CN204041335U - 一种卡箍结构压力转换机泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于海水淡化设备领域,一种卡箍结构压力转换机泵,压力转换机泵整体包括卡箍机泵体、卡箍泵端盖、卡箍机端盖、转换器主轴、一对陶瓷轴承、一对轴承紧固圈以及水泵叶轮和水机转轮,卡箍泵端盖上有泵盖轴孔与六面孔输入轴之间为间隙配合,泵盖轴孔上有填料密封槽中有密封圈挤压着六面孔输入轴外圆面;在转换器主轴的泵螺纹段外还设置有六棱柱段与六面孔输入轴的六面端孔滑动配合,实现了外部动力输入;且六面孔壁端口有1.7×45度的六面孔坡口,六棱柱面端口有1.7×45度的六棱柱坡口,便于六面端孔与六棱柱段对准导入;特别是六棱柱面的四个相邻边上都有1.7×45度的六棱柱倒角,确保六棱柱面与六面孔壁之间精密配合传递大扭矩。
Description
技术领域
本发明属于海水淡化设备领域,国际专利分类为B01D,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卡箍结构压力转换机泵。
背景技术
填海造岛,为当代海洋经济之首举,人工岛往往自身不具备淡水,或者说不具有足够的淡水,海水淡化处理日趋迫切,海水淡化的能耗成本受到特别关注。早期海水淡化采用蒸馏法,如多级闪蒸技术,能耗在9.0kWh/m3,通常只建在能量价格很低的地区,如中东石油国或有废热可利用的地区。20世纪70年代反渗透海水淡化技术投入应用,经过不断改进。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。
经反渗透海水淡化技术所获得的淡水纯度取决于渗透膜的致密度,致密度越高则获得的淡水纯度也越高,同时要求将参与渗透的海水提高到更高的压力。因此,能量回收效率成了降低海水淡化成本的关键。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存在着一系列的机械运动件和电器切换构件,维修率较高最终影响生产成本。如:中国专利授权公告号 CN 101041484 B 带能量回收的反渗透海水淡化装置;中国专利授权公告号 CN 100341609 C 反渗透海水淡化能量回收装置多道压力切换器等。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:201010122952.2,于2010年7月21日公布的我国实用新型专利: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%的,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。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足,提供一种海水淡化系统专用的,能将废弃高压液体能量再次转换利用的卡箍结构压力转换机泵。
一种卡箍结构压力转换机泵,压力转换机泵整体包括卡箍机泵体、六面孔输入轴、卡箍泵端盖和卡箍机端盖,所述的卡箍机泵体上下两侧分别有水泵蜗壳和水轮机蜗壳,所述的卡箍机泵体上的壳体内孔内固定一对陶瓷轴承外圆,陶瓷轴承内孔固定着转换器主轴,转换器主轴上下两侧分别固定着水泵叶轮和水机转轮,作为改进:
所述的水泵蜗壳上垂直于所述的转换器主轴的切线方向上有卡箍排出接口,所述的水泵蜗壳的泵头端孔与所述的卡箍泵端盖的泵盖台阶面可拆卸密闭紧固;所述的卡箍排出接口上有排出卡箍端面,排出卡箍端面背面是排出锥台面,高压管路端头上的高压管端平面及其背面的高压管锥台面分别与所述的排出卡箍端面以及所述的排出锥台面相对应,成对组装由两组螺栓螺母紧固的排出下半卡箍和排出上半卡箍上分别有两侧对称设置的排出锥孔面上半部和排出锥孔面下半部同时与所述的高压管锥台面以及排出锥台面相配合,使得所述的高压管端平面与所述的排出卡箍端面紧贴;
