CN105565437B - 基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液体压力能回收技术领域，尤其涉及基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法。该基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法是通过第一切换器、第二切换器以及用于连通第一切换器和第二切换器的管路组配合使用来实现的，能有效保证液体由第一切换器到第二切换器时进行液体压力转换，并将泄压后的液体不断由第二切换器中驱离，从而既实现高压液体的压力能的回收再利用，又使得液体的压力能回收过程形成良好的循环体系，具有系统简单、便于维护的优点，且该方法具有良好的密封效果和压力能回收效率，异形轴的切换方式灵活，使得切换过程平稳、噪音低、安全可靠，可适应多种控制方案。

Description

基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法

技术领域

本发明涉及液体压力能回收技术领域，尤其涉及一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法。

背景技术

反渗透海水淡化、苦咸水淡化、合成氨等众多领域普遍存在高压液体直接排放或节流处理的现象，因其未利用高压的液体的压力能而造成巨大的能源浪费，导致系统能耗大幅增加，如反渗透海水淡化的操作压力为6～8MPa，从反渗透膜排出的高压浓盐水压力仍高达5～6.5MPa，将其直接排放造成的损失约占系统治水成本的30～50％、运行费用的75％。这种情况可通过该种压力能回收方法循环利用，降低系统能耗。

早期的压力能回收方法利用所排放的高压液体驱动水力透平旋转，再通过水力透平增压低压液体，实现了压力能从高压液体到低压液体的转移，但由于该种方法存在能量的转换，因此回收效率普遍不高。

目前最先进的回收方法利用液体的不可压缩性，通过高低压液体的直接接触完成压力能从高压液体到低压液体的转移，压力能回收效率一般在90％以上。该种方法虽然效率高，但由于该种回收方法对压力能回收装置的要求较高，回收系统往往十分复杂、系统控制难度大、运行噪声大、可靠性低。鉴于此，本发明提出了一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，能克服现有压力能回收方法存在的系统复杂、控制难度大、运行噪声大、可靠性低等问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，是通过第一切换器、第二切换器以及用于连通所述第一切换器和第二切换器的管路组配合使用来实现的；

所述第一切换器和第二切换器均包括外壳和异形轴，所述外壳为一个空心的圆柱腔，所述异形轴可旋转的装配于外壳内，以使所述外壳内空心圆柱腔形成两个相互隔离的空腔，外壳的其中一个所述空腔的侧壁上设有第一密封孔、第三密封孔和第一连接孔，另一个所述空腔的侧壁上设有第二密封孔、第四密封孔和第二连接孔，所述第一密封孔、第三密封孔同轴，第二密封孔、第四密封孔同轴，第一密封孔的轴线与第二密封孔的轴线互相平行，且与外壳的轴线在同一平面，所述第一连接孔和第二连接孔均用于将所述第一切换器和第二切换器对应连通，第一连接孔和第二连接孔的轴线互相平行，且与第一密封孔的轴线相差90°，第一连接孔和第二连接孔在第一密封孔轴线与第二密封孔轴线构成的平面的同侧，所述外壳的两个端面的中心还分别开有第一轴孔和第二轴孔；

所述第一密封孔、第二密封孔、第三密封孔和第四密封孔均包括孔套、密封圆柱和弹簧，所述密封圆柱通过弹簧套装于孔套内，且能在孔套中通过压缩所述弹簧进行往复运动；

所述的孔套为圆柱形空腔，其一个端面全开，另一个端面的中心开有液体管孔，该端面在空腔内侧还开有孔套环形凹槽，所述孔套环形凹槽与孔套同轴设置，沿所述孔套环形凹槽圆周向的中心线上布置有孔套弹簧座，所述液体管孔与孔套环形凹槽之间形成环形密封面，所述孔套的侧面还开有径向通孔；

所述密封圆柱的一个端面上开有与所述孔套环形凹槽对应设置的密封圆柱环形凹槽，所述密封圆柱环形凹槽与密封圆柱同轴设置，所述密封圆柱环形凹槽圆周向的中心线上布置有与所述孔套弹簧座对应设置的密封圆柱弹簧座，所述密封圆柱环形凹槽内设有圆形密封面，所述密封圆柱在孔套中进行往复运动时，通过压缩所述弹簧能使得所述环形密封面与圆形密封面接触实现端面密封；

