本發(fā)明涉及一種高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置，屬于膜分離。

背景技術(shù)：

1、在依靠壓力驅(qū)動的膜分離技術(shù)領(lǐng)域，物料分離需要較高的驅(qū)動壓力（通常為85bar）。然而，經(jīng)過做功后的濃液仍含有高達80bar的余壓，若直接排放將導(dǎo)致能源的嚴重浪費。據(jù)統(tǒng)計，濃液余壓未回收所造成的損失占產(chǎn)水總成本的50%，占運行費用的75%。傳統(tǒng)能量回收裝置存在以下顯著缺陷：

2、第一，能耗過高。傳統(tǒng)裝置處理物料分離時，能耗普遍高達8kw?h/m3，即使采用部分回收技術(shù)，能耗仍維持在4kw?h/m3，能源利用效率低下。

3、第二，顆粒堵塞問題。當(dāng)處理含顆粒（如10微米顆粒物）的溶液時，傳統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)易因顆粒堆積導(dǎo)致堵塞，需頻繁停機清洗，維護成本高且影響連續(xù)生產(chǎn)。

4、第三，密封性能不足?，F(xiàn)有密封技術(shù)無法動態(tài)補償泄漏間隙，導(dǎo)致濃液與原液混合率高達5%以上，影響分離效果并增加后續(xù)處理難度。

5、第四，材料與結(jié)構(gòu)缺陷。鋼制筒體重量大、耐腐蝕能力弱，軸承結(jié)構(gòu)承受軸向力不足，長期運行易磨損，降低裝置壽命。

6、綜上所述，有必要研發(fā)一種高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置，解決傳統(tǒng)技術(shù)存在的能量轉(zhuǎn)換效率低，顆粒適應(yīng)性差，密封性能不穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)可靠性不足的問題。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置，包括：

3、轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置于裝置內(nèi)部中心位置，所述轉(zhuǎn)子通過兩側(cè)的壓力差驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；

4、玻璃鋼外殼，所述玻璃鋼外殼圍繞于所述轉(zhuǎn)子外部，所述玻璃鋼外殼外部沿圓周方向均布有固定拉桿，所述固定拉桿的一端與所述玻璃鋼外殼的一端固定連接，所述固定拉桿另一端通過固定拉桿螺母與所述玻璃鋼外殼的另一端緊固；

5、進出口法蘭，所述進出口法蘭分別設(shè)置于所述玻璃鋼外殼的兩端，所述進出口法蘭用于連接進出水管，所述進出水管的端部通過進出水管固定螺釘與所述進出口法蘭緊密連接，所述進出水管的管口設(shè)置有進出水管密封圈；

6、自適應(yīng)密封系統(tǒng)，包括機械密封彈簧、進出口法蘭及進出導(dǎo)流件，所述機械密封彈簧的一端和所述進出口法蘭上的彈簧固定槽連接，所述機械密封彈簧另一端和所述進出導(dǎo)流件上的彈簧固定槽連接；所述進出口法蘭和所述進出導(dǎo)流件之間設(shè)有導(dǎo)流孔密封圈。

7、作為高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置優(yōu)選方案，還包括軸承組件，所述軸承組件包括對稱設(shè)于所述轉(zhuǎn)子主軸兩側(cè)的第一調(diào)心球軸承、第二調(diào)心球軸承，所述第一調(diào)心球軸承、所述第二調(diào)心球軸承均配置有軸承推力環(huán)和軸承定位環(huán)；

8、所述第一調(diào)心球軸承和所述第二調(diào)心球軸承分別套設(shè)于所述轉(zhuǎn)子主軸的兩端，所述第一調(diào)心球軸承和所述第二調(diào)心球軸承分別通過對應(yīng)的軸承推力環(huán)承受軸向力；

9、所述第一調(diào)心球軸承、所述第二調(diào)心球軸承分別通過對應(yīng)的軸承定位環(huán)與彈性卡環(huán)配合實現(xiàn)軸向定位；

10、所述第一調(diào)心球軸承和第二調(diào)心球軸承均為深溝球軸承結(jié)構(gòu)，所述第一調(diào)心球軸承、第二調(diào)心球軸承外圈分別與裝置內(nèi)部的軸承座孔緊密配合，所述第一調(diào)心球軸承、第二調(diào)心球軸承內(nèi)圈分別與所述轉(zhuǎn)子主軸過盈配合。

11、作為高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置優(yōu)選方案，所述進出口法蘭設(shè)雙密封圈，包括第一法蘭密封圈、第二法蘭密封圈，所述第一法蘭密封圈和所述第二法蘭密封圈分別安裝于進出口法蘭的密封槽內(nèi)，所述進出口法蘭與連接法蘭通過螺栓緊固連接，在連接過程中，所述第一法蘭密封圈和所述第二法蘭密封圈受到擠壓變形，填充所述進出口法蘭與所述連接法蘭之間的間隙實現(xiàn)流體密封。

12、作為高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置優(yōu)選方案，所述進出水管的端部與所述進出口法蘭的連接部位設(shè)置有相互匹配的拷貝林接頭；

13、所述進出水管密封圈為橡膠材質(zhì)的?o?型密封圈，所述進出水管密封圈內(nèi)徑與所述進出水管的外徑相適配，所述進出水管密封圈外徑與所述進出口法蘭的密封槽內(nèi)徑相適配。