所述的水机蜗壳上垂直于所述的转换器主轴的切线方向上有卡箍排泄口,所述的水机蜗壳的水机端孔与所述的卡箍机端盖的水机台阶面可拆卸密闭紧固;所述的卡箍排泄接口上有排泄卡箍端面,排泄卡箍端面背面是排泄锥台面,排泄管路右端头上的排泄管端平面及其背面的排泄管锥台面分别与所述的排泄卡箍端面以及所述的排泄锥台面相对应,成对组装由两组螺栓螺母紧固的排泄下半卡箍和排泄上半卡箍上分别有两侧对称设置的排泄锥孔面下半部和排泄锥孔面上半部同时与所述的排泄管锥台面以及排泄锥台面相配合,使得所述的排泄管端平面与所述的排泄卡箍端面紧贴;
所述的卡箍泵端盖上有有卡箍吸入接口与所述的泵盖台阶面中心轴线成垂直布置,所述的卡箍泵端盖上有泵盖轴孔与所述的泵盖台阶面中心轴线成同轴布置,所述的泵盖轴孔与所述的六面孔输入轴之间为间隙配合,所述的泵盖轴孔上的填料密封槽中有密封圈挤压着所述的六面孔输入轴外圆面;所述的六面孔输入轴下端的六面端孔与所述的转换器主轴上端的六棱柱段之间为轴线可滑动配合;所述的卡箍吸入接口上有吸入卡箍端面,吸入卡箍端面背面是吸入锥台面,低压管路端头上的吸管卡箍平面及其背面的吸管锥台面分别与所述的吸入卡箍端面以及所述的吸入锥台面相对应,成对组装由两组螺栓螺母紧固的吸入卡箍下半和吸入卡箍上半上分别有两侧对称设置的吸入锥孔面上半部和吸入锥孔面下半部同时与所述的吸管锥台面以及吸入锥台面相配合,使得所述的吸管卡箍平面与所述的吸入卡箍端面紧贴;
所述的卡箍机端盖上有卡箍回压接口与所述的机盖台阶面中心轴线成同轴布置,所述的卡箍回压接口上有回压卡箍端面,回压卡箍端面背面是回压锥台面,回压管路端头上的回压管端平面及其背面的回压管锥台面分别与所述的回压卡箍端面以及所述的回压锥台面相对应,成对组装由两组螺栓螺母紧固的回压右半卡箍和回压左半卡箍上分别有两侧对称设置的回压锥孔面右半部和回压锥孔面左半部同时与所述的回压管锥台面以及回压锥台面相配合,使得所述的回压管端平面与所述的回压卡箍端面紧贴。
作为进一步改进:所述的壳体内孔两侧都有壳体内螺纹分别对着所述的水泵蜗壳内腔以及所述的水机蜗壳内腔,所述的转换器主轴水泵一侧依次有泵轴承段、泵平键段、泵螺纹段以及所述的六棱柱段,水泵螺母与所述的泵螺纹段旋转紧固, 所述的转换器主轴水轮机一侧依次有机轴承段、机螺纹段以及机端光轴,所述的一对陶瓷轴承内孔分别与所述的泵轴承段外圆以及所述的机轴承段外圆过盈配合,所述的一对陶瓷轴承外圆与所述的壳体内孔过渡配合,一对轴承紧固圈外螺纹与所述的壳体内螺纹调节固定着一对所述的陶瓷轴承轴向位置,所述的轴承紧固圈一侧端面上有个操作盲孔;所述的水机转轮的转轮内螺纹与所述的机螺纹段旋转配合紧固;所述的水泵叶轮的通孔内圆与所述的泵平键段外圆过渡配合,所述的六面端孔内的六面孔壁与所述的六棱柱段上的六棱柱面之间为滑动配合。
作为进一步改进:所述的转轮内螺纹底端的转轮光孔与所述的机端光轴滑动配合,所述的转轮光孔上有4个转轮螺孔,所述的机端光轴上有3个光轴销孔,止退销钉外螺纹段与所述的转轮螺孔旋转紧固,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。
作为进一步改进:所述的六面端孔的六面孔壁深度为54至56毫米,所述的六面孔壁两对边距离为32至34毫米,所述的六面孔壁端口有1.7×45度的六面孔坡口;所述的六棱柱段的六棱柱面长度为42至44毫米,所述的六面孔壁两对边距离为32至34毫米,所述的六棱柱面端口有1.7×45度的六棱柱坡口,且所述的六棱柱面的四个相邻边上都有1.7×45度的六棱柱倒角。
作为进一步改进:所述的水机转轮上的转轮叶片布置角度与所述的转换器主轴旋转轴线成44至46度夹角。
本实用新型的有益效果是:
整体结构采用卡箍连接密闭固定快捷安全,其中卡箍机泵体采用两侧中心对称设置有水泵蜗壳和水机蜗壳,使得整体作用力得到平衡;特别是卡箍机泵体上的壳体内孔两侧都设置有壳体内螺纹,配用一对轴承紧固圈由专用套筒调整工具对准操作盲孔调整到位,确保水泵叶轮和水机转轮随着一对陶瓷轴承分别精确位于水泵蜗壳和水机蜗壳之中,经实验显示其能量转换效率高达68%;
在水机转轮的转轮光孔上有4个转轮螺孔与机端光轴上的3个光轴销孔错位对应,确保水机转轮的转轮内螺纹与机螺纹段之间微小旋转调节,就能确保止退销钉同时对准转轮螺孔和光轴销孔,实现水机转轮相对于转换器主轴可承受正反转而不会松开,快捷安全;
