專(zhuān)利名稱(chēng)：線(xiàn)性中空滑閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種能量回收系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種用于能量回收系統(tǒng)的閥門(mén)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能量回收系統(tǒng)是一種利用處于較高壓力的流體流對(duì)處于較低壓力的另一流體加壓的裝置。能量回收系統(tǒng)通常在脫鹽設(shè)施中使用以通過(guò)使用高壓濃縮物而對(duì)進(jìn)料流加壓。能量回收系統(tǒng)可包括壓力交換管和在壓力交換管內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞。此外，閥門(mén)系統(tǒng)可控制進(jìn)入壓力交換管的給水流和離開(kāi)壓力交換管的濃縮物流。一種形式的能量回收系統(tǒng)可包括兩個(gè)或更多個(gè)壓力交換管。各種閥門(mén)系統(tǒng)是本領(lǐng)域中已知的，例如旋轉(zhuǎn)閥門(mén)系統(tǒng)和線(xiàn)性閥門(mén)系統(tǒng)?！?br> 閥門(mén)系統(tǒng)通常連接到兩個(gè)壓力交換管并與兩個(gè)活塞的移動(dòng)同步。這樣的閥門(mén)系統(tǒng)通常是復(fù)雜、笨重、昂貴的，并且更易失效的。此外，壓力交換管的獨(dú)立操作可能是不可能的。在操作期間，閥門(mén)系統(tǒng)經(jīng)受各種液壓負(fù)載，例如徑向負(fù)載和軸向負(fù)載。這些液壓負(fù)載中的一些可能是不平衡的，并且可對(duì)抗所施加的促動(dòng)負(fù)載。因此，可能需要更高的促動(dòng)能量來(lái)操作閥門(mén)系統(tǒng)。這可增加促動(dòng)閥門(mén)系統(tǒng)的成本并且還可降低能量回收系統(tǒng)的效率。另夕卜，不平衡的負(fù)載可減少密封系統(tǒng)的總壽命。此外，已知的壓力交換管和閥門(mén)系統(tǒng)可通過(guò)電磁、液壓、氣動(dòng)等各種方式促動(dòng)。在液壓或氣動(dòng)方式的情況中，一個(gè)或多個(gè)軸可必須通過(guò)單獨(dú)的密封系統(tǒng)穿入壓力交換管和閥門(mén)系統(tǒng)中。這可增加能量回收系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。密封系統(tǒng)本身可能是易于泄漏的。因此，需要一種克服了這些和其它相關(guān)問(wèn)題的、用于能量回收系統(tǒng)的壓力交換管的閥門(mén)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種克服了前述缺點(diǎn)的用于能量回收系統(tǒng)的壓力交換管的閥門(mén)系統(tǒng)。該閥門(mén)系統(tǒng)能夠進(jìn)行高壓端口和低壓端口的合適促動(dòng)以允許壓力交換。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，閥門(mén)系統(tǒng)包括閥外殼、流量分配器、中空閥芯(spool)和密封系統(tǒng)。閥外殼可包括成組的高壓端口和成組的低壓端口。流量分配器允許流入和流出在閥外殼內(nèi)的成組的高壓端口和低壓端口。中空閥芯可構(gòu)造成在閥外殼和流量分配器之間的徑向間隙中軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。中空閥芯可連接與高壓端口或低壓端口流體連通的壓力交換管。密封系統(tǒng)可構(gòu)造成為中空閥芯提供大致液壓平衡。由于軸向液壓平衡，可能需要較低的促動(dòng)力來(lái)控制中空閥芯的移動(dòng)。相應(yīng)地，低促動(dòng)力可允許使用外部驅(qū)動(dòng)的中空閥芯，其克服了對(duì)于穿過(guò)壓力交換管或閥體的促動(dòng)器的之前挑戰(zhàn)。根據(jù)結(jié)合附圖提供的本發(fā)明的實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，將更容易理解這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征。


