CN105712438B - 基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液体压力能回收技术领域，公开了一种基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，包括由连接管路组连通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，均包括外壳和旋转挡板，所述旋转挡板可旋转的装配于所述外壳内，以在初始位置和旋转90°的终止位置之间切换；本发明利用液体的不可压缩性，实现高低压液体切换及自密封，具有回收系统简单、可靠、便于维护、回收过程易于控制、安全系数高的优点，密封面为平面，密封性能好，压力能回收效率高。

Description

基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法

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自密封液体切换器的压力能回收方法。

背景技术

膜法海水淡化、苦咸水淡化、合成氨等众多领域普遍存在高压液体直接泄放的处理方式，这种处理方式未利用高压液体的压力能从而造成巨大的浪费。如膜法海水淡化操作压力介于60～80bar之间，分离淡水后从膜组件中排放出的高压浓盐水压力仍高达50～65bar，将这部分高压浓盐水直接排放所造成的损失约占产水总成本的30～50％、运行费用的75％。液体压力能回收方法可回收本该直接排放的高压液体的压力能，增压需要加压的低压液体，实现压力能的回收再利用。

早期的液体压力能回收方法利用高压液体驱动水利透平，再通过水力透平增压低压液体，由于这种回收方法存在“压力能—机械能—压力能”的两次能量转换，因此回收效率普遍在80％以下。

目前较为先进的液体压力能回收方法则利用液体的不可压缩性，通过相应的设备实现高压液体与低压液体的直接接触，利用高压液体挤压低压液体实现压力能回收，这类方法中只有“压力能—压力能”的传递过程，因此压力能回收效率普遍在90％以上，甚至接近100％。这类回收方法虽然回收效率较高，但回收系统往往复杂、处理量受限，并且回收过程难于控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种基于往复运动液体切换器的压力能回收方法，该方法控制难度低，适用性强，回收效率高，安全系数高。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，包括由连接管路组连通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，均包括外壳和旋转挡板，所述旋转挡板可旋转的装配于所述外壳内，以在初始位置和旋转90°的终止位置之间切换；

所述外壳的主体结构为一双半圆柱体空腔，所述双半圆柱体空腔包括轴线重合且相对设置的两个半圆柱体，两个所述半圆柱体通过侧壁连通；

两个所述半圆柱体的一端分别设有圆心相同且相对设置的第一半圆面和第二半圆面，另一端分别设有圆心相同且相对设置的第三半圆面和第四半圆面，且所述第一半圆面和第三半圆面的直径均大于所述第二半圆面和第四半圆面的直径；

所述第一半圆面和第二半圆面上以圆心为对称中心分别设置有高压液体管连接孔和低压液体管连接孔，所述第三半圆面和第四半圆面上以圆心为对称中心分别设置有第一连接管孔和第二连接管孔，且所述高压液体管连接孔的圆心和低压液体管连接孔的圆心间的连线垂直于所述第一连接管孔的圆心和第二连接管孔的圆心间的连线；

以所述半圆柱体的轴线为所述双半圆柱体空腔的中心轴，所述双半圆柱体空腔的中心轴处设置有轴孔，所述第一半圆面与第三半圆面之间垂直设置有第一隔板，所述第二半圆面与第四半圆面之间垂直设置有第二隔板，双半圆柱体空腔内沿所述半圆柱体的侧壁方向设置有第三隔板和第四隔板，所述第一隔板和第二隔板在通过双半圆柱体空腔的中心轴的同一平面上，第三隔板和第四隔板在通过双半圆柱体空腔的中心轴的同一平面上，且所述的两个平面互相垂直，所述第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板沿双半圆柱体空腔的中心轴向的长度均与双半圆柱体空腔的内腔高度相同，所述第一隔板、第三隔板和第四隔板沿第一半圆面径向的长度为第一半圆面半径与轴孔半径的差值，所述第二隔板沿第二半圆面径向的长度为第二半圆面半径与轴孔半径的差值，所述第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板上分别设有第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔；

所述旋转挡板包括转轴、第一挡板和第二挡板，所述转轴为一圆柱体，所述圆柱体的直径等于轴孔的内径，所述第一挡板与第二挡板在通过转轴的轴线的同一平面，并通过转轴连接，转轴可旋转的装配于轴孔中，同步带动第一挡板和第二挡板做旋转运动，所述第一挡板、第二挡板分别与所述高压液体管连接孔和低压液体管连接孔对应设置；

