CN102553442B - 一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器。本发明中的圆筒外壳的两端是端盖法兰，端盖法兰的外缘设有法兰螺栓；端盖法兰内孔螺纹分别与两端的紧固调节螺盖的螺盖外螺纹相连接；紧固调节螺盖内端面分别是下端盖和上端盖的外端平面，下端盖和上端盖的带密封圈槽外圆与圆筒外壳的两端内孔相配合，下端盖的下盖内平面和上端盖的上盖内平面紧靠在圆筒外壳的中段内孔与两端内孔的过渡台肩上，活动固定在下端盖和上端盖的上、下两根端盖心轴支撑着整个空心转子自如旋转。凭借倾斜流道对通心转子两端面的施力，无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，就能让通心转子自如旋转，完成流道切换，实现压力交换。

Description

一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器

技术领域

本发明属于能量传送设备领域，具体涉及反渗透海水淡化***中关于能量回收设备的一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器。

背景技术

随着科技进步，人口日益增多，人们向海洋开发的愿望也日趋强烈，海水淡化处理日趋普及，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***的过程能耗6.0kWh／m3，其最主要的改进是将处理后的高压滤水进管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三种：

1、传统的转子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%，缺点液压缸结构的转子以及转子杆自身都有很大的摩擦功耗，特别是转子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日公布的我国发明专利：用于海水淡化***的差动式能量回收装置及方法，就属于传统转子液压缸结构；

2、透平——水泵组合的能量传递设备，优点是工作液体介质与废弃高压液体不直接接触，且能适应大流量能量传递，但其单机的最高效率也低于75%，故这样组合的能量传递设备机组效率一般只有40%——55%；

3、国际上对海水淡化投入最早以及最成功的发达国家，如日本、丹麦、荷兰瑞典、挪威英国、美国以及德国等，都在压力交换方面做过努力，但其最高交换效率都没有超过95%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

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种空心转子配备四进四出倾斜流道的压力交换器，可使压力交换效率最高达到98%，实现空心转子的外径可不受限制放大，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。采用以下技术方案：

一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器，圆筒外壳的两端是端盖法兰，端盖法兰的外缘设有法兰螺栓；端盖法兰内孔螺纹分别与两端的紧固调节螺盖的螺盖外螺纹相连接；紧固调节螺盖内端面分别是下端盖和上端盖的外端平面，下端盖和上端盖的带密封圈槽外圆与圆筒外壳的两端内孔相配合，下端盖的下盖内平面和上端盖的上盖内平面紧靠在圆筒外壳的中段内孔与两端内孔的过渡台肩上，活动固定在下端盖和上端盖的上、下两根端盖心轴支撑着整个空心转子自如旋转，所述的空心转子有密闭轴心空间，密闭轴心空间***采用至少两环等分交错布置的通道单元，每环设有3～24个通道单元，每个外环通道单元的最小径向尺寸小于每个内环通道单元的最大径向尺寸，构成径向错位；外环通道单元与内环通道单元在圆周上等分错位辐射布置，构成周向错位；且所述的下端盖上有两路高压滤水斜道相对于空心转子的旋转轴心成旋转对称布置，有两路泄压滤水斜道相对于空心转子的旋转轴心也成旋转对称布置；而且上端盖上有两路升压原水斜道相对于空心转子的旋转轴心成旋转对称布置，有两路低压海水斜道相对于空心转子的旋转轴心也成旋转对称布置，构成四进四出倾斜流道。

所述的下端盖一侧半圆上有对称布置的高压滤水进管和泄压滤水出管，另一侧半圆上也有旋转对称布置的高压滤水进管和泄压滤水出管，高压滤水进管连通高压滤水斜道，泄压滤水出管连通泄压滤水斜道，两个高压滤水斜道相对于各自高压滤水进管在环绕旋转圆周上都朝旋转的方向倾斜，与下盖内平面成锐角；两个泄压滤水斜道相对于泄压滤水出管在环绕旋转圆周上都朝旋转的相反方向倾斜，与下盖内平面成锐角，下端盖的端盖轴心通孔有端盖心轴用端盖轴螺母固定。

