CN116177675B - 一种流体余压能回收装置和海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能量回收领域，尤其涉及一种流体余压能回收装置和海水淡化系统，装置包括第一圆筒、第二圆筒和N个间隔件；第一圆筒和第二圆筒的轴心重合；第二圆筒的筒内空间被间隔成高压流体腔和低压流体腔；第二圆筒的周壁包括N个周向均匀排布的连通口；连通口包括交替排布的第一连通口和第二连通口，第一连通口与高压流体腔连通，第二连通口与低压流体腔连通；沿周向均匀排布的N个间隔件设于第一圆筒和第二圆筒之间的容置腔，并将容置腔沿轴向间隔成N个压力交换腔；第一圆筒的周壁包括N个周向均匀排布的流体入口；流体入口包括交替排布的低压流体入口和高压流体入口。该装置可实现对高压浓海水的余压能的连续回收，提高了余压能回收效率。

Description

一种流体余压能回收装置和海水淡化系统

技术领域

本发明涉及能量回收技术领域，尤其涉及一种流体余压能回收装置和海水淡化系统。

背景技术

目前，主流的海水淡化方法有膜法和热法。其中，使用反渗透膜的膜法具有能耗低、投资少和占地少等优点，市场占有率达75％以上。在反渗透法海水淡化工艺中，反渗透膜组件需要在5.0-8.0MPa的高压下工作，而淡水分离后从反渗透膜组件中排出的浓海水压力约5.0-6.5MPa，具有较高的余压能回收潜力。而余压能的回收率将直接影响海水淡化系统的能耗和成本，因此有效回收利用余压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余压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。以HPB(液体增压器)为代表的离心式余压能回收装置需经过“余压能-机械能-余压能”的转换，能量转换损失较大，余压能回收效率较低，而且为了确保透平、电机和泵三者同轴相连，装置安装难度较高，长期运行易造成安全隐患；而以活塞传递能量的正位移式余压能回收装置只需经过“余压能-余压能”，实际能量传递效率可达90％以上，但存在海水处理量小、活塞密封性不佳造成高压海水与低压海水混合等问题，导致余压能回收效率低。

发明内容

本发明提供了一种流体余压能回收装置和海水淡化系统，用于解决现有技术中余压能回收装置对反渗透海水淡化系统产出的高压浓海水进行余压能回收存在的余压能回收效率低的技术问题。

