[发明专利]反渗透海水淡化能量回收装置及其切换器

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，更具体地说，涉及一种反渗透海水淡化能量回收装置及其切换器。

背景技术

反渗透海水淡化技术是目前海水淡化的主流技术之一。该技术在海水淡化过程需要消耗大量的电能（具体通过泵）提升进水压力以克服水的渗透压，反渗透排出的浓海水余压高达5.5~6.5MPa，假如系统产水以40％的回收率计算，排放的占进水量60％的浓海水中还蕴含着很高的压力能，将这一部分能量回收变成进水压力能可大幅降低反渗透海水淡化能耗和制水成本。这也是反渗透海水淡化技术中设计能量回收装置的初衷，为了把反渗透海水淡化系统中的高压浓海水的压力能回收再利用，则需要在反渗透海水淡化系统中设置能量回收装置。

按照工作原理，能量回收装置主要分为水力涡轮式和功交换式两大类。在水力涡轮式能量回收装置中，能量的转换过程为“压力能-机械能(轴功)-压力能”，其能量回收效率约35％～70％。功交换式能量回收装置，只需经过“压力能-压力能”这一步转化过程，其能量回收效率高达94％以上，由于其高回收效率等优点，功交换式能量回收装置已成为国内外研究和推广的重点。具体讲，功交换式能量回收装置根据切换方式和交换方式的不同，可分类为水压缸式能量回收装置和转子式能量回收装置。其中，水压缸式能量回收装置需要通过切换器使得高压浓海水流入到不同的水压缸内，通过高压浓海水推动水压缸内的活塞移动进而将高压浓海水的压力能转变成低压原海水的压力能。但是现有的切换器在工作的过程中，高压浓海水进入到切换器中，通过切换器内的活塞所处的状态形成的线路流通，当切换器的活塞运动到水压缸高压接口时，径向出水造成对活塞单边推力使得切换器活塞受力不均，导致活塞磨损严重，使得能量回收效率降低，无法长期稳定的运行。

另外，如果切换器动作时间不合适，当水压缸从低压状态切换到高压状态时，相应的低压原海水进水口止回阀尚未关死会造成液击，使得能量回收装置产生较大震动。同样，当水压缸从高压状态切换到低压状态时，相应的高压原海水出水口止回阀尚未关死也会造成液击，使得能量回收装置产生较大的震动。我们知道反渗透海水淡化系统正常状态下连续运行，上述震动长时间的存在，会导致能量回收系统的故障率高，噪声大，寿命低。

如何解决上述反渗透海水淡化系统在工作过程中海水对切换器的冲击较大的问题，进而提高进出水稳定性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种反渗透海水淡化能量回收装置及其切换器，其提供的技术方案通过对切换器的结构进行改进，解决了背景技术中的能量回收装置在工作过程中进出水对切换器的活塞冲击较大造成磨损快问题及装置易发生震动的问题，进而提高了进出水的稳定性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

反渗透海水淡化能量回收装置的切换器，包括：

相互套接的外套缸体和内套缸体，两者之间形成相互隔离的两个外腔，所述内套缸体与两个外腔相对的部位均设置格栅区，所述格栅区设有沿所述内套缸体的周向分布、且轴向延伸的条形孔，相邻的两个条形孔同侧的一端在所述内套缸体的轴向具有设定距离；

设置在所述内套缸体内、且其上设置有两个活塞的活塞杆；

与所述活塞杆的一端相连以驱动其在所述内套缸体内移动，进而实现活塞与与其对应的格栅区封堵配合的驱动器；

位于两个外腔之间，且与所述内套缸体的内腔相通的高压进水管头；

设置在两个外腔的两侧的两个低压排水管头；和

设置在所述外套缸体上的两个水压缸接管头，每个所述水压缸接管头分别对应连通一个所述外腔。

优选的，上述反渗透海水淡化能量回收装置的切换器中，所述内套缸体与两个外腔相对的格栅区的条形孔数量均为偶数，且相对分布的条形孔相对应的端部位于所述内套缸体的同一径向截面上，所述条形孔等距分布。

优选的，上述反渗透海水淡化能量回收装置的切换器中，所述条形孔为腰型孔。

优选的，上述反渗透海水淡化能量回收装置的切换器中，两个所述水压缸接管头均偏置于与其对应的所述格栅区。