所述的上端盖一侧半圆上有对称布置的升压原水出管和低压原水进管，另一侧半圆上也有旋转对称布置的升压原水出管和低压原水进管，升压原水出管连通升压原水斜道，低压原水进管连通低压海水斜道，两个升压原水斜道相对于各自升压原水出管在环绕旋转圆周上都朝旋转的相反方向倾斜，与上盖内平面成锐角；两个低压海水斜道相对于低压原水进管在环绕旋转圆周上都朝旋转的方向倾斜，与上盖内平面成锐角；上端盖的端盖轴心通孔有端盖心轴用端盖轴螺母固定。

所述的空心转子的两端平面中心都有轴套安装孔和安装孔底平面，轴套的轴套底平面贴着安装孔底平面，轴套的轴套外圆与轴套安装孔过盈配合，且所述轴套的轴套外平面上开设有3～12条的润滑槽与内孔曲面上的润滑槽相贯通。

所述的每个外环通道单元由一段通道单元外弧和两片外隔离壁以及两片错位连接壁通过5个过度圆弧包裹而成，且两个外环通道单元之间的外隔离壁的壁厚在1至9毫米之间，外隔离壁的宽度在10至90毫米之间。

所述的每个内环通道单元由两片两片错位连接壁和两片内隔离壁以及一段通道单元内弧通过5个过度圆弧包裹而成，且两个内环通道单元之间的内隔离壁的壁厚在1至9毫米之间；内隔离壁的宽度在10至90毫米之间。

所述的错位连接壁与其等分错位辐射布置的内隔离壁以及外隔离壁的夹角在105度到165度之间，错位连接壁的壁厚在1至9毫米之间，错位连接壁的宽度在5至50毫米之间。

所述的外环通道单元的通道单元外弧与空心转子的转子外圆之间的距离在2至18毫米。

本发明的有益效果是：凭借倾斜流道对通心转子两端面的施力，无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，就能让本发明中唯一的运动件通心转子自如旋转，完成流道切换，实现压力交换。还避免了任何电器意外事故发生。

空心转子有密闭轴心空间构成整体比重介于浓盐水和清净水之间，使得空心转子在工作中呈现悬浮状态，最大程度消除自重影响，且空心转子采用多环通道单元，通过相邻的内、外环通道单元错位布置，使得压差最大的圆周上两通道单元的隔离壁的受力结构得到改善，通道单元之间隔离壁变薄后，不但提高了压力交换器单位体积内有效的压力交换通道率，减轻里隔板壁厚部位对液流造成的压力损失，可使压力交换效率最高达到98%。此外，支撑摩擦力随之减小必然延长使用寿命，可将单体压力交换器做得很大，实现空心转子的外径可不受限制放大，避免了因小直径并联所导致***庞大，做到了***工程紧凑，工程投资节省，设备效益更高，单机管理简单。

四进四出倾斜流道联通高压滤水斜道和低压海水斜道以及升压原水出管和低压海水斜道，与空心转子两端平面在同一个环绕旋转圆周R方向上成45度的倾斜夹角，倾斜夹角产生了纵向分力和横向分力呈现对称平衡，使得本发明中唯一的运动件无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，就能让空心转子自如旋转，完成流道切换，且所受到的径向力和周向力都得到完全对称平衡。轴套的轴套外平面上开设有3～12条的润滑槽与内孔曲面上的润滑槽相贯通，还对支撑作用的轴套外平面284以及定心作用的内孔曲面282同时起到良好有效润滑作用，确保本发明持久正常运行。

