本实用新型专利技术公开了一种能量回收装置中的复合材料的压力交换缸。该实用新型专利技术的壳体由不锈钢内层和玻璃纤维外层构成，在壳体的两端外圆周套接外圆为两段阶梯状端头，端头外端面连接带中心通孔的端头法兰，壳体内设置滑动密封的活塞，活塞的轴向两个端面上分别制有缓冲头。本实用新型专利技术的优点：壳体由不锈钢内层及玻璃纤维外层构成，增强了其径向承压能力，对于高低交变压力工作介质的能量回收装置具有普适性；压力交换缸中的活塞与端头法兰形成缓冲结构，能量传递过程稳定；该压力交换缸自重较轻，结构简单，制造加工成本低。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种能量回收装置中的复合材料的压力交换缸，属于反渗透海水淡化能量回收装置技术。
技术介绍
作为一种主要的淡水补给手段，反渗透海水淡化技术已在我国得到广泛应用。在该技术的实施过程中，为克服反渗透膜组件内的海水渗透压，原料海水需利用高压泵将其加压至5.5-8.0MPa的操作压力范围。海水经反渗透膜分离后，一部分(约45%)作为淡化产品水供给用户，另一部分(约55%)浓缩海水则以高压浓盐水的方式被排出系统。由于高压浓盐水具有较高的余压(>5.0MPa)，因此，利用海水淡化能量回收装置高效回收利用高压浓盐水中的压力能，对大幅降低反渗透海水淡化系统运行能耗至关重要。能量回收装置按工作原理主要分为水力透平式和正位移式两类。前者能量回收效率相对较低(〈85%)，并且在偏离装置额定流量时会急剧下降。后者能量回收效率高达95%，且基本不受操作流量影响，成为国内外市场推广的重点产品。压力交换缸是高压盐水与低压海水进行压力能交换的装置，该缸体须承载周期性高低交变压力的流体介质。由于工作条件较苛刻，现有正位移式能量回收装置压力交换缸均采用耐海水腐蚀的全不锈钢材料，因此具有昂贵的制造成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能量回收装置中的复合材料的压力交换缸。该压力交换缸具有径向承压能力强、能量传递过程稳定及加工制造成本低的特点。本技术是通过以下技术方案加以实现的:一种能量回收装置中的复合材料的压力交换缸，其特征在于，包括管状壳体4，该管状壳体由不锈钢内层4-1和玻璃纤维外层4-2构成，在不锈钢内层两端的外圆周分别套接不同外径的两段阶梯状不锈钢端头3，在该端头的细径阶梯段上覆盖玻璃纤维外层，端头的外端面连接带中心通孔2的不锈钢端头法兰1，其上的中心通孔内边缘为锥形扩大段；壳体内设置工程塑料滑动密封的活塞5，活塞的轴向两个端面上分别制有圆柱形缓冲头6 ;该缓冲头的直径与端头法兰中心通孔的扩大段内径形成密封配合。本技术的优点:壳体由不锈钢内层及玻璃纤维外层构成，增强了其径向承压能力，对于高低交变压力工作介质的能量回收装置具有普适性；压力交换缸中的活塞与端头法兰形成缓冲结构，能量传递过程稳定；该压力交换缸自重较轻，结构简单，制造加工成本低。附图说明图1为本技术结构示意图。图1中:1 一端头法兰；2—中心通孔；3—端头；4一壳体；4_1 一不镑钢内层；4_2—玻璃纤维外层；5—活塞；6—圆柱形缓冲头。图2为由本技术、止回阀组和流体切换器构成反渗透海水淡化能量回收装置进行能量传递过程示意图。图2中:I 一止回阀组；I1-1一处于泄压过程的压力交换缸；I1-1一处于增压过程的压力交换缸JII一流体切换器。具体实施方式以下结合附图对本技术加以进一步的说明。图1为本技术能量回收装置中的复合材料的压力交换缸。图中壳体4内径Φ 110_，外径Φ 140_，长2000_，其中不锈钢内层4-1厚度为3mm，玻璃纤维外层4_2厚度为12mm ;端头3材质为不锈钢，其内径Φ 116mm，与壳体4中不锈钢层4_1端部配合焊接，长度为100mm，端头3的外径成两段阶梯状，其中大直径段外径Φ 140mm，长50mm，小直径段外径Φ 130mm，长50mm，该小直径段与不锈钢内层4-1外表面均缠绕玻璃纤维外层4-2 ;端头法兰I为支口法兰，材质为不锈钢，其外径Φ140ι πι,轴向厚度为15mm,支口外径C1IlOmm,厚度为15mm ;工程塑料材质的活塞5的外径C1IlOmm,长为120mm,两端设置的圆柱形缓冲头6的外径C>30mm,长30mm ;端头法兰I上设置的中心通孔2的内径Φ 30mm，可与圆柱形缓冲头6的外径形成密封配合，从而使得活塞5与端头法兰I间形成封闭腔。