所述第一挡板的尺寸与第一隔板、第三隔板和第四隔板均相同，所述第二挡板的尺寸与第二隔板相同；

所述旋转挡板处于初始位置时，所述第一挡板与第一隔板接触，所述第二挡板与第二隔板接触，以使所述高压液体管连接孔通过第三通孔与第一连接管孔连通，所述低压液体管连接孔通过第四通孔与第二连接管孔连通；

所述旋转挡板处于旋转90°的终止位置时，所述第一挡板与第三隔板接触，所述第二挡板与第四隔板接触以使所述高压液体管连接孔通过第一通孔与第二连接管孔连通，所述低压液体管连接孔通过第二通孔与第一连接管孔连通；

所述连接管路组包括第一连接管和第二连接管，所述第一连接管的一端与所述第一切换器的第一连接管孔连通，另一端与第二切换器的第一连接管孔连通，所述第二连接管路的一端与所述第一切换器的第二连接管孔连通，另一端与第二切换器的第二连接管孔连通；

所述基于旋转自密封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旋转挡板与第二切换器的旋转挡板均设置为初始位置；

S2、将具有压力能的高压回收液从所述高压液体管连接孔通入第一切换器，然后顺次通过第三通孔和第一连接管孔进入第一连接管，然后再通过所述第二切换器的第一连接管进入第二切换器的第三通孔，最后从第二切换器的高压液体管连接孔流出第二切换器；

同时，将需要加压的低压液从所述低压液体管连接孔通入第一切换器，然后分别通过第四通孔和第二连接孔进入第二连接管，然后再通过所述第二切换器的第二连接管孔进入第二切换器的第四通孔，最后从所述第二切换器的低压液体管连接孔流出第二切换器；

S3、同步驱动所述第一切换器的旋转挡板和第二切换器的旋转挡板完成一个90°旋转的运动，此时所述第一切换器的旋转挡板与第二切换器的旋转挡板同时处于旋转90°的终止位置后，静止；

S4、将所述具有压力能的高压回收液通过高压液体管连接孔通入第一切换器，然后通过第一通孔和第二连接管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低压液体管连接孔通入第一切换器，然后通过第二通孔和第一连接管孔进入第一连接管，所述需要加压的低压液将步骤S2中所述的第一连接管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孔进入第二切换器的第一通孔，然后从所述第二切换器的高压液体管连接孔流出第二切换器；

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管孔进入第二切换器的第二通孔，然后从所述第二切换器的低压液体管连接孔流出第二切换器；

S6、同步驱动所述第一切换器的旋转挡板和第二切换器的旋转挡板完成一个与所述步骤S3中的旋转挡板旋转方向相反的90°旋转运动，此时所述第一切换器的旋转挡板和第二切换器的旋转挡板均回到初始位置后，静止；

S7、重复步骤S2～S6，直到压缩完毕；

S8、压缩完毕时，同时停止第一切换器的旋转挡板和第二切换器的旋转挡板的旋转运动，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。

进一步的，所述高压液体管连接孔、低压液体管连接孔、第一连接管孔和第二连接管孔的孔径相等。

进一步的，所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔的中心在同一半径对应的圆周上。

进一步的，所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔为形状相同的圆形、椭圆形或多边形。

进一步的，所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔的横截面积大于等于所述高压液体管连接孔、低压液体管连接孔、第一连接管孔、第二连接管孔的横截面积。

进一步的，所述转轴连接有驱动装置，所述驱动装置用于为旋转挡板提供动力。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，包括由连接管路组连通的第一切换器和第二切换器，第一切换器和第二切换器结构相同，旋转挡板可旋转的装配于外壳内，以在初始位置和旋转90°的终止位置之间切换，进而调整进入连接管路组中液体的种类，从而利用液体的不可压缩性，实现液体压力能的连续传递和回收，具有系统简单、可靠的优点，可利用高压液体实现自密封，密封性能好，压力能回收效率高；并且回收方法中不涉及活塞，压力回收过程易于控制，可通过改变液体切换器尺寸、连接管路组长度、调节切换频率等多项措施以满足处理量、液体掺混率等具体要求，适应性强。

附图说明

图1为本发明中液体切换器的结构示意图；

图2为本发明中外壳的结构示意图；

图3为本发明中外壳的俯视图；

图4为本发明中外壳的主视图；

图5为本发明中外壳的侧视图；

图6为本发明中旋转挡板的结构示意图；

图7为本发明中旋转挡板主视图；

图8为基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法的工作原理图(第一液体切换器和第二液体切换器中的旋转挡板均处于初始位置)；

