本發(fā)明涉及一種海水淡化裝置，特別涉及一種液壓式手動單兵海水淡化裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)軍隊在海上執(zhí)行任務(wù)時，靠攜帶或儲存大量淡水既不經(jīng)濟(jì)也不衛(wèi)生，若設(shè)置固定的海水淡化裝置不僅占用了很大的空間和耗費很大的電能，而且價格昂貴不適合單兵攜帶。特別是在戰(zhàn)時，海上執(zhí)行任務(wù)的戰(zhàn)斗小分隊，人員少、區(qū)域性廣、流動性大、電力供應(yīng)少，急需一種可單兵攜帶的海水淡化裝置，能手動直接將海水處理成即可飲用的淡水，以極大地提高人員在海上或野外執(zhí)行任務(wù)的機(jī)動性和持久性?，F(xiàn)有的海水淡化技術(shù)以反滲透技術(shù)為主，采用反滲透膜進(jìn)行海水淡化通常需要5~7MPa的外加壓力，這就大大提高了該類海水淡化裝置的使用難度。

目前國內(nèi)已有多種體積微小且方便攜帶的海水淡化裝置，有的裝置使用方便，可回收一部分能量，起到省力作用，但現(xiàn)有的大多數(shù)裝置仍存在以下問題：1.未能充分利用高壓濃水能量，浪費人力、海水淡化效率低；2.反滲透組件缺乏穩(wěn)壓保護(hù)，反滲透膜容易受到損壞；3.不耐磨，易腐蝕，裝置壽命短；4.拆卸困難，不易更換零部件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)小巧輕便、省力高效、壽命長、易拆卸且可單兵手動制水的液壓式手動單兵海水淡化裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種液壓式手動單兵海水淡化裝置，包括驅(qū)動結(jié)構(gòu)、增壓結(jié)構(gòu)和反滲透膜組件，所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括可推拉的手柄和連接件，其特征在于：

所述增壓結(jié)構(gòu)包括具有空腔的質(zhì)輕耐磨耐腐蝕增壓結(jié)構(gòu)殼體，所述增壓結(jié)構(gòu)殼體設(shè)有海水進(jìn)水管和濃水排出管；所述空腔包括由隔板隔開的第一空腔和第二空腔，所述隔板上設(shè)有隔板通孔；

所述第一空腔內(nèi)設(shè)有第一活塞桿和將第一空腔分為前腔室和后腔室的活塞，所述活塞通過第一活塞桿和連接件與手柄連接，所述前腔室設(shè)有進(jìn)水單向閥，并與海水進(jìn)水管相通；

所述第二空腔內(nèi)設(shè)有第二活塞桿，所述第二活塞桿設(shè)有過水孔和軸向中空過水管，并通過連接件與第一活塞桿和手柄連接，所述第二活塞桿與增壓結(jié)構(gòu)殼體之間設(shè)有套筒，所述套筒與所述第二活塞桿之間形成第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室通過過水孔與軸向中空過水管、第三腔室連通，所述第三腔室與濃水排出管連通，所述套筒與增壓結(jié)構(gòu)殼體之間形成與第二活塞桿相通的第四腔室、第五腔室和第六腔室，所述第四腔室通過隔板通孔與后腔室連通；

所述反滲透膜組件包括反滲透膜、膜殼和膜殼端蓋，所述膜殼一端設(shè)有淡水管，所述膜殼還設(shè)有高壓海水進(jìn)水口和高壓濃水出水口，所述高壓海水進(jìn)水口與前腔室之間設(shè)有第一連接孔，所述高壓濃水出水口與第五腔室之間設(shè)有第二連接孔，所述第一連接孔處設(shè)有帶泄壓孔的穩(wěn)壓閥和出水單向閥。