所述的异形轴的中部布置有用于将所述外壳内隔离为两个空腔的隔离圆柱，在所述隔离圆柱的两侧分别设置第一切换轴与第二切换轴，所述第一切换轴与第二切换轴均由半圆柱与半椭圆柱径向连接构成，所述半圆柱的直径等于半椭圆柱的短轴长度，所述半圆柱轴向截面的圆心和所述半椭圆柱轴向截面的圆心重合，且同时位于第一切换轴和第二切换周的轴线上，所述第一切换轴与第二切换轴的相位相差180°，且所述第一切换轴与第二切换轴均与隔离圆柱同轴设置；所述第一切换轴和第二切换轴的端面中心处分别布置有第一固定轴和第二固定轴，所述第一固定轴和第二固定轴能分别装配于所述第一轴孔和第二轴孔内；

所述管路组包括第一连接管路和第二连接管路，所述第一切换器的第一连接孔通过第一连接管路与第二切换器的第一连接孔连通，所述第一切换器的第二连接孔通过第二连接管路与第二切换器的第二连接孔连通；

将所述第三密封孔上的密封圆柱与第一切换轴上半椭圆柱距轴线最远侧面接触作为所述异形轴的初始位置，此时所述第一切换器的第一密封孔、第四密封孔打开，第二密封孔、第三密封孔关闭，第二切换器的第一密封孔、第四密封孔打开，第二密封孔、第三密封孔关闭；

将所述第一密封孔上的密封圆柱与第一切换轴上半椭圆柱距轴线最远侧面接触作为异形轴旋转180°的位置，此时所述第一切换器的第二密封孔、第三密封孔打开，第一密封孔、第四密封孔关闭，第二切换器的第二密封孔、第三密封孔打开，第一密封孔、第四密封孔关闭；

所述第一切换器和第二切换器沿轴线方向上的两个密封孔分别由三通连接，第一切换器的一个三通流入具有压力能的高压回收液，另一个流入的是需要加压的低压液；第二切换器的一个三通流出具有压力能的高压回收液泄压后的低压液，另一个流出的是需要加压的低压液加压后的高压液；

该液体压力能回收方法包括如下步骤：

S1、将所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴均设置为初始状态；

S2、将具有压力能的高压回收液从所述第一密封孔通入第一切换器，然后通过所述第一连接孔进入第一连接管路，然后通过所述第二切换器的第一连接孔进入第二切换器，最后从第二切换器的第一密封孔流出第二切换器；

同时，将需要加压的低压液从所述第四密封孔通入第一切换器，然后通过所述第二连接孔进入第二连接管路，然后通过所述第二切换器的第二连接孔进入第二切换器，最后从所述第二切换器的第四密封孔流出第二切换器；

S3、同步驱动所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴旋转180°，此时所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴同时处于旋转180°的位置后，静止；

S4、将所述具有压力能的高压回收液通过第二密封孔通入第一切换器，通过所述第二连接孔进入第二连接管路，所述具有压力能的高压回收液将步骤S2中所述的第二连接管路中充满的需要加压的低压液压缩，使所述第二连接管路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第三密封孔3通入第一切换器，通过所述第一连接孔进入第一连接管路，所述需要加压的低压液将步骤S2中所述的第一连接管路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通过第二切换器的第二连接孔进入第二切换器，从第二切换器的第二密封孔流出第二切换器；

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孔进入第二切换器，从所述第二切换器的第三密封孔流出第二切换器；

S6、同步驱动所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴旋转180°，此时所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴同时回到初始位置后，静止，重复步骤S2～S5；

S7、压缩完毕时，停止所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴的旋转，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。

