專利名稱：一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于海水淡化的設(shè)備，具體是一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置。
背景技術(shù)：
海水淡化現(xiàn)已經(jīng)成為解決全球水資源危機(jī)的重要途徑，目前應(yīng)用反滲透膜的反滲透法應(yīng)用最為廣泛。反滲透法是利用反滲透膜只允許溶劑透過、不允許溶質(zhì)透過的特有性能，將海水與淡水分隔開的，反滲透裝置工作動(dòng)力是壓力差，由高壓泵將經(jīng)預(yù)處理的海水升壓達(dá)到反滲透的工作壓力，通常為5. O 6. 9MPa使反滲透過程得以進(jìn)行。反滲透法海水淡化，能耗是直接決定其成本高低的關(guān)鍵，而高壓泵的耗電又占了運(yùn)行成本的70%左右，其使用范圍受到電力或能源供應(yīng)的局限，難于在更大范圍，尤其在眾多島嶼等電力匱乏的區(qū)域普遍推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種投資省、效率高的風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，以風(fēng)力直接驅(qū)動(dòng)液壓泵產(chǎn)生高壓油，以高壓油作為液壓水壓增壓泵的主要?jiǎng)恿M(jìn)行海水反滲透淡化，目的在于降低反滲透法海水淡化成本。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，包括海水增壓系統(tǒng)和風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓系統(tǒng)。所述海水增壓系統(tǒng)包括液壓水壓增壓泵及電動(dòng)水泵，所述液壓水壓增壓泵的進(jìn)水口連通低壓海水管路，并通過電控閥與液壓水壓增壓泵出水口連接，液壓水壓增壓泵的出水口與電控三通閥的入口連接，電控三通閥的第一出水口與所述電動(dòng)水泵的進(jìn)水口連接， 電控三通閥的第二出水口與總出水口及所述電動(dòng)水泵的出水口連接，所述總出水口連接反滲透海水淡化設(shè)施。在液壓水壓增壓泵出水口和海水增壓系統(tǒng)的總出水口分別安裝有壓力傳感器。在液壓水壓增壓泵的前級(jí)設(shè)有海水預(yù)處理工序，目的是給水壓增壓泵提供較清潔的低壓海水。所述液壓增壓系統(tǒng)包括油箱、低壓油泵、輸油管及風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組，所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組包括機(jī)艙、安裝于機(jī)艙前部的風(fēng)力機(jī)葉輪及安裝于機(jī)艙內(nèi)部的葉輪主軸、葉輪主軸支承軸承、加速齒輪箱、聯(lián)軸器和液壓泵、所述葉輪主軸與所述加速齒輪箱的輸入軸固定連接、所述加速齒輪箱的輸出軸通過聯(lián)軸器與所述液壓泵的主軸連接，所述聯(lián)軸器的表面設(shè)置有電控液壓制動(dòng)器，所述液壓泵的主軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，所述液壓泵的輸出高壓油通過高壓輸油管驅(qū)動(dòng)所述液壓水壓增壓泵，所述低壓油泵的輸入端與油箱相通，所述低壓油泵的輸出端通過低壓輸油管與所述液壓泵的進(jìn)油端連接。進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，還可以包括連接于所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組與所述液壓水壓增壓泵之間的緩沖壓力容器、溢流閥、流量控制閥及單向閥，以及連接于低壓油泵前級(jí)的濾清器。這樣可以有效穩(wěn)定油路壓力，保證液壓泵正常運(yùn)行。進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，還包括支撐所述機(jī)艙的塔架，所述塔架是管柱結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，塔架上端通過機(jī)艙底座與機(jī)艙連接，塔架下端固定于塔架底座上。進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，還包括電控裝置，具體包括PLC控制器、變頻器、電控液壓制動(dòng)器、轉(zhuǎn)速傳感器及出水壓力傳感器。PLC控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器、和出水壓力傳感器的傳感信號(hào)，控制電控閥、和電控三通閥的動(dòng)作并通過變頻器控制電動(dòng)水泵的起、停和調(diào)速，以此來完成風(fēng)能驅(qū)動(dòng)、電能驅(qū)動(dòng)或兩種動(dòng)力互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)模式，根據(jù)風(fēng)力大小控制電控液壓制動(dòng)器的動(dòng)作及液壓泵的工作狀態(tài)。根據(jù)風(fēng)向控制偏航裝置來調(diào)整風(fēng)力機(jī)的迎風(fēng)方向。進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，還包括反滲透海水淡化設(shè)施。