图9为基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法的工作原理图(第一液体切换器和第二液体切换器中的旋转挡板均处于旋转90°的终止位置)。

图中：1：双半圆柱体空腔；2：第一半圆面；3：第二半圆面；4：第三半圆面；5：第四半圆面；6：高压液体管连接孔；7：低压液体管连接孔；8：第一连接管孔；9：第二连接管孔；10：轴孔；11：第一隔板；12：第二隔板；13：第三隔板；14：第四隔板；15：第一通孔；16：第二通孔；17：第三通孔；18：第四通孔；19：转轴；20：第一挡板；21：第二挡板；22：第一连接管；23：第二连接管；24：高压浓盐水；25：低压海水；26：高压海水；27：低压浓盐水；6’：第二液体切换器的高压液体管连接孔；7’：第二液体切换器的低压液体管连接孔；8’：第二液体切换器的第一连接管孔；9’：第二液体切换器的第二连接管孔；11’：第二液体切换器的第一隔板；12’：第二液体切换器的第二隔板；13’：第二液体切换器的第三隔板；14’：第二液体切换器的第四隔板；15’：第二液体切换器的第一通孔；16’：第二液体切换器的第二通孔；17’：第二液体切换器的第三通孔；18’：第二液体切换器的第四通孔；20’：第二液体切换器的第一挡板；21’：第二液体切换器的第二挡板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“左”、“右”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”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实施例提供的一种基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，包括由连接管路组连通的第一切换器和第二切换器；第一切换器和第二切换器结构相同，如图1所示，切换器包括外壳和旋转挡板，旋转挡板可旋转的装配于外壳内，以在初始位置和旋转90°的终止位置之间切换，通过旋转挡板的位置切换来循环调整通入连接管路组中的液体类别，从而利用液体的不可压缩性，实现液体压力能的传递和回收。

如图2所示，为了保证旋转挡板在外壳内能稳定旋转，优选外壳的主体结构为一双半圆柱体空腔1，双半圆柱体空腔1包括轴线重合且相对设置的两个半圆柱体，两个半圆柱体通过侧壁连通，两个半圆柱体的一端分别设有圆心相同且相对设置的第一半圆面2和第二半圆面3，另一端分别设有圆心相同且相对设置的第三半圆面4和第四半圆面5，且第一半圆面2和第三半圆面4的直径均大于第二半圆面3和第四半圆面5的直径。

第一半圆面2和第二半圆面3上沿圆心对称的分别设置有高压液体管连接孔6和低压液体管连接孔7，第三半圆面4和第四半圆面5上沿圆心对称的分别设置有第一连接管孔8和第二连接管孔9，且高压液体管连接孔6的圆心和低压液体管连接孔7的圆心间的连线垂直于第一连接管孔8的圆心和第二连接管孔9的圆心间的连线。

如图3所示，高压液体管连接孔6和低压液体管连接孔7的圆心连线与双半圆柱体空腔1的上端面对称轴线之间沿逆时针成45°设置，且高压液体管连接孔6和低压液体管连接孔7的圆心在同一半径对应的圆周上。需要说明的是，该对称轴线为图3中端面的竖直中心线，水平中心线通过第一半圆面2与第二半圆面3的重合线，以下叙述旋转方向时均以面向所在切换器的上端面为准。双半圆柱体空腔1的上端面对称轴线和水平中心线将该端面分为四个圆心角均为90°的扇形，高压液体管连接孔6和低压液体管连接孔7分居在其中相对的两个扇形之内；第一连接管孔8和第二连接管孔9的圆心连线与下端面的对称轴线之间沿顺时针成45°设置，且第一连接管孔8和第二连接管孔9的圆心在同一半径对应的圆周上，该圆周的半径与高压液体管连接孔6和低压液体管连接孔7的圆心对应的圆周半径相等。下端面的对称轴线和水平中心线将该端面分为四个圆心角均为90°的扇形，第一连接管孔8和第二连接管孔9分居在其中相对两个扇形之内，在装配时上端面的对称轴线与下端面的对称轴线互相平行。