进一步的，所述外壳的内径与所述隔离圆柱的直径相等。

进一步的，所述密封圆柱的直径与孔套的内径相等，所述密封圆柱的轴向长度大于孔套内腔的轴向长度。

进一步的，所述环形密封面与圆形密封面同时设置为平面或同时设置为锥平面。

进一步的，所述第一切换轴与第二切换轴的尺寸相等。

进一步的，所述第一固定轴与电动机的输出轴连接，带动异形轴在外壳内旋转。

进一步的，所述液体管孔、径向通孔、第一连接孔和第二连接孔的流通面积均相等，所述第一切换器和第二切换器的尺寸相等。

进一步的，步骤S2～S6中，所述异形轴的旋转方式为顺时针或逆时针旋转180°静止一段时间，然后再顺时针或逆时针旋转180°，再静止一段时间，如此循环；或者是顺时针或逆时针旋转180°静止一段时间，然后再逆时针或顺时针旋转180°再静止一段时间，如此循环。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法是通过第一切换器、第二切换器以及用于连通第一切换器和第二切换器的管路组配合使用来实现的，通过第一切换器和第二切换器中的异形轴的同步转动，并将第一切换器的两个空腔与第二切换器的两个空腔对应并联，以保证液体由第一切换器到第二切换器时进行液体压力转换，并将泄压后的液体不断由第二切换器中驱离，从而既实现高压液体的压力能的回收再利用，又使得液体的压力能回收过程形成良好的循环体系，其具有系统简单、便于维护的优点，且在压力能回收过程中，该方法具有良好的密封效果和压力能回收效率，异形轴的切换方式灵活，特别是在旋转时能与各个密封孔配合工作，使得整个切换过程平稳、噪音低、安全可靠，可适应多种控制方案。

附图说明

图1为本发明实施例的切换器的装配图；

图2为本发明实施例的外壳的结构示意图；

图3为本发明实施例的外壳的侧视图；

图4为本发明实施例的孔套的结构示意图；

图5为本发明实施例的孔套的仰视图；

图6为本发明实施例的密封圆柱的结构示意图；

图7为本发明实施例的密封圆柱的俯视图；

图8为本发明实施例的异形轴的主视图；

图9为本发明实施例的异形轴的侧视图；

图10为本发明实施例的液体压力能回收装置的工作原理图(异形轴处于初始位置)；

图11为本发明实施例的液体压力能回收装置的工作原理图(异形轴旋转180°的位置)。

其中，1、第一密封孔；2、第二密封孔；3、第三密封孔；4、第四密封孔；5、孔套；6、密封圆柱；7、弹簧；8、液体管孔；9、孔套环形凹槽；10、孔套弹簧座；11、环形密封面；12、径向通孔；13、密封圆柱环形凹槽；14、密封圆柱弹簧座；15、圆形密封面；16、第一连接孔；17、第二连接孔；18、第一轴孔；19、第二轴孔；20、隔离圆柱；21、第一切换轴；22、第二切换轴；23、第一固定轴；24、第二固定轴；25、第一连接管路；26、第二连接管路；27、高压浓盐水；28、低压海水；29、高压海水；30、低压浓盐水；1’、第二切换器的第一密封孔；2’、第二切换器的第二密封孔；3’、第二切换器的第三密封孔；4’、第二切换器的第四密封孔；16’、第二切换器的第一连接孔；17’、第二切换器的第二连接孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实施例提供的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法包括第一切换器、第二切换器和管路组，第一切换器、第二切换器通过管路组连通，第一切换器和第二切换器均包括外壳和异形轴，异形轴可旋转的装配于外壳内，以使外壳内形成两个相互隔离的空腔；第一切换器的两个空腔分别通过管路组的第一连接管路25和第二连接管路26与第二切换器的两个空腔连通，通过异形轴的旋转保证液体由第一切换器到第二切换器时进行液体压力转换，从而实现高压液体的压力能的回收再利用，其结构简单、便于加工调试和后期维护，具有良好的密封效果和压力能回收效率，切换过程平稳、噪音低、安全可靠，可适应多种控制方案。