本發(fā)明一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置的工作原理是風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組通過風(fēng)力機(jī)葉輪將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，經(jīng)加速齒輪箱加速后驅(qū)動(dòng)液壓泵產(chǎn)生高壓油，高壓油通過輸油管驅(qū)動(dòng)液壓水壓增壓泵，液壓水壓增壓泵對(duì)低壓海水進(jìn)行加壓。低壓油泵通過電力驅(qū)動(dòng)，汲取油箱的液壓油經(jīng)過加壓送入塔架頂部液壓泵。當(dāng)風(fēng)力較強(qiáng)時(shí)，如液壓泵的主軸滿足預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速值或液壓水壓增壓泵的壓力達(dá)到設(shè)定值， 則海水直接泵入反滲透海水淡化設(shè)施淡化為淡水輸出；當(dāng)液壓水壓增壓泵的壓力不足或液壓泵的主軸轉(zhuǎn)速不足時(shí)，電控裝置自動(dòng)控制電動(dòng)水泵二次加壓，以保證反滲透壓力；當(dāng)無風(fēng)時(shí)，根據(jù)需要電控裝置自動(dòng)控制電動(dòng)水泵直接對(duì)低壓海水加壓產(chǎn)生高壓水，進(jìn)入反滲透海水淡化設(shè)施，以此來完成風(fēng)能驅(qū)動(dòng)、電能驅(qū)動(dòng)或兩種動(dòng)力互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)模式。本方案的有益效果；
1、本發(fā)明將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為高壓油驅(qū)動(dòng)液壓水壓增壓泵，相對(duì)于以風(fēng)力發(fā)電為基礎(chǔ)的電力驅(qū)動(dòng)高壓泵的裝置，減少了能源轉(zhuǎn)化損失，具有效率高，海水淡化成本低的優(yōu)勢(shì)；
2、本發(fā)明采用風(fēng)電互補(bǔ)功能，提高了風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的實(shí)用性，當(dāng)風(fēng)力不足或無風(fēng)時(shí)，可適當(dāng)啟用電能驅(qū)動(dòng)裝置保證設(shè)施工作；
3、本發(fā)明由于采用風(fēng)力作為動(dòng)力，整個(gè)系統(tǒng)工作環(huán)保節(jié)能，符合低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求， 降低了對(duì)石油、煤炭等不可再生能源的依賴，特別適合于風(fēng)力資源豐富而電力資源缺乏的島嶼使用。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置的實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置的電控裝置控制示意圖。在圖1、圖2中1、風(fēng)力機(jī)葉輪，2、葉輪主軸支承軸承、3、加速齒輪箱，4、電控液壓制動(dòng)器，5、聯(lián)軸器，6、轉(zhuǎn)速傳感器，7、液壓泵，8、機(jī)艙，9單向閥，10、偏航裝置，11、機(jī)艙底座， 12、塔架，13、低壓輸油管，14、高壓輸油管，15、壓力表，16、溢流閥，17、緩沖壓力容器，18、控制閥，19、流量控制閥，20、液壓水壓增壓泵，21、海水進(jìn)水口，22、電控閥，23、油箱，24、液壓水壓增壓泵出水口，25、第一出水壓力傳感器，26、電控三通閥，27、三通閥第二出水口，28、 三通閥第一出水口，29、第二出水壓力傳感器，30、反滲透海水淡化設(shè)施，31、電動(dòng)水泵，32、 電動(dòng)機(jī)，33、皮帶，34、濾清器，35、低壓油泵，36、單向閥，37、流量控制閥，38、總出水口。
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示，一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，包括海水增壓系統(tǒng)和風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓系統(tǒng)。所述海水增壓系統(tǒng)包括液壓水壓增壓泵20及電動(dòng)水泵31，所述液壓水壓增壓泵 20的進(jìn)水口連通低壓海水管路21，并通過電控閥22與液壓水壓增壓泵出水口 24連接，液壓水壓增壓泵出水口 24與電控三通閥26的入口連接，電控三通閥的第一出水口 28與所述電動(dòng)水泵31的進(jìn)水口連接，電控三通閥26的第二出水口 27與總出水口 38及所述電動(dòng)水泵31的出水口連接，所述總出水口 38連接反滲透海水淡化設(shè)施30。所述液壓增壓系統(tǒng)包括油箱23、低壓油泵35、輸油管13、14，及風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組，所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組包括機(jī)艙8、安裝于機(jī)艙7前部的風(fēng)力機(jī)葉輪1及安裝于機(jī)艙內(nèi)部的葉輪主軸、葉輪主軸支承軸承2、加速齒輪箱3、聯(lián)軸器5和液壓泵7、所述葉輪主軸與所述加速齒輪箱3的輸入軸固定連接、所述加速齒輪箱3的輸出軸通過聯(lián)軸器 5與所述液壓泵7的主軸連接，所述聯(lián)軸器5的表面設(shè)置有電控液壓制動(dòng)器4，所述液壓泵 7的主軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器6，所述液壓泵7的輸出高壓油通過高壓輸油管14驅(qū)動(dòng)所述液壓水壓增壓泵20，所述低壓油泵35的輸入端與油箱23相通，所述低壓油泵35的輸出端通過低壓輸油管13與所述液壓泵7的進(jìn)油端連接。