CN102897873A - 双杆加压蓄能海水淡化器 - Google Patents

双杆加压蓄能海水淡化器 Download PDF

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Abstract

一种海水淡化器，包括进水端板、出水端板、第一加压蓄压装置、反渗透装置、第二加压蓄压装置、导水板、可伸缩压杆组件、进海水软管、淡水软管和卤水软管。本发明应用反渗透膜分离技术，直接将海水(或苦咸水)淡化成国标饮用水的便携式微型手动机械产品。提供在断绝外援的海洋环境或苦咸水环境中人员，依靠单人或双人手动自产饮用淡水维持15人两周生存应急所用。具有体积小、重量轻、手提便携的优点。所有另、部件耐海水腐蚀。设蓄储高压海水单元稳定水压。采用杠杆手动双作用往复加压蓄压装置两套并联。人体出力小，使用寿命长，操作方便，安全可靠。

Description

双杆加压蓄能海水淡化器
技术领域
本发明涉及海水淡化，特别涉及一种双杆加压蓄能海水淡化器。
背景技术
在海洋环境下，由于海水不能直接饮用，人们必须带够足够的淡水。但常常会出现意外情况，致使淡水缺乏。这时，就有必要求助于海水淡化器。反渗透膜技术是以压力差为动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离过滤技术。反渗透膜孔径小至纳米级，在大于渗透压力下，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；在高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。用作水处理时，水分子可通过膜，水中无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒被阻挡。用作海水淡化时，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。
应用反渗透膜分离技术从海水(或苦咸水)中分离出饮用淡水的技术是一种成功商业化应用的高效、节能技术。具有设备构造紧凑，单位产水量高，能量消耗少，去除杂质彻底，适用范围广，使用操作方便，无污染等等多种优点。最初只用于海水淡化，后来逐步扩大到苦咸水淡化、食品加工、医药卫生、饮料净化、超纯水制备等方面，产生了很高的经济效益。目前海水淡化较多应用于大、中型海水淡化处理工程及海洋船舶，且需机械化操作。由人力单人操作、供多人救生用，应急、便携式微型反渗透膜海水(或苦咸水)淡化机械产品还未见闻。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种使用人力操作的双杆加压蓄能海水淡化器。
本发明的目的是这样实现的：一种双杆加压蓄能海水淡化器，包括：
机架和机壳，机架由进水端板、出水端板以及连接在进水端板和出水端板之间的多根拉杆组成，机壳包围在机架的上、下、前、后四面，在机壳、进水端板和出水端板围合的空间内顺序设有第一加压蓄压装置、反渗透装置和第二加压蓄压装置；在出水端板上分别设有淡水出口接管、卤水出口接管和调压针阀；
导水板，安装在进水端板上，导水板上设有海水进口接管，导水板内设有进水流道和出水流道，进水流道与海水进口接管连通并分别通过进水端板与第一加压蓄压装置及第二加压蓄压装置连通；出水流道分别通过进水端板与反渗透装置、第一加压蓄压装置及第二加压蓄压装置连通；
所述第一加压蓄压装置和第二加压蓄压装置结构相同，各包括顺序相连的压杆座、加压腔和蓄压腔；其中的压杆座与出水端板相连，蓄压腔与进水端板相连；在压杆座内设有传动组件，在加压腔内设有加压缸组件，在蓄压腔内设有蓄压缸组件；传动组件与加压缸组件传动相连；加压腔和蓄压腔上设有相互连通的压力水流道，该压力水流道通过导水板上的出水流道与反渗透膜装置连通，其中加压腔上的流道还与加压缸组件中的加压缸连通，蓄压腔上的流道还与蓄压缸组件中的蓄压缸连通；
所述反渗透装置包括出水座、反渗透膜腔、反渗透膜和内封板，其中的出水座与出水端板相连，内封板与进水端板相连，反渗透膜腔连接在出水座和内封板之间，反渗透膜设置在反渗透膜腔内并连接在出水座和内封板之间；