在转换器主轴的泵螺纹段外还设置有六棱柱段与六面孔输入轴的六面端孔滑动配合,实现了外部动力输入;且六面孔壁端口有1.7×45度的六面孔坡口,六棱柱面端口有1.7×45度的六棱柱坡口,便于六面端孔与六棱柱段对准导入;特别是六棱柱面的四个相邻边上都有1.7×45度的六棱柱倒角,确保六棱柱面与六面孔壁之间精密配合传递大扭矩;
本实用新型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。特别是被高密度渗透膜截留的60%至70%高压浓盐水从所述的截留水出口流出注入到卡箍回压接口里参与能量转换,借着水机转轮上的转轮叶片布置角度与转换器主轴的旋转轴线成45度夹角,推动水机转轮以相同旋转方向更高速旋转,带动转换器主轴的旋转速度提高1个百分点,分担了变频电机负荷达50%,实现了降能目的,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3.0kWh。
附图说明
图1是压力转换机泵60的剖面示意图。
图2是压力转换机泵60在海水淡化系统中的应用示意图。
图3是图1中的卡箍机泵体61剖面示意图。
图4是图1中的卡箍泵端盖41剖面示意图。
图5是图1中的卡箍机端盖81剖面示意图
图6是图1中的轴承紧固圈75剖面示意图。
图7是图6中的轴承紧固圈75俯视图。
图8是图1中的水泵螺母72所处局部放大剖面示意图。
图9是图8中的A-A剖面图。
图10是图8中的B-B剖面图。
图11是图8中的C-C剖面图。
图12是图8中六面孔输入轴77的六面端孔71部位放大图。
图13是图8中转换器主轴33的泵平键段34以及传动平键11部位放大图。
图14是图1中的止退销钉19所处局部放大剖面示意图。
图15是图14中的D-D剖面图。
图16是图14中转换器主轴33的机螺纹段36部位放大图。
图17是图14中水机转轮88的转轮内螺纹26部位剖面放大图。
图18是图1中低压管路56所处截面的吸入卡箍下半651和吸入卡箍上半561由两组螺栓螺母12成对组装紧固的侧面示图。
图19是图1中高压管路94所处截面的排出下半卡箍961和排出上半卡箍691由两组螺栓螺母12成对组装紧固的侧面示图。
图20是图1中排泄管路28所处截面的排泄下半卡箍821和排泄上半卡箍281由两组螺栓螺母12成对组装紧固的侧面示图。
图21是图1中回压管路87所处截面的回压右半卡箍871和回压左半卡箍781由两组螺栓螺母12成对组装紧固的侧面示图。
具体实施方式
结合附图和实施例对本实用新型的结构和工作原理以及在反渗透海水淡化系统中的应用作进一步阐述:
一种卡箍结构压力转换机泵,压力转换机泵60整体包括卡箍机泵体61、六面孔输入轴77、卡箍泵端盖41和卡箍机端盖81,所述的卡箍机泵体61上下两侧分别有水泵蜗壳67和水轮机蜗壳66,所述的卡箍机泵体61上的壳体内孔63内固定一对陶瓷轴承73外圆,陶瓷轴承73内孔固定着转换器主轴33,转换器主轴33上下两侧分别固定着水泵叶轮44和水机转轮88,作为改进:
所述的水泵蜗壳67上垂直于所述的转换器主轴33的切线方向上有卡箍排出接口69,所述的水泵蜗壳67的泵头端孔64与所述的卡箍泵端盖41的泵盖台阶面46可拆卸密闭紧固;所述的卡箍排出接口69上有排出卡箍端面53,排出卡箍端面53背面是排出锥台面55,高压管路94端头上的高压管端平面916及其背面的高压管锥台面619分别与所述的排出卡箍端面53以及所述的排出锥台面55相对应,成对组装由两组螺栓螺母12紧固的排出下半卡箍961和排出上半卡箍691上分别有两侧对称设置的排出锥孔面上半部169和排出锥孔面下半部196同时与所述的高压管锥台面619以及排出锥台面55相配合,使得所述的高压管端平面916与所述的排出卡箍端面53紧贴;