在本實(shí)施方式中，所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓系統(tǒng)采用的是水平軸風(fēng)力機(jī)，根據(jù)水平軸風(fēng)力機(jī)的調(diào)節(jié)需求，在機(jī)艙8的底部設(shè)有調(diào)節(jié)葉輪迎風(fēng)的偏航裝置10。當(dāng)采用垂直軸風(fēng)力機(jī)來實(shí)施本發(fā)明方案時(shí)，除無需偏航裝置10外，其余配置與本實(shí)施方式基本相同。進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，還可以包括連接于所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組與所述液壓水壓增壓泵20之間的緩沖壓力容器17、溢流閥 16、流量控制閥19、37、單向閥9、36，以及連接于低壓油泵35前級(jí)的濾清器34。在所述緩沖壓力容器17的入口設(shè)有控制閥18及壓力表15。進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，還包括支撐所述機(jī)艙8的塔架12，所述塔架12是管柱結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，塔架12上端通過機(jī)艙底座11與機(jī)艙 8連接，塔架12下端固定于塔架底座上。本發(fā)明的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，還包括電控裝置，具體包括PLC 控制器、變頻器、電控液壓制動(dòng)器4、轉(zhuǎn)速傳感器6、出水壓力傳感器25、29及偏航裝置10。PLC控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器6、和出水壓力傳感器25、29的傳感信號(hào)，控制電控閥 22、和電控三通閥26的動(dòng)作并通過變頻器控制電動(dòng)水泵31的起、停和調(diào)速，以此來完成風(fēng)能驅(qū)動(dòng)、電能驅(qū)動(dòng)或兩種動(dòng)力互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)模式，根據(jù)風(fēng)向控制偏航裝置10調(diào)整葉輪的迎風(fēng)方向，并根據(jù)風(fēng)力大小控制電控液壓制動(dòng)器4的動(dòng)作及液壓泵7的工作狀態(tài)。低壓油泵 35由電控裝置控制運(yùn)行。本發(fā)明的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，還包括反滲透海水淡化設(shè)施30。本發(fā)明一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置的具體工作過程如下
有風(fēng)時(shí)，低壓海水直接進(jìn)入液壓水壓增壓泵20，液壓水壓增壓泵20把海水加壓后通過出水口 M輸出，進(jìn)入電控三通閥沈；根據(jù)第一出水壓力傳感器25的壓力值，如果少于 5MPa,電控裝置控制電控三通閥沈，關(guān)閉三通閥第二出水口 27，打開三通閥第一出水口 28， 升壓的海水進(jìn)入電動(dòng)水泵31，同時(shí)通過變頻控制啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)32，在電動(dòng)水泵皮帶33的帶動(dòng)下把壓力提升至規(guī)定值。如果第一出水壓力傳感器25的壓力大于5MPa，電控裝置控制電控三通閥沈，打開三通閥第二出水口 27，關(guān)閉三通閥第一出水口 28，經(jīng)過液壓水壓增壓泵20升壓的海水不進(jìn)入電動(dòng)水泵31，同時(shí)電動(dòng)機(jī)32停止，高壓海水直接進(jìn)入總出水口 38，第二出水壓力傳感器 29對(duì)最終出水進(jìn)行壓力監(jiān)控，反饋信號(hào)給電控裝置。當(dāng)無風(fēng)或風(fēng)弱狀態(tài)時(shí)，根據(jù)第一出水壓力傳感器25的壓力值由電控裝置打開電控閥22，海水不流經(jīng)液壓水壓增壓泵20，而直接進(jìn)入液壓水壓增壓泵出水口 24，進(jìn)入電控三通閥26，電控裝置控制電控三通閥沈，關(guān)閉三通閥第二出水口 27，打開三通閥第一出水口 28，電機(jī)啟動(dòng)，在電動(dòng)水泵皮帶33的帶動(dòng)下把壓力提升至規(guī)定值。