本發(fā)明屬于壓力交換裝置，具體的說，是涉及一種轉(zhuǎn)子式壓力交換裝置。

背景技術(shù)：

1、反滲透膜法海水淡化技術(shù)作為當(dāng)前成熟的淡水制備技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)大中小海水淡化廠。但反滲透海水淡化系統(tǒng)的操作壓力(膜前壓力)可以達(dá)到5.5mpa-8.0mpa，經(jīng)過反滲透膜后的濃縮鹽水壓力僅比膜前進(jìn)口壓力低0.2mpa左右，直接通過減壓閥排放會造成嚴(yán)重的能量浪費(fèi)，壓力交換裝置可以有效回收高壓鹽水中的壓力能，從而顯著降低反滲透海水淡化系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。

2、現(xiàn)有的壓力交換裝置可以分為轉(zhuǎn)子式和閥控式兩種，閥控式壓力交換裝置占地面積大，所需零部件較多；而轉(zhuǎn)子式壓力交換裝置以其設(shè)備簡單，占地面積小，處理量大等優(yōu)勢得到了廣泛應(yīng)用。

3、轉(zhuǎn)子式壓力交換裝置主要由轉(zhuǎn)子、端蓋及外套筒組成，其中轉(zhuǎn)子通過中心定位軸維持其同軸度，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)流通流道的切換，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，中心定位軸與轉(zhuǎn)子之間的摩擦阻力較大，需要更大的驅(qū)動力以克服摩擦力，這將造成一定的能量損失，增加系統(tǒng)能耗。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)可以通過外部驅(qū)動和液力自驅(qū)實現(xiàn)，以美國eri公司開發(fā)的px系列產(chǎn)品為例，通過設(shè)計特殊的端蓋水力結(jié)構(gòu)，利用流體進(jìn)流的切向力及進(jìn)流流量實現(xiàn)液力自驅(qū)，雖降低了能耗，但端蓋結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且轉(zhuǎn)速受流量限制較大，難以靈活調(diào)整轉(zhuǎn)速和流量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決轉(zhuǎn)子式壓力交換裝置的相關(guān)技術(shù)問題，提供了一種磁力驅(qū)動、懸浮自校正轉(zhuǎn)子式壓力交換裝置，通過磁力驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，簡化端蓋水力構(gòu)型，不僅能夠靈活調(diào)節(jié)流量，并且利用磁力實現(xiàn)內(nèi)部轉(zhuǎn)子的無中心定位軸懸浮，降低旋轉(zhuǎn)阻力；同時，可以在懸浮過程實現(xiàn)自校正，維持其運(yùn)行過程的穩(wěn)定。

2、為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供了一種磁力驅(qū)動、懸浮自校正轉(zhuǎn)子式壓力交換裝置，包括內(nèi)部殼體，所述內(nèi)部殼體的頂部和底部分別安裝頂部殼體和底部殼體；所述頂部殼體設(shè)置有高壓鹽水進(jìn)口與低壓鹽水出口，所述底部殼體設(shè)置有低壓海水進(jìn)口與高壓海水出口；

4、所述內(nèi)部殼體的外回轉(zhuǎn)面設(shè)置有第一懸浮校正組、驅(qū)動組和第二懸浮校正組，所述第一懸浮校正組、所述驅(qū)動組和所述第二懸浮校正組由外部殼體保護(hù)；所述驅(qū)動組設(shè)置于所述內(nèi)部殼體軸向中間位置，用于與永磁體互相作用，實現(xiàn)驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子組旋轉(zhuǎn)；一個所述第一懸浮校正組與一個所述第二懸浮校正組結(jié)構(gòu)相同且對稱設(shè)置，分別位于所述驅(qū)動組的上方和下方，用于與永磁體互相作用使所述轉(zhuǎn)子組保持懸浮平衡態(tài)；

5、所述驅(qū)動組包括沿所述內(nèi)部殼體周向均勻地間隔分布的第三凸臺，所述第三凸臺的數(shù)量不少于4個，每個所述第三凸臺的外部纏繞有通電線圈，所述通電線圈纏繞后均為一端線圈接口朝上、另一端線圈接口朝下；每個所述通電線圈的兩個線圈接口分別連接正負(fù)兩極，相鄰兩個所述通電線圈的朝上接口或朝下接口分別連接正負(fù)兩極；其中，正負(fù)兩極通過外部變頻器實現(xiàn)切換；

