CN116119776B - 一种蝶式流体压力能回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能量回收领域,尤其涉及一种蝶式流体压力能回收装置及海水淡化系统,蝶式流体压力能回收装置包括筒状结构、第一双叶桨和第二双叶桨;第一双叶桨和第二双叶桨共轴铰接;第一双叶桨和第二双叶桨设于筒状结构内,并与筒状结构共轴;第一双叶桨和第二双叶桨将筒状结构沿轴向间隔成第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔;筒状结构开设有分别与第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔连通的第一通口、第二通口、第三通口和第四通口。通过往复向两个周向相邻的空腔中通入高压浓海水,即可利用高压浓海水的压力能连续对低压海水进行加压、吸入低压海水和排出低压浓海水,实现对高压浓海水的压力能的连续回收,从而提高了压力能回收效率。

Description

一种蝶式流体压力能回收装置
技术领域
本发明涉及能量回收技术领域,尤其涉及一种蝶式流体压力能回收装置。
背景技术
目前,在已应用的多种海水淡化技术中,使用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场。反渗透法海水淡化系统需要在5.0-8.0MPa的高压下进行,而从反渗透膜组件中排出的浓海水压力约5.0 - 6.5 MPa,如果将其直接排放到自然环境中,就白白地浪费掉了这部分能量。因此,高效回收利用高压浓海水中多余的压力能是降低反渗透海水淡化成本的关键技术之一。
现有的高压浓海水的压力能回收装置主要有两种工作方式,分别为离心式和正位移式。其中正位移式在市场上占据主导地位,其使用高压浓海水直接增压进料海水,能量回收效率可高达90%以上。但传统的正位移式压力能回收装置存在不同流体相互掺混的问题,使增压到反渗透膜组件的高压海水浓度增高,导致反渗透系统工作效率降低,且不能对压力能进行连续回收,导致压力能回收效率低。
发明内容
本发明提供了一种蝶式流体压力能回收装置,用于解决现有技术中用于对高压浓海水进行压力能回收的装置无法进行压力能的连续回收,导致压力能回收效率低的技术问题。
本发明提供的一种蝶式流体压力能回收装置,包括:
筒状结构、第一双叶桨、第二双叶桨、反渗透膜组件、低压海水箱、低压浓海水箱、淡水箱、高压泵和增压泵;
该第一双叶桨和该第二双叶桨共轴铰接;
该第一双叶桨和该第二双叶桨设于该筒状结构内,并与该筒状结构共轴;
该第一双叶桨和该第二双叶桨将该筒状结构沿轴向间隔成第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔;
该筒状结构开设有分别与该第一空腔、该第二空腔、该第三空腔和该第四空腔连通的第一通口、第二通口、第三通口和第四通口;
该筒状结构为转筒;
该第一双叶桨、该第二双叶桨和该转筒同步转动;
该反渗透膜组件的高压输出端通过该第一通口与第一空腔连通,该第一空腔与该第二空腔相邻;
该低压海水箱通过该第三通口与该第三空腔连通;
该低压浓海水箱通过该第四通口与该第四空腔连通;
该淡水箱与该反渗透膜组件的低压输出端连通;
该高压泵的输入端与该低压海水箱连通,输出端与该反渗透膜组件的高压输入端连通;
该增压泵的输入端通过该第二通口与该第二空腔连通,输出端与该反渗透膜组件的高压输入端连通。
在第一种可能实现的装置中,还包括:第一连通腔、第二连通腔、第三连通腔和第四连通腔;
该第一连通腔、该第二连通腔、该第三连通腔和该第四连通腔均开设有连通口和连接口;
当任意一个该连通口与该第一通口连通,其余三个该连通口分别与该第二通口、该第三通口和该第四通口连通;
该连接口用于连通流体输入管或流体输出管。
结合第一种可能实现的装置,在第二种可能实现的装置中,该第一通口、该第二通口、该第三通口和该第四通口与该连通口转动连通;
该第一通口、该第二通口、该第三通口和该第四通口的周向尺寸均小于该连通口的周向尺寸;
该第一通口、该第二通口、该第三通口和该第四通口开设在该转筒的周面,并沿周向均匀排布;
4个该连通口沿周向均匀排布,并围合成与该转筒相适配的容置空间;
该转筒设于该容置空间中。
结合第二种可能实现的装置,在第三种可能实现的装置中,该第一连通腔、该第二连通腔、该第三连通腔和该第四连通腔均由凹槽结构围合成;
该凹槽结构的外表面连接有一根连接管,该连接管与该凹槽结构的槽内空间连通;