上述结构压力交换缸工作过程如下:如图2所示，能量回收装置包括两只压力交换缸I1-1、I1-2，其中压力交换缸I1-2内的海水处于增压工作过程:由流体切换器III来的高压盐水进入压力交换缸I1-2，推动活塞向左运动，同时对活塞左侧的低压海水进行增压，增压后的海水经止回阀组I排出；压力交换缸I1-1的低压盐水处于泄压工作过程:由止回阀组I来的低压海水进入压力交换缸I1-1，并推动活塞向右运动，由于活塞右侧的低压盐水压力较低，在压差的作用下，低压盐水经流体切换器III排出。待以上压力交换过程结束后，流体切换器III会自动切换至另一工作位，此时压力交换缸的工作过程:压力交换缸I1-2中进行低压盐水泄压排出过程，压力交换缸I1-1中进行海水增压过程。如此交替切换进行高压盐水对海水增压过程和进入压力交换缸的海水将低压盐水排出的过程，便实现了压力交换过程的连续性。在流体切换器III换位的过程中，由于惯性的作用，活塞运动至压力交换缸II的端部后会继续向前运动，此时圆柱形缓冲头便与中心通孔形成密封配合，活塞与端头法兰之间的流体便对活塞的运动起到了缓冲作用。权利要求1.一种能量回收装置中的复合材料的压力交换缸，其特征在于，包括管状壳体(4)，该管状壳体由不锈钢内层(4-1)和玻璃纤维外层(4-2)构成，在不锈钢内层两端的外圆周分别套接不同外径的两段阶梯状不锈钢端头(3)，在该端头的细径阶梯段上覆盖玻璃纤维外层，端头的外端面连接带中心通孔(2)的不锈钢端头法兰(1)，其上的中心通孔的内边缘为锥形扩大段；壳体内设置工程塑料滑动密封的活塞(5)，活塞的轴向两个端面上分别制有圆柱形缓冲头(6);该缓冲头的直径与端头法兰中心通孔的扩大段内径形成密封配合。专利摘要本技术公开了一种能量回收装置中的复合材料的压力交换缸。该技术的壳体由不锈钢内层和玻璃纤维外层构成，在壳体的两端外圆周套接外圆为两段阶梯状端头，端头外端面连接带中心通孔的端头法兰，壳体内设置滑动密封的活塞，活塞的轴向两个端面上分别制有缓冲头。本技术的优点壳体由不锈钢内层及玻璃纤维外层构成，增强了其径向承压能力，对于高低交变压力工作介质的能量回收装置具有普适性；压力交换缸中的活塞与端头法兰形成缓冲结构，能量传递过程稳定；该压力交换缸自重较轻，结构简单，制造加工成本低。文档编号C02F103/08GK203033800SQ20132000807公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日专利技术者王越, 徐世昌, 路乃元, 刘辉, 宋代旺, 王世昌 申请人:天津大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能量回收装置中的复合材料的压力交换缸，其特征在于，包括管状壳体（4），该管状壳体由不锈钢内层（4?1）和玻璃纤维外层（4?2）构成，在不锈钢内层两端的外圆周分别套接不同外径的两段阶梯状不锈钢端头（3），在该端头的细径阶梯段上覆盖玻璃纤维外层，端头的外端面连接带中心通孔（2）的不锈钢端头法兰（1），其上的中心通孔的内边缘为锥形扩大段；壳体内设置工程塑料滑动密封的活塞（5），活塞的轴向两个端面上分别制有圆柱形缓冲头（6）；该缓冲头的直径与端头法兰中心通孔的扩大段内径形成密封配合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王越，徐世昌，路乃元，刘辉，宋代旺，王世昌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：实用新型
国别省市：
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