所述的水机蜗壳66上垂直于所述的转换器主轴33的切线方向上有卡箍排泄口82,所述的水机蜗壳66的水机端孔68与所述的卡箍机端盖81的水机台阶面86可拆卸密闭紧固;所述的卡箍排泄接口82上有排泄卡箍端面83,排泄卡箍端面83背面是排泄锥台面85,排泄管路28右端头上的排泄管端平面812及其背面的排泄管锥台面218分别与所述的排泄卡箍端面83以及所述的排泄锥台面85相对应,成对组装由两组螺栓螺母12紧固的排泄下半卡箍821和排泄上半卡箍281上分别有两侧对称设置的排泄锥孔面下半部182和排泄锥孔面上半部128同时与所述的排泄管锥台面218以及排泄锥台面85相配合,使得所述的排泄管端平面812与所述的排泄卡箍端面83紧贴;
所述的卡箍泵端盖41上有有卡箍吸入接口65与所述的泵盖台阶面46中心轴线成垂直布置,所述的卡箍泵端盖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与所述的六面孔输入轴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六面孔输入轴77外圆面;所述的六面孔输入轴77下端的六面端孔71与所述的转换器主轴33上端的六棱柱段31之间为轴线可滑动配合;所述的卡箍吸入接口65上有吸入卡箍端面43,吸入卡箍端面43背面是吸入锥台面45,低压管路56端头上的吸管卡箍平面615及其背面的吸管锥台面516分别与所述的吸入卡箍端面43以及所述的吸入锥台面45相对应,成对组装由两组螺栓螺母12紧固的吸入卡箍下半651和吸入卡箍上半561上分别有两侧对称设置的吸入锥孔面上半部156和吸入锥孔面下半部165同时与所述的吸管锥台面516以及吸入锥台面45相配合,使得所述的吸管卡箍平面615与所述的吸入卡箍端面43紧贴;
所述的卡箍机端盖81上有卡箍回压接口89与所述的机盖台阶面86中心轴线成同轴布置,所述的卡箍回压接口89上有回压卡箍端面93,回压卡箍端面93背面是回压锥台面95,回压管路87端头上的回压管端平面817及其背面的回压管锥台面718分别与所述的回压卡箍端面93以及所述的回压锥台面95相对应,成对组装由两组螺栓螺母12紧固的回压右半卡箍871和回压左半卡箍781上分别有两侧对称设置的回压锥孔面右半部187和回压锥孔面左半部178同时与所述的回压管锥台面718以及回压锥台面95相配合,使得所述的回压管端平面817与所述的回压卡箍端面93紧贴。
作为进一步改进:所述的壳体内孔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,所述的转换器主轴33水泵一侧依次有泵轴承段35、泵平键段34、泵螺纹段32以及所述的六棱柱段31,水泵螺母72与所述的泵螺纹段32旋转紧固, 所述的转换器主轴33水轮机一侧依次有机轴承段37、机螺纹段36以及机端光轴39,所述的一对陶瓷轴承73内孔分别与所述的泵轴承段35外圆以及所述的机轴承段37外圆过盈配合,所述的一对陶瓷轴承73外圆与所述的壳体内孔63过渡配合,一对轴承紧固圈75外螺纹与所述的壳体内螺纹62调节固定着一对所述的陶瓷轴承73轴向位置,所述的轴承紧固圈75一侧端面上有5个操作盲孔76;所述的水机转轮88的转轮内螺纹26与所述的机螺纹段36旋转配合紧固;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,所述的六面端孔71内的六面孔壁13与所述的六棱柱段31上的六棱柱面14之间为滑动配合。
作为进一步改进:所述的转轮内螺纹26底端的转轮光孔29与所述的机端光轴39滑动配合,所述的转轮光孔29上有4个转轮螺孔15,所述的机端光轴39上有3个光轴销孔16,止退销钉19外螺纹段与所述的转轮螺孔15旋转紧固,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。
作为进一步改进:所述的六面端孔71的六面孔壁13深度为54至56毫米,所述的六面孔壁13两对边距离为32至34毫米,所述的六面孔壁13端口有1.7×45度的六面孔坡口23;所述的六棱柱段31的六棱柱面14长度为42至44毫米,所述的六面孔壁13两对边距离为32至34毫米,所述的六棱柱面14端口有1.7×45度的六棱柱坡口24,且所述的六棱柱面14的四个相邻边上都有1.7×45度的六棱柱倒角17。
