銅合金鼠籠風冷電動機島礁淡水由壬製造機器的製作方法

2023-09-21 23:29:45 5

本發明屬於海洋獲取淡水專用機器，具體涉及反滲透海水淡化系統中增設壓力交換提升機泵的銅合金鼠籠風冷電動機島礁淡水由壬製造機器。

背景技術：

隨著科技進步，人口日益增多，人們向海洋開發的願望也日趨強烈，海水淡化處理日趨普及，海水淡化的能耗成本受到特別關注。 早期海水淡化採用蒸餾法，如多級閃蒸技術，能耗在9.0kWh／m3，通常只建在能量價格很低的地區，如中東石油國，或有廢熱可利用的地區。20世紀70年代反滲透海水淡化技術投入應用，經過不斷改進。從80年代初以前建成的多數反滲透海水淡化系統的過程能耗6.0kWh／m3，其最主要的改進是將處理後的高壓鹽水管的能量有效回收利用。

經反滲透海水淡化技術所獲得的淡水純度取決於滲透膜的緻密度，緻密度越高則獲得的淡水純度也越高，同時要求將參與滲透的海水提高到更高的壓力。因此，能量回收效率成了降低海水淡化成本的關鍵。當今世界在海水淡化領域液體能量回收利用的壓力交換器主要存在著一系列的機械運動件和電器切換機構，維修率較高最終影響生產成本。如：中國專利授權公告號 CN 101041484 B 帶能量回收的反滲透海水淡化裝置；中國專利授權公告號 CN 100341609 C 反滲透海水淡化能量回收裝置多道壓力切換器等。當今世界在海水淡化領域液體能量回收利用的壓力交換器主要有以下三種：

1、傳統的轉子液壓缸結構類似柱塞泵，優點是工作液體介質與廢棄高壓液體不直接接觸，最高效率可達95%，缺點液壓缸結構的轉子以及轉子杆自身都有很大的摩擦功耗，特別是轉子杆的往復密封技術最難達到理想效果，實際效率往往低於90%，特別是摩擦損耗導致設備停機頻繁、維護費用高。專利號：621010122952.2，於6210年7月21日公布的我國發明專利：用於海水淡化系統的差動式能量回收裝置及方法，就屬於傳統轉子液壓缸結構；

2、透平——水泵組合的能量傳遞設備，優點是工作液體介質與廢棄高壓液體不直接接觸，且能適應大流量能量傳遞，但其單機的最高效率也低於75%，故這樣組合的能量傳遞設備機組效率一般只有40%至55%；

3、國際上對海水淡化投入最早以及最成功的發達國家，如日本、丹麥、荷蘭瑞典、挪威英國、美國以及德國等，都在壓力交換方面做過努力，但其最高交換效率都沒有超過95%的，且配套工程龐大，外來電器驅動和切換閥門等控制元件過多導致意外事故頻繁發生，最終導致大幅度增大設備投資和日常管理維護等額外費用。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種島礁淡水製造機器，配備有由壬壓力交換提升機泵，可使壓力交換效率提高，系統結構更加緊湊，還省卻了切換閥門等控制元件，最終達到大幅度減少投資和日常管理維護費用。採用以下技術方案：

銅合金鼠籠風冷電動機島礁淡水由壬製造機器，包括海水預處理池、低壓吸管、低壓提升泵、補水吸管、高壓補充泵、管路三通、反滲透膜以及由壬壓力交換提升機泵，反滲透膜兩側分別為膜進水腔和膜出水腔，由壬壓力交換提升機泵上有增壓由壬接頭、卸壓由壬接頭、低壓由壬接頭和蓄壓由壬接頭，蓄壓由壬接頭與膜進水腔之間由膜回流管連接，膜出水腔連接著淡化水出管，膜進水腔與管路三通上口之間由高壓海水進管連接，增壓由壬接頭與管路三通側口之間由轉換高壓管連接，補充高壓管兩端分別與管路三通下口以及垂直由壬恆向流器出口密閉連接，高壓補充泵串聯在補充高壓管上；低壓管路兩端分別與低壓由壬接頭以及水平由壬恆向流器出口密閉連接，低壓提升泵串聯在低壓管路上，卸壓由壬接頭連接著排洩管路；

所述的增壓由壬接頭包括蝸殼出口由壬擋圈和轉換高壓由壬外螺紋以及蝸殼由壬外圈，蝸殼出口由壬擋圈上有蝸殼出口密封球面，轉換高壓由壬外螺紋上有轉換高壓密封凹錐面，蝸殼由壬外圈上有外圈臺階面和外圈內螺紋，外圈臺階面限制住蝸殼出口由壬擋圈，外圈內螺紋與轉換高壓由壬外螺紋配合將蝸殼出口密封球面與轉換高壓密封凹錐面之間構成硬密封；作為改進：

所述的低壓提升泵進口與所述的低壓吸管之間串聯有水平由壬恆向流器，所述的高壓補充泵進口與所述的補水吸管之間串聯有垂直由壬恆向流器，所述的由壬壓力交換提升機泵由壓力提升由壬泵部分和由壬壓力交換機部分所組成，壓力提升由壬泵由鼠籠水冷風冷電動機驅動；

所述的由壬壓力交換機部分包括交換器轉子、交換器外筒以及預處理水端蓋和截留水端蓋，交換器轉子上有轉子兩端面和轉子外圓，轉子外圓與交換器外筒內圓之間為可旋轉滑動配合，交換器轉子上有圓周環狀布置的壓力交換通道A-M以及轉子中心通孔；

預處理水端蓋外圓上有所述的低壓由壬接頭，預處理水端蓋外端面上有增壓法蘭盤和增壓中心排孔，預處理水端蓋內端面上有低壓導入旋轉坡面和增壓導出旋轉坡面以及增壓蓋螺孔；低壓由壬接頭與低壓導入旋轉坡面之間由低壓流道連通，增壓中心排孔與增壓導出旋轉坡面之間由增壓流道連通；

