部ⅰ、第二通道部ⅰ、第三密封部ⅰ和第二连接部ⅰ，所述第一密封部ⅰ、所述第二密封部ⅰ以及所述第三密封部ⅰ的外周面均贴靠在所述活塞缸体ⅱ的空心腔体的内壁上，以能够将所述活塞缸体ⅰ的空心腔体分割为第一工作腔ⅰ、第二工作腔ⅰ、第三工作腔ⅰ和第四工作腔ⅰ；所述换向阀芯ⅱ包括依次排列的第一连接部ⅱ、第一密封部ⅱ、第一通道部ⅱ、第二密封部ⅱ、第二通道部ⅱ、第三密封部ⅱ和第二连接部ⅱ，所述第一密封部ⅱ、所述第二密封部ⅱ以及所述第三密封部ⅱ的外周面均贴靠在所述活塞缸体ⅱ的空心腔体的内壁上，以能够将所述活塞缸体ⅱ的空心腔体分割为第一工作腔ⅱ、第二工作腔ⅱ、第三工作腔ⅱ和第四工作腔ⅱ。
5、更优选地，所述第二密封部ⅰ在x方向上的长度小于所述第一密封部ⅰ和所述第三密封部ⅰ在x方向上的长度，且大于所述低压输出口ⅰ的直径；以及所述第二密封部ⅱ在x方向上的长度小于所述第一密封部ⅱ和所述第三密封部ⅱ在x方向上的长度，且大于所述低压输出口ⅱ的直径。
6、更优选地，所述第一连接部ⅰ和所述第二连接部ⅰ均设置为贯穿所述活塞缸体ⅰ的端部并与外部的余压利用装置连接，所述第一连接部ⅱ和所述第二连接部ⅱ均设置为贯穿所述活塞缸体ⅱ的端部并与所述余压利用装置连接。
7、更优选地，所述第一连接部ⅰ和所述第二连接部ⅰ与所述活塞缸体ⅰ间设置有密封件，所述第一连接部ⅱ和所述第二连接部ⅱ与所述活塞缸体ⅱ间设置有密封件。
8、进一步优选地，所述余压利用装置包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸包括第一液压活塞和第二液压活塞，所述第二液压缸包括第三液压活塞和第四液压活塞，所述第一连接部ⅰ与所述第一液压活塞连接，所述第二连接部ⅱ与所述第二液压活塞连接，所述第二连接部ⅰ与所述第三液压活塞连接，所述第一连接部ⅱ与所述第四液压活塞连接。
9、进一步优选地，所述余压利用装置还包括活塞ⅲ和活塞ⅳ，所述活塞ⅲ包括换向阀芯ⅲ和活塞缸体ⅲ，所述活塞缸体ⅲ的空心腔体由所述换向阀芯ⅲ分割为第一工作腔ⅲ、第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，包括活塞Ⅰ(1)和活塞Ⅱ(2)，所述活塞Ⅰ(1)包括换向阀芯Ⅰ(101)以及活塞缸体Ⅰ(102)，所述活塞缸体Ⅰ(102)内形成有空心腔体，所述活塞缸体Ⅰ(102)上的一侧形成有与所述活塞缸体Ⅰ(102)的空心腔体连通的第一高压输入口Ⅰ(B2)、低压输出口Ⅰ(B4)和第二高压输入口Ⅰ(B6)，相对的另一侧形成有与所述活塞缸体Ⅰ(102)的空心腔体连通的第一工作接口Ⅰ(B1)、第二工作接口Ⅰ(B3)、第三工作接口Ⅰ(B5)和第四工作接口Ⅰ(B7)；以及
2.根据权利要求1所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述活塞Ⅰ(1)和所述活塞Ⅱ(2)的两端均设有端盖(5)以及弹簧片导向装置(6)，其中，所述端盖(5)分别套设于所述活塞Ⅰ(1)和所述活塞Ⅱ(2)的两端并与对应的所述活塞缸体Ⅰ(102)和所述活塞缸体Ⅱ(202)连接，所述端盖(5)与所述弹簧片导向装置(6)连接。
3.根据权利要求1所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述换向阀芯Ⅰ(101)包括依次排列的第一连接部Ⅰ(1011)、第一密封
4.根据权利要求3所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述第二密封部Ⅰ(1014)在X方向上的长度小于所述第一密封部Ⅰ(1012)和所述第三密封部Ⅰ(1016)在X方向上的长度，且大于所述低压输出口Ⅰ(B2)的直径；以及
5.根据权利要求3所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述第一连接部Ⅰ(1011)和所述第二连接部Ⅰ(1017)均设置为贯穿所述活塞缸体Ⅰ(102)的端部并与外部的余压利用装置连接，所述第一连接部Ⅱ(2011)和所述第二连接部Ⅱ(2017)均设置为贯穿所述活塞缸体Ⅱ(202)的端部并与所述余压利用装置连接。
6.根据权利要求5所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述第一连接部Ⅰ(1011)和所述第二连接部Ⅰ(1017)与所述活塞缸体Ⅰ(102)间设置有密封件，所述第一连接部Ⅱ(2011)和所述第二连接部Ⅱ(2017)与所述活塞缸体Ⅱ(202)间设置有密封件。
7.根据权利要求6所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述余压利用装置包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸包括第一液压活塞和第二液压活塞，所述第二液压缸包括第三液压活塞和第四液压活塞，所述第一连接部Ⅰ(1011)与所述第一液压活塞连接，所述第二连接部Ⅱ(2017)与所述第二液压活塞连接，所述第二连接部Ⅰ(1017)与所述第三液压活塞连接，所述第一连接部Ⅱ(2011)与所述第四液压活塞连接。