附图说明

图1是空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器的结构示意图；

图2是本发明图1的P-P剖视图；

图3是本发明图1的Q-Q剖视图；

图4是对图2中上端盖49沿着以进出管路中心为半径沿着旋转圆周R的位置局部剖的轴侧图；

图5是对图2中下端盖45沿着以进出管路中心为半径沿着旋转圆周R的位置局部剖的轴侧图；

图6是本发明的轴套28的背侧轴侧图；

图7是本发明的轴套28的正面轴侧图；

图8是本发明的空心转子20沿着旋转圆周R局部剖与轴套28以及端盖心轴30的关联关系轴侧图；

图9是本发明的端盖心轴30的轴侧图；

图10是本发明在反渗透海水淡化过程中的应用示意图；

图11是本发明的液体能量在旋转中交替进行压力能量交换时，以进出管路中心为半径沿着旋转圆周R展开的压力能量交换流程示意图；

图12是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了1个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图13是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了2个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图14是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了3个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图15是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了4个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图16是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了5个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图17是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了6个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图18是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了7个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图19是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了8个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图20是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了9个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图21是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了10个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置；

图22是图11中径沿着旋转圆周R展开的每个通道单元在旋转了11个通道单元位置后，各通道单元内部的两种液体所处位置。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明的结构和工作原理以及在反渗透海水淡化***中的应用作进一步阐述：

图1是错位通道自转液力活塞增压器的结构示意图，反映出本发明整体装配关系。配合图2、图3、图4以及图5是对图1不同部位的剖视图，反映出本发明进出流道之间的相互位置关系。

一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器，圆筒外壳10的两端是端盖法兰80，端盖法兰80的外缘设有法兰螺栓82；端盖法兰80内孔螺纹87分别与两端的紧固调节螺盖70的螺盖外螺纹78相连接；紧固调节螺盖70内端面分别是下端盖45和上端盖49的外端平面，下端盖45和上端盖49的带密封圈槽外圆41与圆筒外壳10的两端内孔14相配合，下端盖45的下盖内平面451和上端盖49的上盖内平面491紧靠在圆筒外壳10的中段内孔12与两端内孔14的过渡台肩109上，活动固定在下端盖45和上端盖49的上、下两根端盖心轴30支撑着整个空心转子20自如旋转，所述的空心转子20有密闭轴心空间23，密闭轴心空间23***采用至少两环等分交错布置的通道单元，每环设有3～24个通道单元，每个外环通道单元26的最小径向尺寸263小于每个内环通道单元27的最大径向尺寸273，构成径向错位；外环通道单元26与内环通道单元27在圆周上等分错位辐射布置，构成周向错位；且所述的下端盖45上有两路高压滤水斜道512相对于空心转子20的旋转轴心成旋转对称布置，有两路泄压滤水斜道522相对于空心转子20的旋转轴心也成旋转对称布置；而且上端盖49上有两路升压原水斜道912相对于空心转子20的旋转轴心成旋转对称布置，有两路低压海水斜道922相对于空心转子20的旋转轴心也成旋转对称布置，构成四进四出倾斜流道。

所述的下端盖45一侧半圆上有对称布置的高压滤水进管51和泄压滤水出管52，另一侧半圆上也有旋转对称布置的高压滤水进管51和泄压滤水出管52，高压滤水进管51连通高压滤水斜道512，泄压滤水出管52连通泄压滤水斜道522，两个高压滤水斜道512相对于各自高压滤水进管51在环绕旋转圆周R上都朝旋转的方向倾斜，与下盖内平面451成锐角；两个泄压滤水斜道522相对于泄压滤水出管52在环绕旋转圆周R上都朝旋转的相反方向倾斜，与下盖内平面451成锐角，下端盖45的端盖轴心通孔43有端盖心轴30用端盖轴螺母341固定。

所述的上端盖49一侧半圆上有对称布置的升压原水出管91和低压原水进管92，另一侧半圆上也有旋转对称布置的升压原水出管91和低压原水进管92，升压原水出管91连通升压原水斜道912，低压原水进管92连通低压海水斜道922，两个升压原水斜道912相对于各自升压原水出管91在环绕旋转圆周R上都朝旋转的相反方向倾斜，与上盖内平面491成锐角；两个低压海水斜道922相对于低压原水进管92在环绕旋转圆周R上都朝旋转的方向倾斜，与上盖内平面491成锐角；上端盖49的端盖轴心通孔43有端盖心轴30用端盖轴螺母341固定。