如图1所示，本实施例中的第一切换器和第二切换器的结构相同，均包括有外壳和异形轴，异形轴可旋转的装配于外壳内，以使外壳内形成两个相互隔离的空腔，其中一个空腔的侧壁上设有第一密封孔1、第三密封孔3和第一连接孔16，另一个空腔的侧壁上设有第二密封孔2、第四密封孔4和第二连接孔17，第一密封孔1、第三密封孔3同轴设置，第二密封孔2、第四密封孔4同轴设置，第一密封孔1的轴线与第二密封孔2的轴线互相平行，且与外壳的轴线在同一平面。第一连接孔16和第二连接孔17均用于将第一切换器和第二切换器对应连通，即第一切换器的一个空腔通过第一连接孔16与第二切换器的一个空腔连通，第一切换器的另一个空腔通过第二连接孔17与第二切换器的另一个空腔连通；外壳的两个端面的中心还分别开有第一轴孔18和第二轴孔19。

为了保证第一切换器与第二切换器之间连通稳定，便于液体流入流出，优选第一连接孔16和第二连接孔17的轴线互相平行，且与第一密封孔1的轴线之间的角度为90°，第一连接孔16和第二连接孔17在第一密封孔1轴线与第二密封孔2轴线构成的平面的同侧。

如图2、图3所示，外壳为一个空心的圆柱腔，在外壳上布置有第一密封孔1、第二密封孔2、第三密封孔3和第四密封孔4共四个密封孔。四个密封孔的结构相同，每个密封孔均包括孔套5、密封圆柱6和弹簧7，密封圆柱6通过弹簧7套装于孔套5内，且能在孔套5中通过压缩弹簧7进行往复运动，从而使各个密封孔均能在密封状态和打开状态之间切换；为了确保密封圆柱6和孔套5之间的往复运动稳定，优选在密封圆柱6和孔套5之间均匀设置多个弹簧7。

如图4、图5所示，孔套5为圆柱形空腔，孔套5的一个端面全开，另一个端面的中心开有液体管孔8，该设有液体管孔8的端面在空腔内侧还开有孔套环形凹槽9，孔套环形凹槽9与孔套5同轴设置，沿孔套环形凹槽9圆周向的中心线上布置有孔套弹簧座10，弹簧7装配于孔套弹簧座10中，孔套弹簧座10的数量与弹簧7的数量相等；液体管孔8与孔套环形凹槽9之间形成环形密封面11，孔套5的侧面还开有径向通孔12，以便于当密封孔处于打开状态时，液体能够从液体管孔8流入然后从径向通孔12流出，或者是从径向通孔12流入然后从液体管孔8流出；优选四个密封孔上的各液体管孔8和径向通孔12以及第一连接孔16和第二连接孔17的流通面积相等，以保证液体压力能转换和流通效率。

如图6、图7所示，密封圆柱6的一个端面上开有与孔套环形凹槽9对应设置的密封圆柱环形凹槽13，密封圆柱环形凹槽13与密封圆柱6同轴设置，且密封圆柱环形凹槽13与孔套环形凹槽9的尺寸相等；密封圆柱环形凹槽13圆周向的中心线上布置有与孔套弹簧座10对应设置的密封圆柱弹簧座14，密封圆柱弹簧座14的数量与孔套弹簧座10相等，尺寸与孔套弹簧座10相同，以便于将弹簧7装配于密封圆柱弹簧座14和孔套弹簧座10之间；密封圆柱环形凹槽13内设有圆形密封面15，密封圆柱6在孔套5中进行往复运动时，通过压缩弹簧7能使得环形密封面11与圆形密封面15接触实现端面密封。

为了保证密封圆柱6与孔套5之间的密封效果，密封圆柱6优选为一个实心圆柱，密封圆柱6的半径与孔套5的空腔内径相等，密封圆柱6的轴向长度大于孔套5内部空腔的轴向长度；环形密封面11与圆形密封面15优选可同时加工成平面或同时加工成锥平面，以保证环形密封面11与圆形密封面15之间良好的端面密封效果。

