專利名稱：反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海水反滲透或苦咸水反滲透淡化系統(tǒng)中壓力能回收技術(shù)， 特別是涉及一種反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收泵。
背景技術(shù)：
反滲透海水淡化技術(shù)是利用高壓泵將原料海水加壓，使其壓力達(dá)到反
滲透操作壓力5.0 7.0MPa (視海水鹽度不同而定)，然后使加壓后的海水 流向反滲透膜器中的反滲透膜，其中透過(guò)反滲透膜的淡水成為產(chǎn)品水，而 未透過(guò)反滲透膜的濃鹽水則從膜的上游側(cè)排出。由于被排出的濃鹽水仍然 具有很高的壓力(接近但低于上述操作壓力)，此壓力稱為濃鹽水余壓， 如果這部分壓力不能加以回收利用，則每噸淡化水的耗電量將高達(dá)10kW *h 以上。
回收濃鹽水余壓能的設(shè)備稱為能量回收裝置。現(xiàn)有的能量回收裝置是 使上述排出的高壓濃鹽水通過(guò)能量回收器來(lái)加壓一部分原料海水(流量與 高壓濃鹽水流量相當(dāng))。但這部分原料海水在回收濃鹽水余壓之后，即使 高壓濃鹽水中的壓力能100。％地傳遞給原料海水，其壓力尚不能達(dá)到反滲透 操作壓力，因此需要再設(shè)一個(gè)增壓泵以提升這部分原料海水的壓力。
因此，在一個(gè)典型的反滲透海水淡化系統(tǒng)中，對(duì)原料海水進(jìn)行加壓需 要采用兩套設(shè)備 一套是高壓泵，用于將部分原料海水(與淡水流量相當(dāng)) 直接加壓到反滲透淡化所要求的操作壓力；另一套為增壓泵，用于將已回 收余壓的那部分原料海水升壓到反滲透操作壓力。上述這兩部分原料海水 匯合后再進(jìn)入反滲透膜器，以實(shí)現(xiàn)淡化過(guò)程。由于上述這種已有的反滲透 海水淡化系統(tǒng)需要兩套加壓設(shè)備，這樣不僅投資高，而且運(yùn)行及維護(hù)的難度增加，因此部分小規(guī)模海水淡化和大量苦咸水淡化系統(tǒng)都很少或根本不 采用能量回收裝置，由此造成巨大的能耗。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種可簡(jiǎn)化反滲透流程，運(yùn) 行可靠、效率高，并且制造成本低的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增 壓能量回收泵。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自
增壓能量回收泵包括兩個(gè)液壓缸、連接件、高壓換向閥、低壓換向閥、兩
個(gè)封頭、活塞桿、兩個(gè)活塞、多個(gè)螺栓及螺母;其中兩個(gè)液壓缸的一端分別 連接在連接件的兩個(gè)側(cè)面上；連接件的中心沿軸向貫通形成有一個(gè)活塞桿
導(dǎo)向孔，活塞桿導(dǎo)向孔的外側(cè)沿軸向貫通形成有一個(gè)高壓換向閥閥腔和一 個(gè)低壓換向閥闊腔，而連接件的外部邊緣則沿徑向形成有兩個(gè)分別與高壓
換向閥閥腔和低壓換向閥閥腔相連通的高壓鹽水孔和泄壓鹽水孔；兩個(gè)封 頭分別設(shè)置在兩個(gè)液壓缸的外端，并且每個(gè)封頭上形成有兩個(gè)呈直角形且 連通液壓缸內(nèi)外部的液流孔；多個(gè)螺栓貫穿兩個(gè)封頭及連接件的外部邊緣 而設(shè)置在兩個(gè)液壓缸的外部，并且兩端用螺母固定；活塞桿貫穿設(shè)置在連 接件上的活塞桿導(dǎo)向孔內(nèi)；兩個(gè)具有聯(lián)合加壓作用的活塞分別連接在活塞 桿的兩端，并且外徑分別與兩個(gè)液壓缸的內(nèi)徑相同；而高壓換向閥和低壓 換向閥則分別安裝在高壓換向閥閥腔和低壓換向閥閥腔的內(nèi)部，并且其上 形成有能夠分別與高壓換向閥閥腔和低壓換向閥闊腔相連通的孔。
所述的兩個(gè)液壓缸等徑等長(zhǎng)。