作为进一步改进:所述的水机转轮88上的转轮叶片84布置角度与所述的转换器主轴33旋转轴线成44至46度夹角。
实施例中:
应用压力转换机泵60的海水淡化系统中还包括:海底过滤器10、低压水泵20、低压泵电动机30、预处理装置50、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之间有低压泵吸管21连接,所述的低压水泵20输入轴连接着所述的低压泵电动机30,所述的低压水泵20与所述的预处理装置50之间有低压泵排管25连接,所述的预处理装置50与所述的卡箍吸入接口65之间有所述的压力转换机泵60上的低压管路56连接,所述的压力转换机泵60的锌合金输入轴77外端固定连接着变频电机70输出端;所述的
压力转换机泵60的卡箍排出接口69与反渗透膜组件90前腔的高压进口96之间连接有高压管路94,所述的压力转换机泵60的卡箍回压接口89与反渗透膜组件90前腔的截留水出口98之间连接有回压管路87,所述的法兰排泄口82处连接到排泄管路28上排放掉或作为工业用盐原料;所述的反渗透膜组件90后腔的淡化水出口92依次连接着活性碳吸附罐78和饮用水储存罐79;
六面端孔71的六面孔壁13深度为55毫米,六面孔壁13两对边距离为33毫米,六棱柱面14长度为43毫米,六面孔壁13两对边距离为33毫米。
水机转轮88上的转轮叶片84布置角度与转换器主轴33旋转轴线成45度夹角。
本实用新型的工作过程如下:
一、压力转换机泵60组装:
1.为避免轴承高温引起退火影响机械性能,采用将转换器主轴33人工降温至零下180至185度持续14至15分钟取出,1分钟之内将一对陶瓷轴承73分别套在水泵轴承段35和机轴承段37,整体放置在卡箍机泵体61上的壳体内孔63之中;
2.一对轴承紧固圈75分别旋转在壳体内孔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;
3.水机转轮88上的转轮内螺纹26与机螺纹段36旋转配合预紧,当转轮光孔29上的4个转轮螺孔15中的1个转轮螺孔15与机端光轴39上的3个光轴销孔16中的任何1个光轴销孔16对准时,将止退销钉19外螺纹段与转轮螺孔15旋转紧固,使得止退销钉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相对于转换器主轴33可承受正反转而不会松开,快捷安全;
4.卡箍机端盖81的水机台阶面86与所述水机蜗壳66的水机端孔68对准,并用12颗螺钉分别穿越水机台阶面86上的12个通孔,密闭紧固在水机端孔68周边的12个螺孔之中;
5.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,使得水泵叶轮44的通孔内圆22与所述的泵平键段34外圆过渡配合;
6.水泵螺母72与泵螺纹段32旋转紧固;
7.卡箍泵端盖41的泵盖台阶面46与水泵蜗壳67的泵头端孔64对准,并用12颗螺钉分别穿越泵盖台阶面46上的12个通孔,密闭紧固在泵头端孔64周边的12个螺孔之中;
8.六面孔输入轴77的六面端孔71由外向内穿越卡箍泵端盖41上的泵盖轴孔47,借用泵盖轴孔47上有填料密封槽74中有密封圈挤压着所述的六面孔输入轴77外圆面构成动密封。利用六面孔壁13端口有1.7×45度的六面孔坡口23,六棱柱面14端口有1.7×45度的六棱柱坡口24,将六面端孔71对准导入到六棱柱段31上。
二、压力转换机泵60管路连接:
将卡箍吸入接口65上的吸入卡箍端面43与低压管路56端头上的吸管卡箍平面615对准,使得所述的吸管锥台面516与所述的吸入锥台面45相对称,用一对吸入卡箍下半651上的吸入锥孔面下半部165以及吸入卡箍上半561上的吸入锥孔面上半部156同时与所述的吸管锥台面516以及吸入锥台面45相配合,并由第一个两组螺栓螺母12快捷连接紧固,使得卡箍吸入接口65上的吸入卡箍端面43与低压管路56端头上的吸管卡箍平面615密闭紧贴。