6、所述第一懸浮校正組包括沿所述內(nèi)部殼體的軸向具有間距且上下對應(yīng)設(shè)置的第一凸臺和第二凸臺，且所述第一凸臺、所述第二凸臺在所述內(nèi)部殼體的周向分布與所述第三凸臺一一對應(yīng)；每一組上下對應(yīng)的所述第一凸臺外部和所述第二凸臺外部共同纏繞有一個第一8字線圈，處于圓周對側(cè)的兩個所述第一8字線圈均通過兩根8字線圈第一連線連接；

7、所述第二懸浮校正組包括沿所述內(nèi)部殼體的軸向具有間距且上下對應(yīng)設(shè)置的第四凸臺和第五凸臺，且所述第四凸臺、所述第五凸臺在所述內(nèi)部殼體的周向分布與所述第三凸臺一一對應(yīng)；每一組上下對應(yīng)的所述第四凸臺外部和所述第五凸臺外部共同纏繞有一個第二8字線圈，處于圓周對側(cè)的兩個所述第二8字線圈均通過兩根8字線圈第二連線連接；

8、所述內(nèi)部殼體內(nèi)部設(shè)置有轉(zhuǎn)子組，所述轉(zhuǎn)子組包括轉(zhuǎn)子主體，所述轉(zhuǎn)子主體在其轉(zhuǎn)子通道與其外回轉(zhuǎn)面之間設(shè)置有永磁體封裝通道，所述永磁體封裝通道沿所述轉(zhuǎn)子主體軸向延伸且環(huán)向均勻的間隔分布；所述永磁體封裝通道內(nèi)嵌入永磁體，所述永磁體的上下兩端分別通過第一封裝塊與第二封裝塊封裝，所述第一封裝塊與所述第二封裝塊分別嵌入安裝在各個所述永磁體封裝通道的兩端，以對所述永磁體封裝通道形成密封；所述永磁體與所述通電線圈、所述第一8字線圈、所述第二8字線圈的數(shù)量均相同；相鄰所述永磁體的兩個正極或兩個負(fù)極分別朝向轉(zhuǎn)子主體的中心軸線和背向轉(zhuǎn)子主體的中心軸線；所述轉(zhuǎn)子組與所述頂部殼體之間、所述轉(zhuǎn)子組與所述底部殼體之間分別安裝有端蓋。

9、進(jìn)一步地，所述內(nèi)部殼體、所述頂部殼體、所述底部殼體、所述第一凸臺、所述第二凸臺、所述第三凸臺、所述第四凸臺、所述第五凸臺、所述轉(zhuǎn)子主體、所述端蓋、所述外部殼體均采用不導(dǎo)磁的材料制成。

10、進(jìn)一步地，所述頂部殼體和所述底部殼體分別通過軸向設(shè)置的螺栓與所述內(nèi)部殼體進(jìn)行固定，螺栓在所述頂部殼體和所述底部殼體上呈環(huán)形均布。

11、進(jìn)一步地，所述外部殼體的定位，通過所述外部殼體與所述頂部殼體、所述底部殼體分別設(shè)置的定位銷與定位孔的配對裝配實現(xiàn)；所述外部殼體的固定，通過所述頂部殼體與所述底部殼體所安裝的螺栓提供的壓緊力實現(xiàn)。

12、進(jìn)一步地，同一所述通電線圈的兩個線圈接口分別連接通電線圈第一連線和通電線圈第三連線，或者分別連接通電線圈第二連線和通電線圈第四連線；相鄰兩個所述通電線圈的兩個朝上接口分別連接所述通電線圈第一連線和所述通電線圈第二連線，相鄰兩個所述通電線圈的兩個朝下接口分別連接所述通電線圈第三連線和所述通電線圈第四連線；所述通電線圈第一連線和所述通電線圈第四連線用于連接外部變頻器的同一接口，所述通電線圈第二連線和所述通電線圈第三連線用于連接外部變頻器的另一個接口；外部變頻器的兩個不同接口交替作為正負(fù)極使用。