8.根据权利要求6所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述余压利用装置还包括活塞Ⅲ(3)和活塞Ⅳ(4)，所述活塞Ⅲ(3)包括换向阀芯Ⅲ(301)和活塞缸体Ⅲ(302)，所述活塞缸体Ⅲ(302)的空心腔体由所述换向阀芯Ⅲ(301)分割为第一工作腔Ⅲ(303)、第二工作腔Ⅲ(304)、第三工作腔Ⅲ(305)和第四工作腔Ⅲ(306)，所述活塞缸体Ⅲ(303)上的一侧形成有与所述活塞缸体Ⅲ(302)的空心腔体连通的第一低压输入口Ⅲ(C2)、高压输出口Ⅲ(C4)和第二低压输入口Ⅲ(C6)，相对的另一侧形成有与所述活塞缸体Ⅲ(302)的空心腔体连通的第一工作接口Ⅲ(C1)、第二工作接口Ⅲ(C3)、第三工作接口Ⅲ(C5)和第四工作接口Ⅲ(C7)；所述活塞Ⅳ(4)包括换向阀芯Ⅳ(401)和活塞缸体Ⅳ(402)，所述活塞缸体Ⅱ(402)的空心腔体由所述换向阀芯Ⅳ(401)分割为第一工作腔Ⅳ(403)、第二工作腔Ⅳ(404)、第三工作腔Ⅳ(405)和第四工作腔Ⅳ(406)，所述活塞缸体Ⅳ(402)上的一侧形成有与所述活塞缸体Ⅱ(402)的空心腔体连通的第一低压输入口Ⅳ(D6)、高压输出口Ⅳ(D4)和第二低压输入口Ⅳ(D2)，相对的另一侧形成有与所述活塞缸体Ⅱ(402)的空心腔体连通的第一工作接口Ⅳ(D7)、第二工作接口Ⅳ(D5)、第三工作接口Ⅳ(D3)和第四工作接口Ⅳ(D1)。
9.根据权利要求8所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述...
【技术特征摘要】
1.一种联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，包括活塞ⅰ(1)和活塞ⅱ(2)，所述活塞ⅰ(1)包括换向阀芯ⅰ(101)以及活塞缸体ⅰ(102)，所述活塞缸体ⅰ(102)内形成有空心腔体，所述活塞缸体ⅰ(102)上的一侧形成有与所述活塞缸体ⅰ(102)的空心腔体连通的第一高压输入口ⅰ(b2)、低压输出口ⅰ(b4)和第二高压输入口ⅰ(b6)，相对的另一侧形成有与所述活塞缸体ⅰ(102)的空心腔体连通的第一工作接口ⅰ(b1)、第二工作接口ⅰ(b3)、第三工作接口ⅰ(b5)和第四工作接口ⅰ(b7)；以及
2.根据权利要求1所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述活塞ⅰ(1)和所述活塞ⅱ(2)的两端均设有端盖(5)以及弹簧片导向装置(6)，其中，所述端盖(5)分别套设于所述活塞ⅰ(1)和所述活塞ⅱ(2)的两端并与对应的所述活塞缸体ⅰ(102)和所述活塞缸体ⅱ(202)连接，所述端盖(5)与所述弹簧片导向装置(6)连接。
3.根据权利要求1所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述换向阀芯ⅰ(101)包括依次排列的第一连接部ⅰ(1011)、第一密封部ⅰ(1012)、第一通道部ⅰ(1013)、第二密封部ⅰ(1014)、第二通道部ⅰ(1015)、第三密封部ⅰ(1016)和第二连接部ⅰ(1017)，所述第一密封部ⅰ(1012)、所述第二密封部ⅰ(1014)以及所述第三密封部ⅰ(1016)的外周面均贴靠在所述活塞缸体ⅱ(202)的空心腔体的内壁上，以能够将所述活塞缸体ⅰ(102)的空心腔体分割为第一工作腔ⅰ(103)、第二工作腔ⅰ(104)、第三工作腔ⅰ(105)和第四工作腔ⅰ(106)；
4.根据权利要求3所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述第二密封部ⅰ(1014)在x方向上的长度小于所述第一密封部ⅰ(1012)和所述第三密封部ⅰ(1016)在x方向上的长度，且大于所述低压输出口ⅰ(b2)的直径；以及
5.根据权利要求3所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述第一连接部ⅰ(1011)和所述第二连接部ⅰ(1017)均设置为贯穿所述活塞缸体ⅰ(102)的端部并与外部的余压利用装置连接，所述第一连接部ⅱ(2011)和所述第二连接部ⅱ(2017)均设置为贯穿所述活塞缸体ⅱ(202)的端部并与所述余压利用装置连接。
6.根据权利要求5所述的联动式自由活塞余压回收装置，其特征在于，所述第一连接部ⅰ(1011)和所述第二连接部ⅰ(1017)与所述活塞缸体ⅰ(102)间设置有密封件，所述第一连接部ⅱ(2011)和所述第二连接部ⅱ(2017)与所述活塞缸体ⅱ(202)间设置有密封件。
7.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王利，张军，李康，
申请(专利权)人：国能龙源环保有限公司，
类型：发明
国别省市：
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