图6是本发明的自转液力活塞20旋转剖面轴侧图，配合图7、图8以及图9，进一步明确本发明核心部位的形状和位置关系。

所述的空心转子20的两端平面中心都有轴套安装孔238和安装孔底平面235，轴套28的轴套底平面285贴着安装孔底平面235，轴套28的轴套外圆283与轴套安装孔238过盈配合，且所述轴套28的轴套外平面284上开设有3～12条的润滑槽288与内孔曲面282上的润滑槽288相贯通。

所述的每个外环通道单元26由一段通道单元外弧212和两片外隔离壁262以及两片错位连接壁267通过5个过度圆弧213包裹而成，且两个外环通道单元26之间的外隔离壁262的壁厚在1至9毫米之间，外隔离壁262的宽度在10至90毫米之间。

所述的每个内环通道单元27由两片两片错位连接壁267和两片内隔离壁272以及一段通道单元内弧271通过5个过度圆弧213包裹而成，且两个内环通道单元27之间的内隔离壁272的壁厚在1至9毫米之间；内隔离壁272的宽度在10至90毫米之间。

所述的错位连接壁267与其等分错位辐射布置的内隔离壁272以及外隔离壁262的夹角在105度到165度之间，错位连接壁267的壁厚在1至9毫米之间，错位连接壁267的宽度在5至50毫米之间。

所述的外环通道单元26的通道单元外弧212与空心转子20的转子外圆21之间的距离在2至18毫米。

本实施例能弥补现有技术的缺陷，无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，就能让本发明中唯一的运动件空心转子20自如旋转，完成流道切换，实现压力交换，且空心转子20所受到的径向力和周向力都得到完全对称平衡。

空心转子20有密闭轴心空间23构成整体比重介于浓盐水和清净水之间，使得空心转子20在工作中呈现悬浮状态，最大程度消除自重影响。且空心转子20采用多环通道单元，通过相邻的内、外环通道单元错位布置，使得承载不同压力的两相邻通道单元之间的隔离壁所负荷的受力结构得到改善，可以将两相邻通道单元之间的隔离壁做的很薄。

通道单元之间隔离壁变薄后，不但提高了压力交换器单位体积内有效的压力交换通道率，还可减轻里隔板壁厚部位对液流造成的压力损失，最终可使压力交换效率最高达到98%。此外，支撑摩擦力随之减小必然延长使用寿命，可将单体压力交换器做得很大，实现空心转子20的外径可不受限制放大，避免了因小直径并联所导致的***庞大，做到了***工程紧凑，工程投资节省，设备效益更高，单机管理简单。

本发明的工作过程如下：

图10是本发明在反渗透海水淡化过程中的应用示意图，从中可以反映出本发明在整个海水淡化***工程中位置和作用。

图11是本发明的液体能量在旋转中交替进行压力能量交换时，以进出管路中心为半径沿着旋转圆周R展开的压力能量交换流程示意图。它反映出通心转子20的各个流道中的两种液***置关系。图12至图22是相对于图11来反映出两种液体的动态位置关系。

一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器，空心转子20采用两环等分交错布置的通道单元，每环内设有12个通道单元，分别是：通道单元A、通道单元B、通道单元C、通道单元D、通道单元E、通道单元F、通道单元G、通道单元H、通道单元J、通道单元K、通道单元L、通道单元M。单元外环通道单元26和内环通道单元27在旋转圆周R上交错等分均布，外环通道单元26的最小径向尺寸263小于内环通道单元27的最大径向尺寸273为10毫米，构成径向错位，且外环通道单元26与内环通道单元27在圆周上错位辐射布置，周向错位结合径向交错能最大程度上消除了压力交换所致流道脉冲波动。