截留水端蓋外圓上有所述的蓄壓由壬接頭，截留水端蓋外端面上有卸壓由壬接頭，截留水端蓋內端面上有卸壓導出旋轉坡面和蓄壓導入旋轉坡面以及洩壓蓋螺孔；蓄壓由壬接頭與蓄壓導入旋轉坡面之間由蓄壓流道連通，卸壓由壬接頭與卸壓導出旋轉坡面之間由洩壓流道連通；

連接螺栓間隙配合貫穿轉子中心通孔，連接螺栓兩端分別與所述的增壓蓋螺孔以及所述的洩壓蓋螺孔連接固定，交換器外筒兩端與所述的截留水端蓋內端面以及預處理水端蓋內端面之間為密閉固定，轉子兩端面分別與所述的截留水端蓋內端面以及預處理水端蓋內端面之間0.01至0.03毫米的間隙；

所述的壓力提升由壬泵部分包括由壬增壓泵體和增壓泵葉輪，且與所述的鼠籠水冷風冷電動機組成一體，由壬增壓泵體內腔上有蝸殼由壬出口，由壬增壓泵體徑向外廓上有所述的增壓由壬接頭，由壬增壓泵體前端面分別有增壓泵吸口和整體固定螺孔，增壓法蘭盤上有通孔與整體固定螺孔相對應，緊固螺釘穿越增壓法蘭盤上的通孔與整體固定螺孔配合，將增壓中心排孔對準增壓泵吸口；

由壬增壓泵體上有泵體後端面，泵體後端面上分別有電動機軸伸入孔和電動機固定螺孔，電動機前蓋板外緣有前蓋板法蘭，前蓋板法蘭上有前蓋板通孔，前蓋板法蘭與泵體後端面之間有電動機密封墊片，六顆電動機法蘭螺釘依次穿越前蓋板通孔和電動機密封墊片上的密封墊通孔後與電動機固定螺孔連接緊固；

電動機前蓋板固定在電動機固定螺孔上，電動機前蓋板上固定有前蓋空心軸，前蓋空心軸上有空心軸臺階孔和外軸承支撐圓，空心軸臺階孔與轉軸外伸段之間有機封組件；

增壓泵葉輪上有葉輪軸承轂，前蓋空心軸穿越電動機軸伸入孔位於由壬增壓泵體蝸殼內，外軸承支撐圓上配合有無內圈軸承，無內圈軸承支撐著葉輪軸承轂，轉軸外伸段穿越空心軸臺階孔，轉軸外伸段將扭矩傳遞給增壓泵葉輪；

所述的外軸承支撐圓表面有一層厚度為0.60—0.62毫米的銅合金硬質耐磨塗層；銅合金硬質耐磨塗層的材料由如下重量百分比的元素組成：Cu:15—17 %、Nb: 3.4—3.6%、Mo: 2.7—2.9%、W:2.4—2.6%、Ni:2.3—2.5%、Ti: 2.1—2.3%、C:1.1—1.3%，餘量為Fe及不可避免的雜質；所述雜質的重量百分比含量為：Sn少於0.07%、 Si少於0.21%、 Mn少於0.028%、 S少於0013%、 P少於0017%；銅合金硬質耐磨塗層的材料主要性能參數為：洛氏硬度HRC值為61—63；

所述的無內圈軸承整體材質均為氧化鋁陶瓷，以Al2O3 (三氧化二鋁) 複合材料為基料，配以礦化劑MgO(氧化鎂)、BaCO3 (碳酸鋇)及結合粘土組成，並且其各組分的重量百分比含量為Al2O3：94.1—94.3％、MgO：1.34—1.36％、BaCO3：1.57—1.59％，其餘為結合粘土。

作為進一步改進：所述的鼠籠水冷風冷電動機包括電動機外殼、電動機前蓋板、電動機後蓋板、電動機轉軸、定子、轉子和葉輪軸承轂，電動機外殼外壁上有引線窗口以及進水搭子和出水搭子，電動機外殼的外殼前端面和外殼後端面上都有固定螺孔，定子固定在電動機外殼內孔上，轉子固定在電動機轉軸最大直徑處且與定子位置相對應，電動機前蓋板上有前螺釘固定在電動機外殼前端面，電動機前蓋板的前蓋軸承孔上固定著前軸承外圓，前軸承內孔固定著電動機轉軸的前軸承段；電動機後蓋板上有後螺釘固定在電動機外殼後端面，電動機後蓋板的後蓋軸承孔上固定著後軸承外圓，後軸承內孔固定著電動機轉軸的後軸承段，後軸承段後端有主軸末端，主軸末端上固定著電動機風葉，風葉外罩固定在電動機後蓋板外圓上；電動機外殼的外壁與內壁之間有冷卻夾層，冷卻夾層繞開引線窗口布置，冷卻夾層圓周隔離兩端分別有進水貫穿孔和出水貫穿孔，進水貫穿孔和出水貫穿孔之間有隔離筋分隔開，外殼前端面內側設置的前端導流筋與外殼後端面內側設置的後端導流筋交替錯位布置，使得冷卻夾層內增大流速，提高冷卻效果；出水搭子上有出水錐螺紋，出水錐螺紋底部通往出水貫穿孔，進水搭子上有進水錐螺紋，進水錐螺紋底部通往進水貫穿孔；電動機前蓋板固定有前蓋空心軸，前蓋空心軸與葉輪軸承轂之間有一隻無內圈軸承。

本發明的有益效果：

1、本發明採用由壬連接結構拆裝、維護方便，特別是增設法蘭壓力交換提升機泵，壓力提升法蘭泵部分上的增壓泵吸口與由壬壓力交換機部分上的增壓中心排孔直接對準，不但結構緊湊，而且，低壓提升泵僅需將佔參與反滲透膜總工作量80%的預處理海水的壓力提高到0.2兆帕(MPa)，就可完成與膜回流管中具有5.8兆帕(MPa)的被截流蓄壓海水實現壓力交換，確保鼠籠水冷風冷電動機僅需將佔總工作量80%的預處理海水的壓力再從5.8兆帕(MPa)提高到6.0兆帕(MPa)；佔參與反滲透膜總工作量80%的預處理海水的分段提高中的壓力差只有0.46兆帕(MPa)，節能效果明顯；

