CN104310619B - 一种氧化铈铬合金由任接装置获取淡水方法 - Google Patents

一种氧化铈铬合金由任接装置获取淡水方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于利用能量交换设备在海水淡化装置中的应用方法,一种氧化铈铬合金由任接装置获取淡水方法,作为改进:获取淡水方法包括以下步骤:第一步,棘轮两齿圆棒制作;第二步,由任结构离合轴增压器组装;第三步,由任结构离合轴增压器管路连接;第四步,应用由任结构离合轴增压器在海水淡化装置中获取淡水的运行过程。本发明的关键零部件,棘轮两齿圆棒采用以尼龙66树脂为主要成分的复合66尼龙材质,其受冲击应力小于不锈钢轴承材质,确保花键泵轴与水机双弧轴之间的离合传递比较平稳;动密封件的花键输入轴在外圆表面激光喷涂有一层铬合金硬质耐腐材料,动摩擦承载件的水泵轴承和水机轴承整体材质为氧化铈陶瓷,既耐腐蚀又耐磨损。

Description

一种氧化铈铬合金由任接装置获取淡水方法
技术领域
本发明属于利用能量交换设备在海水淡化装置中的应用方法,国际专利分类为C02F,具体涉及反渗透海水淡化系统中关于能量回收设备的一种氧化铈铬合金由任接装置获取淡水方法。
背景技术
填海造岛,为当代海洋经济之首举,早期海水淡化采用蒸馏法,如多级闪蒸技术,能耗在9.0kWh/m3,20世纪70年代反渗透海水淡化技术投入应用,从80年代初以前建成的多数反渗透海水淡化系统的过程能耗6.0kWh/m3,其最主要的改进是将处理后的高压浓盐水的能量有效回收利用。
当今世界在海水淡化领域液体能量回收利用的压力交换器主要有以下两种:
1.传统的活塞液压缸结构类似柱塞泵,优点是工作液体介质与废弃高压液体不直接接触,最高效率可达95%,缺点液压缸结构的活塞以及活塞杆自身都有很大的摩擦功耗,特别是活塞杆的往复密封技术最难达到理想效果,实际效率往往低于90%,特别是摩擦损耗导致设备停机频繁、维护费用高。专利号:2010102952.2,于2010年7月21日公布的我国发明专利:用于海水淡化系统的差动式能量回收装置及方法,就属于传统活塞液压缸结构;
2.其它形式——国际上对海水淡化投入较早的其它发达国家,如:德国、日本、英国、美国、荷兰、瑞典、挪威以及丹麦等,都未能在压力交换方面获得理想、完美结构,其实际交换效率也都没有超过75%,且配套工程庞大,外来电器驱动和切换阀门等控制元件过多导致意外事故频繁发生,最终导致大幅度增大设备投资和日常管理维护等额外费用;
3.最新应用的水泵水轮机,虽然在能量回收关键技术上具备诸多优点,但因其水泵叶轮与水轮机转轮处于同轴结构,导致启动功率大,而且还容易发生启动事故。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种以由任结构离合轴增压器作为关键技术,可将原本要废弃的高压液体能量再次转换利用,具备显著节能的获取淡水方法。
一种氧化铈铬合金由任接装置获取淡水方法,包括海底过滤器、低压水泵、低压泵电机、预处理装置、由任结构离合轴增压器、反渗透膜组件、活性碳吸附罐以及饮用水储存罐,所述的海底过滤器与所述的低压水泵之间由低压泵吸管连接,所述的低压水泵输入轴连接着所述的低压泵电机,所述的低压水泵与所述的预处理装置之间由低压泵排管连接,所述的预处理装置与所述的由任结构离合轴增压器的由任吸入接口之间由低压管路连接,所述的由任结构离合轴增压器的花键输入轴外端固定连接着变频电机输出端;所述的由任结构离合轴增压器的由任排出接口与所述的反渗透膜组件前腔的高压进口之间连接有高压管路,所述的反渗透膜组件后腔的淡化水出口依次连接着所述的活性碳吸附罐和所述的饮用水储存罐;所述的低压泵吸管上串联有垂直止回阀,所述的低压管路上串联有水平止回阀;所述的由任结构离合轴增压器的由任回压接口与所述的反渗透膜组件前腔的截留水出口之间连接有回压管路,所述的由任结构离合轴增压器的由任排泄口处有排泄管路;所述的反渗透膜组件前腔在所述的高压进口与所述的截留水出口之间有导流隔板;所述的由任结构离合轴增压器整体还包括由任接口主体、花键泵轴、水机双弧轴、水机转轮、水泵叶轮、水泵轴承、水机轴承、吸入由任端盖和回压由任端盖以及吸入由任外圈、排出由任外圈、排泄由任外圈和回压由任外圈;所述的花键泵轴下端的挡肩端轴表面与所述的水机双弧轴上端面凹孔侧的两个离合孔斜弧面之间都有棘轮两齿圆棒;
所述的挡肩端轴表面和所述的离合孔斜弧面表面均有一层厚度为0.4至0.6毫米的铬合金硬质耐腐材料,所述的水泵轴承和所述的水机轴承整体材质均为氧化铈陶瓷,所述的棘轮两齿圆棒的材质为复合66尼龙,该复合66尼龙由下列重量百分比的组分所构成:尼龙66树脂:82—83、玻璃纤维:5—6、抗老化剂:0.05—0.06、耐磨剂:1.0—1.1、固化剂:5—6、增韧剂:4—5,余量为阻燃剂或抗静电剂;
作为改进:获取淡水方法还包括以下步骤:
第一步,所述的棘轮两齿圆棒制作:
(一)、取尼龙66树脂颗粒料放入容器中加热至258-262°C,使其熔成液态状;
(二)、在液态状的尼龙66树脂中加入玻璃纤维、抗老化剂、耐磨剂、增韧剂、阻燃剂或抗静电剂;
(三)、将加入上述助剂的液态尼龙倒入反应釜中再次加热并抽真空至280-282Pa帕斯卡,将液态状的尼龙66树脂中水分去掉;