下端盖45一侧半圆上有对称布置的高压滤水进管51和泄压滤水出管52，另一侧半圆上也有旋转对称布置的高压滤水进管51和泄压滤水出管52，高压滤水进管51连通高压滤水斜道512，泄压滤水出管52连通泄压滤水斜道522，两个高压滤水斜道512相对于各自高压滤水进管51都朝同一个旋转方向倾斜，与下盖内平面451在环绕旋转圆周R方向上成45度的倾斜夹角42，两个泄压滤水斜道522相对于泄压滤水出管52都朝相反的旋转方向倾斜，与下盖内平面451在环绕旋转圆周R方向上成45度的倾斜夹角42，下端盖45的端盖轴心通孔43有端盖心轴30用端盖轴螺母341固定。

上端盖49一侧半圆上有对称布置的升压原水出管91和低压海水斜道922，另一侧半圆上也有旋转对称布置的升压原水出管91和低压海水斜道922，升压原水出管91连通升压原水斜道912，低压原水进管92连通低压海水斜道922，两个升压原水斜道912相对于各自升压原水出管91都朝同一个旋转方向倾斜，与上盖内平面491在环绕旋转圆周R方向上成45度的倾斜夹角42，两个低压海水斜道922相对于低压原水进管92都朝相反的旋转方向倾斜，与上盖内平面491在环绕旋转圆周R方向上成45度的倾斜夹角42，上端盖49的端盖轴心通孔43有端盖心轴30用端盖轴螺母341固定。

下端盖45的两路成旋转对称的高压滤水进管51同步进水，两路成旋转对称的泄压滤水出管52同步出水；上端盖49两路成旋转对称的低压原水进管92同步进水，两路成旋转对称的升压原水出管91同步出水，构成四进四出倾斜流道。

利用高压滤水斜道512和低压海水斜道922与空心转子20两端平面在同一个环绕旋转圆周R方向上成45度的倾斜夹角42，倾斜夹角42产生了纵向分力和横向分力，纵向分力驱使两种液体在通道单元中实现压力传递，横向分力推动着空心转子20绕着端盖心轴30作旋转，实现高压滤水进管与低压清海水在旋转中交替进行压力能量交换，使得本发明中唯一的运动件无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，就能让空心转子自如旋转，完成流道切换，且所受到的径向力和周向力都得到完全对称平衡。

利用泄压滤水斜道522和升压原水斜道912与空心转子20两端平面在环绕旋转圆周R上都朝旋转的相反方向倾斜，与下盖内平面451成45度的倾斜夹角42，可减少阻力让升压后的原水顺畅地经升压原水斜道912从压原水出管91排出；同时，可减少阻力让完成压力交换后的滤水顺畅地经泄压滤水斜道522从泄压滤水出管52排放掉。

端盖心轴30一端为端盖轴螺纹342，另一端为端轴大外径383，端轴大外径383的端轴外平面384有端轴凸缘382，端轴外平面384在安装后分别与下端盖45的下盖内平面451以及上端盖49的上盖内平面491齐平。端盖心轴30的可更换性以及采用特制材料提高耐磨性，延长使用寿命。空心转子20的两端平面中心都有轴套安装孔238和安装孔底平面235，轴套28的轴套底平面285贴着安装孔底平面235，轴套28的轴套外圆283与轴套安装孔238过盈配合。

且轴套外平面284上开设有3～12条的润滑槽288，所述的润滑槽288还折角90度延伸在内孔曲面282上，让轴套外平面284上的润滑槽288与内孔曲面282上的润滑槽288相贯通。润滑槽288对支撑作用的轴套外平面284和起固定作用的内孔曲面282同时给予良好的效润滑作用，确保压力交换器持久正常运行。轴套28和端盖心轴30采用特殊耐磨材料制成，配对工作提高了本发明的耐磨度，延长使用寿命。