可伸缩压杆组件，共两组，使用时分别与第一加压蓄压装置和第二加压蓄压装置中的传动组件可拆卸式连接；
进海水软管，使用时与海水进口接管相连，进海水软管的进水端连接有海水初级过滤器；
淡水软管，使用时与淡水出口接管相连；
卤水软管，使用时与卤水出口接管相连。
所述的加压缸组件包括顺序相连的加压缸、缸颈和缸盖，加压缸内设有加压活塞，缸盖上设有进水阀，加压活塞的一端连接活塞杆，加压活塞上依次套有导套、阻水圈、出水弹簧和出水阀，活塞杆与传动组件传动相连。
所述的蓄压缸组件包括顺序设置的蓄压缸、蓄压活塞、弹簧前座、蓄压弹簧和弹簧后座，蓄压缸设有进水口和导水板内的进水流道连通，弹簧后座上设有出水口和加压缸组件连通。
所述的可伸缩压杆组件包括顺序相连的压杆头、可伸缩压杆和手柄，压杆头通过压杆头轴安装在压杆座内；所述的传动组件包括转子和转子轴，转子轴安装在压杆头上，转子安装在转子轴上并与加压缸组件活动传动相连。
所述反渗透膜内形成反渗透膜内腔，反渗透膜与反渗透膜腔之间形成反渗透膜外腔；所述的出水座上设有淡水流道和卤水流道；淡水流道的一端与反渗透膜内腔连通，另一端安装淡水出口接管；卤水流道的一端与反渗透膜外腔连通，另一端安装卤水出口接管；调压针阀安装在卤水流道上；所述内封板上设有进水口与导水板内的出水流道连通。
所述的调压针阀包括阀针、调压弹簧和排气加压旋钮，阀针安装在卤水流道上，调压弹簧套装在阀针上，排气加压旋钮连接在阀针外端将调压弹簧压紧。
所述的进水端板和出水端板上分别设有用于固定海水淡化器的锚耳。
本发明的双杆加压蓄能海水淡化器是一种应用反渗透膜分离技术，直接将海水(或苦咸水)淡化成国标饮用水的便携式微型手动机械产品。提供在断绝外援的海洋环境或苦咸水环境中人员，依靠单人手动自产饮用淡水维持15人两周生存应急所用。
本发明外形体积约5立方分米，最大线尺寸32厘米，重量约6.5千克，手提便携，所有另、部件耐海水腐蚀。
本发明设计为杠杆原理手动双作用往复高压海水泵(即加压蓄压装置)两套并联，相对转动部分全部采用滚动轴承。
本发明设计有蓄储高压海水单元，能发挥对内部水压的削峰填谷作用，减小人体出力峰值，延长反渗透膜元件的使用寿命。
本发明设计为排气、海水淡化采用一旋钮两工位操作方便使用。
本发明所设计的淡水排气加压旋钮、出水锁紧螺母都具备防掉落功能。
本发明设计为可单手推拉一根可伸缩压杆组件进行操作，也可双手分别各推拉一根可伸缩压杆组件进行操作，在淡水产量不变时双手操作推拉频率比单手操作慢一半，可大幅降低操作疲劳强度；两杆可同相位操作也可异相位操作，在采用异相位操作时淡水可呈等流量流出；可单人操作，也可两人同时操作。
附图说明
图1、图2是本发明双杆加压蓄能海水淡化器的外形图；
图3、图4是本发明的局部结构示意图；
图5是本发明的纵向剖视结构示意图；
图6是发明的横向剖视结构示意图。
具体实施方式
参见图1、图2，配合参见图3至图6，本发明的一种双杆加压蓄能海水淡化器，包括机架和机壳，机架由进水端板1、出水端板2以及连接在进水端板和出水端板之间的多根拉杆3组成，机壳包围在机架的上、下、前、后四面，在机壳、进水端板和出水端板围合的空间内顺序设有第一加压蓄压装置4、反渗透装置5和第二加压蓄压装置6；在出水端板2上分别设有淡水出口接管21、卤水出口接管22和调压针阀23。
还包括导水板7，该导水板7安装在进水端板1上，导水板上设有海水进口接管71，导水板内设有进水流道72和出水流道73，进水流道72与海水进口接管71连通并分别通过进水端板1与第一加压蓄压装置及第二加压蓄压装置连通；出水流道73分别通过进水端板与反渗透装置5、第一加压蓄压装置4及第二加压蓄压装置6连通。
第一加压蓄压装置4和第二加压蓄压装置6结构相同，以第一加压蓄压装置4为例，包括顺序相连的压杆座41、加压腔42和蓄压腔43；其中的压杆座41与出水端板2相连，蓄压腔43与进水端板1相连；在压杆座41内设有传动组件44，在加压腔42内设有加压缸组件45，在蓄压腔43内设有蓄压缸组件46；传动组件44与加压缸组件45传动相连；加压腔42和蓄压腔43上设有相互连通的压力水流道47，该压力水流道47通过导水板上的出水流道73与反渗透膜装置5连通，其中加压腔42上的流道还与加压缸组件45中的加压缸连通，蓄压腔43上的流道还与蓄压缸组件46中的蓄压缸连通。