所述的高壓鹽水孔和泄壓鹽水孔、高壓換向閥閥腔和低壓換向閥閥腔 相對(duì)設(shè)置。
所述的每個(gè)封頭上的液流孔相對(duì)設(shè)置。所述的封頭和液壓缸、液壓缸和連接件、連接件和活塞桿、活塞和液 壓缸以及活塞和活塞桿之間的連接處設(shè)有密封裝置。
本發(fā)明提供的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收泵是利 用低壓海水的壓力能和高壓濃鹽水的壓力能一起來(lái)驅(qū)使活塞運(yùn)動(dòng)，直接將 原料海水的壓力提升至反滲透膜器入口操作壓力。由于該能量回收泵用于 反滲透海水淡化系統(tǒng)時(shí)只需配備一臺(tái)具有中低輸出壓頭的原料海水供水泵 來(lái)驅(qū)動(dòng)，無(wú)需專門(mén)設(shè)置增壓泵和高壓泵，所以系統(tǒng)的能耗和設(shè)備投資都較 低。另外，本裝置的能量回收率高達(dá)90%以上，并且設(shè)備成本低，因此利 于在中小型反滲透海水淡化系統(tǒng)中推廣使用。


圖1為本發(fā)明提供的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收 泵外部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明提供的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收 泵縱向結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖3為本發(fā)明提供的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收 泵中高壓換向閥和低壓換向閥部位結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖4為安裝有本發(fā)明提供的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能 量回收泵的反滲透海水淡化系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián) 合活塞自增壓能量回收泵進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
如圖l一圖3所示，本發(fā)明提供的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增 壓能量回收泵包括兩個(gè)液壓缸2， 4、連接件3、高壓換向閥18、低壓換向 閥16、兩個(gè)封頭l， 5、-活塞桿9、兩個(gè)活塞8， 10、多個(gè)螺栓6及螺母7;其中兩個(gè)液壓缸2， 4的一端分別連接在連接件3的兩個(gè)側(cè)面上；連接件3 的中心沿軸向貫通形成有一個(gè)活塞桿導(dǎo)向孔3-1，活塞桿導(dǎo)向孔3-1的外側(cè) 沿軸向貫通形成有一個(gè)高壓換向閥閥腔19和一個(gè)低壓換向閥閥腔15，而連 接件3的外部邊緣則沿徑向形成有兩個(gè)分別與高壓換向閥腔19和低壓換向 閥閥腔15相連通的高壓鹽水孔3-2和泄壓鹽水孔3-3;兩個(gè)封頭l， 5分別 設(shè)置在兩個(gè)液壓缸2， 4的外端，并且每個(gè)封頭1， 5上形成有兩個(gè)呈直角 形且連通液壓缸2， 4內(nèi)外部的液流孔1-1， 1-2， 5-1， 5-2;多個(gè)螺栓6貫 穿兩個(gè)封頭l， 5及連接件3的外部邊緣而設(shè)置在兩個(gè)液壓缸2， 4的外部， 并且兩端用螺母7固定；活塞桿9貫穿設(shè)置在連接件3上的活塞桿導(dǎo)向孔 3-1內(nèi)；兩個(gè)具有聯(lián)合加壓作用的活塞8， 10分別連接在活塞桿9的兩端， 并且外徑分別與兩個(gè)液壓缸4， 2的內(nèi)徑相同；而高壓換向閥18和低壓換 向閥16則分別安裝在高壓換向閥閥腔19和低壓換向閥閥腔15的內(nèi)部，并 且其上形成有能夠分別與高壓換向閥腔19和低壓換向閥閥腔15相連通的 孔。