实施列采用的空心转子20内在结构为：密闭轴心空间23与转子外圆21为同心圆；外环通道单元26的通道单元外弧212与空心转子20的转子外圆21之间的厚度为6毫米；两个外环通道单元26之间的外隔离壁262的壁厚为5毫米；外隔离壁262的宽度为50毫米；两个内环通道单元27之间的内隔离壁272的壁厚为5毫米；内隔离壁272的宽度为30毫米；外环通道单元26与内环通道单元27之间的错位连接壁267的壁厚为5毫米；且所述的错位连接壁267与其等分错位辐射布置的内隔离壁272的夹角在135度。所有的过度圆弧213的半径2毫米。

组装时：

先将预先装配好轴套28的空心转子20放入圆筒外壳10的筒壳内孔12中央，再分别将预先装配好端盖心轴30的下端盖45和上端盖49套入圆筒外壳10的两端内孔14中，下端盖45和上端盖49的带密封圈槽外圆41与圆筒外壳10的两端内孔14相配合。

再在圆筒外壳10的两端面上分别盖有端盖法兰80，用8颗法兰螺栓82穿越两端的端盖法兰80后用法兰螺母89紧固。两端的紧固调节螺盖70的螺盖外螺纹78与两端的端盖法兰80的内孔螺纹87相连接，使得紧固调节螺盖70内端面分别推着下端盖45和上端盖49的外端平面，迫使下端盖45的下盖内平面451和上端盖49的上盖内平面491紧靠在圆筒外壳10的中段内孔12与两端内孔14的过渡台肩109上，最终确定空心转子20以两端盖心轴30的端轴凸缘382为支撑点，在筒壳内孔12与下端盖45的下盖内平面451和上端盖49的上盖内平面491所包容的空间里，随着高压滤水斜道512和低压海水斜道922与环绕旋转圆周R在方向上成45度的倾斜夹角42所产生的横向分力自如旋转。使得本发明中唯一的运动件空心转子20，无需任何外来电器驱动和切换阀门等元件控制，就能自如旋转，完成流道切换。

活动固定在下端盖45和上端盖49的上、下两根端盖心轴30的端轴凸缘382与嵌在空心转子20两端的轴套28的内孔曲面282旋转滑动配合，轴套外平面284上的润滑槽288与内孔曲面282上的润滑槽288相贯通，还对支撑作用的轴套外平面284以及定心作用的内孔曲面282同时起到良好有效润滑作用，确保本发明持久正常运行。采用空心转子有密闭轴心空间23构成整体比重介于浓盐水和清净水之间，使得空心转子呈现悬浮状态，最大程度消除自重影响，支撑摩擦力随之减小必然延长使用寿命，可使压力交换效率最高达到98%。

通过相邻的内、外环通道单元错位布置，使得承载不同压力的两相邻通道单元之间的隔离壁，圆周上两通道单元的外隔离壁262和内隔离壁27的受力结构都变窄后得到改善，允许将通道单元之间隔离壁做成很薄，所负荷的最大压差可高达5.6MPa。不但提高了压力交换器单位体积内有效的压力交换通道率，而且可将单体压力交换器做得很大，单体尺寸不受限制，使得经反渗透海水淡化***所获取淡水的过程能耗降到3.0kWh／m3，既能做到高效回收反渗透海水淡化***处理过程中高压滤水进管的余压能量，还能做到压力交换器少维修，甚至免于维修。

本发明省却了所有外来电器驱动和切换阀门等控制元件，不但实现大幅度减少投资和日常管理维护费用，还避免了任何电器意外事故发生。

初始运行时：

反渗透海水淡化***中的海水池94里的海水经大功率高压泵95直接增压到5.6MPa，经管路97参与海水淡化，在渗透过滤膜58处获得约50%的淡水从管路59输出，被截留带有5.4MPa余压的滤水同步进入本发明的两路高压滤水进管51，与此同时，小功率低压泵93也开始将海水池94中的海水以0.2MPa的压力从本发明的两路低压海水进管92同步注入两路低压海水进管92。