穿透反滲透膜的獲得淡水佔參與反滲透膜總工作量20%，佔參與反滲透膜總工作量20%的預處理海水經高壓補充泵，從大氣壓力直接提高到6.0兆帕(MPa)；顯然，增設法蘭壓力交換提升機泵的反滲透膜海水淡化工程與沒有法蘭壓力交換提升機泵的反滲透膜海水淡化工程相比較，獲取單位淡水的能耗降低30%左右。

2、增壓泵葉輪上有葉輪臺階孔和葉輪花鍵孔，轉軸外伸段外端有軸花鍵段，前蓋空心軸穿越電動機軸伸入孔位於由壬增壓泵體蝸殼內，外軸承支撐圓上配合有無內圈軸承，無內圈軸承支撐著葉輪軸承轂，轉軸外伸段穿越空心軸臺階孔，軸花鍵段與葉輪花鍵孔相互嚙合將轉軸外伸段扭矩傳遞給增壓泵葉輪；上述結構實現了電動機轉軸以及前軸承和後軸承只需承受純扭矩，而花鍵嚙合所產生的徑向力完全被無內圈軸承所承受，僅僅作用在前蓋空心軸上，完全避免了電動機轉軸上的轉軸外伸段承受徑向力，提高了鼠籠水冷風冷電動機使用壽命；

由壬壓力交換機部分無需任何外來電器驅動和切換閥門等元件控制，憑藉低壓導入旋轉坡面和蓄壓導入旋轉坡面與交換器轉子的正向傾斜夾角，以及增壓導出旋轉坡面和蓄壓導入旋轉坡面與交換器轉子的反向傾斜夾角，就能讓由壬壓力交換機部分中唯一的運動件交換器轉子自如旋轉，完成壓力交換通道A-M內流動方向切換，實現壓力交換，避免了採用任何電器控制可能導致的意外事故發生。

3、電動機外殼的外壁與內壁之間有冷卻夾層，冷卻夾層繞開引線窗口布置，冷卻夾層圓周隔離兩端分別有進水貫穿孔和出水貫穿孔，進水貫穿孔和出水貫穿孔之間有隔離筋分隔開，外殼前端面內側設置的前端導流筋與外殼後端面內側設置的後端導流筋錯位布置，使得冷卻夾層內增大流速，提高冷卻效果。

4、銅合金硬質耐磨塗層的外軸承支撐圓表面，組合氧化鋁陶瓷的無內圈軸承，抗腐蝕性和耐磨性都比常規不鏽鋼材料要強20%以上。

附圖說明

圖1是本發明的整體流程圖。

圖2是法蘭壓力交換提升機泵中的壓力提升法蘭泵部分的剖面圖,圖中電動機外殼210為半剖面。

圖3是法蘭壓力交換提升機泵中的由壬壓力交換機部分的剖面圖。

圖4是圖3中由壬壓力交換機的工作原理示意圖。

圖5是圖3中的X—X剖視圖，圖中省略了連接螺栓771。

圖6是圖3中的Y—Y剖視圖，圖中省略了連接螺栓771。

圖7是圖3中的交換器轉子740立體局部剖面圖。

圖8是兩種液體在交換器轉子740中壓力交換時，對圖3中N—N至P—P範圍內，以壓力交換通道A-M中心為半徑，沿著旋轉圓周R展開的液體壓力能量交換流程示意圖。

圖9是圖8中的每個壓力交換通道A-M在旋轉了1/12圈後，也就是旋轉了一個通道位置後，各通道內部的兩種液體所處位置。

圖10是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉2/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖11是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉3/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖12是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉4/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖13是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉5/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖14是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉6/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖15是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉7/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖16是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉8/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖17是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉9/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖18是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉10/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖19是圖8中的壓力交換通道A-M旋轉11/12圈時各通道內的兩種液體所處位置。

圖20是圖2中的轉軸外伸段246與葉輪軸承轂290所處部位的大剖面示意圖。

圖21是圖20中的臺階防松螺釘274所處部位仰視圖。

圖22是圖20中的前蓋空心軸280單獨放大圖。

圖23是圖20中的葉輪軸承轂290省略放大圖。

圖24是圖2中的電動機前蓋板220單獨旋轉放大圖。

圖25是圖2中的電動機外殼210單獨放大圖。

圖26是圖25側視圖。

圖27是圖25中沿著冷卻夾層222中線的展開圖。

圖28是垂直由壬恆向流器724過軸心線的剖面圖（正向流通狀態）。

圖29是圖28中垂直由壬恆向流器724處於反向截止狀態。

圖30是圖28或圖29中的移動閥芯立體剖面圖。

圖31是圖28或圖29中的移動閥芯剖面圖。

圖32是圖28中X—X剖視圖。

圖33是圖28中Y—Y剖視圖。

圖34是圖28中Z—Z剖視圖。

圖35是圖1中的水平由壬恆向流器713過軸心線的剖面圖正向流通狀態。

圖36是圖35中的水平由壬恆向流器713處於反向截止狀態。

圖37是圖35中W-W剖視圖。

圖38是圖35或圖36中的由壬水平閥體630立體圖。

圖39是圖35中的擺轉閥芯620立體圖展現環形流道口622。

圖40是圖36中的擺轉閥芯620立體圖展現圓形流道口621。

圖41是圖1中的增壓由壬接頭743部位的剖面放大圖。

圖42是圖41中的蝸殼由壬出口744部分。

圖43是圖41中的蝸殼由壬外圈795部分。

圖44是圖41中的轉換高壓管717部分。

具體實施方式

結合附圖和實施例對本發明的結構和工作原理以及在反滲透海水淡化系統中的應用作進一步闡述：

圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖20、圖28、圖35和圖44中，銅合金鼠籠風冷電動機島礁淡水由壬製造機器，包括海水預處理池703、低壓吸管711、低壓提升泵722、補水吸管712、高壓補充泵714、管路三通769、反滲透膜720以及由壬壓力交換提升機泵，反滲透膜720兩側分別為膜進水腔718和膜出水腔728，由壬壓力交換提升機泵上有增壓由壬接頭743、卸壓由壬接頭746、低壓由壬接頭747和蓄壓由壬接頭749，蓄壓由壬接頭749與膜進水腔718之間由膜回流管727連接，膜出水腔728連接著淡化水出管729，膜進水腔718與管路三通769上口之間由高壓海水進管719連接，增壓由壬接頭743與管路三通769側口之間由轉換高壓管717連接，補充高壓管716兩端分別與管路三通769下口以及垂直由壬恆向流器724出口密閉連接，高壓補充泵714串聯在補充高壓管716上；低壓管路723兩端分別與低壓由壬接頭747以及水平由壬恆向流器713出口密閉連接，低壓提升泵722串聯在低壓管路723上，卸壓由壬接頭746連接著排洩管路726；