圖I示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能量回收系統(tǒng)的示意圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的閥門(mén)系統(tǒng)的透視剖面圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的閥門(mén)系統(tǒng)的剖面圖，其中中空閥芯處于第一軸向位置。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的閥門(mén)系統(tǒng)的剖面圖，其中中空閥芯處于第三軸向位置。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的閥門(mén)系統(tǒng)的剖面圖，其中中空閥芯處于第二軸向 位置。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。然而，將顯而易見(jiàn)的是，這些實(shí)施例可在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)施。在其它情況下，公知的工藝步驟或元件未詳細(xì)描述，以免不必要地使本發(fā)明的描述不清楚。以下示例性實(shí)施例及其方面結(jié)合意圖作為示例性示例而不限制范圍的器械、方法和系統(tǒng)而描述和示出。本發(fā)明提供了一種用于能量回收系統(tǒng)的壓力交換管的閥門(mén)系統(tǒng)。能量回收系統(tǒng)是一種通過(guò)從一個(gè)子系統(tǒng)到另一子系統(tǒng)的能量交換而利用子系統(tǒng)的廢物流來(lái)最小化對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的能量輸入的裝置。在脫鹽系統(tǒng)中，能量回收系統(tǒng)可用來(lái)在反滲透系統(tǒng)的進(jìn)流和出流之間傳遞壓力。更具體而言，壓力可從高壓濃縮物溶液中被提取并傳遞到低壓給水中，從而導(dǎo)致提高的脫鹽系統(tǒng)能量效率。因此，通過(guò)采用能量回收系統(tǒng)可降低飲用水的生產(chǎn)成本。圖I是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的能量回收系統(tǒng)100的示意圖。能量回收系統(tǒng)100可包括如圖I所示的兩個(gè)壓力交換管102和104。壓力交換管通常用于從處于相對(duì)高壓的流體流到處于相對(duì)低壓的流體流交換液壓壓力。此外，活塞106和108可以以與管壁的可滑動(dòng)且密封的布置相應(yīng)地設(shè)置在壓力交換管102和104內(nèi)?；钊?06和108可適于在壓力交換管102和104中的每一個(gè)內(nèi)縱向移動(dòng)?；钊?06和108可通過(guò)諸如電磁設(shè)備、氣動(dòng)設(shè)備和液壓設(shè)備的各種促動(dòng)設(shè)備來(lái)促動(dòng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，其它促動(dòng)設(shè)備可能是有限的，并且前述示例是非限制性集合。氣動(dòng)設(shè)備可涉及使用軸和密封件來(lái)促動(dòng)活塞106和108。能量回收系統(tǒng)100還可包括四個(gè)閥門(mén)110、112、114和116 (壓力交換管102和104各兩個(gè))，以用于控制進(jìn)入和離開(kāi)壓力交換管102和104的流體流。此外，閥門(mén)中的每一個(gè)的外殼(未示出)可包括兩個(gè)高壓端口和兩個(gè)低壓端口。能量回收系統(tǒng)100可具有布置成各種可能的構(gòu)型的一個(gè)或多個(gè)壓力交換管。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，能量回收系統(tǒng)100可用于脫鹽設(shè)施中。在脫鹽系統(tǒng)中，能量回收系統(tǒng)100可用來(lái)在排放的濃縮物溶液(處于相對(duì)高的壓力)和給水(處于相對(duì)低的壓力)之間實(shí)現(xiàn)壓力交換。參看圖1，在壓力交換管102和104的一側(cè)上，一根管線(xiàn)可經(jīng)由閥門(mén)110和112連接到濃縮物溶液管線(xiàn)，并且另一根管線(xiàn)可連接到疏放口。在壓力交換管102和104的另一側(cè)上，一根管線(xiàn)可連接到給水管線(xiàn)，并且另一根管線(xiàn)可連接到反滲透子系統(tǒng)的高壓側(cè)。下面參照?qǐng)DI解釋壓力交換管102在一個(gè)壓力交換循環(huán)中的操作。初始地，活塞106可在壓力交換管102內(nèi)部的最左位置處，并且閥門(mén)110和114的所有端口可被關(guān)閉。在該位置處，壓力交換管102充滿(mǎn)濃縮物溶液。閥門(mén)110和114的低壓端口可接著被打開(kāi)。由于閥門(mén)110的低壓端口打開(kāi)，給水(處于相對(duì)低的壓力)可被吸入壓力交換管102中。給水將活塞106從左側(cè)推動(dòng)并排出濃縮物溶液?