上述反渗透装置5包括出水座51、反渗透膜腔52、反渗透膜53和内封板54，其中的出水座51与出水端板2相连，内封板54与进水端板1相连，反渗透膜腔52连接在出水座和内封板之间，反渗透膜53设置在反渗透膜腔52内并连接在出水座和内封板之间。
还包括两组可伸缩压杆组件8，可伸缩压杆组件8使用时分别与第一加压蓄压装置4和第二加压蓄压装置6中的传动组件可拆卸式连接。可伸缩压杆组件8包括顺序相连的压杆头81、可伸缩压杆82和手柄83，压杆头81通过压杆头轴84安装在压杆座41内。
上述传动组件44包括转子441和转子轴442，转子轴442安装在压杆头81上，转子442安装在转子轴上并与加压缸组件45活动传动相连。
还包括进海水软管91，进海水软管91使用时与海水进口接管71相连，进海水软管的进水端连接有海水初级过滤器911。
还包括淡水软管92，淡水软管92使用时与淡水出口接管21相连。
还包括卤水软管93，卤水软管93使用时与卤水出口接管22相连。
上述加压缸组件45包括顺序相连的加压缸451、缸颈452和缸盖453，加压缸内设有加压活塞454，缸盖上设有进水阀455，加压活塞的一端连接活塞杆456，加压活塞上依次套有导套457、阻水圈458、出水弹簧459和出水阀450，活塞杆456与传动组件44传动相连。
上述蓄压缸组件46包括顺序设置的蓄压缸461、蓄压活塞462、弹簧前座463、蓄压弹簧464和弹簧后座465，蓄压缸设有进水口和导水板内的进水流道连通，弹簧后座上设有出水口和加压缸组件连通。
上述反渗透膜内形成反渗透膜内腔，反渗透膜与反渗透膜腔之间形成反渗透膜外腔；在出水座上设有淡水流道和卤水流道；淡水流道的一端与反渗透膜内腔连通，另一端安装淡水出口接管；卤水流道的一端与反渗透膜外腔连通，另一端安装卤水出口接管；调压针阀安装在卤水流道上；在内封板上设有进水口与导水板内的出水流道连通。
上述调压针阀23包括阀针231、调压弹簧232和排气加压旋钮233，阀针231安装在卤水流道上，调压弹簧232套装在阀针上，排气加压旋钮233连接在阀针外端将调压弹簧压紧。
在进水端板和出水端板上分别设有用于固定海水淡化器的锚耳10。
本发明的操作方法是：通过4只锚耳10将海水淡化器固定在艇面或地面上(采用单泵操作时也可不固定，取坐姿单脚踏在或单膝跪压机壳上表面)；在海水进口接管71处外接配供的进海水软管91及初级过滤器911并将初级过滤器911丢到海里；在淡水出口接管21及卤水出口接管22处分别接上配供的白色淡水软管92和黄色卤水软管93；在压杆头81上拧紧可伸缩压杆组件8；逆时针转向拧松排气加压旋钮233。取坐姿或单膝跪姿，左、右手分别推拉两根可伸缩压杆组件8，进行排气操作。见接黄色卤水软管93有海水流出时顺时针转向拧紧排气加压旋钮233，继续推拉可伸缩压杆组件8开始海水淡化操作。黄色卤水软管93流出盐卤，白色淡水软管92流出淡水，可收集使用。
本发明的工作原理是：推(拉)动可伸缩压杆组件8时，加压活塞454向远离进水阀455的方向运动，进水阀455打开，海水经过初级过滤器911、进海水软管91、海水进口接管71、导水板7，通过蓄压腔43、缸盖453进入加压缸451；加压活塞454同时推压海水流经加压缸451端部出水孔、蓄压腔43内的压力水流道47进入蓄压缸461，推动蓄压活塞462蓄储海水，并穿过蓄压缸461顶部出水孔、进水端板1的出水孔、导水板7的出水流道73进入反渗透膜腔52。高压海水经过反渗透膜53的过滤，淡水由白色淡水软管流出，卤水推开调压针阀23经黄色卤水软管流出。推(拉)动可伸缩压杆组件8时时，加压活塞454向进水阀455方向运动，进水阀455关闭，出水阀450打开，高压海水从加压缸451端部的出水孔流出，如同上述流向、路线，淡水由淡水软管流出，卤水由卤水软管流出。