该凹槽结构的开口构成该连通口,该连接管的外端口构成该连接口。
结合第一种可能实现的装置,在第四种可能实现的装置中,还包括:
第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和限压阀;
该第一单向阀、该第三单向阀、该第二单向阀和该限压阀分别与四个该连接口连接。
结合提供的一种蝶式流体压力能回收装置、第一种可能实现的装置、第二种可能实现的装置,第三种可能实现的装置或第四种可能实现的装置,在第五种可能实现的装置中,该第一双叶桨的任一桨叶与该第二双叶桨的任一桨叶贴合后围合推压槽;
该推压槽与该第一通口、该第二通口、该第三通口或该第四通口对应。
结合提供的一种蝶式流体压力能回收装置、第一种可能实现的装置、第二种可能实现的装置,第三种可能实现的装置或第四种可能实现的装置,第六种可能实现的装置中,还包括:
设于该筒状结构内的分隔组件;
该分隔组件设置有连接轴和四块分隔叶片;
该连接轴沿该筒状结构的轴心延伸,并与该筒状结构固定连接;
该第一双叶桨和该第二双叶桨与该连接轴同轴铰接;
四块该分隔叶片分别设于该第一空腔、该第二空腔、该第三空腔和该第四空腔中;
该分隔叶片的一径向端与该连接轴固定连接,另一径向端为与该第一通口、该第二通口、该第三通口或该第四通口对应的尖端。
从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
本发明提供的蝶式流体压力能回收装置设置有筒状结构、第一双叶桨和第二双叶桨;第一双叶桨和第二双叶桨共轴铰接;第一双叶桨和第二双叶桨设于筒状结构内,并与筒状结构共轴;第一双叶桨和第二双叶桨将筒状结构沿轴向间隔成第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔;筒状结构设有分别与第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔连通的第一通口、第二通口、第三通口和第四通口。通过第一通口往第一空腔通入从反渗透膜组件流出的高压浓海水,围合成第一空腔的两个桨叶受压力能驱使相互远离,因第一双叶桨的两个桨叶同步转动,第二双叶桨的两个桨叶同步转动,第三空腔与第一空腔相对,所以围合成第三空腔的两个桨叶相互远离,第三空腔的容积逐渐增大,形成负压,吸入低压海水,而第二空腔和第四空腔均与第一空腔周向相邻,围合成第二空腔的两个桨叶相互靠近,第二空腔的容积逐渐减小,围合成第四空腔的两个桨叶相互靠近,第四空腔的容积逐渐减小,直至第一空腔的容积达到最大,即围合成第二空腔的两个桨叶发生周向接触时,通过第二通口往第二空腔通入从反渗透膜组件流出的高压浓海水,围合成第二空腔的两个桨叶受压力驱使相互远离,围合成第四空腔的两个桨叶相互远离,第四空腔的容积逐渐增大,形成负压,吸入低压海水,围合成第一空腔的两个桨叶相互靠近,第一空腔的容积逐渐减小,第一空腔中的低压浓海水(高压浓海水的压力能转换成桨叶的动能后,高压浓海水变成低压浓海水)被挤压排出,围合成第三空腔的两个桨叶相互靠近,第三空腔的容积逐渐减小,第三空腔中的低压海水被挤压成高压海水,高压海水被挤压进反渗透膜组件的高压输入端,直至第二空腔的容积达到最大,即第一空腔中的低压浓海水完全排出时,再次往第一空腔通入高压浓海水,形成循环。通过往复向两个周向相邻的空腔中通入高压浓海水,即可利用高压浓海水的压力能连续对低压海水进行加压、吸入低压海水和排出低压浓海水,实现对高压浓海水的压力能的连续回收,从而提高了压力能回收效率。
同时,通过设置相互独立的第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔将不同的流体完全分隔,避免不同流体的混合,提高了压力能回收效率。
另外,通过高压浓海水驱使桨叶转动,让空腔扩容,形成负压,实现低压海水的自吸,从而无需额外设置低压泵,减少了功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种蝶式流体压力能回收装置的径向剖视图;
图2为本发明实施例提供的一种蝶式流体压力能回收装置的另一径向剖视图;
图3为本发明实施例提供的一种蝶式流体压力能回收装置的轴向剖视图;
图4为本发明实施例提供的一种蝶式流体压力能回收装置的另一轴向剖视图;
图5为本发明实施例提供的一种蝶式流体压力能回收装置的局部结构示意图;
图6为本发明实施例提供的一种蝶式流体压力能回收装置的另一局部结构示意图;
图7为本发明实施例提供的一种蝶式流体压力能回收装置的结构示意图;
其中:
