[发明专利]基于往复运动液体切换器的压力能回收方法有效
| 申请号： | 201610074456.1 | 申请日： | 2016-02-02 |
| 公开（公告）号： | CN105712437B | 公开（公告）日： | 2018-07-17 |
| 发明（设计）人： | 刘中良;刘宁;李艳霞;侯晓煌 | 申请（专利权）人： | 北京工业大学 |
| 主分类号： | B01D61/06 | 分类号： | B01D61/06;C02F1/44;C02F103/08 |
| 代理公司： | 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 | 代理人： | 郝瑞刚 |
| 地址： | 100124 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明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方法，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，具有回收系统简单、紧凑的优点，回收方法的处理量范围广泛，适应性强，并且压力回收过程易于控制，此外液体流动只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，液体的压力损失与掺混率低，压力能回收效率高。 | ||
| 搜索关键词： | 切换器 内芯 压力能回收 压力交换 液体切换 管路组 液体压力能 回收 回收系统 位置切换 压力回收 压力损失 液体流动 终止位置 处理量 掺混 缸体 紧凑 装配 体内 传递 | ||
【主权项】：
1.一种基于往复运动液体切换器的压力能回收方法，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，四个所述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器的第一连接管(6)连通，另一端与第二液体切换器的第二连接管(7’)连接；所述第二压力交换管路(22)的一端与第一液体切换器的第二连接管(7)连通，另一端与第二液体切换器的第一连接管(6’)连接；所述基于往复运动液体切换器的压力能回收方法具体包括如下步骤：S1、将所述第一切换器的内芯设置为初始位置，第二切换器的内芯设置为终止位置；S2、将具有压力能的高压回收液从所述高压液体管(4)通入第一切换器，然后通过所述第一通道(16)进入第二连接管孔(7)，然后进入第二压力交换管路(22)，然后通过所述第二切换器的第一连接管(6’)进入第二切换器的第四通道(19’)，最后从第二切换器的高压液体管(4’)流出第二切换器；同时，将需要加压的低压液从所述低压液体管(5)通入第一切换器，然后通过所述第二通道(17)进入所述第一连接管(6)，然后进入第一压力交换管路(21)，然后通过所述第二切换器的第二连接管(7’)进入第二切换器的第三通道(18’)，最后从所述第二切换器的低压液体管(5’)流出第二切换器；S3、同步驱动所述第一切换器的内芯和第二切换器的内芯完成一个行程的往复运动，此时所述第一切换器的内芯处于终止位置，第二切换器的内芯同时处于初始位置后，静止；S4、将所述具有压力能的高压回收液通过高压液体管(4)通入第一切换器，然后通过所述第四通道(19)进入所述第一连接管(6)，然后进入第一压力交换管路(21)，所述具有压力能的高压回收液将步骤S2中所述的第一压力交换管路(21)中充满的需要加压的低压液压缩，使所述第一压力交换管路(21)中充满的需要加压的低压液增压；同时，将所述需要加压的低压液通过低压液体管(5)通入第一切换器，然后通过所述第三通道(18)进入所述第二连接管(7)，然后进入第二压力交换管路(22)，所述需要加压的低压液将步骤S2中所述的第二压力交换管路(22)中充满的具有压力能的高压回收液泄压后的低压液压缩驱替，以使所述具有压力能的高压回收液泄压后的低压液不断离开第二切