所述的兩個(gè)液壓缸2， 4等徑等長(zhǎng)。
所述的高壓鹽水孔3-2和泄壓鹽水孔3-3、高壓換向閥閥腔19和低壓 換向閥閥腔15相對(duì)設(shè)置。
所述的封頭1上的液流孔1-1, 1-2相對(duì)設(shè)置。 所述的封頭5上的液流孔5-1， 5-2相對(duì)設(shè)置。
所述的封頭1， 5和液壓缸2， 4、液壓缸2， 4和連接件3、連接件3 和活塞桿9、活塞8， 10和液壓缸4， 2以及活塞8， 10和活塞桿9之間的 連接處設(shè)有密封裝置。
下面對(duì)安裝有本發(fā)明提供的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能 量回收泵的反滲透海水淡化系統(tǒng)工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明當(dāng)需要利用圖4所示的反滲透海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行海水淡化時(shí)，首先利用海水泵21將海水池20 中的原料海水經(jīng)管路、單向閥22和液流孔1-2而注入到液壓缸2內(nèi)無(wú)活塞 桿9一側(cè)的內(nèi)部空間(0.5MPa)中。與此同時(shí)，由反滲透膜器27排出的高 壓濃鹽水將經(jīng)管路28、高壓鹽水孔3-2及高壓換向閥18而進(jìn)入液壓缸4內(nèi) 有活塞桿9 一側(cè)的內(nèi)部空間中。由液壓缸4內(nèi)有活塞桿9 一側(cè)空間中的高 壓濃鹽水(5.8MPa)和液壓缸2內(nèi)無(wú)活塞桿9 一側(cè)空間中的原料海水 (0.5MPa)共同作為動(dòng)力源而推動(dòng)上述活塞8、 10在液壓缸4， 2內(nèi)向右側(cè) 運(yùn)動(dòng)。當(dāng)液壓缸4內(nèi)無(wú)活塞桿9一側(cè)空間中的海水壓力(初為0.5MPa)在 上述活塞8， 10的聯(lián)合作用下升至6.0MPa后成為被增壓的高壓進(jìn)料海水， 該高壓進(jìn)料海水將經(jīng)由液流孔5-1、單向閥24和管路26而進(jìn)入到反滲透膜 器27中，經(jīng)反滲透膜脫鹽后的淡水經(jīng)管路29輸出至淡水池31，而由反滲 透膜器27排出的高壓濃鹽水則經(jīng)由管路28、高壓鹽水孔3-2及高壓換向閥 18后進(jìn)入液壓缸4內(nèi)有活塞桿9 一側(cè)的內(nèi)部空間中，作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)活塞 8， 10在液壓缸4， 2內(nèi)向右端運(yùn)動(dòng)；液壓缸2內(nèi)有活塞桿9一側(cè)空間中的 低壓濃鹽水在活塞10的施壓下將經(jīng)由低壓換向閥16、泄壓鹽水孔3-3和管 路30排入濃鹽水池32中("OMPa)。當(dāng)活塞10的右側(cè)面接觸到連接件3 的左側(cè)面時(shí)，其將推動(dòng)高壓換向閥18和低壓換向閥16同時(shí)進(jìn)行換向操作， 此后活塞8， 10反向運(yùn)動(dòng)。上述過(guò)程往復(fù)進(jìn)行即可實(shí)現(xiàn)將反滲透海水淡化 系統(tǒng)中高壓濃鹽水的余壓能回收，從而達(dá)到降低反滲透海水淡化能耗的目 的。
權(quán)利要求