1、蝶式流体压力能回收装置 11、筒状结构 111、第一空腔
112、第二空腔 113、第三空腔 114、第四空腔
115、第一通口 116、第二通口 117、第三通口
118、第四通口 12、第一双叶桨 13、第二双叶桨
141、第一连通腔 142、第二连通腔 143、第三连通腔
144、第四连通腔 145、连通口 146、连接管
147 、弧形块 148、凹槽结构 151、限压阀
152、第一单向阀 153、第二单向阀 154、第三单向阀
161、分隔叶片 162、连接轴 2、反渗透膜组件
3、低压海水箱 4、低压浓海水箱 5、淡水箱
6、增压泵 7、高压泵 81、第一连通管
82、第二连通管 83、第三连通管 84、第四连通管。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种蝶式流体压力能回收装置及海水淡化系统,用于解决的技术问题是现有技术中用于对高压浓海水进行压力能回收的装置无法进行压力能的连续回收,导致压力能回收效率低。
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,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,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可更换连接,或一体地连接,可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
现有的高压浓海水的压力能回收装置主要有两种工作方式,分别为离心式和正位移式。其中正位移式在市场上占据主导地位,其使用高压浓海水直接增压进料海水,能量回收效率可高达90%以上。但传统的正位移式压力能回收装置存在不同流体相互掺混的问题,使增压到反渗透膜组件的高压海水浓度增高,导致反渗透系统工作效率降低,且不能对压力能进行连续回收,导致压力能回收效率低。
请参阅图1-6,本发明实施例提供的一种蝶式流体压力能回收装置,包括:
筒状结构11、第一双叶桨12和第二双叶桨13;第一双叶桨12和第二双叶桨13共轴铰接;第一双叶桨12和第二双叶桨13设于筒状结构11内,并与筒状结构11共轴;第一双叶桨12和第二双叶桨13将筒状结构11沿轴向间隔成第一空腔111、第二空腔112、第三空腔113和第四空腔114;筒状结构11开设有分别与第一空腔111、第二空腔112、第三空腔113和第四空腔114连通的第一通口115、第二通口116、第三通口117和第四通口118。
需要说明的是:筒状结构11由端盖和周壁构成,其中周壁可看成由在XZ平面的封闭图形绕Z轴旋转360°后所得到的三维结构,封闭图形与Z轴存在间距,两个端盖分别与周壁围合成的、Z轴方向上的两个开口相适配,两个端盖相适配地装设于两个开口构成筒状结构11。如:一个在XZ平面的、长边平行于Z轴的长方形绕Z轴旋转360°后得到一个直圆筒,两块直径等于直圆筒的内径的圆形板以共轴心的方式分别装设于直圆筒的两个开口,构成为圆柱形壳体的筒状结构11。
第一双叶桨12即二叶式桨叶,由两个形状相同的、共轴心的、周向角度相差180°的桨叶固定连接而成;第二双叶桨13同理。
第一双叶桨12和第二双叶桨13共轴铰接,即第一双叶桨12和第二双叶桨13构成径向截面为“X”形的结构,第一双叶桨12和第二双叶桨13在轴向上平齐,且第一双叶桨12和第二双叶桨13均可绕轴转动。
第一双叶桨12和第二双叶桨13设于筒状结构11内,并与筒状结构11共轴,即第一双叶桨12和第二双叶桨13设于周壁和端盖所围合的空间内,且第一双桨叶和第二双桨叶的共同轴心沿Z轴延伸。
第一双叶桨12和第二双叶桨13将筒状结构11沿轴向间隔成第一空腔111、第二空腔112、第三空腔113和第四空腔114,即任意两个周向相邻的桨叶以及该两个桨叶之间的端盖和周壁围共同合成一个空间。
第一通口115、第二通口116、第三通口117和第四通口118可以均开设在筒状结构11的周壁上,也可以均开设在筒状结构11的端盖上(可以为同一个端盖,也可以不同端盖),还可以部分开设在周壁上部分开设在端盖上;它们的形状不作具体限定。
