CN103339433B - 用于两股流动处理的分离式压力容器 - Google Patents

Abstract

一种用于处理遭遇能量交换装置的两股流动的分离式压力容器，其由两个相对面向的端帽(1、2)组成，每个都具有用于低压(3、5)的侧端口，和优选与侧端口在同一平面内的一个轴向端口(4、6)。每个端帽具有用于高压(17、22)的内部结构上集成的歧管，和连接到内部能量交换装置的轴向端口的低压歧管(19、24)。一个端帽的高压侧可结构上可与具有潜水马达或外部马达的循环泵或增压器(26)集成。

Description

用于两股流动处理的分离式压力容器

技术领域

本发明涉及流体处理，并且特别是用于两种流体之间能量交换的压力容器。具体地，本发明涉及组织为形成能量交换装置的压力容器的两个相对端帽的压力容器。

背景技术

用于能量交换装置的压力容器，如热交换器已经长期应用于工业。在过去10-15年，称为压力交换器的新型能量交换装置已经商业化。该装置已经适于通过反渗透被用于膜分离的标准商业复合压力容器。

这类压力容器是为从端部插入单个或多个膜模块而不移除压力容器设计，但这不是容纳能量交换装置必须的。因此，其变成具有两种不同流体流的进入和排出需要的多个密封件的庞大的解决方案。这类密封件易于在一定时间后形成泄露并需要更换。

复合容器需要过大地设置尺寸和重量从而解决增强纤维在大约25年的寿命内逐渐断裂问题。为了固定端帽，容器需要显著延长，这导致生产量的大量损失，因为能量交换装置仅需要很短的净长度。

此外，期望设置进入或排出流过压力容器的侧端口。对于复合容器，这一点特别具有挑战性，因为端口不能具有非常大的直径而不显著增加壁体厚度、增加重量以及成本。

美国专利No.7306437公开了具有薄壁金属压力容器的压力交换器，其容纳铸造或焊接的两个侧端口。压力容器由含四个端口中的三个端口的段制成，而端帽提供第四个端口。

虽然该设计消除了使用复合压力容器的许多顾虑，但其具有一些重要限制。该设计不允许径向流通过低压流体的侧端口，而这对于集成用于高压流的循环泵是期望的。流经侧端口陶瓷端盖的直接低压流产生密封困难的问题和/或端盖的破坏性不对称侧负载。

而且，长容器会在铸造时在内部机械加工和尺寸方面产生制造问题。

发明内容

因此，需要不具有上述现有能量交换的压力容器的缺点的压力容器。因此，本发明至少一个目的是提供不被前述缺点阻碍的压力容器。

根据本发明的至少一个实施例，提供了适于与用于高压流的循环泵集成的能量交换装置的压力容器。根据该实施例的压力容器将低压流转移到侧端口中并提供成直列式直轴向（in-linestraightaxial）高压流导管，其中一个端帽被机械集成至循环泵。

根据本发明的至少一个实施例，提供了具有改进的制造效率的能量交换装置的压力容器。根据该实施例的压力容器由与密封件机械连接的两个相对面向的端帽组成，每个都具有用于一股流的一个进口和一个出口。

根据本发明至少一个实施例，提供了用于能量交换装置的压力容器，其不会形成通过密封件的外部泄露。根据该实施例的压力容器优选具有铸造和焊接的端帽，其带有结构集成的端口。

本发明的这些和其他实施例和优点可单个采用或选择性组合，并可结合附图，从下面的详细描述中明显看出，附图以示例方式示出本发明的原理。

附图说明

图1是根据本发明至少一个实施例处理两股流的分离式压力容器的外部分解透视图；

图2是根据图1中所示的示例性实施例具有压力交换器的压力容器的部分和全剖视透视图；

图3是由与一个端帽集成的潜水马达驱动的循环泵的剖视透视图；

图4是与一个端帽集成并由外部马达驱动的循环泵的剖视透视图。

具体实施方式

下面的描述是为了实现通过提供涉及用于从一种流体流到另一种流体流的能量交换的改进压力容器的大量具体实施例和细节所描述的实施例的透彻理解。然而，应该理解，本发明不限于这些具体实施例和细节，这些实施例和细节仅是示例性的。进一步可以理解，本领域技术人员在考虑到已知系统和方法后可根据具体设计和其他需要，在任意数目的替换实施例中使用本发明用于其目标用途和利益。

现在参考图1，根据本发明至少一个实施例的分离式压力容器的外部实施例被图示说明。图中所示的压力容器包括两个优选细长的端帽1和2，用于将流体流分开，其中第一端帽具有用于第一流A的低压出流3的侧端口和基本平行于两个端帽的共同中心轴线并优选与侧端口在同一平面内的第一流A’的高压进口4的轴向端口。