本发明第一方面提供的一种流体余压能回收装置，包括：

第一圆筒、第二圆筒和N个间隔件，N为大于或等于2整数；

该第一圆筒和该第二圆筒固定连接且轴心重合，该第二圆筒的外径小于该第一圆筒的内径；

该第二圆筒的筒内空间被间隔成高压流体腔和低压流体腔；

该第二圆筒的周壁开设有N个周向均匀排布的连通口；

N个该连通口包括交替排布的第一连通口和第二连通口，该第一连通口与该高压流体腔连通，该第二连通口与该低压流体腔连通；

沿周向均匀排布的N个该间隔件设于该第一圆筒和第二圆筒之间的容置腔，并将该容置腔沿轴向间隔成N个压力交换腔；

N个该间隔件可沿周向同步转动；

该第一圆筒的周壁开设有N个周向均匀排布的流体入口；

N个该流体入口包括交替排布的低压流体入口和高压流体入口；

当该压力交换腔的径向外端转动至与该高压流体入口连通，其径向内端转动至与该第一连通口连通；

当该压力交换腔的径向外端转动至与该低压流体入口连通，其径向内端转动至与该低压流体腔连通。

在第一方面的第一种可能实现的装置中，该第二连通口的数量为该第一连通口的数量的两倍；

1个该第一连通口与2个该第二连通口交替排布；

该低压流体入口的数量为该高压流体入口的数量的两倍；

1个该高压流体入口与2个该低压流体入口交替排布。

结合第一方面的一种流体余压能回收装置或第一方面的第一种可能实现装置，在第一方面的第二种可能实现的装置中，该压力交换腔的周向尺寸由径向外向径向内逐渐减小。

结合第一方面的第二种可能实现的装置，在第一方面的第三种可能实现的装置中，该间隔件的转动前沿为凸弧面，转动后沿为凹弧面，该转动前沿和该转动后沿转动重合；

该压力交换腔的径向截面与该间隔件的径向截面相同。

结合第一方面的第三种可能实现的装置，在第一方面的第四种可能实现的装置中，该压力交换腔的最大周向尺寸等于该流体入口的周向尺寸；

该压力交换腔的最小周向尺寸等于该连通口的周向尺寸。

结合第一方面的第二种可能实现的装置，在第一方面的第五种可能实现的装置中，该间隔件的径向截面为扇环形；

该压力交换腔的径向截面与该间隔件的径向截面相同。

结合第一方面的一种流体余压能回收装置或第一方面的第一种可能实现装置，在第一方面的第六种可能实现的装置中，还包括：

第三圆筒；

该第三圆筒和该第二圆筒的轴心重合，该第三圆筒的外径小于该第二圆筒的内径；

该低压流体腔位于该第三圆筒和该第二圆筒之间；

该第三圆筒的筒内空间为该高压流体腔。

结合第一方面的第六种可能实现的装置，在第一方面的第七种可能实现的装置中，该第三圆筒的周壁开设有周向均匀排布的流体输入口；

该流体输入口的数量等于该第一连通口的数量；

该流体输入口与该第一连通口通过喷嘴连接。

本发明第一方面提供的一种海水淡化系统，包括：

第一方面提供的任一种可能是实现的流体余压能回收装置和反渗透膜组件；

该反渗透膜组件的高压输出端与该高压流体入口连通，高压输入端与该高压流体腔连通。

在第二方面的第一种可能实现的系统中，还包括：

低压海水箱、低压浓海水箱、淡水箱、低压泵、高压泵和增压泵；

该低压海水箱与该低压流体入口连通；

该低压浓海水箱与该低压流体腔连通；

该淡水箱与该反渗透膜组件的低压输出端连通；

该低压泵的输入端与该低压海水箱连通，输出端与该低压流体入口连通；

该高压泵的输入端与该低压海水箱连通，输出端与反渗透膜组件的高压输入端连通；

该增压泵的输入端与高压流体腔连通，输出端与该反渗透膜组件的高压输入端连通。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的流体余压能回收装置设置有第一圆筒、第二圆筒和N个间隔件，N为大于或等于2整数；第一圆筒和第二圆筒固定连接且轴心重合，第二圆筒的外径小于第一圆筒的内径；第二圆筒的筒内空间被间隔成高压流体腔和低压流体腔；第二圆筒的周壁开设有N个周向均匀排布的连通口；N个连通口包括交替排布的第一连通口和第二连通口，第一连通口与高压流体腔连通，第二连通口与低压流体腔连通；沿周向均匀排布的N个间隔件设于第一圆筒和第二圆筒之间的容置腔，并将容置腔沿轴向间隔成N个压力交换腔；N个间隔件可沿周向同步转动；第一圆筒的周壁开设有N个周向均匀排布的流体入口；N个流体入口包括交替排布的低压流体入口和高压流体入口；当压力交换腔的径向外端转动至与高压流体入口连通，其径向内端转动至与第一连通口连通；当压力交换腔的径向外端转动至与低压流体入口连通，其径向内端转动至与低压流体腔连通。持续同步转动N个间隔件，当其中一个压力交换腔的径向外端与低压流体入口连通，低压海水经低压流体入口流入压力交换腔，待压力交换腔刚好充满低压海水，压力交换腔的径向外端转动至与相邻的高压流体入口连通，从反渗透膜组件高压输出端排出的高压浓海水经高压流体入口进入压力交换腔，并利用余压能将压力交换腔中的低压海水推向压力交换腔的径向内端，高压浓海水的余压能转移至低压海水，低压海水被加压成高压海水，高压海水在余压能的驱使下经第一连通口流入高压流体腔，待高压海水完全排出压力交换腔，高压浓海水完成泄压变成低压浓海水，压力交换腔的径向外端转动至与相邻的低压流体入口连通，低压海水经低压流体入口流入压力交换腔，低压海水将压力交换腔中的低压浓海水推向压力交换腔的径向内端，待低压浓海水经第二连通口完全排出压力交换腔，压力交换腔的径向外端转动至与相邻的高压流体入口连通，通入高压浓海水，形成循环。通过将压力交换腔设置成周向转动，以与周向交替排布的低压流体入口和高压流体入口先后连通，从而可往压力交换腔交替通入高压浓海水和低压海水，如此，即可先利用高压浓海水将低压海水推压进高压流体腔，推压过程中高压浓海水的余压能转移给低压海水，实现余压能的回收，然后再利用低压海水将由高压浓海水泄压得到的低压浓海水推压进低压流体腔，实现低压浓海水的排出，从而实现对反渗透膜组件产出的高压浓海水的余压能的连续回收，提高了余压能回收效率。

