液压支承件及相关设备、组件及方法与流程

本公开内容一般涉及用于设备的液压支承件，诸如涉及用于流体处理设备的液压支承件。更特别地，本公开内容的实施方式涉及设置有形貌结构的一个或更多个表面，该形貌结构被配置为限定液压支承件(例如，流体动力和/或流体静力支承件)及相关设备、组件和方法，该液压支承件用于当设备的元件在设备诸如流体处理设备中相对于彼此移动时支承和/或支撑一个或更多个施加的力(例如，通过创建载荷支承支撑力)。

背景技术：

1、当支承件暴露在苛刻的性能条件下时，往往使用流体动力支承件。在流体动力支承件中，限定了一个或更多个移动构件之间的间隙或间距。该间隙使得某种类型的流体能够被定位在元件之间(例如，在可相对于彼此移动的两个元件之间，诸如在转子和定子之间)。例如，随着转子旋转，流体可以填充到(例如，被迫使进入)元件之间的间隙中。为了响应于构件之间的相对运动，流体中产生了压力，这可能会建立泵送动作。

2、可以在其中利用流体动力支承件的一种设备是流体处理设备，诸如用于将压力能量从一个流体转移到另一流体的旋转式压力交换器。这种压力交换器设计有通过流体流来旋转的转子。流动驱动的设计使用套筒或中心轴来对两对端部盖之间的转子进行定位。这种旋转式压力交换器可以在诸如海水反渗透过程、压裂过程等过程中作为能量回收设备来使用。

3、其转子位于被支撑在支承表面上的固定轴上的设备诸如旋转式压力交换器通常在支承表面上需要相对较小的间距和光滑的表面修整部，以分散转子的重量而同时产生低摩擦。然而，这种设备可能难以制造，因为制造这种相对较小的间距很困难，而且通常需要匹配的机加工构件以保持优化的可靠性，尤其是在相对较大的匹配构件中。此外，为了提供转子的移动，可能需要压力差(例如，压力下降)，其中，流体的压力通过流过支承表面之间的间距而分解。然而，限定有这种压力下降的支承件往往会降低设备的效率。

技术实现思路

1、各种实施方式可以包括一种用于在至少两个流体流之间交换压力的设备。该设备包括：转子，该转子包括流体通道；和一个或更多个端部盖，该端部盖被定位在转子的一个或更多个轴向端部处。在一个或更多个端部盖中可以限定流体进口和流体出口，以提供流体进入或离开流体通道。在一些实施方式中，该设备还可以包括：轴，转子被设置为围绕该轴；以及壳体，该壳体在径向上至少包围转子。转子被配置成相对于轴或壳体中的至少一者旋转。该设备还包括支承表面，该支承表面被限定在转子与下述表面之间：轴的轴向对准表面，壳体的轴向对准表面，或一个或更多个端部盖的一个或更多个径向对准表面。支承表面中的至少一个支承表面包括变化的形貌结构，该形貌结构包括一个或更多个分离凹部，该分离凹部用于保持加压流体以限定在转子相对于轴、壳体或者一个或更多个端部盖中的至少一者移动时对转子进行支撑的液压支承件。

2、另一实施方式可以包括一种具有一个或更多个液压支承件的设备。该设备包括第一元件和能够相对于第一元件移动的第二元件。第一元件和第二元件限定了第一元件与第二元件之间的间隙，并且该间隙被配置成在第二元件相对于第一元件移动(例如，相对于第一元件旋转)时接纳间隙中的流体。该设备还包括被限定在第一元件与第二元件之间位于间隙的相对两侧上的支承表面。至少一个支承表面中的至少一个支承表面包括一个或更多个凹部的变化形貌结构，以便提供流体的加压体积，从而限定了在第二元件相对于第一元件移动时对第一元件或第二元件中的至少一者进行支撑的液压支承件。

3、另一实施方式可以包括一种形成液压支承件的方法。该方法包括：使转子围绕设备的轴线旋转；引导流体进入至少部分包围转子的壳体、转子围绕其旋转的轴或被定位在设备的转子的一个或更多个轴向端部处的一个或更多个端部盖中的至少一者与转子之间的对接部；使对接部处的支承表面相对于彼此移位，该支承表面被限定在轴的轴向对准表面、壳体的轴向对准表面、或者一个或更多个端部盖的一个或更多个径向对准表面中的至少一者与转子之间；将对接部中的流体供应至包括变化形貌结构的支承表面中的至少一个支承表面，该变化形貌结构包括一个或更多个凹部；以及当流体离开包括变化形貌结构的支承表面中的至少一个支承表面中的一个或更多个凹部时，对流体的至少一部分进行加压，以便限定对旋转的转子进行支撑的液压支承件。