将卡箍排出接口69上的排出卡箍端面53与高压管路94端头上的高压管端平面916对准,使得所述的高压管锥台面619与所述的排出锥台面55相对称,用一对排出下半卡箍961上的排出锥孔面下半部196以及排出上半卡箍691上的排出锥孔面上半部169同时与所述的高压管锥台面619以及排出锥台面55相配合,并由第二个两组螺栓螺母12快捷连接紧固,使得卡箍排出接口69上的排出卡箍端面53与高压管路94端头上的高压管端平面916密闭紧贴。
将卡箍回压接口89上的回压卡箍端面93与回压管路87端头上的回压管端平面817对准,使得所述的回压管锥台面718与所述的回压锥台面95相对称,用一对回压右半卡箍871上的回压锥孔面右半部187以及回压左半卡箍781上的回压锥孔面左半部178同时与所述的回压管锥台面718以及回压锥台面95相配合,并由第三个两组螺栓螺母12快捷连接紧固,使得卡箍回压接口89上的回压卡箍端面93与回压管路87端头上的回压管端平面817密闭紧贴。
将卡箍排泄接口82上的排泄卡箍端面83与排泄管路28端头上的排泄管端平面812对准,使得所述的排泄管锥台面218与所述的排泄锥台面85相对称,用一对排泄下半卡箍821上的排泄锥孔面下半部182以及排泄上半卡箍281上的排泄锥孔面上半部128同时与所述的排泄管锥台面218以及排泄锥台面85相配合,并由第三个两组螺栓螺母12快捷连接紧固,使得卡箍排泄接口82上的排泄卡箍端面83与排泄管路28端头上的排泄管端平面812密闭紧贴。
三、压力转换机泵60运行过程:
低压泵电动机30输出端驱动低压水泵20旋转,抽取海水经过海底过滤器10初步过滤,再经过低压泵吸管21在低压水泵20处初步增压,从低压泵排管25排出后注入到预处理装置50中备用;
启动变频电机70大功率驱动压力转换机泵60,变频电机70输出端固定连接着六面孔输入轴77上端,六面孔输入轴77下端的六面端孔71与所述的转换器主轴33上端的六棱柱段31之间为轴线可滑动配合,驱动所述的转换器主轴33高速旋转;继而带动压力转换机泵60的水泵叶轮44水机转轮88高速旋转,由卡箍排出接口69排出的压力高达6MPa的高压海水再通过高压进口96注入到反渗透膜组件90前腔,其中30%至40%的高压清海水能渗透穿越了反渗透膜组件90的高密度渗透膜91后并成为净化淡水从反渗透膜组件90后腔的淡化水出口92出来,注入到活性碳吸附罐78再次净化后流入到饮用水储存罐79中备用。
启动变频电机70大功率驱动压力转换机泵60,变频电机70输出端固定连接着输入轴77上端,输入轴77下端的六面端孔71与所述的转换器主轴33上端的六棱柱段31之间为轴线可滑动配合,驱动所述的转换器主轴33高速旋转;继而带动转换器主轴33上的水泵叶轮44和水机转轮88高速旋转。继而带动转换器主轴33上的水泵叶轮44和水机转轮88高速旋转。
利用水泵叶轮44高速旋转产生的离心力在卡箍吸入接口65处产生负压,经低压管路56吸入预处理装置50中的海水;利用水泵叶轮44高速旋转产生的离心力在水泵蜗壳67处产生高压,由卡箍排出接口69排出的压力高达6MPa的高压海水再通过高压进口96注入到反渗透膜组件90前腔,其中30%至40%的高压清海水能渗透穿越了反渗透膜组件90的高密度渗透膜91后并成为净化淡水从反渗透膜组件90后腔的淡化水出口92出来,注入到活性碳吸附罐78再次净化后流入到饮用水储存罐79中备用。
被高密度渗透膜91截留的60%至70%高压浓盐水从截留水出口98流出注入到卡箍回压接口89里,作用在转换器主轴33上的转轮叶片84上,借着水机转轮88上的转轮叶片84布置角度与转换器主轴33的旋转轴线成45度夹角,推动水机转轮88以相同旋转方向更高速旋转,带动转换器主轴33的旋转速度提高1个百分点,分担了变频电机70负荷达50%,实现了降能目的;经能量交换后的60%至70%高压浓盐水从压力转换机泵60的卡箍排泄口82处连接到排泄管路28上排放掉或作为工业用盐原料,周而复始,连续工作。