(四)、将抽出水分的尼龙66树脂液体加入固化剂后,倒入以高速旋转的圆筒模具中,加热成型;
(五)、冷却出模,并将出模的尼龙圆棒放置入0.8MPa(兆帕)高压容器中,高压容器中的沸腾液加热至146-148°C,尼龙圆棒在146-148°C的沸腾液体中进行热处理以消除内应力;
(六)、机加工截成所需长度的棒状,并将已经截成所需长度的圆棒两端倒角有0.5×45度,棘轮两齿圆棒加工完毕;
第二步,所述的由任结构离合轴增压器组装:
(一)、将所述的花键泵轴和所述的水机双弧轴分别人工降温至零下124至125度,并持续至12分钟取出,1分钟之内将一对所述的水泵轴承和一对所述的水机轴承分别套在泵上轴承段和泵下轴承段以及机上轴承段和机下轴承段上;将装有一对所述的水泵轴承的所述的花键泵轴从水泵蜗壳侧整体放置在壳体内孔之中,将装有一对所述的水机轴承的所述的水机双弧轴从水机蜗壳侧整体放置在所述的壳体内孔之中,同时,将两根所述的棘轮两齿圆棒放置在所述的挡肩端轴与两个所述的离合孔斜弧面之间;
(二)、一对轴承紧固圈分别旋转在所述的壳体内孔两侧的壳体内螺纹上,由专用套筒调整工具对准操作盲孔调整到位,确保所述的水泵叶轮和所述的水机转轮同时分别精确位于所述的水泵蜗壳和所述的水机蜗壳之中;
(三)、所述的水机转轮上的转轮内螺纹与所述的水机双弧轴下方侧的机螺纹段旋转配合预紧,当转轮光孔上的九个转轮螺孔中的一个所述的转轮螺孔与机端光轴上的两个光轴销孔中的任何一个所述的光轴销孔对准时,将止退销钉外螺纹段与所述的转轮螺孔旋转紧固,使得所述的止退销钉圆柱销段与所述的光轴销孔之间为滑动配合;
(四)、所述的回压由任端盖上的机盖台阶面与所述水机蜗壳上的水机端孔对准密闭紧固在一起;
(五)、所述的吸入由任端盖上的泵盖台阶面与所述的水泵蜗壳上的泵头端孔对准密闭紧固在一起;
第三步,所述的由任结构离合轴增压器管路连接:
(一)、预先将所述的吸入由任外圈上的吸入圈凹台阶环套入所述的低压管路端头上的吸管台阶凸环,再将所述的低压管路端头上的吸管由任弧面对准所述的由任吸入接口上的吸入由任斜面,最后将所述的吸入由任外圈上的吸入圈内螺纹与所述的由任吸入接口上的吸入外螺纹螺旋拧紧,使得所述的吸管由任弧面与所述的吸入由任斜面紧贴密封;
(二)、预先将所述的排出由任外圈上的排出圈台阶凹环套入所述的高压管路端头上的高压管台阶凸环,再将所述的高压管路端头上的高压管由任弧面对准所述的由任排出接口上的排出由任斜面,最后将所述的排出由任外圈上的排出圈内螺纹与所述的由任排出接口上的排出外螺纹螺旋拧紧,使得所述的高压管由任弧面与所述的排出由任斜面紧贴密封;
(三)、预先将所述的排泄由任外圈上的排泄圈台阶凹环套入所述的排泄管路端头上的排泄管台阶凸环,再将所述的排泄管路端头上的排泄管由任弧面对准所述的由任排泄口上的排泄由任斜面,最后将所述的排泄由任外圈上的排泄圈内螺纹与所述的由任排泄口上的排泄外螺纹螺旋拧紧,使得所述的排泄管由任弧面与所述的排泄由任斜面紧贴密封;
(四)、预先将所述的回压由任外圈上的回压圈台阶凹环套入所述的回压管路端头上的回压管台阶凸环,再将所述的回压管路端头上的回压管由任弧面对准所述的由任回压接口上的回压由任斜面,最后将所述的回压由任外圈上的回压圈内螺纹与所述的由任回压接口上的回压外螺纹螺旋拧紧,使得所述的回压管由任弧面与所述的回压由任斜面紧贴密封;
第四步,应用由任结构离合轴增压器在海水淡化装置中获取淡水的运行过程:
(一)、开启所述的低压泵电机输出端驱动所述的低压水泵旋转,吸取退潮海水依次经过所述的海底过滤器、所述的低压泵吸管、所述的低压泵排管后注入到所述的预处理装置中备用;再启动变频电机大功率驱动所述的由任结构离合轴增压器,带动所述的水泵叶轮高速旋转,从所述的由任排出接口排出压力高达5.7MPa的高压清海水再从所述的高压进口注入到所述的反渗透膜组件前腔,其中33%至34%的高压清海水能渗透穿越所述的反渗透膜组件的高密度渗透膜后并成为净化淡水从所述的反渗透膜组件后腔的淡化水出口出来,注入到所述的活性碳吸附罐再次净化后流入到所述的饮用水储存罐中备用;
(二)、被所述的高密度渗透膜截留的66%至67%高压浓盐水对所述的水机转轮产生作用时,推动所述的水机转轮高速旋转,水机转轮致使所述的水机双弧轴作顺时针旋转且快于所述的花键泵轴旋转速度,带动所述的棘轮两齿圆棒切入到所述的离合孔斜弧面与所述的挡肩端轴之间的狭窄之处,使得所述的水机双弧轴与所述的花键泵轴相结合同步旋转;经能量交换后的66%至67%高压浓盐水从所述的由任排泄口处连接到所述的排泄管路上排放掉。
作为进一步改进:经能量交换后的66%至67%高压浓盐水从所述的由任排泄口处连接到排泄管路,再继续连接到工业用盐基地作为工业用盐原料。
本发明的有益效果是:
本发明的关键零部件,棘轮两齿圆棒采用以尼龙66树脂为主要成分的复合66尼龙材质,且制作工艺独特,其受冲击应力小于不锈钢轴承材质,确保花键泵轴与水机双弧轴之间的离合传递比较平稳;动密封件的花键输入轴在外圆表面激光喷涂有一层铬合金硬质耐腐材料,动摩擦承载件的水泵轴承和水机轴承整体材质为氧化铈陶瓷,既耐腐蚀又耐磨损;
本发明整体结构采用由任连接密闭固定安装方便,可适应管路有一定的弯度,都能自由任意连接固定。且花键泵轴和水机双弧轴为同轴设置,特别是花键泵轴上的挡肩端轴与水机双弧轴上的每一个离合孔斜弧面之间都有棘轮两齿圆棒,实现了以下两点最突出的优点:
启动阶段水机转轮还没有受到被高密度渗透膜截留的66%至67%高压浓盐水作用时,花键泵轴作顺时针启动旋转,带动棘轮两齿圆棒滑到棘轮档位面,这时的棘轮两齿圆棒位于离合孔斜弧面与挡肩端轴之间的宽阔之处,而使得花键泵轴与水机双弧轴脱离,花键泵轴旋转不会带动水机双弧轴旋转,花键泵轴33完全由变频电机70控制;
当被高密度渗透膜截留的66%至67%高压浓盐水对水机转轮产生作用时,借用水机转轮上的转轮叶片布置角度与所述的水机双弧轴旋转中心轴线成44度夹角,推动水机转轮高速旋转,水机双弧轴作顺时针旋转且略快于花键泵轴旋转速度,动棘轮两齿圆棒切入到离合孔斜弧面与挡肩端轴之间的狭窄之处,而使得花键泵轴与水机双弧轴相结合,助推花键泵轴旋转,分担了变频电机负荷达52%,实现了降能目的。
本发明在反渗透膜组件前腔的高压进口与截留水出口之间有导流隔板,使得注入到反渗透膜组件前腔的高压清海水与高密度渗透膜充分接触。被高密度渗透膜截留的66%至67%高压浓盐水从所述的截留水出口流出注入到由任回压接口里参与能量转换,使得经反渗透海水淡化系统所获取每立方淡水的过程电耗降到3.3度。
附图说明
图1是本发明关键技术的由任结构离合轴增压器60的剖面示意图。
图2是图1中的花键泵轴33与水机双弧轴38结合处局部放大示意图。
图3是图2中的A-A剖面图,花键泵轴33与水机双弧轴38处于脱离状态。
图4是图2中的A-A剖面图,花键泵轴33与水机双弧轴38处于结合状态。
图5是本发明的应用示意图。
图6是图1中的吸入由任外圈54剖面示意图。
图7是图1中的低压管路56端头上的吸管由任弧面561和吸管台阶凸环156剖面示意图。
图8是图1中的排出由任外圈99剖面示意图。
图9是图1中的高压管路94端头上的高压管由任弧面941和高压管台阶凸环194剖面示意图。
图10是图1中的排泄由任外圈58剖面示意图。
图11是图1中的排泄管路28端头上的排泄管由任弧面281和排泄管台阶凸环128剖面示意图。
图12是图1中的回压由任外圈59剖面示意图。
图13是图1中的回压管路87端头上的回压管由任弧面781和回压管台阶凸环178剖面示意图。
图14是图1中的轴承紧固圈75剖面示意图。
图15是图14中的轴承紧固圈75俯视图。
图16是图1中的水泵螺母72所处局部放大剖面示意图。
图17是图16中的B-B剖面图。
图18是图16中的C-C剖面图。
图19是图16中的D-D剖面图。
图20是图16中花键输入轴77的花键齿孔71部位放大图。
图21是图16中花键泵轴33的泵平键段34以及传动平键11部位放大图。
图22是图1中的止退销钉19所处局部放大剖面示意图。
图23是图22中的E-E剖面图。
图24是图22中花键泵轴33的机螺纹段36部位放大图。
图25是图22中水机转轮88的转轮内螺纹26部位剖面放大图。
图26是图1中的由任接口主体61剖面示意图。
图27是图1中的吸入由任端盖41剖面示意图。
图28是图1中的回压由任端盖81剖面示意图。
图29是复合66尼龙与不锈钢材质轴承的冲击应力对比曲线图。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明在反渗透海水淡化系统中的应用方法作进一步阐述:
一种氧化铈铬合金由任接装置获取淡水方法,包括海底过滤器10、低压水泵20、低压泵电机30、预处理装置50、由任结构离合轴增压器60、反渗透膜组件90、活性碳吸附罐78以及饮用水储存罐79,所述的海底过滤器10与所述的低压水泵20之间由低压泵吸管21连接,所述的低压水泵20输入轴连接着所述的低压泵电机30,所述的低压水泵20与所述的预处理装置50之间由低压泵排管25连接,所述的预处理装置50与所述的由任结构离合轴增压器60的由任吸入接口65之间由低压管路56连接,所述的由任结构离合轴增压器60的花键输入轴77外端固定连接着变频电机70输出端;所述的由任结构离合轴增压器60的由任排出接口69与所述的反渗透膜组件90前腔的高压进口96之间连接有高压管路94,所述的反渗透膜组件90后腔的淡化水出口92依次连接着所述的活性碳吸附罐78和所述的饮用水储存罐79;所述的低压泵吸管21上串联有垂直止回阀40,所述的低压管路56上串联有水平止回阀80;所述的由任结构离合轴增压器60的由任回压接口89与所述的反渗透膜组件90前腔的截留水出口98之间连接有回压管路87,所述的由任结构离合轴增压器60的由任排泄口82处有排泄管路28;所述的反渗透膜组件90前腔在所述的高压进口96与所述的截留水出口98之间有导流隔板97;所述的由任结构离合轴增压器60整体还包括由任接口主体61、花键泵轴33、水机双弧轴38、水机转轮88、水泵叶轮44、水泵轴承73、水机轴承42、吸入由任端盖41和回压由任端盖81以及吸入由任外圈54、排出由任外圈99、排泄由任外圈58和回压由任外圈59;所述的花键泵轴33下端的挡肩端轴57表面与所述的水机双弧轴38上端面凹孔侧的两个离合孔斜弧面49之间都有棘轮两齿圆棒308;