为了实现通入液体切换器的不同类别液体在不同的管道内进行压力能传递，将双半圆柱体空腔1内分隔出多个空腔，优选的，以半圆柱体的轴线为双半圆柱体空腔1的中心轴，双半圆柱体空腔1的中心轴处设置有轴孔10，第一半圆面2与第三半圆面4之间垂直设置有第一隔板11，第二半圆面3与第四半圆面5之间垂直设置有第二隔板12，双半圆柱体空腔1内沿半圆柱体的侧壁方向设置有第三隔板13和第四隔板14，构成双半圆柱体空腔1的两个半圆柱体的侧壁同时是第三隔板13和第四隔板14的部分结构，第一隔板11和第二隔板12在通过双半圆柱体空腔1的中心轴的同一平面上，第三隔板13和第四隔板14在通过双半圆柱体空腔1的中心轴的同一平面上，且两个平面互相垂直。

为了保证隔板与内腔之间紧密连接，第一隔板11、第二隔板12、第三隔板13和第四隔板14沿双半圆柱体空腔1的中心轴向的长度均与双半圆柱体空腔1的内腔高度相同。第一隔板11、第三隔板13和第四隔板14沿第一半圆面2径向的长度为第一半圆面2半径与轴孔10半径的差值，第二隔板12沿第二半圆面3径向的长度为第二半圆面3半径与轴孔10半径的差值。

第一隔板11、第二隔板12、第三隔板13和第四隔板14上分别设有第一通孔15、第二通孔16、第三通孔17和第四通孔18，如图2所示，通过在双半圆柱体空腔1内设置四个隔板，四个隔板将空腔分为四个腔，四个隔板的内部均分别开有四个通孔，每个腔可通过隔板上开设的通孔连通，以便通过通孔的开闭实现液体的切换。

如图6和图7所示，旋转挡板包括转轴19、第一挡板20和第二挡板21，转轴19为一圆柱体，该圆柱体的直径等于轴孔10的内径，第一挡板20与第二挡板21在通过转轴19的轴线的同一平面，并通过转轴19连接，转轴19可旋转的装配于轴孔10中，同步带动第一挡板20和第二挡板21做旋转运动，第一挡板20、第二挡板21分别与高压液体管连接孔6和低压液体管连接孔7对应设置，如图1所示，高压液体管连接孔6、低压液体管连接孔7、第一连接管孔8和第二连接管孔9分别处在各自不同的四个腔对应的半圆面上，通过旋转挡板在空腔内转动以完成对不同液体的切换功能。

如图4和图5所示，为了借助不同液体的压力产生的力矩差实现液体自密封，优选第一挡板20的尺寸与第一隔板11、第三隔板13和第四隔板14均相同，第二挡板21的尺寸与第二隔板12相同。也就是说，两个挡板具有不同的径向尺寸，借助不同液体的压力产生不同的力矩，两个挡板产生的力矩差即可实现液体自密封。

旋转挡板处于初始位置时，第一挡板20与第一隔板11接触，第二挡板21与第二隔板12接触，以使高压液体管连接孔6通过第三通孔17和第一连接管孔8连通，低压液体管连接孔7通过第四通孔18和第二连接管孔9连通，当旋转挡板位于初始位置时，由于第一挡板20的径向长度大于第二挡板21的径向长度，高压液体同时作用在两个挡板上时，高压液体在第一挡板20相对于转轴19的轴线产生的力矩大于在第二挡板21相对于转轴19的轴线产生的力矩，液体自身的压力将第一挡板20和第二挡板21分别压紧在第一隔板11和第二隔板12上，实现液体自密封。

如图1和图2所示，由于本实施例中高压液体管连接孔6与低压液体管连接孔7的圆心连线与上端面对称轴线沿逆时针成45°设置，因此第一挡板20优选设置于第一隔板11和第三隔板13之间，第二挡板21设置于第二隔板12和第四隔板14之间，此时，旋转挡板的旋转方式为逆时针旋转90°然后再顺时针旋转90°，如此循环完成旋转挡板在初始位置与旋转90°的终止位置之间的切换，旋转挡板处于旋转90°的终止位置时，第一挡板20与第三隔板13接触，第二挡板21与第四隔板14接触，以使高压液体管连接孔6通过第一通孔15与第二连接管孔9连通，低压液体管连接孔6通过第二通孔16与第一连接管孔8连通；由于第一挡板20的径向长度大于第二挡板21的径向长度，高压液体同时作用在两个挡板上时，高压液体在第一挡板20相对于转轴19的轴线产生的力矩大于在第二挡板21相对于转轴19的轴线产生的力矩，液体自身的压力将第一挡板20和第二挡板21分别压紧在第三隔板13和第四隔板14上，实现液体自密封。