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流体余压能回收装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种流体余压能回收装置的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种流体余压能回收装置的另一局部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种海水淡化系统的结构示意图；

其中：

1、第一圆筒 11、高压流体入口 12、低压流体入口

14、压力交换腔 2、第二圆筒 21、第一连通口

22、第二连通口 23、高压流体腔 24、低压流体腔

3、间隔件 31、转动前沿 32、转动后沿

4、第三圆筒 41、流体输入口 5、长方体形腔体

51、长方体型空间 6、弧形渐缩喷嘴 71、流体余压能回收装置

72、反渗透膜组件 73、淡水箱 74、低压浓海水箱

75、低压海水箱 76、低压泵 77、高压泵

78、增压泵。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种流体余压能回收装置和海水淡化系统，用于解决的技术问题是现有技术中余压能回收装置对反渗透海水淡化系统产出的高压浓海水进行余压能回收的回收效率低。

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余压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。以HPB(液体增压器)为代表的离心式余压能回收装置需经过“余压能-机械能-余压能”的转换，能量转换损失较大，余压能回收效率较低，而且为了确保透平、电机和泵三者同轴相连，装置安装难度较高，长期运行易造成安全隐患；而以活塞传递能量的正位移式余压能回收装置只需经过“余压能-余压能”，实际能量传递效率可达90％以上，但存在海水处理量小、活塞密封性不佳造成高压海水与低压海水混合等问题，导致余压能回收效率低。

实施例一

请参阅图1-3，本发明实施例提供的一种流体余压能回收装置71，包括：

第一圆筒1、第二圆筒2和N个间隔件3，N为大于或等于2整数；第一圆筒1和第二圆筒2固定连接且轴心重合，第二圆筒2的外径小于第一圆筒1的内径；第二圆筒2的筒内空间被间隔成高压流体腔23和低压流体腔24；第二圆筒2的周壁开设有N个周向均匀排布的连通口；N个连通口包括交替排布的第一连通口21和第二连通口22，第一连通口21与高压流体腔23连通，第二连通口22与低压流体腔24连通；沿周向均匀排布的N个间隔件3设于第一圆筒1和第二圆筒2之间的容置腔，并将容置腔沿轴向间隔成N个压力交换腔14；N个间隔件3可沿周向同步转动；第一圆筒1的周壁开设有N个周向均匀排布的流体入口；N个流体入口包括交替排布的低压流体入口12和高压流体入口11；当压力交换腔14的径向外端转动至与高压流体入口11连通，其径向内端转动至与第一连通口21连通；当压力交换腔14的径向外端转动至与低压流体入口12连通，其径向内端转动至与低压流体腔24连通。