作為優(yōu)選，所述第一活塞桿和第二活塞桿在手柄推拉作用下同時運動方向相反。

作為優(yōu)選，所述第一空腔和第二空腔均設(shè)有端蓋，所述第一空腔中設(shè)有的端蓋與增壓結(jié)構(gòu)殼體采用柔性承插連接，所述第二空腔中設(shè)有的端蓋與增壓結(jié)構(gòu)殼體采用螺紋連接。

作為優(yōu)選，所述第一活塞桿、活塞、第二活塞桿和套筒全部都與增壓結(jié)構(gòu)殼體之間設(shè)有彈性耐磨密封件；所述第一活塞桿、活塞、第二活塞桿和套筒全部都與端蓋之間設(shè)有彈性耐磨密封件。

本發(fā)明的有益效果在于：（1）杠桿、液壓原理與膜法海水淡化技術(shù)巧妙地聯(lián)用，以及第二活塞桿中的過流孔和軸向中空過水管的設(shè)置，不僅能夠充分回收利用高壓濃水的壓力，還能夠有效利用高壓濃水排放過程產(chǎn)生的射流與真空作用，從而極大地節(jié)省海水淡化時的外加手動壓力，單兵僅用150 N~200 N的力即可實現(xiàn)海水淡化；

（2）將進(jìn)水結(jié)構(gòu)和排水結(jié)構(gòu)設(shè)計為一體，采用同一手柄同時控制兩個活塞桿向不同方向運動，使海水吸入與濃水排出同步進(jìn)行，同時第二活塞桿與套筒之間多腔室的設(shè)置，使裝置具有操作方便、快捷、高效的特點，在不需電力的情況下，單兵制取淡水的速度可達(dá)到2.5L/h，且淡水水質(zhì)均符合生活飲用水GB5749-2006衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；

（3）裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，易拆卸，易耗部件和常用部件更換容易，最大長度不超過34cm，質(zhì)量不大于2.5kg，適合單兵隨身攜帶使用；

（4）裝置殼體耐磨耐腐蝕，彈性密封件可以承受手動往復(fù)運動25000次以上的磨損量，安全閥和泄壓孔的設(shè)置能夠有效保護(hù)反滲透膜組件，這些均大大延長了裝置的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所提供的液壓式手動單兵海水淡化裝置外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所提供的液壓式手動單兵海水淡化裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是增壓結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的A-A向剖視圖；圖5是反滲透膜組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-1：手柄；1-2：連接件；2：增壓結(jié)構(gòu)；2-1：泄壓孔；2-2：海水進(jìn)水管；2-3：濃水排出管；2-4：第一活塞桿；2-5：隔板；2-6：增壓機(jī)構(gòu)殼體；2-7：進(jìn)水單向閥；2-8：第二活塞桿； 2-9：活塞；2-10：前腔室；2-11：后腔室；2-12：通孔；2-13：套筒；2-14：第一腔室；2-15：第二腔室；2-16：第三腔室；2-17：第四腔室；2-18：第五腔室；2-19：第六腔室；2-20：過水孔；2-21：軸向中空過水管；2-22：出水單向閥；2-23：穩(wěn)壓閥；3：反滲透膜組件；3-1：淡水管；3-2：膜殼；3-3：反滲透膜；3-4：膜殼端蓋；3-5：高壓濃水出水口；3-6：高壓海水進(jìn)水口；4：第一連接孔；5：第二連接孔。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖1-圖5對本發(fā)明液壓式手動單兵海水淡化裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種液壓式手動單兵海水淡化裝置，包括驅(qū)動結(jié)構(gòu)、增壓結(jié)構(gòu)2和反滲透膜組件3，所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括可推拉的手柄1-1和連接件1-2，其特征在于：所述增壓結(jié)構(gòu)2包括具有空腔和連接孔的質(zhì)輕耐磨耐腐蝕增壓結(jié)構(gòu)殼體2-6，所述增壓結(jié)構(gòu)殼體2-6設(shè)有海水進(jìn)水管2-2和濃水排出管2-3；所述空腔包括由隔板2-5隔開的第一空腔和第二空腔，所述隔板2-5上設(shè)有隔板通孔2-12；