所述的增壓由壬接頭743包括蝸殼出口由壬擋圈796和轉換高壓由壬外螺紋792以及蝸殼由壬外圈795，蝸殼出口由壬擋圈796上有蝸殼出口密封球面797，轉換高壓由壬外螺紋792上有轉換高壓密封凹錐面793，蝸殼由壬外圈795上有外圈臺階面794和外圈內螺紋798，外圈臺階面794限制住蝸殼出口由壬擋圈796，外圈內螺紋798與轉換高壓由壬外螺紋792配合將蝸殼出口密封球面797與轉換高壓密封凹錐面793之間構成硬密封；作為改進：

所述的低壓提升泵722進口與所述的低壓吸管711之間串聯有水平由壬恆向流器713，所述的高壓補充泵714進口與所述的補水吸管712之間串聯有垂直由壬恆向流器724，所述的由壬壓力交換提升機泵由壓力提升由壬泵部分和由壬壓力交換機部分所組成，壓力提升由壬泵由鼠籠水冷風冷電動機710驅動；

所述的由壬壓力交換機部分包括交換器轉子740、交換器外筒779以及預處理水端蓋745和截留水端蓋754，交換器轉子740上有轉子兩端面924和轉子外圓821，轉子外圓821與交換器外筒779內圓之間為可旋轉滑動配合，交換器轉子740上有圓周環狀布置的壓力交換通道A-M以及轉子中心通孔825；

預處理水端蓋745外圓上有所述的低壓由壬接頭747，預處理水端蓋745外端面上有增壓法蘭盤773和增壓中心排孔732，預處理水端蓋745內端面上有低壓導入旋轉坡面922和增壓導出旋轉坡面912以及增壓蓋螺孔774；低壓由壬接頭747與低壓導入旋轉坡面922之間由低壓流道742連通，增壓中心排孔732與增壓導出旋轉坡面912之間由增壓流道741連通；

截留水端蓋754外圓上有所述的蓄壓由壬接頭749，截留水端蓋754外端面上有卸壓由壬接頭746，截留水端蓋754內端面上有卸壓導出旋轉坡面522和蓄壓導入旋轉坡面512以及洩壓蓋螺孔775；蓄壓由壬接頭749與蓄壓導入旋轉坡面512之間由蓄壓流道751連通，卸壓由壬接頭746與卸壓導出旋轉坡面522之間由洩壓流道752連通；

連接螺栓771間隙配合貫穿轉子中心通孔825，連接螺栓771兩端分別與所述的增壓蓋螺孔774以及所述的洩壓蓋螺孔775連接固定，交換器外筒779兩端與所述的截留水端蓋754內端面以及預處理水端蓋745內端面之間為密閉固定，轉子兩端面924分別與所述的截留水端蓋754內端面以及預處理水端蓋745內端面之間有0.01至0.03毫米的間隙；

所述的壓力提升由壬泵部分包括由壬增壓泵體730和增壓泵葉輪770，且與所述的鼠籠水冷風冷電動機710組成一體，由壬增壓泵體730內腔上有蝸殼由壬出口744，由壬增壓泵體730徑向外廓上有所述的增壓由壬接頭743，由壬增壓泵體730前端面分別有增壓泵吸口731和整體固定螺孔772，增壓法蘭盤773上有通孔與整體固定螺孔772相對應，緊固螺釘穿越增壓法蘭盤773上的通孔與整體固定螺孔772配合，將增壓中心排孔732對準增壓泵吸口731；

由壬增壓泵體730上有泵體後端面200，泵體後端面200上分別有電動機軸伸入孔285和電動機固定螺孔204，電動機前蓋板220外緣有前蓋板法蘭201，前蓋板法蘭201上有前蓋板通孔207，前蓋板法蘭201與泵體後端面200之間有電動機密封墊片202，六顆電動機法蘭螺釘205依次穿越前蓋板通孔207和電動機密封墊片202上的密封墊通孔後與電動機固定螺孔204連接緊固；

電動機前蓋板220固定在電動機固定螺孔204上，電動機前蓋板220上固定有前蓋空心軸280，前蓋空心軸280上有空心軸臺階孔284和外軸承支撐圓289，空心軸臺階孔284與轉軸外伸段246之間有機封組件248；

增壓泵葉輪770上有葉輪軸承轂290，前蓋空心軸280穿越電動機軸伸入孔285位於由壬增壓泵體730蝸殼內，外軸承支撐圓289上配合有無內圈軸承260，無內圈軸承260支撐著葉輪軸承轂290，轉軸外伸段246穿越空心軸臺階孔284，轉軸外伸段246將扭矩傳遞給增壓泵葉輪770；

所述的外軸承支撐圓289表面有一層厚度為0.61毫米的銅合金硬質耐磨塗層；銅合金硬質耐磨塗層的材料由如下重量百分比的元素組成：Cu: 16%、Nb: 3.5%、Mo: 2.8%、W:2.5%、Ni:2.4%、Ti: 2.2%、C:1.2%，餘量為Fe及不可避免的雜質；所述雜質的重量百分比含量為：Sn為0.04%、 Si為0.17%、 Mn為0.024%、 S為0.009%、 P為0.014%；銅合金硬質耐磨塗層的材料主要性能參數為：洛氏硬度HRC值為62；