所述的挡肩端轴57表面和所述的离合孔斜弧面49表面均有一层厚度为0.4至0.6毫米的铬合金硬质耐腐材料,所述的水泵轴承73和所述的水机轴承42整体材质均为氧化铈陶瓷,所述的棘轮两齿圆棒308的材质为复合66尼龙,该复合66尼龙由下列重量百分比的组分所构成:尼龙66树脂:82—83、玻璃纤维:5—6、抗老化剂:0.05—0.06、耐磨剂:1.0—1.1、固化剂:5—6、增韧剂:4—5,余量为阻燃剂或抗静电剂;
作为改进::获取淡水方法还包括以下步骤:
第一步,所述的棘轮两齿圆棒308制作:
(一)、取尼龙66树脂颗粒料放入容器中加热至258—262°C,使其熔成液态状;
(二)、在液态状的尼龙66树脂中加入玻璃纤维、抗老化剂、耐磨剂、增韧剂、阻燃剂或抗静电剂;
(三)、将加入上述助剂的液态尼龙倒入反应釜中再次加热并抽真空至280-282Pa帕斯卡,将液态状的尼龙66树脂中水分去掉;
(四)、将抽出水分的尼龙66树脂液体加入固化剂后,倒入以高速旋转的圆筒模具中,加热成型;
(五)、冷却出模,并将出模的尼龙圆棒放置入0.8MPa(兆帕)高压容器中,高压容器中的沸腾液加热至146-148°C,尼龙圆棒在146-148°C的沸腾液体中进行热处理以消除内应力;
(六)、机加工截成所需长度的棒状,并将已经截成所需长度的圆棒两端倒角有0.5×45度,棘轮两齿圆棒308加工完毕;
第二步,所述的由任结构离合轴增压器60组装:
(一)、将所述的花键泵轴33和所述的水机双弧轴38分别人工降温至零下124至125度,并持续至12分钟取出,1分钟之内将一对所述的水泵轴承73和一对所述的水机轴承42分别套在泵上轴承段35和泵下轴承段37以及机上轴承段51和机下轴承段52上;将装有一对所述的水泵轴承73的所述的花键泵轴33从水泵蜗壳67侧整体放置在壳体内孔63之中,将装有一对所述的水机轴承42的所述的水机双弧轴38从水机蜗壳66侧整体放置在所述的壳体内孔63之中,同时,将两根所述的棘轮两齿圆棒308放置在所述的挡肩端轴57与两个所述的离合孔斜弧面49之间;
(二)、一对轴承紧固圈75分别旋转在所述的壳体内孔63两侧的壳体内螺纹62上,由专用套筒调整工具对准6个操作盲孔76调整到位,确保所述的水泵叶轮44和所述的水机转轮88同时分别精确位于所述的水泵蜗壳67和所述的水机蜗壳66之中;
(三)、所述的水机转轮88上的转轮内螺纹26与所述的水机双弧轴38下方侧的机螺纹段36旋转配合预紧,当转轮光孔29上的九个转轮螺孔15中的一个所述的转轮螺孔15与机端光轴39上的两个光轴销孔16中的任何一个所述的光轴销孔16对准时,将止退销钉19外螺纹段与所述的转轮螺孔15旋转紧固,使得所述的止退销钉19圆柱销段与所述的光轴销孔16之间为滑动配合;就能确保止退销钉19同时对准转轮螺孔15和光轴销孔16,实现水机转轮88相对于花键泵轴33可承受正反转而不会松开,快捷安全;
(四)、所述的回压由任端盖81上的机盖台阶面86与所述水机蜗壳66上的水机端孔68对准密闭紧固在一起;水泵叶轮44通孔上的键槽对准泵平键段34上的传动平键11压入,水泵叶轮44的通孔内圆22与泵平键段34外圆采用过渡配合;水泵螺母72与泵螺纹段32旋转紧固;
(五)、所述的吸入由任端盖41上的泵盖台阶面46与所述的水泵蜗壳67上的泵头端孔64对准密闭紧固在一起;花键输入轴77的花键齿孔71由外向内穿越吸入由任端盖41上的泵盖轴孔47,借用泵盖轴孔47上有填料密封槽74中有密封圈挤压着花键输入轴77外圆面构成动密封;利用花键凹齿13的端口有1×45度的凹齿坡口23,以及花键凸齿14的端口有1×45度的凸齿坡口24,将花键齿孔71对准导入到花键齿轴31上;
第三步,所述的由任结构离合轴增压器60管路连接:
(一)、预先将所述的吸入由任外圈54上的吸入圈凹台阶环154套入所述的低压管路56端头上的吸管台阶凸环156,再将所述的低压管路56端头上的吸管由任弧面561对准所述的由任吸入接口65上的吸入由任斜面43,最后将所述的吸入由任外圈54上的吸入圈内螺纹541与所述的由任吸入接口65上的吸入外螺纹45螺旋拧紧,使得所述的吸管由任弧面561与所述的吸入由任斜面43紧贴密封;
(二)、预先将所述的排出由任外圈99上的排出圈台阶凹环199套入所述的高压管路94端头上的高压管台阶凸环194,再将所述的高压管路94端头上的高压管由任弧面941对准所述的由任排出接口69上的排出由任斜面53,最后将所述的排出由任外圈99上的排出圈内螺纹991与所述的由任排出接口69上的排出外螺纹55螺旋拧紧,使得所述的高压管由任弧面941与所述的排出由任斜面53紧贴密封;
(三)、预先将所述的排泄由任外圈58上的排泄圈台阶凹环158套入所述的排泄管路28端头上的排泄管台阶凸环128,再将所述的排泄管路28端头上的排泄管由任弧面281对准所述的由任排泄口82上的排泄由任斜面83,最后将所述的排泄由任外圈58上的排泄圈内螺纹581与所述的由任排泄口82上的排泄外螺纹85螺旋拧紧,使得所述的排泄管由任弧面281与所述的排泄由任斜面83紧贴密封;
(四)、预先将所述的回压由任外圈59上的回压圈台阶凹环159套入所述的回压管路87端头上的回压管台阶凸环178,再将所述的回压管路87端头上的回压管由任弧面781对准所述的由任回压接口89上的回压由任斜面93,最后将所述的回压由任外圈59上的回压圈内螺纹591与所述的由任回压接口89上的回压外螺纹95螺旋拧紧,使得所述的回压管由任弧面781与所述的回压由任斜面93紧贴密封;