1、一種反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收泵，其特征在于所述的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收泵包括兩個(gè)液壓缸(2，4)、連接件(3)、高壓換向閥(18)、低壓換向閥(16)、兩個(gè)封頭(1，5)、活塞桿(9)、兩個(gè)活塞(8，10)、多個(gè)螺栓(6)及螺母(7)；其中兩個(gè)液壓缸(2，4)的一端分別連接在連接件(3)的兩個(gè)側(cè)面上；連接件(3)的中心沿軸向貫通形成有一個(gè)活塞桿導(dǎo)向孔(3-1)，活塞桿導(dǎo)向孔(3-1)的外側(cè)沿軸向貫通形成有一個(gè)高壓換向閥閥腔(19)和一個(gè)低壓換向閥閥腔(15)，而連接件(3)的外部邊緣則沿徑向形成有兩個(gè)分別與高壓換向閥閥腔(19)和低壓換向閥閥腔(15)相連通的高壓鹽水孔(3-2)和泄壓鹽水孔(3-3)；兩個(gè)封頭(1，5)分別設(shè)置在兩個(gè)液壓缸(2，4)的外端，并且每個(gè)封頭(1，5)上形成有兩個(gè)呈直角形且連通液壓缸(2，4)內(nèi)外部的液流孔(1-1，1-2，5-1，5-2)；多個(gè)螺栓(6)貫穿兩個(gè)封頭(1，5)及連接件(3)的外部邊緣而設(shè)置在兩個(gè)液壓缸(2，4)的外部，并且兩端用螺母(7)固定；活塞桿(9)貫穿設(shè)置在連接件(3)上的活塞桿導(dǎo)向孔(3-1)內(nèi)；兩個(gè)具有聯(lián)合加壓作用的活塞(8，10)分別連接在活塞桿(9)的兩端，并且外徑分別與兩個(gè)液壓缸(4，2)的內(nèi)徑相同；而高壓換向閥(18)和低壓換向閥(16)則分別安裝在高壓換向閥閥腔(19)和低壓換向閥閥腔(15)的內(nèi)部，并且其上形成有能夠分別與高壓換向閥閥腔(19)和低壓換向閥閥腔(15)相連通的孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量 回收泵，、其特征在于所述的兩個(gè)液壓缸(2， 4)等徑等長(zhǎng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量 回收泵，其特征在于所述的高壓鹽水孔(3-2)和泄壓鹽水孔(3-3)、高壓換向闊腔(19)和低壓換向閥閥腔(15)相對(duì)設(shè)置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收泵，其特征在于所述的封頭(1)上的液流孔(1-1， 1-2)相對(duì)設(shè)置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量 回收泵，其特征在于所述的封頭(5)上的液流孔(5-1， 5-2)相對(duì)設(shè)置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量 回收泵，其特征在于所述的封頭(1， 5)和液壓缸(2， 4)、液壓缸(2， 4)和連接件(3)、連接件(3)和活塞桿(9)、活塞(8， 10)和液壓缸(4， 2)以及活塞(8， 10)和活塞桿(9)之間的連接處設(shè)有密封裝置。
全文摘要
一種反滲透海水淡化系統(tǒng)用聯(lián)合活塞自增壓能量回收泵。其包括兩個(gè)液壓缸、連接件、高壓換向閥、低壓換向閥、兩個(gè)封頭、活塞桿、兩個(gè)活塞、多個(gè)螺栓及螺母。本發(fā)明提供的能量回收泵是利用低壓海水的壓力能和高壓濃鹽水的壓力能一起來(lái)驅(qū)使活塞運(yùn)動(dòng)，直接將原料海水的壓力提升至反滲透膜器入口操作壓力。由于該能量回收泵用于反滲透海水淡化系統(tǒng)時(shí)只需配備一臺(tái)具有中低輸出壓頭的原料海水泵來(lái)驅(qū)動(dòng)，無(wú)需專門(mén)設(shè)置增壓泵和高壓泵，所以系統(tǒng)的能耗和設(shè)備投資都較低。另外，本裝置的能量回收率高達(dá)90％以上，并且設(shè)備成本低，因此利于在中小型反滲透海水淡化系統(tǒng)中推廣使用。
文檔編號(hào)F15B21/00GK101581328SQ20091006905
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者王世昌 申請(qǐng)人:王世昌