如图8、图9所示，异形轴的中部布置有用于将外壳内隔离为两个空腔的隔离圆柱20，在隔离圆柱20的两侧分别设置第一切换轴21与第二切换轴22，第一切换轴21与第二切换轴22结构尺寸相同；第一切换轴21与第二切换轴22均由半圆柱与半椭圆柱径向连接构成，半圆柱的直径等于半椭圆柱的短轴长度，半圆柱轴向截面的圆心和半椭圆柱轴向截面的圆心重合，且同时位于第一切换轴21、第二切换轴22的轴线上，第一切换轴21与第二切换轴22的相位相差180°，且第一切换轴21与第二切换轴22均与隔离圆柱20同轴设置；第一切换轴21和第二切换轴22的端面中心处分别布置有第一固定轴23和第二固定轴24，第一固定轴23和第二固定轴24能分别套装于第一轴孔18和第二轴孔19内。第一固定轴23与电动机的输出轴连接，能在电动机的带动下旋转。

为了保证异形轴可旋转的装配于外壳内，且将外壳的内腔隔离为两个空腔，优选外壳内腔直径与隔离圆柱20的直径相等。

本实施例的管路组包括第一连接管路25和第二连接管路26，为了保证第一切换器与第二切换器的连通稳定可靠，第一切换器的第一连接孔16通过第一连接管路25与第二切换器的第一连接孔16’连通，第一切换器的第二连接孔17通过第二连接管路26与第二切换器的第二连接孔17’连通。

当外壳与异形轴装配时，弹簧7始终保持在压缩状态，并将各密封圆柱6压紧在异形轴上的第一切换轴21或第二切换轴22上。当密封圆柱6与第一切换轴21或第二切换轴22上半椭圆柱距轴线最远侧面接触时，环形密封面11与圆形密封面15接触，即密封孔处于密封状态，此时密封孔完全关闭；当密封圆柱6与第一切换轴21或第二切换轴22上半圆柱侧面接触时圆形密封面15不遮挡径向通孔12，即密封孔处于打开状态，此时密封孔完全打开。

如图10、图11所示，将第三密封孔3上的密封圆柱与第一切换轴21上半椭圆柱距轴线最远侧面接触作为异形轴的初始位置；将第一密封孔1上的密封圆柱与第一切换轴21上半椭圆柱距轴线最远侧面接触作为异形轴旋转180°的位置。

当异形轴处于初始位置时，第一切换器的第一密封孔1、第四密封孔4打开，第二密封孔2、第三密封孔3关闭，第二切换器的第一密封孔1’、第四密封孔4’打开，第二密封孔2’、第三密封孔3’关闭；当异形轴处于旋转180°的位置时，第一切换器的第二密封孔2、第三密封孔3打开，第一密封孔1、第四密封孔4关闭，第二切换器的第二密封孔2’、第三密封孔3’打开，第一密封孔1’、第四密封孔4’关闭。

异形轴的旋转方式可顺时针或逆时针旋转180°静止一段时间然后再顺时针或逆时针旋转180°再静止一段时间，如此循环；或者是顺时针或逆时针旋转180°静止一段时间，然后再逆时针或顺时针旋转180°再静止一段时间，如此循环。

本实施例优选第一切换器与第二切换器的尺寸相等，第一切换器的第一密封孔1和第二密封孔2由三通连通，第三密封孔3和第四密封孔4由三通连通；第二切换器的第一密封孔1’和第二切换器的第二密封孔2’由三通连通，第二切换器的第三密封孔3’和第二切换器的第四密封孔4’由三通连通。第一切换器的第一连接孔16与第二切换器的第一连接孔16’由第一连接管路25连接，第一切换器的第二连接孔17与第二切换器的第二连接孔17’由第二连接管路26连接。第一切换器和第二切换器连接并工作时，第一切换器和第二切换器中的异形轴同时处于初始位置或同时处于旋转180°的位置。

当该液体压力能回收装置在进行液体压力能回收时，第一切换器的一个三通流入具有压力能的高压回收液，另一个流入的是需要加压的低压液；第二切换器的一个三通流出具有压力能的高压回收液泄压后的低压液，另一个流出的是需要加压的低压液加压后的高压液。通过调节第一切换器和第二切换器在初始位置与旋转180°位置的切换频率，使未经压力交换的液体不流出第二切换器。

