專(zhuān)利名稱(chēng)：基于反滲透技術(shù)的海水和苦咸水淡化設(shè)備的能量回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種以反滲透技術(shù)為基礎(chǔ)的海水和苦咸水淡化設(shè)備中的能量回收裝置。
反滲透技術(shù)(通過(guò)反滲透膜)可從海水或苦咸水中生產(chǎn)出符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的淡化水。反滲透技術(shù)中需用高壓泵對(duì)原水加壓以通過(guò)反滲透膜，對(duì)海水淡化設(shè)備而言，高壓泵產(chǎn)生的壓力須達(dá)到56個(gè)大氣壓，對(duì)苦咸水淡化設(shè)備而言，高壓泵產(chǎn)生的壓力也須達(dá)到28個(gè)大氣壓。產(chǎn)生這樣大的壓力，靠人力作為動(dòng)力是難以實(shí)現(xiàn)的。
通過(guò)反滲透膜后的原水除一部分變?yōu)榈?，另一部分為含固體總?cè)芙饬扛哂谠膹U鹽水并被排走。自反滲透膜中剛被排出的廢鹽水仍具有很高的壓力。
本發(fā)明創(chuàng)造的一個(gè)目的是對(duì)使用往復(fù)式泵作為高壓泵的海水和苦咸水淡化設(shè)備而言，利用設(shè)備的工作特點(diǎn)自泵中泵出的原水與自反滲透膜中排出的廢鹽水壓力變化是相對(duì)應(yīng)的，其幅度變化呈周期性以及廢鹽水仍具有高能量，設(shè)計(jì)出一種能量回收裝置，可使往復(fù)式泵的外加驅(qū)動(dòng)力大為減少并實(shí)現(xiàn)以人力驅(qū)動(dòng)反滲透技術(shù)型的海水和苦咸水淡化設(shè)備。
本發(fā)明創(chuàng)造的另一個(gè)目的是對(duì)以電力驅(qū)動(dòng)的，使用往復(fù)式泵作為高壓泵的海水和苦咸水淡化設(shè)備而言，利用本發(fā)明創(chuàng)造的能量回收裝置也可降低能耗或使電動(dòng)機(jī)功率減少。
由于本發(fā)明創(chuàng)造能實(shí)現(xiàn)上述二種目的，因而根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造即可制造出一種可人力驅(qū)動(dòng)也可電力驅(qū)動(dòng)的小型海水和苦咸水淡化設(shè)備。
這種以人力(也可電力)驅(qū)動(dòng)的小型海水和苦咸水淡化設(shè)備可滿(mǎn)足在無(wú)電力或不適于使用電力的環(huán)境下，從海水或苦成水中提取淡水的需要，從而擴(kuò)大了海水和苦咸水淡化設(shè)備的品種和應(yīng)用范圍，例如，除了作為水源外還可用作防災(zāi)和救生設(shè)備。
本發(fā)明創(chuàng)造是通過(guò)具有下列結(jié)構(gòu)特征的能量回收裝置實(shí)現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造目的的，現(xiàn)結(jié)合附圖和最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造作一詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明創(chuàng)造能量回收裝置的工作原理圖。如圖1所示，海水或苦咸水經(jīng)過(guò)往復(fù)式高壓泵(1)加壓后，再進(jìn)入反滲透膜組件(2)中，然后產(chǎn)生出淡水。往復(fù)式泵(1)的結(jié)構(gòu)一般是由泵體(1-01)，活塞(或柱塞)(1-02)，進(jìn)水單向閥(1-03)及排水單向閥(1-04)組成。驅(qū)動(dòng)力通過(guò)活塞桿作用于活塞(1-02)，使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣在活塞(1-02)的遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)力端的腔室(A)中將反復(fù)形成正壓和負(fù)壓，從而使原水通過(guò)進(jìn)水單向閥(1-03)進(jìn)入到腔室(A)中，隨后將通過(guò)排水單向閥(1-04)被泵出腔室(A)進(jìn)入反滲透膜組件(2)中。高壓原水透過(guò)反滲透膜組件(2)中的反滲透膜后，一部分成為淡水從淡水出水口(2-02)中流出，另一部分為廢鹽水，從廢鹽水排水口(2-03)中流出。廢鹽水的體積約占進(jìn)入反滲透膜組件(2)中原水的80-90％，其壓力約等于原水的90％。一般情況下，廢鹽水是被排走的。本發(fā)明創(chuàng)造的特征是以下述的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢鹽水的能量回收的在往復(fù)泵(1)的驅(qū)動(dòng)力端(圖1所示往復(fù)泵(1)的左端面)安裝有廢鹽水進(jìn)水單向閥(1-06)、廢鹽水排水單向閥(1-07)，它們與廢鹽水排水口(2-03)通過(guò)各自的連管與三通管接頭(1-05)連接。廢鹽水進(jìn)水單向閥(1-06)、進(jìn)水單向閥(1-03)與排水單向閥(1-04)的結(jié)構(gòu)是相同的，是常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，是由閥桿(3-01)，閥座(3-02)，閥簧(3-03)及閥體(3-04)組成的。對(duì)閥簧(3-03)須預(yù)先加以壓縮，以使閥桿(3-01)與閥座(3-02)保持接觸和密封。廢鹽水排水單向閥(1-07)的結(jié)構(gòu)除與一般單向閥一樣，有閥桿(3-01)，閥座(3-02)，閥簧(3-03)及閥體(3-04)之外，還有一滑閥(3-05)?；y(3-05 )可在閥體(3-04)中沿其軸向滑動(dòng)，其右端面與閥桿(3-01)的尾部端面相頂，如圖3所示。