所述的無內圈軸承260整體材質均為氧化鋁陶瓷，以Al2O3(三氧化二鋁) 複合材料為基料，配以礦化劑MgO(氧化鎂)、BaCO3(碳酸鋇)及結合粘土組成，並且其各組分的重量百分比含量為Al2O3：94.2％、MgO：1.35％、BaCO3：1.58％，其餘為結合粘土。

作為進一步改進：圖2、圖20、圖21、圖22、圖23、圖24、圖25和圖26中，所述的鼠籠水冷風冷電動機710包括電動機外殼210、電動機前蓋板220、電動機後蓋板230、電動機轉軸240、定子251、轉子252和葉輪軸承轂290，電動機外殼210外壁上有引線窗口250以及進水搭子237和出水搭子217，電動機外殼210的外殼前端面281和外殼後端面283上都有固定螺孔288，定子251固定在電動機外殼210內孔上，轉子252固定在電動機轉軸240最大直徑處且與定子251位置相對應，電動機前蓋板220上有前螺釘221固定在電動機外殼210前端面，電動機前蓋板220的前蓋軸承孔224上固定著前軸承225外圓，前軸承225內孔固定著電動機轉軸240的前軸承段245；電動機後蓋板230上有後螺釘231固定在電動機外殼210後端面，電動機後蓋板230的後蓋軸承孔234上固定著後軸承235外圓，後軸承235內孔固定著電動機轉軸240的後軸承段243，後軸承段243後端有主軸末端233，主軸末端233上固定著電動機風葉232，風葉外罩212固定在電動機後蓋板230外圓上；電動機外殼210的外壁與內壁之間有冷卻夾層222，冷卻夾層222繞開引線窗口250布置，冷卻夾層222圓周隔離兩端分別有進水貫穿孔238和出水貫穿孔218，進水貫穿孔238和出水貫穿孔218之間有隔離筋286分隔開，外殼前端面281內側設置的前端導流筋226與外殼後端面283內側設置的後端導流筋236交替錯位布置，使得冷卻夾層222內增大流速，提高冷卻效果；出水搭子217上有出水錐螺紋219，出水錐螺紋219底部通往出水貫穿孔218，進水搭子237上有進水錐螺紋239，進水錐螺紋239底部通往進水貫穿孔238；電動機前蓋板220固定有前蓋空心軸280，前蓋空心軸280與葉輪軸承轂290之間有一隻無內圈軸承260。

作為進一步改進：前蓋空心軸280上有空心軸法蘭807，空心軸法蘭807外側有外軸承支撐圓289和空心軸通孔804，空心軸法蘭807內側有空心軸臺階孔284和空心軸調節臺階882，空心軸調節臺階882外圓與前蓋軸承孔224之間為過渡配合，空心軸調節臺階882上有密封圈卡槽809，密封圈卡槽809上有空心軸密封圈209，空心軸密封圈209與前蓋軸承孔224之間構成靜密封；電動機外殼210端面上有電動機密封圈208與電動機前蓋板220之間構成靜密封；空心軸臺階孔284與空心軸通孔804之間有機封拆卸槽808，便於專用工具拆卸機封組件248。

作為進一步改進：圖27、圖28、圖29、圖30、圖31、圖32和圖33中，所述的垂直由壬恆向流器724包括由壬頭閥體150、上導流體130、成對半開圓筒160、移動閥芯170、下導流體180以及上下對稱布置的錐孔壓蓋140，所述的由壬頭閥體150外圓的上下兩端都有閥體由壬外螺紋155，補水吸管712上端有由壬擋圈內螺紋接頭與由壬頭閥體150外圓下端的閥體由壬外螺紋155配對密封緊固，補充高壓管716下端也有由壬擋圈內螺紋接頭與由壬頭閥體150外圓上端的閥體由壬外螺紋155配對密封緊固；

所述的由壬頭閥體150外圓的上下兩端有閥體由壬外螺紋155，所述的由壬頭閥體150的內圓通孔157上下分別有上臺階孔153和下臺階孔158，所述的上臺階孔153上端以及所述的下臺階孔158下端分別都有緊固內螺孔154；所述的上導流體130平面端固定連接著上圓柱體132，上圓柱體132下方過渡縮小連接有流道圓杆134，流道圓杆134過渡放大連接有圓柱閥杆131，且所述的上圓柱體132外圓尺寸與所述的圓柱閥杆131外圓尺寸相同，所述的上導流體130外圓弧面上有定位上三板135，定位上三板135外緣與所述的上臺階孔153之間為滑動配合，位於上方所述的錐孔壓蓋140的壓蓋外螺紋145與所述的上臺階孔153上端的緊固內螺孔154相結合，所述的錐孔壓蓋140的壓蓋內端面143將所述的定位上三板135與所述的由壬頭閥體150固定住；所述的下導流體180平面端有下導流光孔189內圓與圓柱閥杆131外圓之間為滑動配合，所述的下導流光孔189底端與圓柱閥杆131下端面之間有裝配間隙139；且所述的下導流體180外圓弧面上有定位下三板185，定位下三板185外緣與所述的下臺階孔158之間為滑動配合，位於下方所述的錐孔壓蓋140的壓蓋外螺紋145與所述的下臺階孔158下端的緊固內螺孔154相結合將所述的定位下三板185與所述的由壬頭閥體150固定住；所述的移動閥芯170的上圓錐筒173與上圓錐體172之間有三葉上連筋171相連接，所述的移動閥芯170的下圓錐筒179與下圓錐體178之間有三葉下連筋177相連接，所述的上圓錐筒173外圓與所述的下圓錐筒179外圓相等且均與所述的內圓通孔157之間為滑動配合；所述的上圓錐體172上的閥芯上內圓174與所述的上圓柱體132外圓之間為滑動配合，所述的移動閥芯170上的閥芯中內圓175與所述的下圓錐體178上的閥芯下內圓176尺寸相同且均與所述的圓柱閥杆131外圓之間為滑動配合；所述的上圓錐筒173上的上空腔密封面163與所述的下圓錐筒179上的下空腔密封面169之間密閉配合固定有成對半開圓筒160，成對半開圓筒160外圓小於或等於所述的上圓錐筒173外圓，成對半開圓筒160外圓小於或等於所述的下圓錐筒179外圓，所述的成對半開圓筒160的對開面上有半開筒連接孔165。