 低压海水进管92中的低压海水经低压清水斜道922在通心转子20的外环通道单元26和内环通道单元27中与高压滤水斜道512中的从高压滤水进管51进来的仍然带有5.4MPa余压的高压滤水交汇。依照帕斯卡原理，低压清水获得高压后成为升压海水的同时随着通心转子20旋转到升压海水斜道912位置，被高压滤水从升压海水出管91中推出，经小功率增压泵96增压到5.6MPa后，经管路97再参与海水淡化；

与此同时，完成压力交换的高压滤水随着通心转子20转到泄压盐水斜道522通往几乎没有压力的泄压滤水出管52成为泄压滤水，被从低压海水进管92进来带有0.2MPa的低压海水在低压海水斜道922将泄压滤水推出泄压滤水斜道522经泄压滤水出管52从管路53排放掉。

借助于两路进入通心转子20流道的高压滤水斜道512和低压海水斜道922与通心转子20两端平面在同一个环绕旋转圆周R方向上成45度的倾斜夹角42，倾斜夹角42产生了纵向分力和横向分力，纵向分力驱使两种液体在通道单元中实现压力传递，横向分力推动着通心转子20绕着定心轴30作旋转；同理，两路从通心转子20出来流道的高压滤水斜道512和升压海水斜道912与通心转子20两端平面在相反的环绕旋转圆周R方向上成45度的倾斜夹角42，可减少阻力让升压后的海水顺畅地经升压海水斜道912从压海水出管91排出；同时，可减少阻力让完成压力交换后的滤水顺畅地经泄压滤水斜道522从泄压滤水出管52排放掉。

四进四出压力交换通道在空间对称布置确保通心转子20平稳旋转，实现高压滤水进管与低压海水在旋转中交替进行压力能量交换。

正常运行时：

大功率高压泵95不再工作，小功率低压泵93始终持续不断地将海水池94中的海水以0.2MPa的压力从本发明的两路低压海水进管92同步注入。

经低压海水斜道922进入外环通道单元26和内环通道单元27低压海水又随着通心转子20旋转到另一侧后，遇到高压滤水斜道512中的从高压滤水进管51进来的仍然带有5.4MPa余压的高压滤水交汇。低压清水获得高压后成为升压海水的同时随着通心转子20旋转到升压海水斜道912位置，被高压滤水从升压海水出管91中推出，经小功率增压泵96增压到5.6MPa后，经管路97再参与海水淡化；

与此同时，完成压力交换的高压滤水随着通心转子20转到泄压盐水斜道522通往几乎没有压力的泄压滤水出管52成为泄压滤水，被从低压海水进管92进来带有0.2MPa的低压海水在低压海水斜道922将泄压滤水推出泄压滤水斜道522经泄压滤水出管52从管路53排放掉。

周而复始，连续工作。

Claims (6)

1.一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器，圆筒外壳（10）的两端是端盖法兰（80），端盖法兰（80）的外缘设有法兰螺栓（82）；端盖法兰（80）内孔螺纹（87）分别与两端的紧固调节螺盖（70）的螺盖外螺纹（78）相连接；紧固调节螺盖（70）内端面分别是下端盖（45）和上端盖（49）的外端平面，下端盖（45）和上端盖（49）的带密封圈槽外圆（41）与圆筒外壳（10）的两端内孔（14）相配合，下端盖（45）的下盖内平面（451）和上端盖（49）的上盖内平面（491）紧靠在圆筒外壳（10）的中段内孔（12）与两端内孔（14）的过渡台肩（109）上，活动固定在下端盖（45）和上端盖（49）的上、下两根端盖心轴（30）支撑着整个空心转子（20）自如旋转，其特征是：所述的空心转子（20）有密闭轴心空间（23），密闭轴心空间（23）***采用至少两环等分交错布置的通道单元，每环设有3～24个通道单元，每个外环通道单元（26）的最小径向尺寸（263）小于每个内环通道单元（27）的最大径向尺寸（273），构成径向错位；外环通道单元（26）与内环通道单元（27）在圆周上等分错位辐射布置，构成周向错位；且所述的下端盖（45）上有两路高压滤水斜道（512）相对于空心转子（20）的旋转轴心成旋转对称布置，有两路泄压滤水斜道（522）相对于空心转子（20）的旋转轴心也成旋转对称布置；而且上端盖（49）上有两路升压原水斜道（912）相对于空心转子（20）的旋转轴心成旋转对称布置，有两路低压海水斜道（922）相对于空心转子（20）的旋转轴心也成旋转对称布置，构成四进四出倾斜流道；