；钊?06因此移動(dòng)至最右側(cè)，并且壓力交換管102此時(shí)充滿(mǎn)給水。當(dāng)活塞106到達(dá)最右位置時(shí)，閥門(mén)110和114的低壓端口關(guān)閉。這樣完成了壓力交換循環(huán)的前半部分，這部分涉及活塞106從最左位置到最右位置的移動(dòng)。在壓力交換循環(huán)的后半部分中，閥門(mén)110的高壓端口可打開(kāi)。濃縮物溶液可用高壓朝左推動(dòng)活塞106。由于給水是不可壓縮的，壓力交換管102中的給水的壓力可增加至濃縮物溶液的壓力。閥門(mén)114的高壓端口可接著打開(kāi)?？赏ㄟ^(guò)電磁力而將額外的增壓提供至活塞106。濃縮物溶液(處于相對(duì)高的壓力)與額外的增壓一起可驅(qū)動(dòng)給水離開(kāi)閥門(mén)114的高壓端口，從而導(dǎo)致活塞106向最左位置移動(dòng)。活塞106從最右位置向最左位置的移動(dòng)限定了壓力交換循環(huán)的后半部分。因此，將壓力從高壓濃縮物溶液交換至低壓給水。此外，這些步驟可重復(fù)以實(shí)現(xiàn)在每個(gè)循環(huán)中的壓力交換。壓力交換管104可以以與壓力交換管102類(lèi)似的方式操作?！?br> 為了保持離開(kāi)能量回收系統(tǒng)100的給水的連續(xù)流動(dòng)，壓力交換管102和104的活塞106和108可以各自可操作地同步，以便以約180度的相位差移動(dòng)。具體而言，活塞106和活塞108可用180度的相位差促動(dòng)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于能量回收系統(tǒng)100的閥門(mén)系統(tǒng)200的透視圖。閥門(mén)系統(tǒng)200可在脫鹽系統(tǒng)中使用。線(xiàn)圈202可纏繞在能量回收系統(tǒng)100的壓力交換管102周?chē)４送?，可使用控制器?lái)控制供應(yīng)到線(xiàn)圈202的電流。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可使用電磁促動(dòng)設(shè)備來(lái)控制活塞106。設(shè)置在壓力交換管102內(nèi)的活塞106可由圍繞在活塞106周?chē)挠来朋w204組成。因此，活塞106可經(jīng)收由帶有電流的線(xiàn)圈202與永磁體204的磁場(chǎng)的相互作用所生成的軸向力。供應(yīng)到線(xiàn)圈202的電流可被控制，以便控制活塞106在壓力交換管102內(nèi)的移動(dòng)。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可使用諸如氣動(dòng)設(shè)備和液壓設(shè)備的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)促動(dòng)設(shè)備來(lái)控制活塞106的移動(dòng)。此外，可提供密封件206以密封活塞106與壓力交換管102的壁，以便最小化低壓流體流和高壓流體流的混合。在活塞106在壓力交換管102內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)，密封件206還可承載諸如重量、摩擦和各種各樣負(fù)載的其它負(fù)載。在本發(fā)明的實(shí)施例中，閥門(mén)系統(tǒng)200可包括用于控制閥門(mén)的打開(kāi)/關(guān)閉的閥門(mén)促動(dòng)器208。此外，可使用傳感器來(lái)感測(cè)活塞106的位置。閥門(mén)促動(dòng)器208可根據(jù)所感測(cè)到的活塞106的位置來(lái)控制閥門(mén)的打開(kāi)/關(guān)閉。具體而言，可由閥門(mén)促動(dòng)器208來(lái)控制活塞106到達(dá)其極限位置(在壓力交換管102的任一端處)的定時(shí)(timing)以及閥門(mén)的打開(kāi)/關(guān)閉。參看圖1，閥門(mén)系統(tǒng)200可在能量回收系統(tǒng)100的閥門(mén)110、112、114和116中的至少一個(gè)中實(shí)現(xiàn)。對(duì)應(yīng)于壓力交換管102的閥門(mén)系統(tǒng)200可獨(dú)立于用于壓力交換管104的類(lèi)似閥門(mén)系統(tǒng)而控制。結(jié)合圖3、圖4和圖5詳細(xì)地解釋各種構(gòu)型的閥門(mén)系統(tǒng)200的構(gòu)造和工作。具體而言，分別結(jié)合圖3、圖5和圖4解釋涉及處于第一、第二和第三軸向位置的中空閥芯的閥門(mén)系統(tǒng)200的工作。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的閥門(mén)系統(tǒng)200的剖面圖，其中中空閥芯302處于第一軸向位置。