第四步,应用由任结构离合轴增压器在海水淡化装置中获取淡水的运行过程:
(一)、开启所述的低压泵电机30输出端驱动所述的低压水泵20旋转,吸取退潮海水依次经过所述的海底过滤器10、所述的低压泵吸管21、所述的低压泵排管25后注入到所述的预处理装置50中备用;再启动变频电机70大功率驱动所述的由任结构离合轴增压器60,带动所述的水泵叶轮44高速旋转,从所述的由任排出接口69排出压力高达5.7MPa的高压清海水再从所述的高压进口96注入到所述的反渗透膜组件90前腔,其中33%至34%的高压清海水能渗透穿越所述的反渗透膜组件90的高密度渗透膜91后并成为净化淡水从所述的反渗透膜组件90后腔的淡化水出口92出来,注入到所述的活性碳吸附罐78再次净化后流入到所述的饮用水储存罐79中备用;
(二)、被所述的高密度渗透膜91截留的66%至67%高压浓盐水对所述的水机转轮88产生作用时,推动所述的水机转轮88高速旋转,水机转轮88致使所述的水机双弧轴38作顺时针旋转且快于所述的花键泵轴33旋转速度,带动所述的棘轮两齿圆棒308切入到所述的离合孔斜弧面49与所述的挡肩端轴57之间的狭窄之处,使得所述的水机双弧轴38与所述的花键泵轴33相结合同步旋转;经能量交换后的66%至67%高压浓盐水从所述的由任排泄口82处连接到所述的排泄管路28上排放掉。
作为进一步改进:经能量交换后的66%至67%高压浓盐水从所述的由任排泄口82处连接到排泄管路28,再继续连接到工业用盐基地208作为工业用盐原料。
作为进一步改进:所述的花键凹齿13深度为54至56毫米,所述的花键凹齿13的齿两侧面宽度为5至6毫米,所述的花键凹齿13的端口有1×45度的凹齿坡口23;所述的花键凸齿14长度为42至44毫米,所述的花键凸齿14的齿两侧面宽度为5至6毫米,所述的花键凸齿14的端口有1×45度的凸齿坡口24,所述的花键凸齿14与所述的花键凹齿13之间为滑动配合,且所述的花键凸齿14与所述的花键凹齿13之间留有外径间隙17和内径间隙27。
实施例中:
0.8MPa高压容器中加热至146-148°C的沸腾液体采用蒸馏水;花键凹齿13深度为55毫米,花键凹齿13的齿两侧面宽度为5.5毫米,精度公差为H6,花键凸齿14长度为43毫米,花键凸齿14的齿两侧面宽度为5.5毫米,精度公差为g5。
轮离合圆柱棒308所采用的高强度复合66尼龙由下列重量百分比的组分所构成:尼龙66树脂:82.5、玻璃纤维:5.5、抗老化剂:0.055、耐磨剂:1.05、固化剂:5.5、增韧剂:4.5,余量为阻燃剂或抗静电剂。玻璃纤维为无碱玻璃纤维,可以是长玻纤或短玻纤,或长玻纤与短玻纤并用;抗老化剂为碳黑;耐磨剂为二硫化钼;固化剂为甲苯二异氰酸酯;增韧剂采用非极性高分子与不饱和酸接枝物,非极性高分子为聚乙烯,不饱和酸丙烯酸;其他助剂采用硅烷偶联剂。
挡肩端轴57表面和离合孔斜弧面49表面均有一层厚度为0.5毫米的铬合金硬质耐腐材料,铬合金硬质耐腐材料由如下重量百分比的元素组成:Cr:37、Al:5.3、Cu:3.3、W:3.2、Sn:2.7、Ni:1.7、Mo:1.2,余量为Fe及不可避免的杂质;所述杂质的重量百分比含量为:C为0.06、Si为0.11、Mn为0.15、S为0.02、P为0.01;
水泵轴承73和水机轴承42中的CeO2(氧化铈)复合材料、矿化剂MgO(氧化镁)、BaCO3(碳酸钡)及结合粘土各组分的重量百分比含量为CeO2:95;MgO:1.35;BaCO3:1.55;结合粘土:2.1。
由任结构离合轴增压器内部结构:
所述的由任接口主体61上下两侧分别有水泵蜗壳67和水机蜗壳66,所述的由任接口主体61上的壳体内孔63两侧都有壳体内螺纹62分别对着所述的水泵蜗壳67内腔以及所述的水机蜗壳66内腔;所述的水泵蜗壳67上垂直于所述的壳体内孔63中心线的切线方向上有所述的由任排出接口69,所述的水泵蜗壳67的泵头端孔64与所述的吸入由任端盖41的泵盖台阶面46可拆卸密闭紧固;所述的由任排出接口69上有排出由任斜面53,排出由任斜面53外缘背面是排出外螺纹55;所述的高压管路94端头上有高压管由任弧面941,高压管由任弧面941外缘背面有高压管台阶凸环194,排出由任外圈99上有排出圈内螺纹991和排出圈台阶凹环199,所述的排出圈内螺纹991与所述的排出外螺纹55螺旋配合,所述的排出圈台阶凹环199与所述的高压管台阶凸环194可旋转滑动配合;
所述的水机蜗壳66上垂直于所述的壳体内孔63中心线的切线方向上有所述的由任排泄口82,所述的水机蜗壳66的水机端孔68与所述的回压由任端盖81的机盖台阶面86可拆卸密闭紧固;所述的由任排泄口82上有排泄由任斜面83,排泄由任斜面83外缘背面是排泄外螺纹85,所述的排泄管路28端头上有排泄管由任弧面281,排泄管由任弧面281外缘背面有排泄管台阶凸环128,排泄由任外圈58上有排泄圈内螺纹581和排泄圈台阶凹环158,所述的排泄外螺纹85与所述的排泄圈内螺纹581螺旋配合,所述的排泄圈台阶凹环158与所述的排泄管台阶凸环128可旋转滑动配合;
