[发明专利]流体交换装置、压力交换器和相关方法

权利要求书

1.一种用于在至少两个流体流之间交换压力的装置，所述装置包括：

外壳，其具有纵向轴线和形成多个固定交换管的中间部分，所述多个固定交换管在沿着纵向轴线的方向延伸，所述多个固定交换管中的每个交换管在第一纵向端和与所述第一纵向端相对的第二纵向端处具有开口；以及

旋转阀组件，其定位于所述外壳内以用于导向流动到所述多个交换管和从所述多个交换管导向流动，所述旋转阀组件包括：

第一阀，其定位于所述多个交换管的所述第一纵向端处并且与所述多个交换管的所述第一纵向端形成轴向密封，所述第一阀包括多个开口，所述开口配置成与所述多个交换管中的每个交换管成选择性连通；以及

第二阀，其定位于所述多个交换管的所述第二纵向端处并且与所述多个交换管的所述第二纵向端形成轴向密封，所述第二阀包括多个开口，所述开口配置成与所述多个交换管中的每个交换管成选择性连通，

其中，所述外壳还包括：

第一端帽，其定位于所述多个固定交换管的所述第一纵向端处，所述第一端帽至少部分地包围所述第一阀并且包括至少两个上端口，所述至少两个上端口的第一端口配置成用于通过所述第一阀转移流体并且至少部分地到所述多个交换管的每个交换管内，所述至少两个上端口中的第二端口配置成用于经由所述第一阀从所述多个交换管的每个交换管移除流体；以及

第二端帽，其定位于所述多个固定交换管的所述第二纵向端处，所述第二端帽至少部分地包围所述第二阀并且包括至少两个下端口，所述至少两个下端口的第一端口配置成用于通过所述第二阀转移流体并且至少部分地到所述多个交换管的每个交换管内，所述至少两个下端口中的第二端口配置成用于经由所述第二阀从所述多个交换管的每个交换管移除流体，

其中，所述第一阀和所述第二阀中的每一个还包括至少部分地沿着所述外壳的纵向轴线延伸的轴向端口，每个轴向端口与形成于所述外壳中在沿着所述外壳的所述纵向轴线的方向延伸的相关联的端口相连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，形成所述多个固定交换管的所述外壳的中间部分包括定子外壳，所述定子外壳具有形成于其中并且穿过它延伸的多个固定交换管。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳的所述中间部分还包括两个密封板，每个密封板与所述第一阀和第二阀之一形成动态轴向密封。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其还包括：轴，其联接到所述第一阀和第二阀并且在所述第一阀与第二阀之间延伸，所述轴配置成使所述第一阀和第二阀绕由所述外壳的所述中间部分形成的所述多个固定交换管旋转。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，其还包括：用于使所述轴、所述第一阀、和所述第二阀旋转的马达。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一阀和所述第二阀各自包括：

一个轴向端口，其具有沿着与所述外壳的所述纵向轴线垂直的平面延伸的开口；以及

两个径向端口，其各自具有沿着与所述外壳的所述纵向轴线平行或者相对于所述外壳的纵向轴线形成斜角的平面延伸的开口。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在沿着所述外壳的纵向轴线的方向上与所述第二阀的所述多个开口中的至少两个开口至少部分地对准的所述第一阀的所述多个开口中的至少两个开口是与所述第二阀的所述多个开口中的至少两个开口成角度地偏移的。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一阀的所述多个开口中的至少两个开口与所述第二阀的所述多个开口中的至少两个开口以介于0.01度与10度之间的角距离而成角度地偏移。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其还包括：定位于所述多个交换管的每个交换管中的至少一个管活塞。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一阀和所述第二阀中每一个中的轴向端口分成两个通道，所述两个通道在所述第一阀和所述第二阀中每一个中形成所述多个开口中的两个相对开口。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一阀和所述第二阀中每一个还包括至少部分地形成于所述相关联的阀的相对外侧中的两个径向端口，所述第一阀和第二阀中每一个的两个径向端口与形成于所述外壳中在横向于所述外壳纵向轴线的方向上延伸的相关联端口连通。