需要说明的是：第一圆筒1和第二圆筒2为圆柱形壳体，圆柱形壳体可看成在一个圆柱中拉伸切除一个共轴心的圆柱而得。

第一圆筒1和第二圆筒2的轴心重合，第二圆筒2的外径小于第一圆筒1的内径，即第二圆筒2以与第一圆筒1共轴的方式设于第一圆筒1内，且第二圆筒2的两个外圆形面分别与第一圆筒1的两个内圆形面贴合并固定连接。

由第二圆筒2的筒内空间间隔而成的高压流体腔23用于容纳在压力交换腔14中经加压而形成的高压流体，其形状不作具体限定，其可以为一个腔，也可以为多个独立的腔。

由第二圆筒2的筒内空间间隔而成的低压流体腔24用于容纳在压力交换腔14中经泄压而形成的低压流体，其形状不作具体限定，其可以为一个腔，也可以为多个独立的腔。

间隔件3用于将容置腔沿轴向间隔成压力交换腔14，其形状不作具体限定。

N个连通口包括交替排布的第一连通口21和第二连通口22，即第一连通口21和第二连通口22沿周向交替排布，且两者的数量之和为N。

N个流体入口包括交替排布的低压流体入口12和高压流体入口11，即低压流体入口12和高压流体入口11沿周向交替排布，且两者的数量之和为N。

流体余压能回收装置71的工作原理：持续同步转动N个间隔件3，当其中一个压力交换腔14的径向外端与低压流体入口12连通，低压海水经低压流体入口12流入压力交换腔14，待压力交换腔14刚好充满低压海水，压力交换腔14的径向外端转动至与相邻的高压流体入口11连通，从反渗透膜组件72高压输出端排出的高压浓海水经高压流体入口11进入压力交换腔14，并利用余压能将压力交换腔14中的低压海水推向压力交换腔14的径向内端，高压浓海水的余压能转移至低压海水，低压海水被加压成高压海水，高压海水在余压能的驱使下经第一连通口21流入高压流体腔23，待高压海水完全排出压力交换腔14，高压浓海水完成泄压变成低压浓海水，压力交换腔14的径向外端转动至与相邻的低压流体入口12连通，低压海水经低压流体入口12流入压力交换腔14，低压海水将压力交换腔14中的低压浓海水推向压力交换腔14的径向内端，待低压浓海水经第二连通口22完全排出压力交换腔14，压力交换腔14的径向外端转动至与相邻的高压流体入口11连通，通入高压浓海水，形成循环。

本实例的有益效果包括：

通过将压力交换腔14设置成周向转动，以与周向交替排布的低压流体入口12和高压流体入口11先后连通，从而可往压力交换腔14交替通入高压浓海水和低压海水，如此，即可先利用高压浓海水将低压海水推压进高压流体腔23，推压过程中高压浓海水的余压能转移给低压海水，实现余压能的回收，然后再利用低压海水将由高压浓海水泄压得到低压浓海水推压进低压流体腔24，实现低压浓海水的排出，从而实现对反渗透膜组件72产出的高压浓海水的余压能的连续回收，提高了余压能回收效率。

为了便于理解，本实施例以回收反渗透膜组件72在淡化海水时排出的高压浓海水的余压能为例进行说明，但应当理解的，本发明提供的流体余压能回收装置71不仅仅适用于对液体余压能的回收，还适用于对气体余压能的回收。

优化的：为了便于控制，一般将N个间隔件3设置成匀速转动，在此情况下，压力交换腔14与高压流体入口11连通的时间和与低压流体入口12连通的时间相同，而高压浓海水的压力大于低压海水的压力，导致高压浓海水的流量大于低压海水的流量，以致在相同的连通时间内，进入压力交换腔14的高压浓海水多于进入压力交换腔14的低压海水，如此，将会导致压力交换腔14无法在一个连通时间内通入足够的低压海水将低压浓海水排出，为了避免这一情况，将N设定为3的倍数；将第二连通口22的数量设为第一连通口21的数量的两倍；让1个第一连通口21与2个第二连通口22交替排布，即当N大于3时，周向相邻的两个第一连通口21之间设有两个第二连通口22；将低压流体入口12的数量设为高压流体入口11的数量的两倍；1个高压流体入口11与2个低压流体入口12交替排布，即当N大于3时，周向相邻的两个高压流体入口11之间设有两个低压流体入口12。如此，压力交换腔14与一个高压流体入口11连通后，会先后与两个低压流体入口12连通，然后再与一个高压流体入口11连通，使低压海水的流入时间比高压浓海水的流入时间多一倍，从而可往压力交换腔14通入足够的低压海水将低压浓海水挤出。相较于直接控制间隔件3的转速以增加压力交换腔14和低压流体入口12的连通时间，通过改变低压流体入口12和高压流体入口11的数量比例增加连通时间，更好实现，且稳定性更高。