所述的吸入由任端盖41上有所述的由任吸入接口65与所述的泵盖台阶面46中心轴线成垂直布置,所述的吸入由任端盖41上有泵盖轴孔47与所述的泵盖台阶面46中心轴线成同轴布置,所述的泵盖轴孔47与所述的花键输入轴77之间为间隙配合,所述的泵盖轴孔47上的填料密封槽74中有密封圈挤压着所述的花键输入轴77外圆面;所述的花键输入轴77下端的花键齿孔71与所述的花键泵轴33上端的花键齿轴31之间为轴线可滑动配合;所述的由任吸入接口65上有吸入由任斜面43,吸入由任斜面43外缘背面是吸入外螺纹45,所述的低压管路56端头上有吸管由任弧面561,吸管由任弧面561外缘背面有吸管台阶凸环156,吸入由任外圈54上有吸入圈内螺纹541和吸入圈凹台阶环154,所述的吸入圈内螺纹541与所述的吸入外螺纹45螺旋配合,所述的吸入圈凹台阶环154与所述的吸管台阶凸环156可旋转滑动配合;
所述的回压由任端盖81上有所述的由任回压接口89与所述的机盖台阶面86中心轴线成同轴布置,所述的由任回压接口89上有回压由任斜面93,回压由任斜面93外缘背面是回压外螺纹95,所述的回压管路87端头上有回压管由任弧面781,回压管由任弧面781外缘背面有回压管台阶凸环178,回压由任外圈59上有回压圈内螺纹591和回压圈台阶凹环159,所述的回压外螺纹95与所述的回压圈内螺纹591旋转配合,所述的回压圈台阶凹环159与所述的回压管台阶凸环178可旋转滑动配合;
所述的壳体内孔63上半部分过渡配合固定着一对水泵轴承73外圆,所述的一对水泵轴承73内孔分别过盈配合固定着所述的花键泵轴33的泵上轴承段35和泵下轴承段37;所述的壳体内孔63下半部分过渡配合固定着一对水机轴承42外圆,所述的一对水机轴承42内孔分别过盈配合固定着所述的水机双弧轴38的机上轴承段51和机下轴承段52;所述的花键泵轴33上方侧自上而下依次有所述的花键齿轴31、泵螺纹段32、泵平键段34和所述的泵上轴承段35,所述的花键泵轴33下方侧依次有所述的泵下轴承段37和所述的挡肩端轴57;所述的水机双弧轴38上方侧有所述的机上轴承段51,机上轴承段51端面凹孔侧有两个离合孔斜弧面49,离合孔斜弧面49一侧有棘轮档位面409,离合孔斜弧面49底端有棘轮孔退刀槽48;
所述的水机双弧轴38下方侧依次有所述的机下轴承段52、机螺纹段36以及机端光轴39,所述的挡肩端轴57与每一个所述的离合孔斜弧面49之间有一根棘轮两齿圆棒308,一对所述的轴承紧固圈75外螺纹与所述的壳体内螺纹62调节固定着一对所述的水泵轴承73和一对所述的水机轴承42的轴向位置;所述的水机转轮88的转轮内螺纹26与所述的机螺纹段36螺旋配合紧固;所述的水泵叶轮44的通孔内圆22与所述的泵平键段34外圆过渡配合,所述的花键齿孔71内的花键凹齿13与所述的花键齿轴31上的花键凸齿14之间为滑动配合,所述的花键凹齿13底部有工艺推刀槽18。
图1、图2和图5中,由任结构离合轴增压器60中的水泵叶轮44和水机转轮88分别固定安装在花键泵轴33和水机双弧轴38上,且花键泵轴33和水机双弧轴38为同轴设置,特别是花键泵轴33上的挡肩端轴57与水机双弧轴38上的每一个离合孔斜弧面49之间都有棘轮两齿圆棒308,实现了以下两点最突出的优点:
图1、图3和图5中,启动阶段水机转轮88还没有受到被高密度渗透膜91截留的66%至67%高压浓盐水作用时,花键泵轴33作顺时针启动旋转,带动棘轮两齿圆棒308滑到棘轮档位面409,这时的棘轮两齿圆棒308位于离合孔斜弧面49与挡肩端轴57之间的宽阔之处,而使得花键泵轴33与水机双弧轴38脱离,花键泵轴33旋转不会带动水机双弧轴38旋转,花键泵轴33完全由变频电机70控制;
图1、图4和图5中,当被高密度渗透膜91截留的66%至67%高压浓盐水对水机转轮88产生作用时,借用水机转轮88上的转轮叶片84布置角度与所述的水机双弧轴38旋转中心轴线成44度夹角,推动水机转轮88高速旋转,水机双弧轴38作顺时针旋转且快于花键泵轴33旋转速度,优选为快1个百分点,带动棘轮两齿圆棒308切入到离合孔斜弧面49与挡肩端轴57之间的狭窄之处,而使得花键泵轴33与水机双弧轴38相结合助推花键泵轴33旋转,分担了变频电机70负荷达52%,实现了降能目的。
本发明整体结构采用由任连接密闭固定安装方便,可适应管路有一定的弯度,都能自由任意连接固定。其中由任接口主体61采用两侧中心对称设置有水泵蜗壳67和水机蜗壳66,使得整体作用力得到平衡;特别是由任接口主体61上的壳体内孔63两侧都设置有壳体内螺纹62,配用一对轴承紧固圈75由专用套筒调整工具对准6个操作盲孔76调整到位,确保水泵叶轮44和水机转轮88同时分别精确位于水泵蜗壳67和水机蜗壳66之中,经实验显示其能量转换效率高达68%。
本发明的关键零部件,棘轮两齿圆棒308采用以尼龙66树脂为主要成分的复合66尼龙材质,其受冲击应力小于不锈钢轴承材质,确保花键泵轴33与水机双弧轴38之间的离合传递比较平稳;花键泵轴33的挡肩端轴57和水机双弧轴38的离合孔斜弧面49在外表面均激光喷涂有一层铬合金硬质耐腐材料,动摩擦承载件的水泵轴承73和水机轴承42整体材质为氧化铈陶瓷,达到了既耐腐蚀又耐磨损的理想效果。
图29中横坐标T为时间频率,纵坐标F为冲击应力。由图29的对比曲线可以得出:棘轮两齿圆棒308采用复合66尼龙材质的冲击应力小于不锈钢轴承材质,确保水泵轴承73与水机轴承42之间的离合传递比较平稳。
(表1)氧化铈材质轴承与316不锈钢轴承的耐腐蚀磨损实验数据对比