下面以应用于反渗透海水淡化系统为例，来说明本实施例的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法的工作过程。图10为本发明装置中第一切换器和第二切换器中的异形轴同时处于初始位置时的工作原理图，以高压浓盐水27作为具有压力能的高压回收液，以低压海水28作为需要加压的低压液，以增压后的低压海水28成为的高压海水29作为需要加压的低压液加压后形成的高压液，以低压浓盐水30作为具有压力能的高压回收液泄压后的低压液。

此时高压浓盐水27通过三通只能从第一密封孔1进入第一切换器，通过第一连接孔16进入第一连接管路25，通过第二切换器的第一连接孔16’进入第二切换器，从第二切换器的第一密封孔1’流出第二切换器；同时，低压海水28通过三通只能从第四密封孔4进入第一切换器，通过第二连接孔17进入第二连接管路26，通过第二切换器的第二连接孔17’进入第二切换器，从第二切换器的第四密封孔4’流出第二切换器。

在上述工作状态下，同步驱动第一切换器和第二切换器的两个异形轴旋转180°，此时第一切换器和第二切换器的两个异形轴同时处于旋转180°的位置，工作原理如图11所示。这时高压浓盐水27通过三通只能从第二密封孔2进入第一切换器，通过第二连接孔17进入第二连接管路26，由于经过上一个工作过程后，第二连接管路26中充满低压海水28，利用液体的不可压缩性，进入第二连接管路26的高压浓盐水27压缩上一个工作过程留下的低压海水28使其增压，从而实现了压力能从高压浓盐水27到低压海水28的传递，增压后的低压海水28成为高压海水29，通过第二切换器的第二连接孔17’进入第二切换器，从第二切换器的第二密封孔2’流出第二切换器；同时低压海水28通过三通只能从第三密封孔3进入第一切换器，通过第一连接孔16进入第一连接管路25，由于经过上一个工作过程后第一连接管路25中充满低压浓盐水30，低压浓盐水30由上一工作过程中的高压浓盐水27将压力能传递给低压海水28转化而来，利用液体的不可压缩性，进入第一连接管路25的低压海水28压缩上一个工作过程留下的低压浓盐水30使其不断离开第二切换器，从而实现了低压海水28驱替低压浓盐水30的过程，被驱替的低压浓盐水30通过第二切换器的第一连接孔16’进入第二切换器，从第二切换器的第三密封孔3’流出第二切换器。

完成上述工作过程后，再次同步驱动第一切换器和第二切换器的两个异形轴旋转180°，重复图10的工作状态，完成下一个工作过程。第一切换器和第二切换器配合工作，以交替完成上述两个工作过程，从而完成对高压浓盐水压力能的回收。上述每个过程的液体刚填充满对应的第一连接管路或第二连接管路时，及时同步切换第一切换器和第二切换器的初始位置和旋转180°的位置。

压缩完毕时，停止第一切换器和第二切换器的两个异形轴的旋转，清空第一切换器和第二切换器内的液体，关闭该液体压力能回收装置。

综上所述，本实施例的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法是通过第一切换器、第二切换器以及用于连通第一切换器和第二切换器的管路组配合使用来实现的，通过第一切换器和第二切换器中的异形轴的同步转动，并将第一切换器的两个空腔与第二切换器的两个空腔对应并联，以保证液体由第一切换器到第二切换器时进行液体压力转换，并将泄压后的液体不断由第二切换器中驱离，从而既实现高压液体的压力能的回收再利用，又使得液体的压力能回收过程形成良好的循环体系，其具有系统简单、便于维护的优点，且在压力能回收过程中，该方法具有良好的密封效果和压力能回收效率，异形轴的切换方式灵活，特别是在旋转时能与各个密封孔配合工作，使得整个切换过程平稳、噪音低、安全可靠，可适应多种控制方案。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，其特征在于，是通过第一切换器、第二切换器以及用于连通所述第一切换器和第二切换器的管路组配合使用来实现的；