为了保证第一切换器与第二切换器的可靠连通，连接管路组包括第一连接管22和第二连接管23，第一连接管22的一端与第一切换器的第一连接管孔8连通，另一端与第二切换器的第一连接管孔8’连通，第二连接管路23的一端与第一切换器的第二连接管孔9连通，另一端与第二切换器的第二连接管孔9’连通，第一切换器和第二切换器在工作时，第一切换器和第二切换器中的旋转挡板同时处于初始位置或同时处于旋转90°的终止位置，第一液体切换器和第二液体切换器的旋转挡板同步切换，调节液体切换器切换初始位置和旋转90°的终止位置的频率，保证未经压力交换的液体不流出第二液体切换器。

为了保证该压力能回收装置的液体流通量稳定，高压液体管连接孔6、低压液体管连接孔7、第一连接管孔8和第二连接管孔9的孔径相等。

为了保证液体通过不同通孔时的流通量一致且稳定，第一通孔15、第二通孔16、第三通孔17和第四通孔18的中心在同一半径对应的圆周上。

第一通孔13、第二通孔14、第三通孔15和第四通孔16为形状相同的圆形、椭圆形或多边形，如图3和图4所示，通孔优选为正方形，以便于液体通过通孔的流通面积大于等于高压液体管连接孔6、低压液体管连接孔7、第一连接管孔8和第二连接管孔9四个孔中任意一个孔的流通面积，使得切换器结构更为紧凑。

转轴19连接有驱动装置，驱动装置用于为旋转挡板提供动力，驱动装置优选为电机，电机的驱动轴与转轴19连接，以便于实现旋转挡板在空腔内的旋转运动，进而实现高低压液体的切换。

第一切换器的高压液体管连接孔6流入具有压力能的高压回收液，低压液体管连接孔7流入需要加压的低压液；第二切换器的高压液体管连接孔6’流出的是低压液加压后的形成的高压液体，低压液体管连接孔7’流出的是具有压力能的高压回收液泄压后的低压液，通过调节液体切换器切换初始位置和旋转90°的终止位置的频率，使得没有经过压力交换的液体不会流出第二切换器。

本实施例应用于反渗透海水淡化系统为例说明基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法的工作过程。如图8所示，第一液体切换器和第二液体切换器的旋转挡板均处于初始位置，此时高压浓盐水24通过高压液体管连接孔6进入第一液体切换器，经过第三通孔17进入第一连接管孔8，然后通过第一连接管22进入第二液体切换器的第一连接管孔8’，再经过第二液体切换器的第三通孔17’从第二液体切换器的高压液体管连接孔8’流出第二液体切换器；同时，低压海水25通过低压液体管连接孔7进入第一液体切换器，经过第四通孔18进入第二连接管孔9，然后通过第二连接管21进入第二液体切换器的第二连接管孔9’，再经过第二液体切换器的第四通孔18’从第二液体切换器的低压液体管连接孔7’流出第二液体切换器。

在上述工作状态下启动驱动装置，分别驱动两个液体切换器的旋转挡板完成一个逆时针90°旋转的运动，此时第一液体切换器和第二液体切换器中旋转挡板均处于终止位置，工作原理如图9所示。这时高压浓盐水24通过高压液体管连接孔6进入第一液体切换器，经过第一通孔15进入第二连接管孔9，由于经过上一个工作过程后第二连接管23的流道中充满低压海水25，利用液体的不可压缩性原理，进入第二连接管23的高压浓盐水24压缩上一个工作过程留下的低压海水25使其增压，从而实现了压力能从高压浓盐水24到低压海水25的传递，低压海水25增压后的成为高压海水26，通过第二液体切换器的第二连接管孔9’进入第二液体切换器的第一通孔15’从第二液体切换器的高压液体管连接孔6’流出第二液体切换器；同时，低压海水25通过低压液体管连接孔7进入第一液体切换器，经过第二通孔16进入第一连接管孔8，由于经过上一个工作过程后第一连接管22的流道中充满低压浓盐水27，低压浓盐水27由上一工作过程中高压浓盐水24将压力能传递给低压海水25转化而来，利用液体的不可压缩性原理，进入第一连接管22的低压海水25压缩上一个工作过程留下的低压浓盐水27使其不断离开第二液体切换器，从而实现了低压海水25驱替低压浓盐水27的过程，被驱替的低压浓盐水27通过第二液体切换器的第一连接管孔8’进入第二液体切换器的第二通孔16’从第二液体切换器的低压液体管连接孔7’流出第二液体切换器。完成上述工作过程后，第一液体切换器和第二液体切换器中的旋转挡板各自完成一个顺时针90°的旋转运动，回到图8的工作状态，进行下一个工作过程。上述每个过程的液体刚填充满所对应的第一液体切换器和第二液体切换器中连接管孔之间的连接管时同步调整第一液体切换器和第二液体切换器的旋转挡板位置。两个液体切换器相互配合，交替完成上述两个工作过程，即可达到回收高压浓盐水的压力能以增压低压海水的节能效果。