所述的下端盖（45）一侧半圆上有对称布置的高压滤水进管（51）和泄压滤水出管（52），另一侧半圆上也有旋转对称布置的高压滤水进管（51）和泄压滤水出管（52），高压滤水进管（51）连通高压滤水斜道（512），泄压滤水出管（52）连通泄压滤水斜道（522），两个高压滤水斜道（512）相对于各自高压滤水进管（51）在环绕旋转圆周（R）上都朝旋转的方向倾斜，与下盖内平面（451）成锐角；两个泄压滤水斜道（522）相对于泄压滤水出管（52）在环绕旋转圆周（R）上都朝旋转的相反方向倾斜，与下盖内平面（451）成锐角，下端盖（45）的端盖轴心通孔（43）有端盖心轴（30）用端盖轴螺母（341）固定；

所述的上端盖（49）一侧半圆上有对称布置的升压原水出管（91）和低压原水进管（92），另一侧半圆上也有旋转对称布置的升压原水出管（91）和低压原水进管（92），升压原水出管（91）连通升压原水斜道（912），低压原水进管（92）连通低压海水斜道（922），两个升压原水斜道（912）相对于各自升压原水出管（91）在环绕旋转圆周（R）上都朝旋转的相反方向倾斜，与上盖内平面（491）成锐角；两个低压海水斜道（922）相对于各自低压原水进管（92）在环绕旋转圆周（R）上都朝旋转的方向倾斜，与上盖内平面（491）成锐角；上端盖（49）的端盖轴心通孔（43）有端盖心轴（30）用端盖轴螺母（341）固定。

2.根据权利要求1所述的一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器，其特征是：所述的空心转子（20）的两端平面中心都有轴套安装孔（238）和安装孔底平面（235），轴套（28）的轴套底平面（285）贴着安装孔底平面（235），轴套（28）的轴套外圆（283）与轴套安装孔（238）过盈配合，且所述轴套（28）的轴套外平面（284）上开设有3～12条的润滑槽（288）与内孔曲面（282）上的润滑槽（288）相贯通。

3.根据权利要求1所述的一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器，其特征是：所述的每个外环通道单元（26）由一段通道单元外弧（212）和两片外隔离壁（262）以及两片错位连接壁（267）通过5个过度圆弧（213）包裹而成，且两个外环通道单元（26）之间的外隔离壁（262）的壁厚在1至9毫米之间，外隔离壁（262）的宽度在10至90毫米之间。

4.根据权利要求1所述的一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器，其特征是：所述的每个内环通道单元（27）由两片错位连接壁（267）和两片内隔离壁（272）以及一段通道单元内弧（271）通过5个过度圆弧（213）包裹而成，且两个内环通道单元（27）之间的内隔离壁（272）的壁厚在1至9毫米之间；内隔离壁（272）的宽度在10至90毫米之间。

5.根据权利要求3或4所述的一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器，其特征是：所述的错位连接壁（267）与其等分错位辐射布置的内隔离壁（272）以及外隔离壁（262）的夹角在105度到165度之间，错位连接壁（267）的壁厚在1至9毫米之间，错位连接壁（267）的宽度在5至50毫米之间。

6.根据权利要求1所述的一种空心转子错位通道液力旋转活塞多程增压器，其特征是：所述的外环通道单元（26）的通道单元外弧（212）与空心转子（20）的转子外圆（21）之间的距离为2至18毫米。

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