换器；S5、所述需要加压的低压液加压后形成的高压液体通过第二切换器的第二连接管(7’)进入第二切换器的第一通道(16’)，然后从所述第二切换器的高压液体管(4’)流出第二切换器；被驱替的所述具有压力能的高压回收液泄压后的低压液通过第二切换器的第一连接管(6’)进入第二切换器的第二通道(17’)，然后从所述第二切换器的低压液体管(5’)流出第二切换器；S6、同步驱动所述第一切换器的内芯和第二切换器的内芯完成一个行程的往复运动，此时所述第一切换器的内芯回到初始位置，第二切换器的内芯回到终止位置后，静止；S7、重复步骤S2～S6，直到压缩完毕；S8、压缩完毕时，同时停止所述第一切换器内芯和第二切换器内芯的往复运动，清空所述第一切换器和第二切换器，关闭该液体压力能回收装置。
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- 本实用新型公开了一种低能耗高回收率碟管式反渗透装置，包括一次碟管式反渗透单元，二次反渗透单元，所述的一次碟管式反渗透单元设有一次反渗透进水管路、一次反渗透浓水管路，一次反渗透进水管路设有高压泵，一次反渗透进水管路与一次反渗透浓水管路通过反渗透在线增压泵连通；一次碟管式反渗透单元通过能量回收装置与二次反渗透单元连通；二次反渗透单元设有二次反渗透进水管路、二次反渗透浓水管路，二次反渗透进水管路与二次反渗透浓水管路通过反渗透在线增压泵连通，一次碟管式反渗透单元与二次反渗透单元的产水端口均通过产水管路与产水池连通。该装置减少中间水池和增压设备，实现降低投资成本、降低能耗、减少占地面积的目的。
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- 伊桑·诺维克 - 伊桑·诺维克
- 2015-12-09 - 2018-01-02 - B01D61/06
- 本发明涉及从捕获的二氧化碳产生能量和有用的含氮化合物的新方法。它涉及使用渗透动力、汲取溶液和进料溶液。溶液之间的渗透梯度有助于产生能量和碳酸铵、碳酸氢铵或其混合物的溶液。该溶液可分解形成氨、二氧化碳、沉淀物或其混合物。
- 基于往复运动液体切换器的压力能回收装置-201610074631.7
- 刘中良;刘宁;李艳霞;侯晓煌 - 北京工业大学
- 2016-02-02 - 2017-12-29 - B01D61/06
- 本发明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。
- 海水淡化能量回收设备-201720002375.0
- 周鹏 - 济南良乔环保设备有限公司
- 2017-01-03 - 2017-12-19 - B01D61/06
- 本实用新型涉及一种海水淡化能量回收装置，该海水淡化能量回收设备，其特征是包括圆形的陶瓷套管，所述陶瓷套管的两端分别对称设有高压管接口和低压管接口，所述陶瓷套管的中部设有陶瓷转子，陶瓷转子的两端分别设有陶瓷端帽，在每个陶瓷端帽上设有与高压管接口和低压管接口相连接的连接管道，所述连接管道的外端还设有陶瓷端盖，所述陶瓷端盖的外侧还通过紧固螺栓连接有环形紧固盘。本实用新型的有意效果，大大降低了能源的浪费，同时降压后的浓盐水排放更安全。
- 外转子式压力交换器-201610367912.1
- 郑维膑 - 宁波泽泽环保科技有限公司
- 2016-05-19 - 2017-11-28 - B01D61/06
- 外转子式压力交换器，用于从高压第一流体向低压第二流体传递压力能量以提供加压的第二流体，所述压力交换器包括中心定子和围绕所述中心定子外回转的外转子；所述外转子具有不少于二个大体上沿轴向穿过所述外转子延伸的通道，所述通道在所述外转子内侧面一个末端处具有第一开口，在所述外转子内侧面另一个末端处具有第二开口，所述开口沿所述外转子的内侧面的长度方向彼此隔开；所述中心定子具有两个或更多个入口通路和两个或更多排放通路，所述通路开口布置成所述外转子第一通道末端开口与一个所述中心定子上的入口通路开口对准时，所述通道另一末端开口还与所述定子上的排放通路开口对准。