4、另一实施方式可以包括一种形成液压支承件的方法。该方法包括：使转子围绕设备的轴线旋转；引导流体进入转子与设备的另一部件之间的对接部；使对接部处的支承表面相对于彼此移位，该支承表面被限定在另一部件的轴向对准表面或另一部件的径向对准表面中的至少一者与转子之间；以及将对接部中的流体供应至包括呈一个或更多个微凹部的变化形貌结构的支承表面中的至少一个支承表面，以便限定对转子进行支撑的液压支承件。

5、另一实施方式可以包括一种形成液压支承件的方法。该方法包括：使第一元件相对于第二元件移动；在第一元件与第二元件之间限定间隙；在第二元件相对于第一元件移动时接纳间隙中的流体；以及限定液压支承件，其中支承表面被限定在位于间隙的相对两侧上的第一元件与第二元件之间，支承表面中的至少一个支承表面包括呈分离凹部的变化形貌结构，以便提供流体的加压体积，从而在第二元件相对于第一元件移动时对第一元件或第二元件中的至少一者进行支撑。

技术特征：

1.一种用于在至少两个流体流之间交换压力的设备，所述设备包括：

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或更多个分离凹部对流体静力支承件或流体动力支承件中的一者进行限定。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或更多个分离凹部包括微凹部，所述微凹部各自具有小于0.001英寸(0.0254毫米)的深度，所述微凹部在流体移动通过所述分离微凹部时提供压力下降和压力增加。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一个或更多个分离凹部包括单个连续的凹部。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括轴，以及其中，所述设备被配置为在所述转子的轴向对准表面与所述轴的轴向对准表面之间限定径向支承件。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备被构造为在所述转子的轴向对准表面与所述壳体的轴向对准表面之间限定径向支承件。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备被配置为在所述转子的径向对准表面与所述一个或更多个端部盖的一个或更多个径向对准表面之间限定轴向支承件。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述径向对准表面中的一个或更多个径向对准表面包括又一附加的变化的形貌结构，所述又一附加的变化的形貌结构被构造为沿着所述转子的径向对准表面提供泵送特征，以对流体通过被限定在所述转子与所述两个或更多个端部盖之间的开口的运动进行控制。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，通过所述转子的运动而形成的液压支承件被构造为使一个或更多个端部盖轴向地移动远离所述转子，以使所述转子与所述一个或更多个端部盖之间开口的轴向尺寸增大。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述一个或更多个端部盖被偏置成处于初始位置中。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，还包括通道，所述通道用于下述中的至少一者：承载由所述转子的旋转而产生的载荷，或者在所述设备的所述支承表面之间供应所述流体以对所述流体在所述支承表面之间的流动进行控制。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述转子或所述轴中的至少一者包括环形凹部，所述环形凹部被定位在以下中的一者或更多者处：所述转子的邻近于所述轴的内径部处或者所述转子的外部部分处。

13.一种包括一个或更多个液压支承件的设备，所述设备包括：

14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述一个或更多个凹部包括微凹部，所述微凹部具有小于0.001英寸(0.0254毫米)的深度。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的设备，其中，所述支承表面包括下述中的至少一者：限定了径向支承件的互补柱形表面，或者限定了轴向支承件的基本平面表面。

16.一种形成液压支承件的方法，所述方法包括：

17.根据权利要求16所述的方法，还包括使所述流体流动通过深度小于0.001英寸(0.0254毫米)的一个或更多个微凹部。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括使用包括一个或更多个微凹部的变化的形貌结构来对流体动力支承件或流体静力支承件中的至少一者进行限定。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，还包括将流体供应至所述设备的被限定为通道的支承表面中以进行下述中的至少一者：承载由所述转子的旋转而产生的载荷，或者促进所述流体的泵送。

20.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，还包括使用所述转子的外周向部或所述轴的内周向部中的至少一者的仅一部分来对作用在所述轴上的所述支承表面中的一支承表面进行限定。

技术总结
设备和方法包括具有一个或更多个支承表面的相对移动元件，这些支承表面限定了元件之间的间隙，该间隙中接纳有流体。至少一个支承表面包括变化的形貌结构，以提供流体的加压体积，从而限定用于在移动期间对至少一个元件进行支撑的液压支承件。

技术研发人员：小克里斯·J·里谢,斯科特·贾奇
受保护的技术使用者：芙罗服务管理公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13