所述第一空腔內(nèi)設(shè)有第一活塞桿2-4和將第一空腔分為前腔室2-10和后腔室2-11的活塞2-9，所述活塞2-9通過第一活塞桿2-4和連接件1-2與手柄1-1連接，所述前腔室2-10設(shè)有進(jìn)水單向閥2-7，并與海水進(jìn)水管2-2相通；

所述第二空腔內(nèi)設(shè)有第二活塞桿2-8，所述第二活塞桿2-8設(shè)有過水孔2-20和軸向中空過水管2-21，并通過連接件1-2與第一活塞桿2-4和手柄1-1連接，所述第二活塞桿2-8與增壓結(jié)構(gòu)殼體2-4設(shè)有套筒2-13，所述第二活塞桿2-8與所述套筒2-13之間形成第一腔室2-14、第二腔室2-15和第三腔室2-16，所述第一腔室2-14通過過水孔2-20與軸向中空過水管2-21、第三腔室2-16連通，所述第三腔室2-16與濃水排出管2-3連通，所述套筒2-13與增壓結(jié)構(gòu)殼體2-6之間形成與第二活塞桿2-8相通的第四腔室2-18、第五腔室2-19和第六腔室2-20，所述第四腔室2-18通過隔板通孔2-12與后腔室2-11連通；

所述反滲透膜組件3包括反滲透膜3-3、膜殼3-2和膜殼端蓋3-4，所述膜殼3-2一端設(shè)有淡水管3-1，所述膜殼3-2還設(shè)有高壓海水進(jìn)水口3-6和高壓濃水出水口3-5，所述高壓海水進(jìn)水口3-6與第一空腔的前腔室2-10之間設(shè)有第一連接孔4，所述高壓濃水出水口3-5與第五腔室2-19之間設(shè)有第二連接孔5，所述第一連接孔4設(shè)有帶泄壓孔2-1的穩(wěn)壓閥2-23和出水單向閥2-22。

所述第一活塞桿2-4和第二活塞桿2-8在手柄1-1的推拉作用下同時運動方向相反。

所述第一空腔和第二空腔均設(shè)有端蓋，所述第一空腔中設(shè)有的端蓋2-24與增壓結(jié)構(gòu)殼體2-6采用柔性承插連接，所述第二空腔中設(shè)有的端蓋2-25與增壓結(jié)構(gòu)殼體2-6采用螺紋連接。

所述第一活塞桿2-4、活塞2-9、第二活塞桿2-8和套筒2-13全部都與增壓結(jié)構(gòu)殼體2-6之間設(shè)有彈性耐磨密封件2-24，所述第一活塞桿2-4、活塞2-9、第二活塞桿2-8和套筒2-13全部都與端蓋之間設(shè)有彈性耐磨密封件2-24。

本發(fā)明的工作過程：在使用時，將液壓式手動單兵海水淡化裝置的海水進(jìn)水管2-2插入海水中，拉動手柄1-1，活塞2-9在第一空腔內(nèi)向后腔室2-11方向滑動，前腔室2-10內(nèi)形成真空，進(jìn)水單向閥2-7開啟，海水在大氣壓力的作用下經(jīng)過海水進(jìn)水管2-2、進(jìn)水單向閥2-7進(jìn)入前腔室2-10中。當(dāng)活塞2-9滑至第一空腔頂端時，前腔室2-10內(nèi)的進(jìn)水停止，進(jìn)水單向閥2-7在水壓作用下關(guān)閉。當(dāng)向下推動手柄1-1時，活塞2-9向前腔室2-10的方向滑動，對前腔室2-10內(nèi)的海水加壓，出水單向閥2-22開啟，海水由前腔室2-10經(jīng)過第一連接孔4進(jìn)入反滲透膜組件3中。當(dāng)海水注滿膜殼3-2時，再次推動手柄1-1，膜殼3-2內(nèi)的壓力逐漸升高，高壓海水被反滲透膜3-3分離成淡水和濃水，淡水從淡水管3-1排出，濃水由高壓濃水出水口3-5經(jīng)過第二連接孔5流入第五腔室2-18和第二腔室2-15中。