蝶式流体压力能回收装置1的工作原理:通过第一通口115往第一空腔111通入从反渗透膜组件2流出的高压浓海水,围合成第一空腔111的两个桨叶受压力能驱使相互远离,因第一双叶桨12的两个桨叶同步转动,第二双叶桨13的两个桨叶同步转动,第三空腔113与第一空腔111相对,所以围合成第三空腔113的两个桨叶相互远离,第三空腔113的容积逐渐增大,形成负压,吸入低压海水,而第二空腔112和第四空腔114均与第一空腔111周向相邻,围合成第二空腔112的两个桨叶相互靠近,第二空腔112的容积逐渐减小,围合成第四空腔114的两个桨叶相互靠近,第四空腔114的容积逐渐减小,直至第一空腔111的容积达到最大,即围合成第二空腔112的两个桨叶发生周向接触时,通过第二通口116往第二空腔112通入从反渗透膜组件2流出的高压浓海水,围合成第二空腔112的两个桨叶受压力驱使相互远离,围合成第四空腔114的两个桨叶相互远离,第四空腔114的容积逐渐增大,形成负压,吸入低压海水,围合成第一空腔111的两个桨叶相互靠近,第一空腔111的容积逐渐减小,第一空腔111中的低压浓海水(高压浓海水的压力能转换成桨叶的动能后,高压浓海水变成低压浓海水)被挤压排出,围合成第三空腔113的两个桨叶相互靠近,第三空腔113的容积逐渐减小,第三空腔113中的低压海水被挤压成高压海水,高压海水被挤压进反渗透膜组件2的高压输入端,直至第二空腔112的容积达到最大,即第一空腔111中的低压浓海水完全排出时,再次往第一空腔111通入高压浓海水,形成循环。
本实施例的有益效果包括:
①通过将高压浓海水依次通入第一空腔111、第四空腔114、第三空腔113和第二空腔112,高压浓海水每进入一个空腔,均可推动围合成空腔的两个桨叶相互远离,利用高压浓海水的压力能对低压海水进行加压、吸入低压海水以及将低压浓海水的排出,从而实现了对压力能的连续回收,提高了压力能回收效率。
②通过设置相互独立的第一空腔111、第二空腔112、第三空腔113和第四空腔114将不同的流体完全分隔,避免不同流体的混合,提高了压力能回收效率。
③通过高压浓海水驱使桨叶转动,让空腔扩容,形成负压,实现低压海水的自吸,从而无需额外设置低压泵,减少了功耗。
为了便于理解,本实施例以回收反渗透膜组件2在淡化海水时排出的高压浓海水的压力能为例进行说明,但应当理解的,本发明提供的蝶式流体压力能回收装置1不仅仅适用于对液体压力能的回收,还适用于对气体压力能的回收。
筒状结构11的一种优选实施方式:根据前述蝶式流体压力能回收装置1的工作原理可知,工作过程中,反渗透膜组件2的高压输出端需与第一空腔111和第二空腔112往复连通,反渗透膜组件2的高压输入端需与第三空腔113和第四空腔114往复连通,盛放低压海水的低压海水箱3需与第三空腔113和第四空腔114往复连通,盛放低压浓海水的低压浓海水箱4需与第一空腔111和第二空腔112往复连通。往复连通可以通过调控连通管的位置来实现,如:通过机械臂带动与高压输出端连接的连通管远离高压输出端的一端从第一通口115移至第二通口116,或从第二通口116移至第一通口115;往复连通也可以通过连通管配合开关阀门来实现,如:高压输出端通过两根连通管分别与第一空腔111和第二空腔112连接,两根连通管远离高压输出端的一端均配置有一个开关阀门,打开其中一个阀门,关闭另一个阀门,即可让高压输出端与第一空腔111或第二空腔112连通;往复连通还可以通过将筒状结构11设置为转筒来实现,即将连通管的位置固定,然后将筒状结构11设置成可绕轴心进行转动,同时,确保第一双叶桨12、第二双叶桨13和转筒同步转动,即转筒进行转动时,设于转筒内的第一双叶桨12和第二双叶桨13会进行相同方向和相同角度的转动,但第一双叶桨12和第二双叶桨13的相对转动,不会对转筒的转动产生影响,如此,即可通过转动转筒,调整开设在转筒上的第一通口115、第二通口116、第三通口117和第四通口118的位置,以可根据第一双叶桨12和第二双叶桨13的转动情况分别控制第一空腔111、第二空腔112、第三空腔113和第四空腔114的输入或输出,从而实现往复连通,相较于调控连通管的位置和采用开关阀门的方式,结构更简单,易于控制。
当筒状结构11为转筒时,蝶式流体压力能回收装置1的工作过程为:转动转筒,让第一通口115与第一连通管81连通,让第二通口116与第二连通管82连通,让第三通口117与第三连通管83连通,让第四通口118与第四连通管84连通,通过第一连通管81往第一空腔111通入从反渗透膜组件2流出的高压浓海水,围合成第一空腔111的两个桨叶受压力能驱使相互远离,因第一双叶桨12的两个桨叶同步转动,第二双叶桨13的两个桨叶同步转动,第一空腔111和第三空腔113相对,围合成第三空腔113的两个桨叶相互远离,第三空腔113容积增大,从而形成负压,通过第三连通管83吸入低压海水,而第二空腔112和第四空腔114均与第一空