本实用新型整体结构采用卡箍连接密闭固定快捷安全,其中卡箍机泵体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;特别是卡箍机泵体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%。
本实用新型在水机转轮88的转轮光孔29上有4个转轮螺孔15与机端光轴39上的3个光轴销孔16错位对应,确保水机转轮88的转轮内螺纹26与机螺纹段36之间微小旋转调节,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相对于转换器主轴33可承受正反转而不会松开,快捷安全。
本实用新型在转换器主轴33的泵螺纹段32外还设置有六棱柱段31与六面孔输入轴77的六面端孔71滑动配合,实现了外部动力输入;且六面孔壁13端口有1.7×45度的六面孔坡口23,六棱柱面14端口有1.7×45度的六棱柱坡口24,便于六面端孔71六棱柱段31对准导入;特别是六棱柱面14的四个相邻边上都有1.7×45度的六棱柱倒角17,确保六棱柱面14与六面孔壁13之间精密配合传递大扭矩。
本实用新型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。特别是被高密度渗透膜91截留的60%至70%高压浓盐水从所述的截留水出口98流出注入到卡箍回压接口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3.0kWh。
Claims (5)
1. 一种卡箍结构压力转换机泵,压力转换机泵(60)整体包括卡箍机泵体(61)、六面孔输入轴(77)、卡箍泵端盖(41)和卡箍机端盖(81),所述的卡箍机泵体(61)上下两侧分别有水泵蜗壳(67)和水轮机蜗壳(66),所述的卡箍机泵体(61)上的壳体内孔(63)内固定一对陶瓷轴承(73)外圆,陶瓷轴承(73)内孔固定着转换器主轴(33),转换器主轴(33)上下两侧分别固定着水泵叶轮(44)和水机转轮(88),其特征是:
所述的水泵蜗壳(67)上垂直于所述的转换器主轴(33)的切线方向上有卡箍排出接口(69),所述的水泵蜗壳(67)的泵头端孔(64)与所述的卡箍泵端盖(41)的泵盖台阶面(46)可拆卸密闭紧固;所述的卡箍排出接口(69)上有排出卡箍端面(53),排出卡箍端面(53)背面是排出锥台面(55),高压管路(94)端头上的高压管端平面(916)及其背面的高压管锥台面(619)分别与所述的排出卡箍端面(53)以及所述的排出锥台面(55)相对应,成对组装由两组螺栓螺母(12)紧固的排出下半卡箍(961)和排出上半卡箍(691)上分别有两侧对称设置的排出锥孔面上半部(169)和排出锥孔面下半部(196)同时与所述的高压管锥台面(619)以及排出锥台面(55)相配合,使得所述的高压管端平面(916)与所述的排出卡箍端面(53)紧贴;
所述的水机蜗壳(66)上垂直于所述的转换器主轴(33)的切线方向上有卡箍排泄口(82),所述的水机蜗壳(66)的水机端孔(68)与所述的卡箍机端盖(81)的水机台阶面(86)可拆卸密闭紧固;所述的卡箍排泄接口(82)上有排泄卡箍端面(83),排泄卡箍端面(83)背面是排泄锥台面(85),排泄管路(28)右端头上的排泄管端平面(812)及其背面的排泄管锥台面(218)分别与所述的排泄卡箍端面(83)以及所述的排泄锥台面(85)相对应,成对组装由两组螺栓螺母(12)紧固的排泄下半卡箍(821)和排泄上半卡箍(281)上分别有两侧对称设置的排泄锥孔面下半部(182)和排泄锥孔面上半部(128)同时与所述的排泄管锥台面(218)以及排泄锥台面(85)相配合,使得所述的排泄管端平面(812)与所述的排泄卡箍端面(83)紧贴;