在推動手柄1-1的過程中，第一活塞桿2-4由上向下滑動，同時第二活塞桿2-8由下向上滑動，隔板通孔2-12先后將第一腔室2-14和第二腔室2-15通過第四腔室2-17與后腔室2-11連通，當(dāng)?shù)谝磺皇?-14與后腔室2-11連通時，高壓濃水能夠持續(xù)進(jìn)入第五腔室2-19和第二腔室2-15中，一方面可保持膜殼3-2內(nèi)壓力處于正常工作壓力范圍內(nèi)，起到保護(hù)反滲透膜3-3的作用，另一方面，這些濃水在第二腔室2-19可對第二活塞桿2-8起到向上的推力作用；當(dāng)?shù)诙皇?-15與后腔室2-11連通時，第二腔室2-15中的濃水進(jìn)入后腔室2-11，協(xié)同第一活塞桿2-4一起向下擠壓前腔室2-10內(nèi)的海水，從而減輕手柄1-1對第一活塞桿2-4的外加作用力。

當(dāng)拉動手柄1-1時，第一活塞桿2-4由下向上滑動，同時第二活塞桿2-8由上向下滑動，前腔室2-10形成真空，吸入海水，進(jìn)入下一個海水淡化循環(huán)；后腔室2-11內(nèi)的高壓濃水受到擠壓，通過隔板通孔2-12、第四腔室2-17依次流入第二腔室2-16和第一腔室2-14。進(jìn)入第二腔室2-15的濃水則對第二活塞桿2-8形成向下的推力，能夠有效節(jié)省外加作用力；進(jìn)入第一腔室2-15的高壓濃水經(jīng)過過水孔2-20和軸向中心過流管2-21進(jìn)入第三腔室2-16和第六腔室2-20，再由濃水排出管2-3排出，在濃水高速排出的過程中會在軸向中心過流管2-21中形成射流，并在第一腔室2-15和第三腔室2-16內(nèi)形成局部真空，促進(jìn)后腔室2-11中的水流如第一腔室2-15和第三腔室2-16，從而減小手柄1-1對第一活塞桿2-4的提升作用力。

在使用過程中，前腔室2-10中的海水先后通過穩(wěn)壓閥2-23和出水單向閥2-22進(jìn)入反滲透膜組件3，為保證反滲透膜3-3在工作壓力下長期穩(wěn)定運行，可根據(jù)反滲透膜3-3的情況設(shè)置極限工作壓力。當(dāng)所提供的手動壓力符合反滲透膜組件3的要求時，穩(wěn)壓閥2-23開啟，海水可直接通過出水單向閥2-22進(jìn)入反滲透膜組件3；當(dāng)外加壓力超過反滲透膜3-3的極限工作壓力時，穩(wěn)壓閥2-23關(guān)閉，同時泄壓孔2-1自動打開，泄出多余壓力，以保護(hù)反滲透膜3-3零件不受損壞。當(dāng)反滲透膜組件3產(chǎn)水量明顯下降時，表示反滲透膜3-3可能堵塞，需要清洗或更換。當(dāng)推拉手柄1-1進(jìn)行往復(fù)運動超過25000次以后，可手動打開第一空腔端蓋2-25和第二空腔端蓋2-26，直接拔出第一活塞桿2-4和第二活塞桿2-8更換密封件2-24。

上述實施例是對本發(fā)明進(jìn)行的具體描述，只是對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容作出的改進(jìn)和調(diào)整均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。