閥門(mén)系統(tǒng)200包括閥外殼304。閥外殼304可具有管狀形狀且連接到壓力交換管。此外，閥外殼304可包括成組的高壓端口 306和成組的低壓端口 308。成組的高壓端口 306可包括至少兩個(gè)徑向高壓端口。在這兩個(gè)徑向高壓端口之間的周向分離可為約360/(高壓端口的數(shù)量)度。類(lèi)似地，成組的低壓端口 308可包括周向分離約360/(低壓端口的數(shù)量)度的至少兩個(gè)徑向低壓端口。參看圖3，閥外殼304可包括周向分離約180度的兩個(gè)高壓端口 306和周向分離約180度的兩個(gè)低壓端口 308。雖然圖3示出特定實(shí)施方式，但應(yīng)當(dāng)理解，高壓端口和低壓端口的位置可互換。具體而言，端口 306可為低壓端口，并且端口 308可為高壓端口。如圖3所示，閥門(mén)系統(tǒng)可包括流量分配器310。流量分配器310可以是管狀和中空形狀，并且位于閥外殼304內(nèi)。流量分配器310可構(gòu)造成分配進(jìn)入和離開(kāi)高壓端口 306和低壓端口 308的流。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，流量分配器310可包括與高壓端口 306軸向?qū)?zhǔn)的第一組周邊開(kāi)口 312和與低壓端口 308軸向?qū)?zhǔn)的第二組周邊開(kāi)口 314(圖5中示出)。在本發(fā)明的備選實(shí)施例中，流量分配器310可包括從高壓端口 306延伸至低壓端口308的僅一組周邊開(kāi)口。周邊開(kāi)口 312和314可有利于進(jìn)入和離開(kāi)高壓端口 306和低壓端口 308的流。 參看圖3，閥門(mén)系統(tǒng)還包括中空閥芯302。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，中空閥芯302可構(gòu)造成在閥外殼304與流量分配器310之間的徑向間隙中軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。中空閥芯302可選擇性地連接與高壓端口 306或低壓端口 308流體連通的壓力交換管。在第一軸向位置中，中空閥芯302可以以允許在高壓端口 306和壓力交換管之間的流體連通的方式軸向?qū)?zhǔn)。具體而言，中空閥芯302可軸向?qū)?zhǔn)，以便有利于高壓端口 306和周邊開(kāi)口 312之間的流體連通，如圖3所示。因此，高壓流體流可經(jīng)由高壓端口 306流入壓力交換管中。此外，在第一軸向位置中，中空閥芯302還可阻止在低壓端口 308和壓力交換管之間的流體連通。換言之，中空閥芯302可軸向?qū)?zhǔn)，以便阻止在低壓端口 308和周邊開(kāi)口 314之間的流體連通。中空閥芯302可具有在軸向端附近的徑向開(kāi)口，該開(kāi)口可為中空閥芯302提供大致的液壓平衡。在高壓端口 306或低壓端口 308的兩個(gè)端口之間的180度的周向分離可使中空閥芯302的機(jī)械徑向力平衡成為可能。閥門(mén)促動(dòng)器208可控制中空閥芯302的移動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，閥門(mén)促動(dòng)器208包括促動(dòng)器外殼316、促動(dòng)器活塞318和促動(dòng)器軸320。促動(dòng)器外殼316可以是管狀形狀且連接到閥外殼304。促動(dòng)器線(xiàn)圈322可纏繞在促動(dòng)器外殼316周?chē)４送?，促?dòng)器活塞318可在促動(dòng)器外殼316內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。促動(dòng)器活塞318可以是中空形狀的。此外，促動(dòng)器軸320可將促動(dòng)器活塞318連接到中空閥芯302以用于控制中空閥芯302的移動(dòng)。中空閥芯302在一端處可具有用于接納促動(dòng)器軸320的連接構(gòu)件。此外，流量分配器310可具有開(kāi)口，以允許中空閥芯302的連接構(gòu)件在中空閥芯302的各個(gè)位置之間(在第一軸向位置和第二軸向位置之間)往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？墒褂么賱?dòng)設(shè)備來(lái)控制促動(dòng)器活塞318的移動(dòng)。促動(dòng)設(shè)備可包括例如電磁設(shè)備、氣動(dòng)設(shè)備、液壓設(shè)備等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，其它促動(dòng)設(shè)備可能是有限的，并且前述示例是非限制性集合。促動(dòng)設(shè)備可使用在壓力交換管內(nèi)滑動(dòng)的活塞的位置來(lái)控制閥門(mén)系統(tǒng)200的打開(kāi)/關(guān)閉。可使用傳感器來(lái)獲得活塞的位置。感測(cè)到的位置可用來(lái)控制高壓端口 306和低壓端口 308的打開(kāi)/關(guān)閉?？捎纱賱?dòng)設(shè)備使用感測(cè)到的活塞的位置來(lái)控制促動(dòng)器活塞318的移動(dòng)，從而可將活塞在壓力交換管的任一側(cè)處到達(dá)其極限位置的定時(shí)與高壓端口 306和低壓端口 308的打開(kāi)/關(guān)閉同步化。