作為進一步改進：圖34、圖35、圖36、圖37、圖38和圖39中，所述的水平由壬恆向流器713包括圓柱軸610、擺轉閥芯620、由壬水平閥體630、緊固螺釘670和外端蓋690，所述的由壬水平閥體630上有閥體側平面636、閥體進口平面硬質層638和閥體出口平面硬質層639以及出口彎管631和進口彎管632；出口彎管631外端有出彎管由壬接頭637，出彎管由壬接頭637與補充高壓管716端頭由壬螺紋之間由出彎管由壬外圈643連接密封緊固；進口彎管632外端有進彎管由壬接頭635，進彎管由壬接頭635與補水吸管712端頭由壬螺紋之間由進彎管由壬外圈634連接密封緊固；

所述的進口彎管632內端連接著閥體進口平面硬質層638，所述的出口彎管631內端連接著閥體出口平面硬質層639；所述的閥體進口平面硬質層638和閥體出口平面硬質層639的上邊緣與閥體扇形凹弧面663相連接，所述的閥體進口平面硬質層638和閥體出口平面硬質層639的下邊緣與閥體圓凹弧面662相連接，兩側的閥體側平面636上各有螺釘孔627；兩隻所述的外端蓋690上有與所述的螺釘孔627相對應的端蓋沉孔697；所述的緊固螺釘670穿過所述的端蓋沉孔697與所述的螺釘孔627緊固相配合，將所述的外端蓋690的端蓋內平面698與所述的閥體側平面636緊貼密閉；

兩隻所述的外端蓋690上都有外蓋軸孔691，外蓋軸孔691上有定軸密封圈槽659，定軸密封圈槽659確保外蓋軸孔691與所述的圓柱軸610兩端密封配合；

所述的擺轉閥芯620包括閥芯扇形柱體625和閥芯圓管體682，閥芯圓管體682上有圓管兩端面689和閥芯圓柱孔681，閥芯圓柱孔681與所述的圓柱軸610外圓可旋轉滑動配合，圓管兩端面689與端蓋內平面698之間為間隙配合；

閥芯扇形柱體625上有閥芯兩側面685、閥芯扇形凸弧面683以及閥芯進口端平面628和閥芯出口端平面629，閥芯進口端平面628上有環形流道口622和進口面密封圈槽652，閥芯出口端平面629上有圓形流道口621和出口面密封圈槽651；

所述的環形流道口622與所述的圓形流道口621之間有變形兩片流道688相連通；所述的變形兩片流道688所包容的變流道錐體624部分與所述的閥芯扇形柱體625之間有連接兩片筋644相連接，所述的連接兩片筋644的單葉厚度為圓形流道口621直徑的1/11至1/13。

實施例中：

一、空心軸調節臺階882外圓與外軸承支撐圓289之間具有六級公差精度的同軸度關係；電動機前蓋板220外側面上有前蓋凹臺面229，前蓋凹臺面229上有六個前蓋螺孔227，空心軸法蘭807上有六個空心軸臺階孔805與前蓋螺孔227相對應；空心軸螺釘228穿越空心軸臺階孔805與前蓋螺孔227相配合，將前蓋空心軸280固定在前蓋凹臺面229上；前蓋凹臺面229與前蓋軸承孔224之間具有六級公差精度的垂直度關係；前蓋空心軸280上的空心軸調節臺階882內端伸入前蓋軸承孔224並抵住前軸承225；前蓋空心軸280外端與葉輪軸承轂290之間有一隻無內圈軸承260；

所述的葉輪軸承轂290裡端面有葉輪臺階孔296，葉輪臺階孔296底面上有葉輪花鍵孔294，葉輪軸承轂290外端面上有防松螺孔297，葉輪臺階孔296上有臺階孔退刀槽293和葉輪卡槽298，葉輪卡槽298中活動配合有葉輪孔用卡環291，葉輪臺階孔296底角位置上放置有葉輪調節圈292，軸承外圈269兩端分別貼著葉輪孔用卡環291和葉輪調節圈292；

所述的無內圈軸承260由軸承外圈269和圓柱滾針268所組成，軸承外圈269外圓固定在葉輪臺階孔296內，圓柱滾針268位於軸承外圈269與所述的外軸承支撐圓289之間；

葉輪花鍵孔294與軸花鍵段249之間為花鍵齒圓周嚙合的軸向可滑動配合，軸花鍵段249的外端面上有軸端螺孔247，軸端螺孔247上配合有臺階防松螺釘274，臺階防松螺釘274限制著軸向定位擋圈270的軸向位移，軸向定位擋圈270外緣部位固定在葉輪花鍵孔294外端平面上，繼而限制了葉輪軸承轂290相對於軸花鍵段249的軸向位移；軸向定位擋圈270外側面上有防松擋片271，防松擋片271與軸向定位擋圈270一起，被擋圈螺釘277固定在葉輪花鍵孔294外端平面上；臺階防松螺釘274的螺腦上有兩平行擋邊273，防松擋片271上有擋片拐角邊272，擋片拐角邊272緊貼著兩平行擋邊273上的任意一平邊上。

二、本發明中的鼠籠水冷風冷電動機710以及關鍵部件的組裝過程如下：

（一）、鼠籠水冷風冷電動機710組裝

將定子251固定在電動機外殼210內孔上，將轉子252固定在電動機轉軸240最大直徑處且與定子251位置相對應，用八顆前螺釘221穿越電動機前蓋板220上的端蓋機殼通孔275與電動機外殼210前端面上的機殼端面螺孔相配合，將電動機前蓋板220固定在電動機外殼210 的前端面上，電動機前蓋板220的前蓋軸承孔224上固定著前軸承225外圓，前軸承225內孔固定著電動機轉軸240的前軸承段245；用另外八顆前螺釘221將電動機後蓋板230固定在電動機外殼210後端面，電動機後蓋板230的後蓋軸承孔234上固定著後軸承235外圓，後軸承235內孔固定著電動機轉軸240的後軸承段243，電纜線穿越位於電動機後蓋板230上的引線窗口250，可連接到外接控制電源。