由表1的对照数据可以得出:氧化铈材质轴承的耐腐蚀抗磨损能力远远强于316不锈钢轴承。
(表2)为挡肩端轴57和离合孔斜弧面49的外表面有铬合金硬质耐腐材料涂层,与常规不锈钢材质的表面粗糙度受损程度实验数据对比
由表2的对照数据可以得出:挡肩端轴57和离合孔斜弧面49的外表面有铬合金硬质耐腐材料涂层的表面粗糙度受损程度远远小于常规不锈钢材质外表面的表面粗糙度受损程度,延长了水泵轴承73和水机轴承42的正常工作时间。
本发明还省却了所有外来电器驱动和切换阀门等控制元件,避免了任何电器意外事故发生,最终达到大幅度减少投资和日常管理维护费用。此外,在反渗透膜组件90前腔的高压进口96与截留水出口98之间有导流隔板97,使得注入到反渗透膜组件90前腔的高压清海水与高密度渗透膜91充分接触。反渗透膜组件90前腔在高压进口96与截留水出口98之间有导流隔板97,使得注入到反渗透膜组件90前腔的高压清海水与高密度渗透膜91充分接触,被高密度渗透膜91截留的66%至67%高压浓盐水从截留水出口98流出注入到由任回压接口89里参与能量转换,使得经反渗透海水淡化系统所获取每立方淡水的过程能耗降到3.3kWh。

Claims (2)

1.一种氧化铈铬合金由任接装置获取淡水方法,包括海底过滤器(10)、低压水泵(20)、低压泵电机(30)、预处理装置(50)、由任结构离合轴增压器(60)、反渗透膜组件(90)、活性碳吸附罐(78)以及饮用水储存罐(79),所述的海底过滤器(10)与所述的低压水泵(20)之间由低压泵吸管(21)连接,所述的低压水泵(20)输入轴连接着所述的低压泵电机(30),所述的低压水泵(20)与所述的预处理装置(50)之间由低压泵排管(25)连接,所述的预处理装置(50)与所述的由任结构离合轴增压器(60)的由任吸入接口(65)之间由低压管路(56)连接,所述的由任结构离合轴增压器(60)的花键输入轴(77)外端固定连接着变频电机(70)输出端;所述的由任结构离合轴增压器(60)的由任排出接口(69)与所述的反渗透膜组件(90)前腔的高压进口(96)之间连接有高压管路(94),所述的反渗透膜组件(90)后腔的淡化水出口(92)依次连接着所述的活性碳吸附罐(78)和所述的饮用水储存罐(79);所述的低压泵吸管(21)上串联有垂直止回阀(40),所述的低压管路(56)上串联有水平止回阀(80);所述的由任结构离合轴增压器(60)的由任回压接口(89)与所述的反渗透膜组件(90)前腔的截留水出口(98)之间连接有回压管路(87),所述的由任结构离合轴增压器(60)的由任排泄口(82)处有排泄管路(28);所述的反渗透膜组件(90)前腔在所述的高压进口(96)与所述的截留水出口(98)之间有导流隔板(97);所述的由任结构离合轴增压器(60)整体还包括由任接口主体(61)、花键泵轴(33)、水机双弧轴(38)、水机转轮(88)、水泵叶轮(44)、水泵轴承(73)、水机轴承(42)、吸入由任端盖(41)和回压由任端盖(81)以及吸入由任外圈(54)、排出由任外圈(99)、排泄由任外圈(58)和回压由任外圈(59);所述的花键泵轴(33)下端的挡肩端轴(57)表面与所述的水机双弧轴(38)上端面凹孔侧的两个离合孔斜弧面(49)之间都有棘轮两齿圆棒(308);
所述的挡肩端轴(57)表面和所述的离合孔斜弧面(49)表面均有一层厚度为0.4至0.6毫米的铬合金硬质耐腐材料,所述的水泵轴承(73)和所述的水机轴承(42)整体材质均为氧化铈陶瓷,所述的棘轮两齿圆棒(308)的材质为复合66尼龙,该复合66尼龙由下列重量百分比的组分所构成:尼龙66树脂:82—83、玻璃纤维:5—6、抗老化剂:0.05—0.06、耐磨剂:1.0—1.1、固化剂:5—6、增韧剂:4—5,余量为阻燃剂或抗静电剂;
其特征是:获取淡水方法还包括以下步骤:
第一步,所述的棘轮两齿圆棒(308)制作:
(一)、取尼龙66树脂颗粒料放入容器中加热至258—262°C,使其熔成液态状;
(二)、在液态状的尼龙66树脂中加入玻璃纤维、抗老化剂、耐磨剂、增韧剂、阻燃剂或抗静电剂;
(三)、将加入上述助剂的液态尼龙倒入反应釜中再次加热并抽真空至280-282Pa(帕斯卡),将液态状的尼龙66树脂中水分去掉;
(四)、将抽出水分的尼龙66树脂液体加入固化剂后,倒入以高速旋转的圆筒模具中,加热成型;
(五)、冷却出模,并将出模的尼龙圆棒放置入0.8MPa(兆帕)高压容器中,高压容器中的沸腾液加热至146-148°C,尼龙圆棒在146-148°C的沸腾液体中进行热处理以消除内应力;
(六)、机加工截成所需长度的棒状,并将已经截成所需长度的圆棒两端倒角有0.5×45度,棘轮两齿圆棒(308)加工完毕;
第二步,所述的由任结构离合轴增压器(60)组装:
(一)、将所述的花键泵轴(33)和所述的水机双弧轴(38)分别人工降温至零下124至125度,并持续至12分钟取出,1分钟之内将一对所述的水泵轴承(73)和一对所述的水机轴承(42)分别套在泵上轴承段(35)和泵下轴承段(37)以及机上轴承段(51)和机下轴承段(52)上;将装有一对所述的水泵轴承(73)的所述的花键泵轴(33)从水泵蜗壳(67)侧整体放置在壳体内孔(63)之中,将装有一对所述的水机轴承(42)的所述的水机双弧轴(38)从水机蜗壳(66)侧整体放置在所述的壳体内孔(63)之中,同时,将两根所述的棘轮两齿圆棒(308)放置在所述的挡肩端轴(57)与两个所述的离合孔斜弧面(49)之间;