所述第一切换器和第二切换器均包括外壳和异形轴，所述外壳为一个空心的圆柱腔，所述异形轴可旋转的装配于外壳内，以使所述外壳内空心圆柱腔形成两个相互隔离的空腔，外壳的其中一个所述空腔的侧壁上设有第一密封孔(1)、第三密封孔(3)和第一连接孔(16)，另一个所述空腔的侧壁上设有第二密封孔(2)、第四密封孔(4)和第二连接孔(17)，所述第一密封孔(1)、第三密封孔(3)同轴，第二密封孔(2)、第四密封孔(4)同轴，第一密封孔(1)的轴线与第二密封孔(2)的轴线互相平行，且与外壳的轴线在同一平面；所述第一连接孔(16)和第二连接孔(17)均用于将所述第一切换器和第二切换器对应连通，第一连接孔(16)和第二连接孔(17)的轴线互相平行，且与第一密封孔的轴线相差90°，第一连接孔(16)和第二连接孔(17)在第一密封孔(1)轴线与第二密封孔(2)轴线构成的平面的同侧；所述外壳的两个端面的中心还分别开有第一轴孔(18)和第二轴孔(19)；

所述第一密封孔(1)、第二密封孔(2)、第三密封孔(3)和第四密封孔(4)均包括孔套(5)、密封圆柱(6)和弹簧(7)，所述密封圆柱(6)通过弹簧(7)套装于孔套(5)内，且能在孔套(5)中通过压缩所述弹簧(7)进行往复运动；

所述的孔套(5)为圆柱形空腔，其一个端面全开，另一个端面的中心开有液体管孔(8)，该端面在空腔内侧还开有孔套环形凹槽(9)，所述孔套环形凹槽(9)与孔套(5)同轴设置，沿所述孔套环形凹槽(9)圆周向的中心线上布置有孔套弹簧座(10)，所述液体管孔(8)与孔套环形凹槽(9)之间形成环形密封面(11)，所述孔套(5)的侧面还开有径向通孔(12)；

所述密封圆柱(6)的一个端面上开有与所述孔套环形凹槽(9)对应设置的密封圆柱环形凹槽(13)，所述密封圆柱环形凹槽(13)与密封圆柱(6)同轴设置，所述密封圆柱环形凹槽(13)圆周向的中心线上布置有与所述孔套弹簧座(10)对应设置的密封圆柱弹簧座(14)，所述密封圆柱环形凹槽(13)内设有圆形密封面(15)，所述密封圆柱(6)在孔套(5)中进行往复运动时，通过压缩所述弹簧(7)能使得所述环形密封面(11)与圆形密封面(15)接触实现端面密封；

所述的异形轴的中部布置有用于将所述外壳内隔离为两个空腔的隔离圆柱(20)，在所述隔离圆柱(20)的两侧分别设置第一切换轴(21)与第二切换轴(22)，所述第一切换轴(21)与第二切换轴(22)均由半圆柱与半椭圆柱径向连接构成，所述半圆柱的直径等于半椭圆柱的短轴长度，所述半圆柱轴向截面的圆心和所述半椭圆柱轴向截面的圆心重合，且同时位于所述第一切换轴(21)和第二切换轴(22)的轴线上，所述第一切换轴(21)与第二切换轴(22)的相位相差180°，且所述第一切换轴(21)与第二切换轴(22)均与隔离圆柱(20)同轴设置；所述第一切换轴(21)和第二切换轴(22)的端面中心处分别布置有第一固定轴(23)和第二固定轴(24)，所述第一固定轴(23)和第二固定轴(24)能分别装配于所述第一轴孔(18)和第二轴孔(19)内；

所述管路组包括第一连接管路(25)和第二连接管路(26)，所述第一切换器的第一连接孔(16)通过第一连接管路(25)与第二切换器的第一连接孔(16’)连通，所述第一切换器的第二连接孔(17)通过第二连接管路(26)与第二切换器的第二连接孔(17’)连通；