此外，閥門(mén)系統(tǒng)200可包括設(shè)置在閥外殼304內(nèi)部的密封系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，密封系統(tǒng)可包括在流量分配器310的兩端處的軸向密封件326，如圖3所示。軸向密封件326可最小化接觸面積并減少中空閥芯302的液壓不平衡。另外，在帶有或不帶有軸向密封件326的情況下，密封系統(tǒng)可包括徑向密封件328。當(dāng)中空閥芯302處于第一軸向位置或第二軸向位置時(shí)，徑向密封件328可最小化在成組的高壓端口 306和成組的低壓端口 308之間的流體流。此外，徑向密封件328可大致避免在高壓端口 306和低壓端口 308之間的流體連通。徑向密封件328可包括一個(gè)或多個(gè)密封環(huán)。此外，除了密封環(huán)之外，徑向密封件328還可包括導(dǎo)向環(huán)330。密封系統(tǒng)可使中空閥芯302在軸向方向上液壓平衡。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的閥門(mén)系統(tǒng)200的剖面圖，其中中空閥芯302處于第三軸向位置。在第三軸向位置中，中空閥芯302堵塞高壓端口 306和低壓端口 308。在第三軸向位置中，中空閥芯可通過(guò)穿過(guò)中空閥芯302的中心的、端面之間的流體連通而在軸向方向上液壓平衡。中空閥芯302可從第一軸向位置朝左移動(dòng)以到達(dá)第三軸向位置。處于第三軸向位置的中空閥芯302可阻止在高壓端口 306和壓力交換管之間、以及在壓力交 換管和低壓端口 308之間的流體連通。具體而言，中空閥芯302可軸向?qū)?zhǔn)，以便阻止在高壓端口 306和周邊開(kāi)口 312之間以及在低壓端口 308和周邊開(kāi)口 314之間的流體連通。中空閥芯302可接著從第三軸向位置朝左移動(dòng)以到達(dá)第二軸向位置。第三軸向位置可大致在中空閥芯的第一軸向位置和第二軸向位置之間。第三軸向位置可為來(lái)自在第一軸向位置與第二軸向位置之間的一系列位置的位置，使得中空閥芯302阻塞高壓端口 306和低壓端口308。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的閥門(mén)系統(tǒng)200的剖面圖，其中中空閥芯302處于第二軸向位置。在第二軸向位置中，中空閥芯302可以以允許在低壓端口 308和壓力交換管之間的流體連通的方式軸向?qū)?zhǔn)。具體而言，中空閥芯302可軸向?qū)?zhǔn)，以便有利于在低壓端口 308和周邊開(kāi)口 314之間的流體連通，如圖5所示。因此，低壓流體流經(jīng)由低壓端口308流出壓力交換管。此外，處于第二軸向位置的中空閥芯302可阻止在高壓端口 306和壓力交換管之間的流體連通。換言之，中空閥芯302可軸向?qū)?zhǔn)，以便阻止在高壓端口 306和周邊開(kāi)口 312之間的流體連通。因此，中空閥芯302可在第一軸向位置和第二軸向位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)中空閥芯302從第一軸向位置轉(zhuǎn)變到第二軸向位置時(shí)，在中空閥芯302和管狀閥外殼304之間的徑向間隙可最小化，以便顯著減少在高壓端口 306和低壓端口 308之間的流體流，反之亦然。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，中空閥芯302可具有在軸向端附近的徑向開(kāi)口，當(dāng)中空閥芯302處于第一軸向位置或第二軸向位置時(shí)，該開(kāi)口可為中空閥芯302提供大致的液壓平衡?？稍诟邏憾丝?306與低壓端口 308之間提供泄漏路徑。泄漏路徑可允許高壓流體流與低壓流體流的混合，以便為中空閥芯302提供液壓平衡。泄漏路徑的存在可在中空閥芯302的大致所有位置中為中空閥芯302提供液壓平衡。雖然允許流體連通以平衡在中空閥芯302的每一端上的力，但進(jìn)出高壓端口 306和低壓端口 308的泄漏可通過(guò)密封系統(tǒng)而最小化。當(dāng)中空閥芯302處于第一軸向位置或第二軸向位置時(shí)，徑向密封件328可最小化在成組的高壓端口 306和成組的低壓端口 308之間的流體流。