压力交换腔14的一种优选实施方式：压力交换腔14的周向尺寸由径向外向径向内逐渐减小，即越靠近第一圆筒1的轴心，相邻两个间隔件3之间的周向间距越小，或者说压力交换腔14的周面面积越小(容积越小)。向第一圆筒1的轴心逐渐收窄的压力交换腔14会对被高压浓海水挤压的低压海水形成挤压，即高压浓海水和压力交换腔14的内壁同时对低压海水进行挤压，从而提升低压海水的加压效果。

间隔件3的第一种优选实施方式：间隔件3的转动前沿31(位于转动方向上最前面表面)为凸弧面，间隔件3的转动后沿32(位于转动方向上最后面的表面)为凹弧面，凸弧面和凹弧面之间的周向间距越靠近第二圆筒2越小，转动前沿31和转动后沿32转动重合，即转动后沿32绕第一圆筒1的轴心沿间隔件3的转动方向转动一定角度后可与转动前沿31重合；压力交换腔14的径向截面与间隔件3的径向截面相同。如此，相邻两个间隔件3中位于转动方向前方的间隔件3的凹弧面和位于转动方向后方的间隔件3的凸弧面围合成压力交换腔14，进入压力交换腔14的高压浓海水(或低压海水)经凸弧面的引导对凹弧面形成冲击，从而推动位于转动方向前方的间隔件3转动，即利用高压浓海水的动能驱使间隔件3进行转动，实现间隔件3的自驱动旋转，而无需为间隔件3的转动提供额外的动力。

进一步优化的：压力交换腔14的最大周向尺寸等于流体入口的周向尺寸，即压力交换腔14的径向外端在转动方向上的长度等于流体入口在转动方向上的长度；压力交换腔14的最小周向尺寸等于连通口的周向尺寸，即压力交换腔14的径向内端在转动方向上的长度等于连通口在转动方向上的长度。如此，只要压力交换腔14和流体入口存在周向重合，两者就处于连通状态，只要压力交换腔14与连通口存在周向重合，两者就处于连通状态，压力交换腔14即可在转动过程中与流体入口和连通口保持连通，以让压力交换腔14的转动、流体的通入和流体的排出可同时进行，相较于先后进行压力交换腔14的转动和流体的控制，大大缩短了完成一个余压能回收流程所需时间，提高了余压能回收效率。