将所述第三密封孔(3)上的密封圆柱与第一切换轴(21)上半椭圆柱距轴线最远侧面接触作为所述异形轴的初始位置，此时所述第一切换器的第一密封孔(1)、第四密封孔(4)打开，第二密封孔(2)、第三密封孔(3)关闭，第二切换器的第一密封孔(1’)、第四密封孔(4’)打开，第二密封孔(2’)、第三密封孔(3’)关闭；

将所述第一密封孔(1)上的密封圆柱(6)与第一切换轴(21)上半椭圆柱距轴线最远侧面接触作为异形轴旋转180°的位置，此时所述第一切换器的第二密封孔(2)、第三密封孔(3)打开，第一密封孔(1)、第四密封孔(4)关闭，第二切换器的第二密封孔(2’)、第三密封孔(3’)打开，第一密封孔(1’)、第四密封孔(4’)关闭；

所述第一切换器和第二切换器沿轴线方向上的两个密封孔分别由三通连接，第一切换器的一个三通流入具有压力能的高压回收液，另一个流入的是需要加压的低压液；第二切换器的一个三通流出具有压力能的高压回收液泄压后的低压液，另一个流出的是需要加压的低压液加压后的高压液；

该液体压力能回收方法包括如下步骤：

S1、将所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴均设置为初始状态；

S2、将具有压力能的高压回收液从所述第一密封孔(1)通入第一切换器，然后通过所述第一连接孔(16)进入第一连接管路(25)，然后通过所述第二切换器的第一连接孔(16’)进入第二切换器，最后从第二切换器的第一密封孔(1’)流出第二切换器；

同时，将需要加压的低压液从所述第四密封孔(4)通入第一切换器，然后通过所述第二连接孔(17)进入第二连接管路(26)，然后通过所述第二切换器的第二连接孔(17’)进入第二切换器，最后从所述第二切换器的第四密封孔(4’)流出第二切换器；

S3、同步驱动所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴旋转180°，此时所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴同时处于旋转180°的位置后，静止；

S4、将所述具有压力能的高压回收液通过第二密封孔(2)通入第一切换器，通过所述第二连接孔(17)进入第二连接管路(26)，所述具有压力能的高压回收液将步骤S2中所述的第二连接管路(26)中充满的需要加压的低压液压缩，使所述第二连接管路(26)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第三密封孔(3)通入第一切换器，通过所述第一连接孔(16)进入第一连接管路(25)，所述需要加压的低压液将步骤S2中所述的第一连接管路(25)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通过第二切换器的第二连接孔(17’)进入第二切换器，从第二切换器的第二密封孔(2’)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孔(16’)进入第二切换器，从所述第二切换器的第三密封孔(3’)流出第二切换器；

S6、同步驱动所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴旋转180°，此时所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴同时回到初始位置后，静止；

S7、重复步骤S2～S6，直到压缩完毕；

S8、压缩完毕时，停止所述第一切换器和第二切换器的两个异形轴的旋转，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。

2.根据权利要求1所述的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，其特征在于，所述外壳的内径与所述隔离圆柱(20)的直径相等。

3.根据权利要求1所述的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，其特征在于，所述密封圆柱(6)的直径与孔套(5)的内径相等，所述密封圆柱(6)的轴向和所述孔套(5)内腔的轴向分别与所述第一切换轴和第二切换轴的轴向垂直，且所述密封圆柱(6)的轴向长度大于孔套(5)内腔的轴向长度。

4.根据权利要求1所述的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，其特征在于，所述环形密封面(11)与圆形密封面(15)同时设置为平面或同时设置为锥平面。

5.根据权利要求1所述的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，其特征在于，所述第一切换轴(21)与第二切换轴(22)的尺寸相等。

6.根据权利要求1所述的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，其特征在于，所述第一固定轴(23)与电动机的输出轴连接，带动所述异形轴在外壳内旋转。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于旋转式异形轴端面密封切换器的液体压力能回收方法，其特征在于，步骤S2～S6中，所述异形轴的旋转方式为顺时针或逆时针旋转180°静止一段时间，然后再顺时针或逆时针旋转180°，再静止一段时间，如此循环；或者是顺时针或逆时针旋转180°静止一段时间，然后再逆时针或顺时针旋转180°再静止一段时间，如此循环。