综上所述，本实施例提供的基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，利用液体的不可压缩性实现高低压液体切换及自密封，系统简单、可靠，密封性能好，回收效率高，控制系统简单安全，适应性强。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，其特征在于，包括由连接管路组连通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，均包括外壳和旋转挡板，所述旋转挡板可旋转的装配于所述外壳内，以在初始位置和旋转90°的终止位置之间切换；

所述外壳的主体结构为一双半圆柱体空腔(1)，所述双半圆柱体空腔(1)包括轴线重合且相对设置的两个半圆柱体，两个所述半圆柱体通过侧壁连通；

两个所述半圆柱体的一端分别设有圆心相同且相对设置的第一半圆面(2)和第二半圆面(3)，另一端分别设有圆心相同且相对设置的第三半圆面(4)和第四半圆面(5)，且所述第一半圆面(2)和第三半圆面(4)的直径均大于所述第二半圆面(3)和第四半圆面(5)的直径；

所述第一半圆面(2)和第二半圆面(3)上以圆心为对称中心分别设置有高压液体管连接孔(6)和低压液体管连接孔(7)，所述第三半圆面(4)和第四半圆面(5)上以圆心为对称中心分别设置有第一连接管孔(8)和第二连接管孔(9)，且所述高压液体管连接孔(6)的圆心和低压液体管连接孔(7)的圆心间的连线垂直于所述第一连接管孔(8)的圆心和第二连接管孔(9)的圆心间的连线；

以所述半圆柱体的轴线为所述双半圆柱体空腔(1)的中心轴，所述双半圆柱体空腔(1)的中心轴处设置有轴孔(10)，所述第一半圆面(2)与第三半圆面(4)之间垂直设置有第一隔板(11)，所述第二半圆面(3)与第四半圆面(5)之间垂直设置有第二隔板(12)，双半圆柱体空腔(1)内沿所述半圆柱体的侧壁方向设置有第三隔板(13)和第四隔板(14)，所述第一隔板(11)和第二隔板(12)在通过双半圆柱体空腔(1)的中心轴的同一平面上，第三隔板(13)和第四隔板(14)在通过双半圆柱体空腔(1)的中心轴的同一平面上，且所述的两个平面互相垂直，所述第一隔板(11)、第二隔板(12)、第三隔板(13)和第四隔板(14)沿双半圆柱体空腔(1)的中心轴向的长度均与双半圆柱体空腔(1)的内腔高度相同，所述第一隔板(11)、第三隔板(13)和第四隔板(14)沿第一半圆面(2)径向的长度为第一半圆面(2)半径与轴孔(10)半径的差值，所述第二隔板(12)沿第二半圆面(3)径向的长度为第二半圆面(3)半径与轴孔(10)半径的差值，所述第一隔板(11)、第二隔板(12)、第三隔板(13)和第四隔板(14)上分别设有第一通孔(15)、第二通孔(16)、第三通孔(17)和第四通孔(18)；

所述旋转挡板包括转轴(19)、第一挡板(20)和第二挡板(21)，所述转轴(19)为一圆柱体，所述圆柱体的直径等于轴孔(10)的内径，所述第一挡板(20)与第二挡板(21)在通过转轴(19)的轴线的同一平面，并通过转轴(19)连接，转轴(19)可旋转的装配于轴孔(10)中，同步带动第一挡板(20)和第二挡板(21)做旋转运动，所述第一挡板(20)、第二挡板(21)分别与所述高压液体管连接孔(6)和低压液体管连接孔(7)对应设置；