示例性的：第一圆筒1的周壁开设有12个沿径向贯穿周壁的长方形开口，即流体入口，该长方形开口的长边平行于第一圆筒1的轴心，相邻两个长方形开口之间的周向间距等于间隔件3的径向截面的外轴长，其中4个长方形开口为高压流体入口11，8个长方形开口为低压流体入口12，相邻两个高压流体入口11之间设有两个低压流体入口12；每个长方形开口均盖设有一个长方体形腔体5，该长方体形腔体5开设有一个与长方形开口对齐连接的方形端口，该方形端口与长方体形腔体5内的长方体型空间51对齐连通，长方体形腔体5上开设有用于与低压海水箱75或反渗透膜组件72的高压输出端连通的连接口，如此，4个长方体型空间51作为压力交换腔14与低压海水箱75的连接媒介，8个长方体型空间51作为压力交换腔14与反渗透膜组件72的高压输出端的连接媒介，通过长方体型空间51将大量的低压海水和高压浓海水暂存，以在长方体型空间51与压力交换腔14发生连通时，可快速大量地向压力交换腔14输送高压浓海水或低压海水，从而缩短流体的通入时间；12个沿周向均匀排布的间隔件3将第一圆筒1和第二圆筒2之间的直圆筒型空间沿轴向分隔成12个压力交换腔14，压力交换腔14的形状与间隔件3的形状相同，间隔件3的径向截面为统一的四边形，该四边形由四条弧边组成，其中一条为与第一圆筒1的内周贴合的外周边，一条为与第二圆筒2的外周贴合的内周边，连接内周边和外周边的两条弧边转动重合，且表现为向逆时针方向凸起，即间隔件3可看成由该四边形沿轴向拉伸而成，拉伸距离等于第一圆筒1的内轴长；第二圆筒2的周壁开设有12个沿周向均匀分布的第一圆形通孔，即连通口，相邻两个第一圆形通孔之间的周向间距等于间隔件3的径向截面的内周长，位于轴向中间的第一圆形通孔沿径向贯穿周壁，其中4个第一圆形通孔为第一连通口21，8个第一圆形通孔为第二连通口22，相邻两个第一连通口21之间设有两个第二连通口22；第一连通口21与高压流体入口11对应，第二连通口22与第一流体入口对应，以确保压力交换腔14的径向内端与第一连通口21连通时，其径向外端与高压流体入口11连通，确保压力交换腔14的径向内端与第二连通口22时，其径向外端与低压流体入口12连通。

示例中的流体余压能回收装置71的工作原理：12个间隔件3在高压浓海水和低压海水的冲击下沿逆时针方向匀速同步转动，当其中一个压力交换腔14的径向外端与低压流体入口12连通，低压海水经低压流体入口12流入压力交换腔14，待压力交换腔14刚好充满低压海水，压力交换腔14的径向外端转动至与相邻的高压流体入口11连通，从反渗透膜组件72高压输出端排出的高压浓海水经高压流体入口11进入压力交换腔14，并利用余压能将压力交换腔14中的低压海水推向压力交换腔14的径向内端，高压浓海水的余压能转移至电压海水，低压海水被加压成高压海水，高压海水在余压能的驱使下经第一连通口21流入高压流体腔23，待高压海水完全排出压力交换腔14，高压浓海水完成泄压变成低压浓海水，压力交换腔14的径向外端转动至与相邻的低压流体入口12连通，低压海水经低压流体入口12流入压力交换腔14，低压海水将压力交换腔14中的低压浓海水推向压力交换腔14的径向内端，待压力交换腔14中的一半低压浓海水被经第二连通口22排进低压流体腔24，压力交换腔14的径向外端转动至与相邻的低压流体入口12连通，低压海水经低压流体入口12流入压力交换腔14，低压海水将压力交换腔14中的低压浓海水推向压力交换腔14的径向内端，待低压海水将剩余的一半低压浓海水挤进低压流体腔24(此时压力交换腔14再次装满了低压海水)，压力交换腔14的径向外端转动至与相邻的高压流体入口11连通，高压浓海水经高压流体入口11流入压力交换腔14对其中的低压海水进行加压，并将加压后所形成的高压海水挤进高压流体腔23，形成循环，即每一个压力交换腔14依次与相邻的两个低压流体入口12和一个高压流体入口11连通后，完成一次余压能的回收。应当理解的是，在其中一个压力交换腔14的径向外端与电压流体入口连通时，还有7个压力交换腔14的径向外端与低压流体入口12连通，4个压力交换腔14的径向内端与高压流体入口11连通，即有四个余压能回收流程在同时进行，当一个间隔件3完成90度的转动时，有容积等于4个压力交换腔14的容积的低压海水被加压成高压海水。