- 海水淡化系统及能量交换腔室-201310646980.8
- 高桥圭端;信田昌男;江口真人;后藤正典 - 株式会社荏原制作所
- 2010-05-17 - 2017-08-25 - B01D61/06
- 本发明提供一种海水淡化系统，将能量交换腔室设为没有活塞的方式，从而解决滑动部件磨耗的问题，此外能够抑制腔室内的浓缩海水与海水的混合。所述海水淡化系统将通过泵升压后的海水通过反渗透膜分离装置（4）而分离为淡水和浓缩海水，从而从海水生成淡水，所述海水淡化系统具有能量交换腔室（20），该能量交换腔室（20）将从反渗透膜分离装置（3）吐出的浓缩海水的压力能量利用为对海水的一部分进行升压的能量，能量交换腔室（20）具有进行浓缩海水的进出的浓缩海水端口（P1）；进行海水的进出的海水端口（P2）；和设置于腔室内并且连通浓缩海水端口（P1）和海水端口（P2）的多个被划分的流路（R）。
- 海水淡化系统以及能量回收装置-201480013634.9
- 信田昌男;泷田茂雄 - 株式会社荏原制作所
- 2014-02-25 - 2017-07-04 - B01D61/06
- 本发明涉及适合用于海水淡化系统的能量回收装置。能量回收装置具备多个腔室(11、12)，它们对浓缩海水以及海水进行给排水，通过浓缩海水的压力能而对海水进行升压；第一流量计(FM1)，其累计流入至腔室的海水或浓缩海水的流量；第二流量计(FM2)，其累计从腔室排出的海水或浓缩海水的流量；至少一个切换阀(VS‑1、VD‑1)，其设置于多个腔室并且切换浓缩海水的流入与排出；以及控制装置(21)，其基于根据流量计的流量求出的腔室的累计流量来控制多个腔室的各切换阀。控制装置向多个腔室的各切换阀输入单一的输入信号来控制各切换阀。
- 能量回收器和提高反渗透海水淡化装置出水率的方法-201510091697.2
- 张英华 - 张英华
- 2015-02-14 - 2017-05-03 - B01D61/06
- 本发明公开一种能量回收器和提高反渗透海水淡化装置出水率的方法。预处理海水泵把经过预处理的海水井里的海水抽到海水池里度。然后逐步进行低压反渗透海水淡和高压反渗透海水淡化。用机械震动器和压缩空气搅拌反渗透膜芯里面的海水。反渗透膜芯堵塞到一定程度时，用能量回收反渗透海水淡化方式对反冲洗反渗透膜芯产生的能量进行回收。在不使用能量回收、而使用浓差极化及时排除浓海水的反渗透海水淡化装置里，在低压反渗透海水淡化、高压反渗透海水淡化和反冲洗过程中，都会根据浓差极化原理把浓海水及时排出。对反渗透膜芯进行多次发冲洗后，就要用罗茨鼓风机对反渗透膜芯进行一次反吹通。能量回收器由容器、活塞、进水电磁阀和出水电磁阀组成。
- 一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置及方法-201611114315.4
- 姜万录;杨超;朱勇;雷亚飞 - 燕山大学
- 2016-12-02 - 2017-04-26 - B01D61/06
- 一种热涨冷缩式反渗透系统压力能量回收装置及方法，主罐体下端口连接单向阀、高压原液出口；每个能量回收单元中包含两个工作腔体；第一腔体通过不同进液阀与低压原液进口和高压浓缩液进口连接，通过不同排液阀与主罐体和浓缩液排放口连接，两个工作腔体的上端口通过带有球阀管路联通；低压原液进口通过单向阀与主罐体上端口连接。压力能量回收方法是使反渗透膜出来的高压浓缩液通过不同进液阀交替进入能量回收单元的第一腔体，推动第一腔体中低压气体增压并冷却收缩后进入第二腔体，在第二腔体中经加热膨胀后反作用于第一腔体中的原液，使低压原液增压并将增压后的高压原液连续稳定地输送给主罐体。本发明能够降低反渗透系统成本和能耗，提高系统效率、可靠性。
- 海水淡化系统以及能量回收装置-201480016545.X
- 高桥圭瑞;后藤正典;后藤彰;能见基彦;平田和也 - 株式会社荏原制作所
- 2014-03-28 - 2017-03-15 - B01D61/06