腔111周向相邻,所以围合成第二空腔112的两个桨叶相互靠近,第二空腔112的容积减小,围合成第四空腔114的两个桨叶相互靠近,第四空腔114的容积减小,其中第一连通管81与反渗透膜组件2的高压输出端连通,第二连通管82与反渗透膜组件2的高压输入端连通,第三连通管83与低压海水箱3连通,第四连通管84与低压浓海水箱4连通;直至第一空腔111达到最大容积,即围合成第二空腔112的两个桨叶在周向发生接触时,逆时针转动转筒,让第一通口115与第四连通管84连通,让第二通口116与第一连通管81连通,让第三通口117与第二连通管82连通,让第四通口118与第三连通管83连通,通过第一连通管81往第二空腔112通入高压浓海水,围合成第二空腔112的两个桨叶受压力能驱使相互远离,围合成第一空腔111的两个桨叶相互靠近,第一空腔111的容积减小,第一空腔111中的低压浓海水被挤压,经第四连通管84流入低压浓海水箱4,围合成第四空腔114的两个桨叶相互远离,第四空腔114的容积增大,形成负压,吸入低压海水,围合成第三空腔113的两个桨叶相互靠近,第三空腔113的容积减小,第三空腔113中的低压海水被挤压成适用于反渗透的高压海水,高压海水经第二连通管82流入反渗透膜组件2的高压输入端;直至第二空腔112达到最大容积,即围合成第三空腔113的两个桨叶在周向发生接触时,逆时针转动转筒,让第一通口115与第三连通管83连通,让第二通口116与第四连通管84连通,让第三通口117与第一连通管81连通,让第四通口118与第二连通管82连通,通过第一连通管81往第三空腔113通入高压浓海水,围合成第三空腔113的两个桨叶受压力能驱使相互远离,围合成第一空腔111的两个桨叶相互远离,第一空腔111容积增大,形成负压,吸入低压海水,围合成第二空腔112的两个桨叶相互靠近,第二空腔112的容积变小,第二空腔112中的低压浓海水被挤压排出,围合成第四空腔114的两个桨叶相互靠近,第四空腔114的容积减小,第四空腔114中的低压海水被挤压成适用于反渗透的高压海水,高压海水经第二连通管82流入反渗透膜组件2的高压输入端;直至第三空腔113达到最大容积,即围合成第四空腔114的两个桨叶在周向发生接触时,逆时针转动转筒,让第一通口115与第四连通管84连通,让第二通口116与第三连通管83连通,让第三通口117与第四连通管84连通,让第四通口118与第一连通管81连通,通过第一连通管81往第四空腔114通入高压浓海水,围合成第四空腔114的两个桨叶受压力能驱使相互远离,围合成第一空腔111的两个桨叶相互靠近,第一空腔111中的低压海水被挤压成适用于反渗透的高压海水,高压海水经第二连通管82流入反渗透膜组件2的高压输入端,围合成第三空腔113的两个桨叶相互靠近,第三空腔113的容积减小,第三空腔113中的低压浓海水被挤压排出,围合成第二空腔112的两个桨叶相互远离,第二空腔112容积增大,形成负压,通过第三连通管83吸入低压海水;直至第四空腔114达到最大容积,即围合成第一空腔111的两个桨叶在周向发生接触时,转动转筒,让第一通口115与第一连通管81连通,再次通过第一连通管81往第一空腔111通入高压浓海水,形成循环。转筒每旋转90°,就能开始新一轮的高压浓海水的压力能回收,所以转筒旋转一周,能够完成4次高压浓海水的压力能回收,实现了压力能的高效连续回收,进一步提高了压力能回收效率。
示例性的:转筒为壁厚统一的圆柱形壳体;第一双叶桨12和第二双叶桨13的桨叶均为平直桨叶;平直桨叶的径向截面为扇形;扇形的半径沿转筒的径向延伸,扇形的半径等于圆柱形壳体的内半径。
优化的:蝶式流体压力能回收装置1还设置有第一连通腔141、第二连通腔142、第三连通腔143和第四连通腔144;第一连通腔141、第二连通腔142、第三连通腔143和第四连通腔144均开设有连通口145和连接口;当任意一个连通口145与第一通口115连通,其余三个连通口145分别与第二通口116、第三通口117和第四通口118连通;连接口用于连通流体输入管或流体输出管,即四个连接口分别与第一连通管81、第二连通管82、第三连通管83和第四连通管84连接。若让转筒上的通口直接与连通管连通,因转筒需要进行适时转动,会导致连接牢靠性降低,所以设置第一连通腔141、第二连通腔142、第三连通腔143和第四连通腔144作为四个空腔与四根连通管的连接中介,在连通腔上开设与通口相适配的连通口145和与连通管相适配的连接口,不仅可以提高连接的牢靠性,还可以确保空腔可与连通管快速连通。