间隔件3的第二种优选实施方式：间隔件3的径向截面为扇环形，即间隔件3可看成由一个扇环形沿轴向拉伸而成，拉伸距离等于第一圆筒1的内轴长，扇环形的半径等于第一圆筒1和第二圆筒2的半径差，其外周与第一圆筒1的内周贴合，其内周与第二圆筒2的外周贴合；压力交换腔14的径向截面与间隔件3的径向截面相同。在该实施方式中，因间隔件3的径向表面为平面，无法实现间隔件3的自驱动，但该间隔件3的加工难度较低。

低压流体腔24和高压流体腔23的一种优选实施方式：流体余压能回收装置71还设置有第三圆筒4；第三圆筒4和第二圆筒2的轴心重合，第三圆筒4的外径小于第二圆筒2的内径，即第三圆筒4以共轴的方式设于第二圆筒2内，且第三圆筒4的轴长小于第二圆筒2的轴长；低压流体腔24位于第三圆筒4和第二圆筒2之间，即第三圆筒4的外周面和第二圆筒2的内周面之间的直圆筒型空间为低压流体腔24；第三圆筒4的筒内空间为高压流体腔23，即第三圆筒4所围合成的圆柱型空间为高压流体腔23。

第三圆筒4的一种优选实施方式：第三圆筒4的周壁开设有周向均匀排布的流体输入口41；流体输入口41的数量等于第一连通口21的数量；流体输入口41与第一连通口21通过喷嘴连接。

示例性的：第三圆筒4的周壁上开设有四个沿径向贯穿周壁的第二圆形通孔，即流体输入口41，位于轴向中间的第二圆形通孔的直径小于第一圆形通孔的直径，相邻两个第二圆形通孔的轴心的角度差为90°，第二圆形通孔通过弧形渐缩喷嘴6与对应的第一圆形通孔连通，弧形渐缩喷嘴6由内径逐渐减小的圆形管弯曲而成，其轴心为一条弧线，弧形渐缩喷嘴6与由第一种优选的间隔件3分割成的压力交换腔14相切连通，即在间隔件3的转动过程中，弧形渐缩喷嘴6的轴心会与间隔件3的转动前沿31和转动后沿32发生相切。如此，低压海水从压力交换腔14进入弧形渐缩喷嘴6后，因弧形渐缩喷嘴6的逐渐缩小，弧形渐缩喷嘴6的内壁会延续压力交换腔14内壁对低压海水的挤压，从而提升低压海水的升压效果。另外，可通过更改流体输入口41的大小来控制进入高压流体腔23的高压海水的压力，而不需要采用单向限压阀。

实施例二

请参阅图1-4，本发明实施例中提供的一种海水淡化系统包括流体余压能回收装置71之和反渗透膜组件72，该流体余压能回收装置71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75、低压浓海水箱74和淡水箱73；低压海水箱75与低压流体入口12连通；低压浓海水箱74与低压流体腔24连通；淡水箱73与防渗透膜组件的低压输出端连通。

优化的：海水淡化系统还设置有低压泵76、高压泵77和增压泵78；低压泵76的输入端与低压海水箱75连通，输出端与低压流体入口12连通；高压泵77的输入端与低压海水箱75连通，输出端与反渗透膜组件72的高压输入端连通；增压泵78的输入端与高压流体腔23连通，输出端与反渗透膜组件72的高压输入端连通。通过高压泵77将低压海水加压至合适的压力变成高压海水，高压海水注入反渗透膜组件72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73，高压浓海水经高压流体入口11流入余压能交换腔将其中的低压海水加压成高压海水，完成高压浓海水余压能的回收，从流体余压能回收装置71的高压流体腔23流出的高压海水经增压泵78进一步加压后，与经高压泵77加压后的高压海水混合进入反渗透膜组件72的高压侧。高压浓海水在压力交换腔14中完成泄压后变成低压浓海水，低压浓海水被经低压流体入口12进入的低压海水推压进入低压流体腔24，先通过低压泵76对低压海水进行加压，以让低压海水可与低压浓海水形成明显压差，从而可确保低压海水可将低压浓海水压进低压流体腔24。