(二)、一对轴承紧固圈(75)分别旋转在所述的壳体内孔(63)两侧的壳体内螺纹(62)上,由专用套筒调整工具对准操作盲孔(76)调整到位,确保所述的水泵叶轮(44)和所述的水机转轮(88)同时分别精确位于所述的水泵蜗壳(67)和所述的水机蜗壳(66)之中;
(三)、所述的水机转轮(88)上的转轮内螺纹(26)与所述的水机双弧轴(38)下方侧的机螺纹段(36)旋转配合预紧,当转轮光孔(29)上的九个转轮螺孔(15)中的一个所述的转轮螺孔(15)与机端光轴(39)上的两个光轴销孔(16)中的任何一个所述的光轴销孔(16)对准时,将止退销钉(19)外螺纹段与所述的转轮螺孔(15)旋转紧固,使得所述的止退销钉(19)圆柱销段与所述的光轴销孔(16)之间为滑动配合;
(四)、所述的回压由任端盖(81)上的机盖台阶面(86)与所述水机蜗壳(66)上的水机端孔(68)对准密闭紧固在一起;
(五)、所述的吸入由任端盖(41)上的泵盖台阶面(46)与所述的水泵蜗壳(67)上的泵头端孔(64)对准密闭紧固在一起;
第三步,所述的由任结构离合轴增压器(60)管路连接:
(一)、预先将所述的吸入由任外圈(54)上的吸入圈凹台阶环(154)套入所述的低压管路(56)端头上的吸管台阶凸环(156),再将所述的低压管路(56)端头上的吸管由任弧面(561)对准所述的由任吸入接口(65)上的吸入由任斜面(43),最后将所述的吸入由任外圈(54)上的吸入圈内螺纹(541)与所述的由任吸入接口(65)上的吸入外螺纹(45)螺旋拧紧,使得所述的吸管由任弧面(561)与所述的吸入由任斜面(43)紧贴密封;
(二)、预先将所述的排出由任外圈(99)上的排出圈台阶凹环(199)套入所述的高压管路(94)端头上的高压管台阶凸环(194),再将所述的高压管路(94)端头上的高压管由任弧面(941)对准所述的由任排出接口(69)上的排出由任斜面(53),最后将所述的排出由任外圈(99上的排出圈内螺纹(991)与所述的由任排出接口(69)上的排出外螺纹(55)螺旋拧紧,使得所述的高压管由任弧面(941)与所述的排出由任斜面(53)紧贴密封;
(三)、预先将所述的排泄由任外圈(58)上的排泄圈台阶凹环(158)套入所述的排泄管路(28)端头上的排泄管台阶凸环(128),再将所述的排泄管路(28)端头上的排泄管由任弧面(281)对准所述的由任排泄口(82)上的排泄由任斜面(83),最后将所述的排泄由任外圈(58)上的排泄圈内螺纹(581)与所述的由任排泄口(82)上的排泄外螺纹(85)螺旋拧紧,使得所述的排泄管由任弧面(281)与所述的排泄由任斜面(83)紧贴密封;
(四)、预先将所述的回压由任外圈(59)上的回压圈台阶凹环(159)套入所述的回压管路(87)端头上的回压管台阶凸环(178),再将所述的回压管路(87)端头上的回压管由任弧面(781)对准所述的由任回压接口(89)上的回压由任斜面(93),最后将所述的回压由任外圈(59)上的回压圈内螺纹(591)与所述的由任回压接口(89)上的回压外螺纹(95)螺旋拧紧,使得所述的回压管由任弧面(781)与所述的回压由任斜面(93)紧贴密封;
第四步,应用由任结构离合轴增压器在海水淡化装置中获取淡水的运行过程:
(一)、开启所述的低压泵电机(30)输出端驱动所述的低压水泵(20)旋转,吸取退潮海水依次经过所述的海底过滤器(10)、所述的低压泵吸管(21)、所述的低压泵排管(25)后注入到所述的预处理装置(50)中备用;再启动变频电机(70)大功率驱动所述的由任结构离合轴增压器(60),带动所述的水泵叶轮(44)高速旋转,从所述的由任排出接口(69)排出压力高达5.7MPa的高压清海水再从所述的高压进口(96)注入到所述的反渗透膜组件(90)前腔,其中33%至34%的高压清海水能渗透穿越所述的反渗透膜组件(90)的高密度渗透膜(91)后并成为净化淡水从所述的反渗透膜组件(90)后腔的淡化水出口(92)出来,注入到所述的活性碳吸附罐(78)再次净化后流入到所述的饮用水储存罐(79)中备用;
(二)、被所述的高密度渗透膜(91)截留的66%至67%高压浓盐水对所述的水机转轮(88)产生作用时,推动所述的水机转轮(88)高速旋转,水机转轮(88)致使所述的水机双弧轴(38)作顺时针旋转且快于所述的花键泵轴(33)旋转速度,带动所述的棘轮两齿圆棒(308)切入到所述的离合孔斜弧面(49)与所述的挡肩端轴(57)之间的狭窄之处,使得所述的水机双弧轴(38)与所述的花键泵轴(33)相结合同步旋转;经能量交换后的66%至67%高压浓盐水从所述的由任排泄口(82)处连接到所述的排泄管路(28)上排放掉。
2.根据权利要求1所述的一种氧化铈铬合金由任接装置获取淡水方法,其特征是:经能量交换后的66%至67%高压浓盐水从所述的由任排泄口(82)处连接到排泄管路(28),再继续连接到工业用盐基地(208)作为工业用盐原料。
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