以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形或等同替換，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，包括海水增壓系統(tǒng)，所述海水增壓系統(tǒng)包括液壓水壓增壓泵(20)及電動(dòng)水泵(31)，所述液壓水壓增壓泵(20)的進(jìn)水口連通低壓海水管路(21)并通過電控閥(22)與液壓水壓增壓泵出水口(24)連接，液壓水壓增壓泵出水口(24)與電控三通閥(26)的入口連接，電控三通閥的第一出水口(28)與所述電動(dòng)水泵 (31)的進(jìn)水口連接，電控三通閥的第二出水口( 27 )與總出水口( 38 )及所述電動(dòng)水泵(31) 的出水口連接，所述總出水口(38)連接反滲透海水淡化設(shè)施(30)，其特征在于還包括風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓系統(tǒng)；所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓系統(tǒng)包括油箱(23)、低壓油泵(35)、輸油管(13、14)及風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組，所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組包括機(jī)艙(8)、安裝于機(jī)艙(8)前部的風(fēng)力機(jī)葉輪(1)及安裝于機(jī)艙內(nèi)部的葉輪主軸、加速齒輪箱(3)、聯(lián)軸器(5)和液壓泵(7)、 所述葉輪主軸與所述加速齒輪箱(3)的輸入軸固定連接、所述加速齒輪箱(3)的輸出軸通過聯(lián)軸器(5)與所述液壓泵(7)的主軸連接，所述聯(lián)軸器(5)的表面設(shè)置有電控液壓制動(dòng)器(4)，所述液壓泵(7)的主軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器(6)，所述液壓泵(7)的輸出高壓油通過所述輸油管(14)驅(qū)動(dòng)所述液壓水壓增壓泵(20)，所述低壓油泵(35)的輸入端與所述油箱 (23)相通，所述低壓油泵(35)的輸出端通過所述輸油管(13)與所述液壓泵(7)的進(jìn)油端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，其特征在于還包括連接于所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組與所述液壓水壓增壓泵(20)之間油路上的緩沖壓力容器(17)、溢流閥(16)、流量控制閥(19、37)及單向閥(9、36)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，其特征在于 還包括支撐所述機(jī)艙(8)的塔架(12)，所述塔架(12)是管柱結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，塔架(12)上端通過機(jī)艙底座(11)與機(jī)艙(8 )連接，塔架(12 )下端固定于塔架底座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，其特征在于 還包括電控裝置，具體包括PLC控制器、變頻器、電控液壓制動(dòng)器(4)、轉(zhuǎn)速傳感器(6)及出水壓力傳感器(25、四)；PLC控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器(6)、和出水壓力傳感器(25J9)的傳感信號(hào)，控制電控閥 (22)、和電控三通閥(26)的動(dòng)作并通過變頻器控制電動(dòng)水泵(31)的起、停和調(diào)速，以此來完成風(fēng)能驅(qū)動(dòng)、電能驅(qū)動(dòng)或兩種動(dòng)力互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)模式，根據(jù)風(fēng)力大小控制電控液壓制動(dòng)器 (4)的動(dòng)作及液壓泵(7)的工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種風(fēng)電互補(bǔ)的氣動(dòng)海水淡化裝置，其特征在于還包括反滲透海水淡化設(shè)施(30 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及海水淡化領(lǐng)域，具體是一種風(fēng)電互補(bǔ)的液壓驅(qū)動(dòng)海水淡化裝置，包括海水增壓系統(tǒng)、風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓系統(tǒng)及反滲透海水淡化設(shè)施。所述液壓水壓增壓系統(tǒng)包括油箱、低壓油泵、輸油管及風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的液壓增壓機(jī)組，所述液壓增壓機(jī)組包括機(jī)艙、安裝于機(jī)艙前部的風(fēng)力機(jī)葉輪及安裝于機(jī)艙內(nèi)部的順次固定連接的葉輪主軸、加速齒輪箱、聯(lián)軸器和液壓泵。風(fēng)力驅(qū)動(dòng)液壓泵產(chǎn)生高壓油，液壓水壓增壓泵以高壓油為動(dòng)力對(duì)海水加壓進(jìn)行海水反滲透淡化，當(dāng)風(fēng)力不足或無風(fēng)時(shí)，可適當(dāng)啟用電動(dòng)水泵加壓以保證海水淡化設(shè)施工作。本發(fā)明用于反滲透海水淡化，減少了電能消耗，具有投資省、效率高等優(yōu)勢(shì)，特別適合在眾多島嶼和沿海地區(qū)使用。
文檔編號(hào)C02F1/44GK102276016SQ20111015104
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者吳速, 徐青松, 由長(zhǎng)林, 麻常選 申請(qǐng)人:吳速