(二)、由壬接頭管路連接：

（1）、增壓由壬接頭743連接，將蝸殼出口密封球面797與轉換高壓密封凹錐面793對齊，將轉換高壓由壬外螺紋792與外圈內螺紋798旋轉配合，外圈臺階面794擠壓蝸殼出口由壬擋圈796，迫使蝸殼出口密封球面797與轉換高壓密封凹錐面793之間產生擠壓密封，使得轉換高壓管717與蝸殼由壬出口744之間構成靜止密封固定；

（2）、與增壓由壬接頭743連接方式一樣，分別將卸壓由壬接頭746、低壓由壬接頭747和蓄壓由壬接頭749與其所在位置兩側的管路進行由壬連接，使得排洩管路726與洩壓流道752連通之間構成靜止密封固定、低壓管路723與低壓流道742連通之間構成靜止密封固定、膜回流管727與蓄壓流道751連通之間構成靜止密封固定；

（三）、關鍵部件組裝步驟：

(1) 前蓋空心軸280安裝：

將前蓋空心軸280上的空心軸調節臺階882與電動機前蓋板220上的前蓋軸承孔224近外端處過渡配合，並用空心軸螺釘228穿越前蓋空心軸280上的空心軸臺階孔805與電動機前蓋板220上的前蓋螺孔227相配合，將前蓋空心軸280上的空心軸法蘭807與電動機前蓋板220上的前蓋凹臺面229緊貼固定，使得前蓋空心軸280上的空心軸臺階孔284與電動機轉軸240的轉軸外伸段246外輪廓之間具有高精度同軸度來固定機封組件248。同時，前蓋空心軸280上的空心軸通孔804與電動機轉軸240的轉軸外伸段246外輪廓之間有1.115毫米的旋轉空隙。

(2）安裝無內圈軸承260：

無內圈軸承260選用RNA型分離式無內圈軸承。

先將葉輪調節圈292間隙配合放入葉輪臺階孔296之中並越過臺階孔退刀槽293貼在軸承轂孔底面295上；再將無內圈軸承260上的軸承外圈269微微過盈配合壓入葉輪軸承轂290上的葉輪臺階孔296之中，再將葉輪孔用卡環291用專用工具放入葉輪卡槽298內，使得軸承外圈269兩側分別貼著葉輪孔用卡環291和葉輪調節圈292。

(3)葉輪軸承轂290與電動機轉軸240之間的連接：

將固定在葉輪軸承轂290上的軸承外圈269連同圓柱滾針268一起套入固定在外軸承支撐圓289上一部分，轉動增壓泵葉輪770，使得葉輪軸承轂290上的葉輪花鍵孔294與電動機轉軸240上的軸花鍵段249對準相配合，繼續推壓葉輪軸承轂290，使得軸承外圈269上的圓柱滾針268整體與外軸承支撐圓289完全相配合；

先取用臺階防松螺釘274穿越軸向定位擋圈270中心孔後與電動機轉軸240上的軸端螺孔247相配合，使得軸向定位擋圈270在臺階防松螺釘274上的兩平行擋邊273與軸花鍵段249外端面之間有一毫米軸向自由量；

再用五顆擋圈螺釘277穿越軸向定位擋圈270上的定位擋圈通孔後與葉輪軸承轂290上的防松螺孔297相配合，將軸向定位擋圈270也緊固在葉輪軸承轂290外端面上；

最後用一顆擋圈螺釘277依次穿越防松擋片271上的通孔和軸向定位擋圈270上的定位擋圈通孔後也與葉輪軸承轂290上的防松螺孔297相配合，使得防松擋片271上的擋片拐角邊272對準兩平行擋邊273上的任意一平邊上，起到防松作用。

三、由壬壓力交換機工作原理：

圖8至圖19中，交換器轉子740採用在旋轉圓周R位置上布置了壓力交換通道A-M，分別是：通道A、通道B、通道C、通道D、通道E、通道F、通道G、通道H、通道J、通道K、通道L、通道M, 相鄰的兩個通道之間有隔離筋板262作隔離；憑藉低壓導入旋轉坡面922和蓄壓導入旋轉坡面512與交換器轉子740端面的正向傾斜夾角，以及增壓導出旋轉坡面912和卸壓導出旋轉坡面522與交換器轉子740端面的反向傾斜夾角，就能讓由壬壓力交換機部分中唯一的運動件交換器轉子740自如旋轉，交換器轉子740以每秒20轉旋轉，完成壓力交換通道A-M內流動方向切換，實現壓力交換。

當壓力交換通道A-M內的預處理海水和截流蓄壓海水一起分別處於與低壓流道742和洩壓流道752相同位置時，0.2兆帕(MPa)的預處理海水推著大氣壓力的截流蓄壓海水向下流入洩壓流道752之中；

當壓力交換通道A-M內的預處理海水和截流蓄壓海水一起分別處於與增壓流道741和蓄壓流道751相同位置時，5.8兆帕(MPa)的截流蓄壓海水推著預處理海水，向上注入增壓中心排孔732；被交換壓力具備5.8兆帕(MPa)的預處理海水由增壓泵吸口731被增壓泵葉輪770吸入並經離心力增壓到6.0兆帕(MPa)依次流經蝸殼由壬出口744和增壓由壬接頭743，最終併入高壓海水進管719。

四、反滲透海水淡化工作過程：

低壓吸管711和補水吸管712均插入到預處理池水表面721下方20釐米，啟動高壓補充泵714，由補水吸管712吸取海水預處理池703中的預處理海水，依次經補充高壓管716、管路三通769和高壓海水進管719後，注入到膜進水腔718之中直接參與滲透膜海水淡化；

當膜進水腔718中的預處理海水的壓力達到6.0兆帕(MPa)時，其中80%的截流蓄壓海水被反滲透膜720截流，其中20%的處理淡水穿透反滲透膜720，進入膜出水腔728之中，經淡化水出管729輸送到淡水儲備待用區域；