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，已結(jié)合能量回收系統(tǒng)100而解釋了閥門(mén)系統(tǒng)200，其中活塞106和108構(gòu)造成增強(qiáng)給水的壓力。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可理解，閥門(mén)系統(tǒng)200也可用于任何反滲透系統(tǒng)中,例如,具有帶被動(dòng)(passive)壓力交換管且使用增壓泵的能量回收系統(tǒng)的反滲透系統(tǒng)。已結(jié)合僅用于例證目的的若干實(shí)施例而描述了本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從本說(shuō)明書(shū)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施例，而是可 進(jìn)行僅由所附權(quán)利要求的精神和范圍限制的修改和更改。
權(quán)利要求
1.一種用于具有至少一個(gè)壓力交換管的能量回收系統(tǒng)的閥門(mén)系統(tǒng)，所述閥門(mén)系統(tǒng)包括: 管狀閥外殼，其連接到所述壓力交換管，所述管狀閥外殼包括 成組的高壓端口，其包括周向分離約360/ (徑向端口的數(shù)量)度的至少兩個(gè)徑向高壓端口 ；以及 成組的低壓端口，其包括周向分離約360/ (徑向端口的數(shù)量)度的至少兩個(gè)徑向低壓端口 ； 中空管狀流量分配器，其位于所述管狀閥外殼的內(nèi)部且構(gòu)造成分配進(jìn)入和離開(kāi)在所述管狀閥外殼內(nèi)的成組的高壓端口和低壓端口的流； 中空閥芯，其構(gòu)造成在所述管狀閥外殼與所述中空管狀流量分配器之間的徑向間隙中軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以選擇性地連接與所述成組的高壓端口和所述成組的低壓端口中的一個(gè)流體連通的至少一個(gè)壓力交換管，其中，所述中空閥芯在所述能量回收系統(tǒng)的操作期間大致液壓平衡；以及 密封系統(tǒng)，其設(shè)置在所述管狀閥外殼的內(nèi)部，使得所述中空閥芯在所述中空閥芯的所有位置中在軸向方向上大致液壓平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空閥芯構(gòu)造成在第一軸向位置與第二軸向位置之間軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空閥芯在所述第一軸向位置軸向?qū)?zhǔn)以阻止在所述成組的低壓端口和所述至少一個(gè)壓力交換管之間的流體流，并且允許在所述成組的高壓端口和所述至少一個(gè)壓力交換管之間的流體流。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空閥芯在所述第二軸向位置軸向?qū)?zhǔn)以阻止在所述成組的高壓端口和所述至少一個(gè)壓力交換管之間的流體流，并且允許在所述成組的低壓端口和所述至少一個(gè)壓力交換管之間的流體流。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空閥芯在第三軸向位置軸向?qū)?zhǔn)以阻止在所述成組的高壓端口和所述至少一個(gè)壓力交換管之間以及在所述在至少一個(gè)壓力交換管和所述成組的低壓端口之間的流體流，并且其中，所述第三軸向位置在所述第一軸向位置和所述第二軸向位置之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空管狀流量分配器包括與所述成組的高壓端口和所述成組的低壓端口軸向?qū)?zhǔn)的一組或多組周邊開(kāi)口。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空閥芯在所述第一軸向位置軸向?qū)?zhǔn)以阻止在所述成組的高壓端口和第一組周邊開(kāi)口之間的流體流。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空閥芯在所述第二軸向位置軸向?qū)?zhǔn)以阻止在第二組周邊開(kāi)口與所述成組的低壓端口之間的流體流。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空閥芯在所述第三軸向位置軸向?qū)?zhǔn)以阻止在所述成組的高壓端口與第一組周邊開(kāi)口之間以及在第二組周邊開(kāi)口與所述成組的低壓端口之間的流體流，并且其中，所述第三軸向位置在所述第一軸向位置和所述第二軸向位置之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述中空閥芯從所述第一軸向位置轉(zhuǎn)變到所述第二軸向位置時(shí)，在所述中空閥芯和所述管狀閥外殼之間的徑向間隙最小化，以便顯著減少在所述成組的高壓端口和所述成組的低壓端口之間的流體流，反之亦然。