连通腔的一种优选实施方式:第一通口115、第二通口116、第三通口117和第四通口118与连通口145转动连通,即转筒的转动时,其上的第一通口115、第二通口116、第三通口117和第四通口118可保持与四个连通口145连通;第一通口115、第二通口116、第三通口117和第四通口118的周向尺寸均小于连通口145的周向尺寸,如此,即可保证转筒的转动角度小于连通口145的周向尺寸所对应的角度时,连通口145始终与通口连通。通过将通口和连通口145设置成转动连通,让转筒的转动和高压浓海水的通入可同时进行,以可在空腔容积达到最小时,可快速与反渗透膜组件2的高压输出端或低压海水箱3连通,相较于让转筒的转动和高压浓海水的通入依次进行,缩短了转筒完成一周转动所需时间,提高了效率。需要注意的是,相邻连通口145之间的周向间隔应大于通口的周向尺寸,以避免相邻的连通腔通过通口发生连通,造成不同流体发生混合。
通口的一种优选排布方式:第一通口115、第二通口116、第三通口117和第四通口118开设在转筒的周面,并沿周向均匀排布;4个连通口145沿周向均匀排布,并围合成与转筒相适配的容置空间;转筒设于容置空间中。
示例性的:第一通口115、第二通口116、第三通口117和第四通口118为开设在圆柱形壳体的周壁的、长边沿轴向延伸的、周向均匀排布的4个矩形开口,矩形开口沿径向贯穿圆柱形壳体的周壁;第一连通腔141、第二连通腔142、第三连通腔143和第四连通腔144均由凹槽结构148围合成,凹槽结构148由1块方形底板和4块围板构成,4块围板垂直围设在方形底板四周,其中两块相对的围板为方形板,方形板的长边沿圆柱形壳体的轴向延伸,且长于矩形开口的长边,另外两块相对的围板的开口端均为与圆柱形壳体的外周面相适配的凹弧面,凹弧面的周长大于通口的周长尺寸,且小于圆柱形壳体的四分之一外周长;凹槽结构148的外表面连接有一根连接管146,连接管146与凹槽结构148的槽内空间连通,更具体地说,凹槽结构148的底面的中心区域垂直穿插有一根圆形的连接管146;凹槽结构148的开口构成连通口145,连接管146的外端口构成连接口;4个凹槽结构148通过4个弧形块147连接成一个整体,同时对通口形成阻挡,以避免转筒转动、通口进入相邻凹槽结构148之间时,空腔内的流体流出。
优化的:蝶式流体压力能回收装置1还设置有第一单向阀152、第二单向阀153、第三单向阀154和限压阀151;第一单向阀152、第三单向阀154、第二单向阀153和限压阀151分别与四个连接口连接。
示例性的:限压阀151连接在第二连通腔142的连接口,以确保低压海水被加压成符合反渗透所需的高压海水再流入反渗透膜组件2的高压侧,第一单向阀152连接在第一连通腔141的连接口,用于确保高压浓海水仅可进行流入,第二单向阀153连接在第三连通腔143的连接口,用于确保低压海水仅可进行流入,第三单向阀154连接在第四连通腔144的连接口,用于确保低压浓海水仅可进行流出。
双叶桨的一种优选实施方式:第一双叶桨12的任一桨叶与第二双叶桨13的任一桨叶贴合后围合推压槽;推压槽与第一通口115、第二通口116、第三通口117或第四通口118对应。通过在桨叶上设置与通口对应的推压槽,以可流体经通口进入通腔时可将两个贴合的桨叶分离,更具体地说,推压槽为高压浓海水提供了受力面,以让高压浓海水可向桨叶施加转动动力,从而将高压浓海水的压力能转换成桨叶的动能。如:对桨叶径向外端的周向两侧均进行部分切除,确保任意两个相邻的桨叶的轴向表面发生贴合后,围合成一个与通口对应的径向截面为三角形的通槽,如此,高压浓海水流入通槽后,即可将贴合的两个桨叶推开。
优化的:蝶式流体压力能回收装置1还设置有设于筒状结构11内的分隔组件;分隔组件设置有连接轴162和四块分隔叶片161;连接轴162沿筒状结构11的轴心延伸,并与筒状结构11固定连接;第一双叶桨12和第二双叶桨13与连接轴162共轴铰接,即第一双叶桨12和第二双叶桨13可绕连接轴162转动;四块分隔叶片161分别设于第一空腔111、第二空腔112、第三空腔113和第四空腔114中,即每两个桨叶之间均设置有一块分隔叶片161;分隔叶片161的一径向端与连接轴162固定连接,另一径向端为与第一通口115、第二通口116、第三通口117或第四通口118对应的尖端,尖端可将从通口流体进行分流和换向,更具体地说,尖端将从通口流入的高压浓海水分成两股,两股高压浓海水分别流向与分隔叶片161的两个轴向表面相贴合的两个桨叶的轴向表面,从而将桨叶推离分隔叶片161。通过设置分隔叶片161,可阻止相邻桨叶的轴向表面发生完全贴合,便于流体对桨叶的推动,从而降低驱使桨叶从静止状态进入转动状态的难度。应当理解的是,在设置有分隔叶片161的情况下,当围合成空腔的桨叶与空腔内的分隔叶片161发生周向接触时,该空腔的容积达到最小,当围合成空腔的桨叶与空腔外的分隔叶片161发生周向接触时,该空腔的容积达到最大