14、作為高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置優(yōu)選方案，還包括通過端蓋螺釘固定的端蓋，所述端蓋為圓盤狀結(jié)構(gòu)，所述端蓋邊緣設(shè)置有與所述端蓋螺釘相適配的螺紋孔，通過所述端蓋螺釘與所述玻璃鋼外殼端部的螺紋孔擰緊，實現(xiàn)端蓋與玻璃鋼外殼的固定連接；所述端蓋與玻璃鋼外殼之間設(shè)置端蓋密封圈，所述端蓋密封圈為環(huán)形橡膠密封圈，所述端蓋密封圈安裝于端蓋的密封槽內(nèi)，在端蓋與玻璃鋼外殼連接后起到密封作用。

15、作為高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)子、所述玻璃鋼外殼之間設(shè)置第一外殼密封圈、第二外殼密封圈，所述第一外殼密封圈和所述第二外殼密封圈均為環(huán)形橡膠密封圈；

16、所述第一外殼密封圈、所述第二外殼密封圈分別安裝于所述轉(zhuǎn)子與所述玻璃鋼外殼之間的相應(yīng)密封槽內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子主軸設(shè)有軸用密封擋環(huán)與軸用密封環(huán)，所述軸用密封擋環(huán)套設(shè)于所述轉(zhuǎn)子主軸上，所述軸用密封環(huán)安裝于所述軸用密封擋環(huán)的密封槽內(nèi)；

17、所述第一外殼密封圈、所述第二外殼密封圈、所述軸用密封擋環(huán)與所述軸用密封環(huán)共同構(gòu)成多級密封結(jié)構(gòu)以防止流體泄漏。

18、作為高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置優(yōu)選方案，所述固定拉桿為高強度金屬桿，所述固定拉桿的一端通過螺紋連接的方式與所述玻璃鋼外殼的一端固定連接，所述固定拉桿另一端穿過所述玻璃鋼外殼另一端的相應(yīng)孔位后，通過所述固定拉桿螺母擰緊，使所述固定拉桿產(chǎn)生預(yù)緊力。

19、作為高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置優(yōu)選方案，所述進出導(dǎo)流件通過所述導(dǎo)流孔密封圈與所述進出導(dǎo)流件上的導(dǎo)流孔內(nèi)壁貼合，所述進出口法蘭和所述進出導(dǎo)流件之間通過所述機械密封彈簧維持密封間隙。

20、作為高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置優(yōu)選方案，采用能量轉(zhuǎn)換方法，驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，高壓濃液與低壓原液分別以預(yù)設(shè)壓力和流量輸入，能量傳遞公式為：

21、；

22、；

23、；

24、式中，代表高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置所實現(xiàn)的能量傳遞量；表示壓力差；是高壓流體的壓力，是低壓流體的壓力，表示平均流量；是高壓流體的流量，是低壓流體的流量。

25、作為高性能自適應(yīng)調(diào)整增壓轉(zhuǎn)換回收裝置優(yōu)選方案，所述自適應(yīng)密封系統(tǒng)采用密封間隙動態(tài)調(diào)整方法，通過所述機械密封彈簧的彈性系數(shù)與所述導(dǎo)流孔密封圈的接觸面積建立平衡公式：

26、；

27、式中，為彈簧壓縮量，為摩擦系數(shù)，為密封面法向力，以維持進出導(dǎo)流件的初始間隙及動態(tài)補償精度。

28、本發(fā)明的有益效果如下：

29、第一，利用轉(zhuǎn)子兩側(cè)壓力差驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，高效回收高壓濃液余壓能量，避免傳統(tǒng)電機驅(qū)動的能耗，降低系統(tǒng)整體能耗，提高能源利用率，節(jié)省運行成本。回收高壓濃液能量驅(qū)動轉(zhuǎn)子，減少外部能源輸入，相比傳統(tǒng)裝置處理相同物料更節(jié)能。在處理物料分離時，能耗從8kw*h/m3降低到4?kw*h/m3，甚至可以降低到2?kw*h/m3，單機處理能力高達95?m3/h?處理回收效率高達98%。

30、第二，玻璃鋼外殼搭配圓周均布的固定拉桿，重量輕、耐腐蝕，便于安裝運輸，提高惡劣環(huán)境下的抗腐蝕能力，延長使用壽命，同時增強結(jié)構(gòu)強度，確保高壓運行穩(wěn)定。進出口法蘭與進出水管用螺釘緊密連接，輔以密封圈，保證流體進出密封和連接穩(wěn)定，防止泄漏造成的能量損失、環(huán)境污染及部件損壞。

31、第三，自適應(yīng)密封系統(tǒng)根據(jù)液體壓力動態(tài)調(diào)整密封間隙，導(dǎo)流孔密封圈在彈簧彈力和液體壓力作用下，保持與進出導(dǎo)流件內(nèi)壁貼合，防止泄漏，適用于含顆粒流體。能適應(yīng)不同壓力、流量和成分的流體，對含顆粒流體也可通過密封系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整，確保穩(wěn)定運行。由于具備自適應(yīng)密封調(diào)節(jié)，自適應(yīng)調(diào)節(jié)泄漏間隙，解決處理含有大顆粒的堵塞問題。