13、進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子主體沿其中心軸線設(shè)置有中空通道。

14、進(jìn)一步地，所述第一封裝塊與所述第二封裝塊的外表面與所述轉(zhuǎn)子主體的上下兩端齊平。

15、進(jìn)一步地，上下兩個所述端蓋結(jié)構(gòu)相同且對稱設(shè)置，所述端蓋設(shè)置有軸向貫通的低壓通道和高壓通道，所述端蓋相對于所述底部殼體或所述頂部殼體的端面設(shè)置有高壓密封凹槽和低壓密封凹槽，所述高壓密封凹槽和所述低壓密封凹槽內(nèi)均安裝有密封圈，分別用于實現(xiàn)高壓流體和低壓流體的密封；所述端蓋的外回轉(zhuǎn)面設(shè)置有周向密封圈，用于實現(xiàn)所述轉(zhuǎn)子組周向液膜中的高壓流體與所述端蓋端面低壓流體的密封。

16、更進(jìn)一步地，所述低壓通道與所述高壓通道為軸向等截面貫通的結(jié)構(gòu)。

17、進(jìn)一步地，所述頂部殼體、所述底部殼體和所述端蓋均設(shè)置有定位孔，通過定位孔的相互配對并裝配銷釘，實現(xiàn)所述端蓋與所述頂部殼體、所述端蓋與所述底部殼體的定位。

18、本發(fā)明的有益效果是：

19、(一)本發(fā)明的磁力驅(qū)動、懸浮自校正轉(zhuǎn)子式壓力交換裝置，通過在轉(zhuǎn)子組內(nèi)嵌入永磁體，在內(nèi)部殼體上安裝通電線圈，依靠兩者產(chǎn)生磁場的相互作用力驅(qū)動轉(zhuǎn)子組旋轉(zhuǎn)，通過改變永磁體的充磁量、通電線圈的電流大小與電流方向切換頻率的快慢即可調(diào)節(jié)促使轉(zhuǎn)子組旋轉(zhuǎn)的動力，如此轉(zhuǎn)子組的轉(zhuǎn)速與流量不存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，轉(zhuǎn)速和流量可以各自單獨(dú)靈活調(diào)整；同時采用磁力驅(qū)動的新型驅(qū)動方式，無需考慮液力驅(qū)動問題，端蓋設(shè)計時可不考慮軸向螺旋漸變的水力結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)保持軸向等截面貫通的簡單構(gòu)型，便于生產(chǎn)制造。

20、(二)本發(fā)明的磁力驅(qū)動、懸浮自校正轉(zhuǎn)子式壓力交換裝置，在內(nèi)部殼體的圓周方向設(shè)置驅(qū)動組，且驅(qū)動組的上下分別均勻設(shè)置懸浮校正組，受轉(zhuǎn)子組內(nèi)永磁體的磁場影響，懸浮校正組的8字線圈內(nèi)部在轉(zhuǎn)子未處于懸浮平衡態(tài)時能夠產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，將轉(zhuǎn)子組調(diào)整為懸浮平衡狀態(tài)，此時8字線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢消失，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子組在沒有中心定位軸時依然能維持在懸浮平衡態(tài)，消除中心定位軸造成的較大摩擦阻力，降低裝置的整體能耗。

21、(三)本發(fā)明的磁力驅(qū)動、懸浮自校正轉(zhuǎn)子式壓力交換裝置，將懸浮校正組中處于圓周180°方向的8字線圈兩兩連接，受轉(zhuǎn)子組內(nèi)永磁體的磁場影響，兩相連的8字線圈在轉(zhuǎn)子徑向方向發(fā)生偏移時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，將轉(zhuǎn)子組調(diào)整為懸浮平衡態(tài)，此時兩相連8字線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢消失，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子組在懸浮過程中的自校正而不必外接其他校正設(shè)備，保證旋轉(zhuǎn)時的同軸度，減少轉(zhuǎn)子因不平衡旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的震動，延長設(shè)備壽命，同時使裝置結(jié)構(gòu)更加緊湊，運(yùn)行過程更加穩(wěn)定。