所述的卡箍泵端盖(41)上有有卡箍吸入接口(65)与所述的泵盖台阶面(46)中心轴线成垂直布置,所述的卡箍泵端盖(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)与所述的六面孔输入轴(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六面孔输入轴(77)外圆面;所述的六面孔输入轴(77)下端的六面端孔(71)与所述的转换器主轴(33)上端的六棱柱段(31)之间为轴线可滑动配合;所述的卡箍吸入接口(65)上有吸入卡箍端面(43),吸入卡箍端面(43)背面是吸入锥台面(45),低压管路(56)端头上的吸管卡箍平面(615)及其背面的吸管锥台面(516)分别与所述的吸入卡箍端面(43)以及所述的吸入锥台面(45)相对应,成对组装由两组螺栓螺母(12)紧固的吸入卡箍下半(651)和吸入卡箍上半(561)上分别有两侧对称设置的吸入锥孔面上半部(156)和吸入锥孔面下半部(165)同时与所述的吸管锥台面(516)以及吸入锥台面(45)相配合,使得所述的吸管卡箍平面(615)与所述的吸入卡箍端面(43)紧贴;
所述的卡箍机端盖(81)上有卡箍回压接口(89)与所述的机盖台阶面(86)中心轴线成同轴布置,所述的卡箍回压接口(89)上有回压卡箍端面(93),回压卡箍端面(93)背面是回压锥台面(95),回压管路(87)端头上的回压管端平面(817)及其背面的回压管锥台面(718)分别与所述的回压卡箍端面(93)以及所述的回压锥台面(95)相对应,成对组装由两组螺栓螺母(12)紧固的回压右半卡箍(871)和回压左半卡箍(781)上分别有两侧对称设置的回压锥孔面右半部(187)和回压锥孔面左半部(178)同时与所述的回压管锥台面(718)以及回压锥台面(95)相配合,使得所述的回压管端平面(817)与所述的回压卡箍端面(93)紧贴。
2.根据权利要求1所述的一种卡箍结构压力转换机泵,其特征是:所述的壳体内孔(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,所述的转换器主轴(33)水泵一侧依次有泵轴承段(35)、泵平键段(34)、泵螺纹段(32)以及所述的六棱柱段(31),水泵螺母(72)与所述的泵螺纹段(32)旋转紧固, 所述的转换器主轴(33)水轮机一侧依次有机轴承段(37)、机螺纹段(36)以及机端光轴(39),所述的一对陶瓷轴承(73)内孔分别与所述的泵轴承段(35)外圆以及所述的机轴承段(37)外圆过盈配合,所述的一对陶瓷轴承(73)外圆与所述的壳体内孔(63)过渡配合,一对轴承紧固圈(75)外螺纹与所述的壳体内螺纹(62)调节固定着一对所述的陶瓷轴承(73)轴向位置,所述的轴承紧固圈(75)一侧端面上有5个操作盲孔(76);所述的水机转轮(88)的转轮内螺纹(26)与所述的机螺纹段(36)旋转配合紧固;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,所述的六面端孔(71)内的六面孔壁(13)与所述的六棱柱段(31)上的六棱柱面(14)之间为滑动配合。
3.根据权利要求2所述的一种卡箍结构压力转换机泵,其特征是:所述的转轮内螺纹(26)底端的转轮光孔(29)与所述的机端光轴(39)滑动配合,所述的转轮光孔(29)上有4个转轮螺孔(15),所述的机端光轴(39)上有3个光轴销孔(16),止退销钉(19)外螺纹段与所述的转轮螺孔(15)旋转紧固,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。
4.根据权利要求2所述的一种卡箍结构压力转换机泵,其特征是:所述的六面孔壁(13)深度为54至56毫米,所述的六面孔壁(13)两对边距离为32至34毫米,所述的六面孔壁(13)端口有1.7×45度的六面孔坡口(23);所述的六棱柱面(14)长度为42至44毫米,所述的六面孔壁(13)两对边距离为32至34毫米,所述的六棱柱面(14)端口有1.7×45度的六棱柱坡口(24),且所述的六棱柱面(14)的四个相邻边上都有1.7×45度的六棱柱倒角(17)。
5.根据权利要求2所述的一种卡箍结构压力转换机泵,其特征是:所述的水机转轮(88)上的转轮叶片(84)布置角度与所述的转换器主轴(33)旋转轴线成44至46度夹角。
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