本说明书每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处，各个实施方式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 (8)

1.一种流体余压能回收装置，其特征在于，包括：

第一圆筒、第二圆筒和N个间隔件，N为大于或等于2整数；

所述第一圆筒和所述第二圆筒固定连接且轴心重合，所述第二圆筒的外径小于所述第一圆筒的内径；

所述第二圆筒的筒内空间被间隔成高压流体腔和低压流体腔；

所述第二圆筒的周壁开设有N个周向均匀排布的连通口；

N个所述连通口包括交替排布的第一连通口和第二连通口，所述第一连通口与所述高压流体腔连通，所述第二连通口与所述低压流体腔连通；

沿周向均匀排布的N个所述间隔件设于所述第一圆筒和第二圆筒之间的容置腔，并将所述容置腔沿轴向间隔成N个压力交换腔；

N个所述间隔件可沿周向同步转动；

所述第一圆筒的周壁开设有N个周向均匀排布的流体入口；

N个所述流体入口包括交替排布的低压流体入口和高压流体入口；

当所述压力交换腔的径向外端转动至与所述高压流体入口连通，其径向内端转动至与所述第一连通口连通；

当所述压力交换腔的径向外端转动至与所述低压流体入口连通，其径向内端转动至与所述低压流体腔连通；

所述第二连通口的数量为所述第一连通口的数量的两倍；

1个所述第一连通口与2个所述第二连通口交替排布；

所述低压流体入口的数量为所述高压流体入口的数量的两倍；

1个所述高压流体入口与2个所述低压流体入口交替排布；

所述压力交换腔的周向尺寸由径向外向径向内逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的一种流体余压能回收装置，其特征在于：

所述间隔件的转动前沿为凸弧面，转动后沿为凹弧面，所述转动前沿和所述转动后沿转动重合；

所述压力交换腔的径向截面与所述间隔件的径向截面相同。

3.根据权利要求2所述的一种流体余压能回收装置，其特征在于：

所述压力交换腔的最大周向尺寸等于所述流体入口的周向尺寸；

所述压力交换腔的最小周向尺寸等于所述连通口的周向尺寸。

4.根据权利要求1所述的一种流体余压能回收装置，其特征在于：

所述间隔件的径向截面为扇环形；

所述压力交换腔的径向截面与所述间隔件的径向截面相同。

5.根据权利要求1所述的一种流体余压能回收装置，其特征在于，还包括：

第三圆筒；

所述第三圆筒和所述第二圆筒的轴心重合，所述第三圆筒的外径小于所述第二圆筒的内径；

所述低压流体腔位于所述第三圆筒和所述第二圆筒之间；

所述第三圆筒的筒内空间为所述高压流体腔。

6.根据权利要求5所述的一种流体余压能回收装置，其特征在于：

所述第三圆筒的周壁开设有周向均匀排布的流体输入口；

所述流体输入口的数量等于所述第一连通口的数量；

所述流体输入口与所述第一连通口通过喷嘴连接。

7.一种海水淡化系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至6任一项所述的一种流体余压能回收装置和反渗透膜组件；

所述反渗透膜组件的高压输出端与所述高压流体入口连通，高压输入端与所述高压流体腔连通。

8.根据权利要求7所述的一种海水淡化系统，其特征在于，还包括：

低压海水箱、低压浓海水箱、淡水箱、低压泵、高压泵和增压泵；

所述低压海水箱与所述低压流体入口连通；

所述低压浓海水箱与所述低压流体腔连通；

所述淡水箱与所述反渗透膜组件的低压输出端连通；

所述低压泵的输入端与所述低压海水箱连通，输出端与所述低压流体入口连通；

所述高压泵的输入端与所述低压海水箱连通，输出端与反渗透膜组件的高压输入端连通；

所述增压泵的输入端与高压流体腔连通，输出端与所述反渗透膜组件的高压输入端连通。