- 本发明涉及从海水中除去盐分从而将海水淡化的海水淡化系统以及适用于海水淡化系统(海水淡化厂)的能量回收装置。具备将长边方向铅垂配置的圆筒形状的腔室(CH)、进行浓缩海水的给排水的浓缩海水端口(P1)、进行海水的给排水的海水端口(P2)、在腔室(CH)内配置在浓缩海水端口(P1)侧的阻流器(23)、以及在腔室(CH)内配置在水端口(P2)侧的阻流器(23)，在浓缩海水端口(P1)侧以及海水端口(P2)侧配置的阻流器(23)为至少1张的多孔圆板，在圆板的相比规定的直径靠外侧的外周区域形成孔。
- 一种液压传导式水处理系统节能装置-201620670828.2
- 郝思伟;张娜;谢贵庞;任恩岩;徐琳;刘景方;杨作鹏;焦玉秀;吕雪萍 - 山东星波环保设备有限公司
- 2016-06-29 - 2016-12-21 - B01D61/06
- 一种液压传导式水处理系统节能装置，包括一中空设置的壳体，在壳体两端分别设有一流体转向阀组，流体转向阀组与壳体密封固连，两流体转向阀组通过液压导管机构相连，在两流体转向阀组之间活动设有一导能器，导能器外侧与壳体内壁之间活动密封抵接。本装置结构合理，壳体两侧通过流体转向阀组进行流向切换，结构可靠；没有任何中间传动装置，利用导能器对触碰式阀门碰撞的方式进行液压的切换，从而完成流体转向阀组流向的切换，所以造价非常低，但是能量转化率却很高；液压竖管具有导向和传输液压液体的双重功能，流体转向阀组对两流道切换控制，工作效率高。
- 一种反渗透系统余压能量回收再利用装置-201521134001.1
- 姜万录;朱勇;杨超;韩可;董克岩 - 燕山大学
- 2015-12-30 - 2016-07-13 - B01D61/06
- 本实用新型公开一种反渗透系统余压能量回收再利用装置，主要包括高压原液出口、压力表、第一单向阀、第一加热器、主罐体、第一冷却器、第二单向阀、能量回收单元、第三单向阀、低压原液进口、浓缩液排放口和高压浓缩液进口；其余压能量回收再利用的方法是：使反渗透膜出来的高压浓缩液通过不同进液阀交替进入不同能量回收单元，在能量回收单元内利用气体热胀冷缩的原理实现余压能量的回收再利用，使低压原液增压并将增压后的高压原液连续稳定地输送给主罐体。本实用新型能够降低反渗透系统的成本，提高系统的效率和可靠性。
- 海水淡化系统以及能量回收装置-201480017455.2
- 高桥圭瑞;后藤正典;前田和昭 - 株式会社荏原制作所
- 2014-03-28 - 2015-11-11 - B01D61/06
- 本发明涉及从海水中除去盐分而淡化海水的海水淡化系统、以及适用于海水淡化系统(海水淡化设备)的能量回收装置。能量回收装置具备：圆筒形状的腔室(CH)，其在内部具有收容浓缩海水以及海水的空间，并将长度方向铅直地配置；浓缩海水端口(P1)，其设置于腔室(CH)的下部，并用于进行浓缩海水的供给、排出；海水端口(P2)，其设置于腔室(CH)的上部，并用于进行海水的供给、排出；在腔室内配置于浓缩海水端口侧的流阻器(23)；以及在腔室内配置于海水端口侧的流阻器(23)，在浓缩海水端口(P1)或者海水端口(P2)与流阻器(23)之间配置有在中央具备孔的圆板(30)。
- 双作用双活塞杆液压缸能量回收装置-201520245305.9
- 张齐生;于大飞 - 秦皇岛永纯洁海水淡化技术工程有限公司
- 2015-04-22 - 2015-10-07 - B01D61/06
- 本实用新型属于能量回收机械领域，具体地，涉及一种双作用双活塞杆液压缸能量回收装置。双作用双活塞杆液压缸能量回收装置，包括：液压缸、方向控制阀和反渗透膜水处理装置。相对于现有技术，本实用新型结构简单，工作可靠；通过模块化的设计，使安装、调试、维护方便；可广泛应用在海水淡化，污水处理等多种水处理的设备中；可以实现高效的能量回收，能量回收率大于90%，大大降低能耗；通过改变液压缸的结构参数可实现与不同通过率的反渗透膜匹配工作；在对需要处理的水加压时利用外力和废弃水中残余的压力能共同作用，可大大减少对外力的需求，实现废弃水中的能量回收，降低能耗。
- 专利分类