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)廢鹽水的能量回收當(dāng)外加驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)活塞(1-02)向圖1所示的右方運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有高壓的廢鹽水將自反滲透膜組件(2)的廢鹽水排水口(2-03)排出，經(jīng)過(guò)三通管接頭(1-05)后，分二路進(jìn)入廢鹽水進(jìn)水單向閥(1-06)和廢鹽水排水單向閥(1-07)中，廢鹽水進(jìn)水單向閥(1-06)即被打開(kāi)，廢鹽水進(jìn)入到活塞(1-02)的腔室(B)中，高壓廢鹽水的壓力P除作用于活塞(1-02)的背面端面外，還作用于廢鹽水排水單向閥(1-07)中的閥桿(3-01)的右方端頭端面。這時(shí)作用于閥桿(3-01)的力，如圖4所示，有3個(gè)作用于閥標(biāo)(3-01)的右方端頭端面的廢鹽水壓力P1，其方向如圖示，指向左方；閥簧(3-03)的作用力P2，其方向指向右方；通過(guò)滑閥(3-05)推向閥桿(3-01)的廢鹽水壓力P3，其方向指向右方。這時(shí)，由于P1＝P3，所以P3+P2＞P1，廢鹽水排水單向閥(1-07)不會(huì)被推開(kāi)，這樣，推動(dòng)活塞(1-02)自左向右，使腔室(A)中的原水壓力增高的力除外加驅(qū)動(dòng)力外，還有進(jìn)入腔室(B)中的廢鹽水壓力P3，從而利用了廢鹽水的能量。
當(dāng)活塞(1-02)在外加驅(qū)動(dòng)力的作用下自右向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，腔室(B)中的廢鹽水壓力增高，而存于三通管接頭(1-05)及與其連接的各連管中的廢鹽水的壓力降低，從而使廢鹽水進(jìn)水單向閥(1-06)關(guān)閉，而作用于廢鹽水排水單向閥(1-07)中的滑閥(3-05)的壓力也降低，從而使廢鹽水排水單向閥(1-07)被打開(kāi)，廢鹽水被排走。
上述過(guò)程在往復(fù)泵(1)工作過(guò)程中周而復(fù)始地進(jìn)行，從而利用了廢鹽水的能量，在不減少有效推動(dòng)力的情況下，使外加驅(qū)動(dòng)力大為減少。
本發(fā)明創(chuàng)造提出的使用于往復(fù)式泵海水和苦咸水淡化設(shè)備的能量回收裝置的優(yōu)點(diǎn)是1.在反滲透技術(shù)中，自反滲透膜組件中排出的廢鹽水仍具有很高的能量，充分地利用此能量可使外加驅(qū)動(dòng)力減少，但不會(huì)減少使進(jìn)入泵中原水增高壓力的有效推動(dòng)力。這對(duì)人力驅(qū)動(dòng)的海水和苦咸水淡化設(shè)備具有很大意義即可實(shí)現(xiàn)以人力(手動(dòng)或腳踏)為驅(qū)動(dòng)力操作海水和苦咸水淡化設(shè)備。2.對(duì)小型電動(dòng)海水和苦咸水淡化設(shè)備而言，也常使用往復(fù)式泵作為高壓泵。采用本發(fā)明創(chuàng)造的能量回收裝置也可極大地減少能耗。3.本發(fā)明創(chuàng)造的能量回收裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且可藉水力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)作。
權(quán)利要求
1.一種基于反滲透技術(shù)的海水和苦咸水淡化設(shè)備的能量回收裝置，其特征在于該裝置由一與反滲透膜組件的廢鹽水排水口連接的三通管接頭、一個(gè)與三通管接頭連接的廢鹽水進(jìn)水單向閥和一個(gè)與三通管接頭連接的廢鹽水排水單向閥組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量回收裝置，其特征在于廢鹽水排水單向閥的組成件中除有一般單向閥具有的組成件閥體、閥座、閥簧及閥桿外，還有一個(gè)可在閥體中沿閥體軸向滑動(dòng)的并以其一端面與閥桿尾端端面接觸的園柱體形滑閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量回收裝置，其特征在于二個(gè)與三通管接頭連接的廢鹽水進(jìn)水單向閥和廢鹽水排水單向閥都安裝于往復(fù)式泵的驅(qū)動(dòng)力施加端端頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量回收裝置，其特征在于廢鹽水進(jìn)水單向閥和廢鹽水排水單向閥可以做成單個(gè)部件，通過(guò)連管與往復(fù)式泵驅(qū)動(dòng)力施加端端頭連接，即外置式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量回收裝置，其特征在于可將廢鹽水進(jìn)水單向閥和廢鹽水排水單向閥與往復(fù)式泵的驅(qū)動(dòng)力施加端端頭設(shè)計(jì)成一體，即內(nèi)置式。
全文摘要
一種基于反滲透技術(shù)的海水和苦咸水淡化設(shè)備的能量回收裝置,主要由與反滲透組件的廢鹽水排水口連接的三通管,與此管連接的進(jìn)水單向閥及其中裝有一滑閥的排水單向閥組成。此滑閥通過(guò)水力控制排水單向閥的動(dòng)作。進(jìn)水單向閥及排水單向閥都與往復(fù)式高壓泵驅(qū)動(dòng)端接通。此能量回收裝置可在不減少作用于原水有效推動(dòng)力情況下使外加驅(qū)動(dòng)力大為減少,從而使原為不可能實(shí)現(xiàn)的以人力驅(qū)動(dòng)海水和苦咸水淡化設(shè)備變?yōu)榭赡堋?br> 文檔編號(hào)C02F1/44GK1184081SQ9612078
公開(kāi)日1998年6月10日 申請(qǐng)日期1996年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月28日
發(fā)明者馬登杰 申請(qǐng)人:馬登杰