未能穿越反滲透膜720的80%的截流蓄壓海水經膜回流管727，通過蓄壓由壬接頭749進入到蓄壓流道751位置，參與到壓力交換通道A-M之中下半部的截流蓄壓海水經歷波浪式上升和下降，洩壓後隨著交換器轉子740旋轉至洩壓流道752位置，流經卸壓由壬接頭746，從排洩管路726排放掉或送到下遊處理程序；

與此同時，啟動低壓提升泵722，由低壓吸管711吸取海水預處理池703中的預處理海水，依次經低壓管路723和低壓由壬接頭747後，注入到低壓流道742位置，參與到壓力交換通道A-M之中上半部的預處理海水經歷波浪式上升和下降，增壓後隨著交換器轉子740旋轉至增壓流道741位置，依次流經增壓由壬接頭743和管路三通769，併入高壓海水進管719後，注入到膜進水腔718之中直接參與滲透膜海水淡化。

由於交換器轉子740以每秒20轉旋轉，壓力交換通道A-M之中的預處理海水與截流蓄壓海水之間接觸面會產生摻混，經測試得知摻混量只佔參與反滲透膜720總工作量1%。增設法蘭壓力交換提升機泵，將未能穿越反滲透膜720的80%的截流蓄壓海水得到有效回收利用，達到節能減排的效果。

五、本發明上述突出的實質性特點，確保能帶來如下顯著的進步效果：

1、本發明採用由壬連接結構拆裝、維護方便，特別是增設法蘭壓力交換提升機泵，壓力提升法蘭泵部分上的增壓泵吸口731與由壬壓力交換機部分上的增壓中心排孔732直接對準，不但結構緊湊，而且，低壓提升泵722僅需將佔參與反滲透膜720總工作量80%的預處理海水的壓力提高到0.2兆帕(MPa)，就可完成與膜回流管727中具有5.8兆帕(MPa)的被截流蓄壓海水實現壓力交換，確保鼠籠水冷風冷電動機710僅需將佔總工作量80%的預處理海水的壓力再從5.8兆帕(MPa)提高到6.0兆帕(MPa)；佔參與反滲透膜720總工作量80%的預處理海水的分段提高中的壓力差只有0.46兆帕(MPa)，節能效果明顯；

穿透反滲透膜720的獲得淡水佔參與反滲透膜720總工作量20%，佔參與反滲透膜720總工作量20%的預處理海水經高壓補充泵714，從大氣壓力直接提高到6.0兆帕(MPa)；顯然，增設法蘭壓力交換提升機泵的反滲透膜海水淡化工程與沒有法蘭壓力交換提升機泵的反滲透膜海水淡化工程相比較，獲取單位淡水的能耗降低30%左右。

2、增壓泵葉輪770上有葉輪臺階孔296和葉輪花鍵孔294，轉軸外伸段246外端有軸花鍵段249，前蓋空心軸280穿越電動機軸伸入孔285位於由壬增壓泵體730蝸殼內，外軸承支撐圓289上配合有無內圈軸承260，無內圈軸承260支撐著葉輪軸承轂290，轉軸外伸段246穿越空心軸臺階孔284，軸花鍵段249與葉輪花鍵孔294相互嚙合將轉軸外伸段246扭矩傳遞給增壓泵葉輪770；上述結構實現了電動機轉軸240以及前軸承225和後軸承235隻需承受純扭矩，而花鍵嚙合所產生的徑向力完全被無內圈軸承260所承受，僅僅作用在前蓋空心軸280上，完全避免了電動機轉軸240上的轉軸外伸段246承受徑向力，提高了鼠籠水冷風冷電動機710使用壽命；

由壬壓力交換機部分無需任何外來電器驅動和切換閥門等元件控制，憑藉低壓導入旋轉坡面922和蓄壓導入旋轉坡面512與交換器轉子740的正向傾斜夾角，以及增壓導出旋轉坡面912和蓄壓導入旋轉坡面512與交換器轉子740的反向傾斜夾角，就能讓由壬壓力交換機部分中唯一的運動件交換器轉子740自如旋轉，完成壓力交換通道A-M內流動方向切換，實現壓力交換，避免了採用任何電器控制可能導致的意外事故發生。

3、低壓管路723與低壓吸管711之間串聯有水平由壬恆向流器713，這種特殊設置，確保補充高壓管716裡的6兆帕(MPa)的高壓海水不會產生反向逆流，操作安全可靠。水平由壬恆向流器713內的擺轉閥芯620具備擺轉靈敏，環形流道口622與圓形流道口621之間有變形兩片流道688相連通這種特殊設置，使得水平由壬恆向流器713整體部件中沒有類似彈簧等任何阻礙零件，就能實現恆向流動功能，徹底消除了因補水吸管712小故障影響本發明發生故障的隱患。

4、高壓補充泵714進口與補水吸管712之間串聯有垂直由壬恆向流器724，這種特殊設置，確保補充高壓管716裡的6兆帕(MPa)的高壓海水不會產生反向逆流，操作安全可靠。垂直由壬恆向流器724內的環狀空腔166設置，使得移動閥芯170懸浮在垂直由壬恆向流器724之內，移動閥芯170整體懸浮結構使之具備開啟、關閉敏捷；使得垂直由壬恆向流器724整體部件中沒有類似彈簧等任何阻礙零件，就能實現恆向流動功能，徹底消除了因補水吸管712上的管路附件故障影響本發明正常工作的隱患。

5、電動機外殼210的外壁與內壁之間有冷卻夾層222，冷卻夾層繞開引線窗口250布置，冷卻夾層222圓周隔離兩端分別有進水貫穿孔238和出水貫穿孔218，進水貫穿孔238和出水貫穿孔218之間有隔離筋286分隔開，外殼前端面281內側設置的前端導流筋226與外殼後端面283內側設置的後端導流筋236錯位布置，使得冷卻夾層222內增大流速，提高冷卻效果。

6、銅合金硬質耐磨塗層的外軸承支撐圓289表面，組合氧化鋁陶瓷的無內圈軸承260，抗腐蝕性和耐磨性都比常規不鏽鋼材料要強20%以上。