Claims (7)

1.一种双杆加压蓄能海水淡化器，其特征在于，包括：
机架和机壳，机架由进水端板、出水端板以及连接在进水端板和出水端板之间的多根拉杆组成，机壳包围在机架的上、下、前、后四面，在机壳、进水端板和出水端板围合的空间内顺序设有第一加压蓄压装置、反渗透装置和第二加压蓄压装置；在出水端板上分别设有淡水出口接管、卤水出口接管和调压针阀；
导水板，安装在进水端板上，导水板上设有海水进口接管，导水板内设有进水流道和出水流道，进水流道与海水进口接管连通并分别通过进水端板与第一加压蓄压装置及第二加压蓄压装置连通；出水流道分别通过进水端板与反渗透装置、第一加压蓄压装置及第二加压蓄压装置连通；
所述第一加压蓄压装置和第二加压蓄压装置结构相同，各包括顺序相连的压杆座、加压腔和蓄压腔；其中的压杆座与出水端板相连，蓄压腔与进水端板相连；在压杆座内设有传动组件，在加压腔内设有加压缸组件，在蓄压腔内设有蓄压缸组件；传动组件与加压缸组件传动相连；加压腔和蓄压腔上设有相互连通的压力水流道，该压力水流道通过导水板上的出水流道与反渗透膜装置连通，其中加压腔上的流道还与加压缸组件中的加压缸连通，蓄压腔上的流道还与蓄压缸组件中的蓄压缸连通；
所述反渗透装置包括出水座、反渗透膜腔、反渗透膜和内封板，其中的出水座与出水端板相连，内封板与进水端板相连，反渗透膜腔连接在出水座和内封板之间，反渗透膜设置在反渗透膜腔内并连接在出水座和内封板之间；
可伸缩压杆组件，共两组，使用时分别与第一加压蓄压装置和第二加压蓄压装置中的传动组件可拆卸式连接；
进海水软管，使用时与海水进口接管相连，进海水软管的进水端连接有海水初级过滤器；
淡水软管，使用时与淡水出口接管相连；
卤水软管，使用时与卤水出口接管相连。
2.根据权利要求1所述的双杆加压蓄能海水淡化器，其特征在于：所述的加压缸组件包括顺序相连的加压缸、缸颈和缸盖，加压缸内设有加压活塞，缸盖上设有进水阀，加压活塞的一端连接活塞杆，加压活塞上依次套有导套、阻水圈、出水弹簧和出水阀，活塞杆与传动组件传动相连。
3.根据权利要求1所述的双杆加压蓄能海水淡化器，其特征在于：所述的蓄压缸组件包括顺序设置的蓄压缸、蓄压活塞、弹簧前座、蓄压弹簧和弹簧后座，蓄压缸设有进水口和导水板内的进水流道连通，弹簧后座上设有出水口和加压缸组件连通。
4.根据权利要求1所述的双杆加压蓄能海水淡化器，其特征在于：所述的可伸缩压杆组件包括顺序相连的压杆头、可伸缩压杆和手柄，压杆头通过压杆头轴安装在压杆座内；所述的传动组件包括转子和转子轴，转子轴安装在压杆头上，转子安装在转子轴上并与加压缸组件活动传动相连。
5.根据权利要求1所述的双杆加压蓄能海水淡化器，其特征在于：所述反渗透膜内形成反渗透膜内腔，反渗透膜与反渗透膜腔之间形成反渗透膜外腔；所述的出水座上设有淡水流道和卤水流道；淡水流道的一端与反渗透膜内腔连通，另一端安装淡水出口接管；卤水流道的一端与反渗透膜外腔连通，另一端安装卤水出口接管；调压针阀安装在卤水流道上；所述内封板上设有进水口与导水板内的出水流道连通。
6.根据权利要求1所述的双杆加压蓄能海水淡化器，其特征在于：所述的调压针阀包括阀针、调压弹簧和排气加压旋钮，阀针安装在卤水流道上，调压弹簧套装在阀针上，排气加压旋钮连接在阀针外端将调压弹簧压紧。
7.根据权利要求1所述的双杆加压蓄能海水淡化器，其特征在于：所述的进水端板和出水端板上分别设有用于固定海水淡化器的锚耳。
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Denomination of invention: Dual-rod pressurizing energy storage seawater desalination device

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Pledgee: Bank of Jiangsu, Limited by Share Ltd, Shanghai branch

Pledgor: Shanghai Guangshi Environmental Protection Technology Co., Ltd.

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