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空閥芯包括鄰近軸向端的徑向開(kāi)口，以便在所述中空閥芯處于所述第一軸向位置或所述第二軸向位置時(shí)，使所述中空閥芯大致液壓平衡。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述密封系統(tǒng)包括在所述管狀閥外殼的兩端處的軸向密封件。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述密封系統(tǒng)包括徑向密封件，所述徑向密封件大致阻止在所述成組的高壓端口和所述成組的低壓端口之間的流體流。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，還包括閥門(mén)促動(dòng)器，并且其中，所述閥門(mén)促動(dòng)器包括 管狀促動(dòng)器外殼，其連接到所述管狀閥外殼； 促動(dòng)器活塞，其在所述管狀促動(dòng)器外殼內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)；以及 促動(dòng)器軸，其用于將所述促動(dòng)器活塞連接到所述中空閥芯。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述促動(dòng)器活塞由電磁設(shè)備促動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述促動(dòng)器活塞由氣動(dòng)設(shè)備促動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述促動(dòng)器活塞由液壓設(shè)備促動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空閥芯還包括用于接納所述促動(dòng)器軸的連接構(gòu)件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述中空管狀流量分配器包括至少一個(gè)開(kāi)口，以允許所述中空閥芯的連接構(gòu)件在第一軸向位置和第二軸向位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
20.一種用于具有至少一個(gè)壓力交換管的能量回收系統(tǒng)的閥門(mén)系統(tǒng)，所述閥門(mén)系統(tǒng)包括 管狀閥外殼，其連接到所述壓力交換管； 中空管狀流量分配器，其位于所述管狀閥外殼內(nèi)部； 中空閥芯，其構(gòu)造成在所述管狀閥外殼與所述中空管狀流量分配器之間的徑向間隙中軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；以及閥門(mén)促動(dòng)器，包括 管狀促動(dòng)器外殼，其連接到所述管狀閥外殼； 促動(dòng)器活塞，其在所述管狀促動(dòng)器外殼內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)；以及 促動(dòng)器軸，其用于將所述促動(dòng)器活塞連接到所述中空閥芯。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的用于能量回收系統(tǒng)的閥門(mén)系統(tǒng)，其特征在于，所述閥門(mén)系統(tǒng)構(gòu)造成用于脫鹽系統(tǒng)。
全文摘要
提供了一種用于能量回收系統(tǒng)(100)的壓力交換管的閥門(mén)系統(tǒng)(200)。該閥門(mén)系統(tǒng)包括閥外殼(304)、流量分配器(310)、中空閥芯(302)和密封系統(tǒng)。閥外殼可包括成組的高壓端口(306)和成組的低壓端口(308)。流量分配器允許進(jìn)入和來(lái)自在閥外殼內(nèi)的成組的高壓端口和成組的低壓端口的流。中空閥芯可構(gòu)造成在閥外殼和流量分配器之間的徑向間隙中軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。中空閥芯可連接與高壓端口或低壓端口流體連通的壓力交換管。密封系統(tǒng)可設(shè)置在閥外殼內(nèi)以用于為中空閥芯提供大致的液壓平衡。
文檔編號(hào)F16K31/122GK102947631SQ201180031250
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者T.A.安德森, M.R.沙, P.P.博尚, R.R.卡盧里, S.M.N.巴特, H.K.R.科梅怕利 申請(qǐng)人:通用電氣公司