示例性的:分隔叶片161的径向截面为筝形,筝形的对称轴和两条较长边均沿连接轴162的径向延伸,相邻的分隔叶片161的径向截面的对称轴构成直角,即四块分隔叶片161径向截面构成“十”字形;分隔叶片161的轴向长度等于第一双叶桨12的桨叶的轴向长度。
实施例二
请参阅图1-7,本发明实施例中提供的一种海水淡化系统包括蝶式流体压力能回收装置1和反渗透膜组件2,反渗透膜组件2的高压输出端通过第一通口115与第一空腔111连通,高压输入端通过第二通口116与第二空腔112连通,第一空腔111与第二空腔112相邻,该蝶式流体压力能回收装置1的具体结构参照实施例一,由于海水淡化系统采用了实施例一中的全部技术方案,因此至少具有实施例一的技术方案所带来的有益效果,在此不再一一赘述。
优化的:海水淡化系统还设置有低压海水箱3、低压浓海水箱4和淡水箱5;低压海水箱3通过第三通口117与第三空腔113连通;低压浓海水箱4通过第四通口118与第四空腔114连通;淡水箱5与反渗透膜组件2的低压输出端连通。
优化的:海水淡化系统还设置有高压泵7和增压泵6;高压泵7的输入端与低压海水箱3连通,输出端与反渗透膜组件2的高压输入端连通;增压泵6的输入端与第二空腔112连通,输出端与反渗透膜组件2的高压输入端连通。高压泵7可以将低压海水加压至合适的压力,加压后的高压海水注入反渗透膜组件2的高压侧进行反渗透海水淡化,得到淡水和高压浓海水,淡水流入淡水箱5,高压浓海水流入蝶式流体压力能回收装置1将其中的低压海水加压为高压海水,完成高压浓海水压力能的回收,从蝶式流体压力能回收装置1流出的高压海水经增压泵6进一步加压后,与经高压泵7加压后的高海水混合进入反渗透膜组件2的高压侧。经蝶式流体压力能回收装置1泄压后所得的低压浓海水流入低压浓海水箱4。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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 (7)

1.一种蝶式流体压力能回收装置,其特征在于,包括:
筒状结构、第一双叶桨、第二双叶桨、反渗透膜组件、低压海水箱、低压浓海水箱、淡水箱、高压泵和增压泵;
所述第一双叶桨和所述第二双叶桨共轴铰接;
所述第一双叶桨和所述第二双叶桨设于所述筒状结构内,并与所述筒状结构共轴;
所述第一双叶桨和所述第二双叶桨将所述筒状结构沿轴向间隔成第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔;
所述筒状结构开设有分别与所述第一空腔、所述第二空腔、所述第三空腔和所述第四空腔连通的第一通口、第二通口、第三通口和第四通口;
所述筒状结构为转筒;
所述第一双叶桨、所述第二双叶桨和所述转筒同步转动;
所述反渗透膜组件的高压输出端通过所述第一通口与所述第一空腔连通,所述第一空腔和所述第二空腔相邻;
所述低压海水箱通过所述第三通口与所述第三空腔连通;
所述低压浓海水箱通过所述第四通口与所述第四空腔连通;
所述淡水箱与所述反渗透膜组件的低压输出端连通;
所述高压泵的输入端与所述低压海水箱连通,输出端与所述反渗透膜组件的高压输入端连通;
所述增压泵的输入端通过所述第二通口与所述第二空腔连通,输出端与所述反渗透膜组件的高压输入端连通。
2.根据权利要求1所述的一种蝶式流体压力能回收装置,其特征在于,还包括:
第一连通腔、第二连通腔、第三连通腔和第四连通腔;
所述第一连通腔、所述第二连通腔、所述第三连通腔和所述第四连通腔均开设有连通口和连接口;
当任意一个所述连通口与所述第一通口连通,其余三个所述连通口分别与所述第二通口、所述第三通口和所述第四通口连通;
所述连接口用于连通流体输入管或流体输出管。
3.根据权利要求2所述的一种蝶式流体压力能回收装置,其特征在于:
所述第一通口、所述第二通口、所述第三通口和所述第四通口与所述连通口转动连通;
所述第一通口、所述第二通口、所述第三通口和所述第四通口的周向尺寸均小于所述连通口的周向尺寸;
所述第一通口、所述第二通口、所述第三通口和所述第四通口开设在所述转筒的周面,并沿周向均匀排布;
4个所述连通口沿周向均匀排布,并围合成与所述转筒相适配的容置空间;