所述第一挡板(20)的尺寸与第一隔板(11)、第三隔板(13)和第四隔板(14)均相同，所述第二挡板(21)的尺寸与第二隔板(12)相同；

所述旋转挡板处于初始位置时，所述第一挡板(20)与第一隔板(11)接触，所述第二挡板(21)与第二隔板(12)接触，以使所述高压液体管连接孔(6)通过第三通孔(17)与第一连接管孔(8)连通，所述低压液体管连接孔(7)通过第四通孔(18)与第二连接管孔(9)连通；

所述旋转挡板处于旋转90°的终止位置时，所述第一挡板(20)与第三隔板(13)接触，所述第二挡板(21)与第四隔板(14)接触，以使所述高压液体管连接孔(6)通过第一通孔(15)与第二连接管孔(9)连通，所述低压液体管连接孔(7)通过第二通孔(16)与第一连接管孔(8)连通；

所述连接管路组包括第一连接管(22)和第二连接管(23)，所述第一连接管(22)的一端与所述第一切换器的第一连接管孔(8)连通，另一端与第二切换器的第一连接管孔(8’)连通，所述第二连接管路(23)的一端与所述第一切换器的第二连接管孔(9)连通，另一端与第二切换器的第二连接管孔(9’)连通；

所述基于旋转自密封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旋转挡板与第二切换器的旋转挡板均设置为初始位置；

S2、将具有压力能的高压回收液从所述高压液体管连接孔(6)通入第一切换器，然后顺次通过第三通孔(17)和第一连接管孔(8)进入第一连接管(22)，然后再通过所述第二切换器的第一连接管(8’)进入第二切换器的第三通孔(17’)，最后从第二切换器的高压液体管连接孔(6’)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连接孔(7)通入第一切换器，然后分别通过第四通孔(18)和第二连接孔(9)进入第二连接管(23)，然后再通过所述第二切换器的第二连接管孔(9’)进入第二切换器的第四通孔(18’)，最后从所述第二切换器的低压液体管连接孔(7’)流出第二切换器；

S3、同步驱动所述第一切换器的旋转挡板和第二切换器的旋转挡板完成一个90°旋转的运动，此时所述第一切换器的旋转挡板与第二切换器的旋转挡板同时处于旋转90°的终止位置后，静止；

S4、将所述具有压力能的高压回收液通过高压液体管连接孔(6)通入第一切换器，然后通过第一通孔(15)和第二连接管孔(9)进入第二连接管路(23)，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(23)中充满的需要加压的低压液压缩，使所述第二连接管路(23)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连接孔(7)通入第一切换器，然后通过第二通孔(16)和第一连接管孔(8)进入第一连接管(22)，所述需要加压的低压液将步骤S2中所述的第一连接管(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孔(9’)进入第二切换器的第一通孔(15’)，然后从所述第二切换器的高压液体管连接孔(6’)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孔(8’)进入第二切换器的第二通孔(16’)，然后从所述第二切换器的低压液体管连接孔(7’)流出第二切换器；

S6、同步驱动所述第一切换器的旋转挡板和第二切换器的旋转挡板完成一个与所述步骤S3中的旋转挡板旋转方向相反的90°旋转运动，此时所述第一切换器的旋转挡板和第二切换器的旋转挡板均回到初始位置后，静止；

S7、重复步骤S2～S6，直到压缩完毕；

S8、压缩完毕时，同时停止第一切换器的旋转挡板和第二切换器的旋转挡板的旋转运动，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。

2.根据权利要求1所述的基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，其特征在于，所述高压液体管连接孔(6)、低压液体管连接孔(7)、第一连接管孔(8)和第二连接管孔(9)的孔径相等。

3.根据权利要求1所述的基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，其特征在于，所述第一通孔(15)、第二通孔(16)、第三通孔(17)和第四通孔(18)的中心在同一半径对应的圆周上。

4.根据权利要求1所述的基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，其特征在于，所述第一通孔(15)、第二通孔(16)、第三通孔(17)和第四通孔(18)为形状相同的圆形、椭圆形或多边形。

5.根据权利要求1所述的基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，其特征在于，所述第一通孔(15)、第二通孔(16)、第三通孔(17)和第四通孔(18)的横截面积大于等于所述高压液体管连接孔(6)、低压液体管连接孔(7)、第一连接管孔(8)和第二连接管孔(9)的横截面积。

6.根据权利要求1所述的基于旋转自密封液体切换器的压力能回收方法，其特征在于，所述转轴(19)连接有驱动装置，所述驱动装置用于为旋转挡板提供动力。