第二端帽具有优选与第一端帽侧端口在同一平面中的第二流B’的低压入流5的侧端口。第二流B具有基本与两个端帽中心轴线平行的高压出流6的轴向端口。

每个端帽具有带有孔9的凸缘7和8，以便螺栓10连接两个端帽从而形成压力容器。凸缘中的一个具有用于环12的肩部或凹槽11从而形成端帽之间的面密封。虽然图中没有示出，但任何已知的将端帽机械固定到一起的方法，例如但不限于槽配合，可作为本发明的一部分考虑。而且，注意所有端口被铸造或焊接至端帽，而无需任何额外密封件。

图2示出分离式压力容器的具体实施例，其具有内部压力交换器组件13，该内部压力交换器组件13具有用于第一流的端盖14和用于第二流的另一端盖15。用于第一流的端盖具有一个轴向高压入流端口16，其直接连接至第一端帽的结构上集成的高压歧管17，并且轴向低压出流端口18直接连接至第一端帽的结构上集成的出流歧管19，其具有与高压侧隔离的静态密封件20。

第二流的端盖具有一个轴向高压出流端口21，其直接连接至第二端帽的结构上集成的高压歧管22，并且轴向低压入流端口23直接连接至第一端帽的结构上集成的进口歧管24，其具有与高压侧隔离的静态密封件25。

图3示出具有集成的循环泵26的第二端帽2，所述循环泵26由通过安装框架29被附接至泵的潜水马达27驱动。高压出流歧管22排出流至泵外壳28的潜水马达端部。泵26被附接在排出端口盖30处。泵外壳28与第二端帽2集成铸造或焊接，并具有用于附接出流端口盖的凸缘，其具有优选与轴向入流端口16和侧端口3和5在同一平面内的轴向出流端口31。

循环泵或增压器可以是任何种类的合适泵，包括但不限于多级离心泵。如果泵是可逆式的则对于压力交换器来说特别有用的。压力交换器最常与反向渗透装置一起使用，其可接受不同的进水，包括但不限于具有相当结垢潜力的海水。如果流可周期性地反向通过膜逆流，则清洁可被省略或大幅度减少或避免昂贵的预处理。如果这样，则可使用较便宜的地表进水，而不是昂贵的钻井。

图4示出具有集成的循环泵32的第二端帽2，所述循环泵32由外部马达33驱动。高压出流歧管22排出流至泵外壳35的进口34中。泵外壳36的进口侧是端帽2通过铸造或焊接的结构上集成部件。排出侧37通过带螺栓的凸缘或类似方法和密封件38被连接至进口侧36。泵轴39装配有高压旋转面密封件40。来自泵的高压流通过泵出口41排出。

美国专利7306437整体通过引用合并于此。

Claims (17)

1.一种压力容器，其包括：

第一端帽，其具有用于第一流的低压出流的侧端口；以及

第二端帽，其具有用于基本平行于由所述第一端帽和所述第二端帽形成的共同中心轴线的第二流的高压出流的轴向端口，

其中所述第一端帽或所述第二端帽机械集成至循环泵，所述循环泵具有与所述侧端口和所述轴向端口在同一平面内的出流端口。

2.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述第一端帽具有用于基本与所述第一和第二端帽形成的共同中心轴线平行的第一流的高压进口的轴向端口。

3.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述第二端帽具有用于第二流的低压流入流的侧端口。

4.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述压力容器将低压流转移到所述侧端口中。

5.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述第一和第二端帽以密封件机械连接。

6.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述第一和第二端帽是可分离的。

7.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述压力容器提供成直列式直轴向高压流导管。

8.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述第一端帽或第二端帽永久机械集成至所述循环泵。

9.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述第一端帽和所述第二端帽是细长的。

10.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述第一端帽和所述第二端帽通过凸缘、静态密封件、槽配合或它们的任何组合而连接。

11.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述循环泵是潜水泵。

12.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述循环泵具有带有轴密封件的外部马达，所述轴密封件承受所述流的高压。

13.根据权利要求11所述的压力容器，其中所述潜水泵具有马达，所述马达由腐蚀性较低的流浸湿。

14.根据权利要求1所述的压力容器，其中所述循环泵能够使流向反向。

15.一种压力容器，其包括：

第一端帽，其具有用于第一流的高压入流的轴向端口，

第二端帽，其具有用于第二流的低压入流的侧端口，

其中所述第一流基本平行于由所述第一端帽和所述第二端帽形成的共同中心轴线，

其中所述第一端帽或所述第二端帽机械集成至循环泵，所述循环泵具有与所述侧端口和所述轴向端口在同一平面内的出流端口。

16.根据权利要求15所述的压力容器，其中所述第一端帽具有用于所述第一流的低压出流的侧端口。

17.根据权利要求15所述的压力容器，其中所述第二端帽具有用于与两个端帽的共同中心轴线基本平行的第二流的高压出流的轴向端口。