所述转筒设于所述容置空间中。
4.根据权利要求3所述的一种蝶式流体压力能回收装置,其特征在于:
所述第一连通腔、所述第二连通腔、所述第三连通腔和所述第四连通腔均由凹槽结构围合成;
所述凹槽结构的外表面连接有一根连接管,所述连接管与所述凹槽结构的槽内空间连通;
所述凹槽结构的开口构成所述连通口,所述连接管的外端口构成所述连接口。
5.根据权利要求2所述的一种蝶式流体压力能回收装置,其特征在于,还包括:
第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和限压阀;
所述第一单向阀、所述第三单向阀、所述第二单向阀和所述限压阀分别与四个所述连接口连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种蝶式流体压力能回收装置,其特征在于:
所述第一双叶桨的任一桨叶与所述第二双叶桨的任一桨叶贴合后围合推压槽;
所述推压槽与所述第一通口、所述第二通口、所述第三通口或所述第四通口对应。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种蝶式流体压力能回收装置,其特征在于,还包括:
设于所述筒状结构内的分隔组件;
所述分隔组件设置有连接轴和四块分隔叶片;
所述连接轴沿所述筒状结构的轴心延伸,并与所述筒状结构固定连接;
所述第一双叶桨和所述第二双叶桨与所述连接轴同轴铰接;
四块所述分隔叶片分别设于所述第一空腔、所述第二空腔、所述第三空腔和所述第四空腔中;
所述分隔叶片的一径向端与所述连接轴固定连接,另一径向端为与所述第一通口、所述第二通口、所述第三通口或所述第四通口对应的尖端。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2312506A1 (en) * 1997-12-01 1999-06-10 Bowie Gordon Keefer Modular pressure swing adsorption apparatus
CN202091299U (zh) * 2011-03-28 2011-12-28 丁春生 正位移液体压力能量回收装置
CN202851479U (zh) * 2012-07-21 2013-04-03 浙江沃尔液压科技有限公司 具有增压功能的旋转压力传递装置
CN104696214A (zh) * 2015-02-14 2015-06-10 何家密 一种两侧进出口的容积叶泵和泵内配合密封设计
KR20170100882A (ko) * 2016-02-26 2017-09-05 주식회사 포스코 정삼투 및 역삼투를 이용한 친환경 담수화 시스템
CN213037457U (zh) * 2020-06-10 2021-04-23 广东海洋大学 余压能回收装置及反渗透海水淡化系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8240998B2 (en) * 2008-05-13 2012-08-14 Paul Robert Otto Fluid movement device with method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2312506A1 (en) * 1997-12-01 1999-06-10 Bowie Gordon Keefer Modular pressure swing adsorption apparatus
CN202091299U (zh) * 2011-03-28 2011-12-28 丁春生 正位移液体压力能量回收装置
CN202851479U (zh) * 2012-07-21 2013-04-03 浙江沃尔液压科技有限公司 具有增压功能的旋转压力传递装置
CN104696214A (zh) * 2015-02-14 2015-06-10 何家密 一种两侧进出口的容积叶泵和泵内配合密封设计
KR20170100882A (ko) * 2016-02-26 2017-09-05 주식회사 포스코 정삼투 및 역삼투를 이용한 친환경 담수화 시스템
CN213037457U (zh) * 2020-06-10 2021-04-23 广东海洋大学 余压能回收装置及反渗透海水淡化系统

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