CN103922522B - 一种法兰钛合金手摇脚踩孤岛海水淡化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海水淡化设备，一种法兰钛合金手摇脚踩孤岛海水淡化设备，位于室内的手摇娱乐器带动行星齿轮增速箱高速旋转，经钛合金法兰联轴器由内向外穿越隔离墙的传动管隔离孔驱动离心提升泵经提升进水管从海底滤水器处获取海水，将所获取的海水经提升出水管由外向内穿越隔离墙的水管隔离孔依次流入到微电解罐处理装置和尘渣沉淀过滤装置后进入清洁海水备用罐里备用；成对设置的脚踏娱乐器内置有微型柱塞泵，微型柱塞泵的高压泵进水管连接在清洁海水备用罐上，微型柱塞泵的高压泵出水管连接着反渗透膜组件的渗透膜进口；渗透膜出口渗透出来的淡水流经活性碳吸附罐处理后符合生活饮用标准的达标淡水最终送入淡水储存罐供孤岛人们生活饮用。
Description
技术领域
本发明涉及一种海水淡化设备，尤其是指可以在没有现代能源的遥远荒凉孤岛上使用的一种法兰钛合金手摇脚踩孤岛海水淡化设备。
背景技术
当今海岛的价值正在逐步被各个国家所重视，但要想属于自己，最有利的证据是能在该海岛上生活过的事实。这样的海岛往往是远离大陆，且最早发现海岛时不可能有电力能源设备等，而人类生存的首要资源，除了空气就是淡水。虽然依靠电力的海水淡化技术和设备日渐成熟，但是这样的海水淡化设备不仅能耗巨大，而且本身体积十分庞大，不能随身携带。远离内陆的孤岛资源丰富，占据这些孤岛意义重大，但其电力保障是个难题，即使有电力保障，若遇意外、电力中断时，依靠电力的海水淡化便不可能实现。因此，亟需解决无电力条件下，即依靠人力的海水淡化问题。
目前利用反渗透膜来进行海水淡化技术正在日趋成熟，只需要外力提供膜分离过程所需要的压力就够了，特别适合孤岛作业不依赖任何能源，因此，也有人提出了手动的便携式海水淡化器，如中国专利200420033419.9、01106384.X均提到手动海水淡化装置，是利用手动高压泵提供膜分离过程所需要的压力，而98102171.9只是笼统地提到了利用人力装置提供膜分离过程所需要的压力，且手摇离心泵很难做到将海水压力提高到5兆帕(MPa)以上。但是上述专利的人力做功都必须是紧挨着机器设备装置，即操作人员只能与机器设备装置在同一空间里来完成作业无法隔离，因此工作环境非常不好。此外，由于人力做功是间歇性的，为了防止逆流造成做功损失甚至伤害，配备执行敏捷且安全可靠的单向阀尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种法兰钛合金手摇脚踩孤岛海水淡化设备来解决孤岛或抛锚海船的应急或日常饮水问题。针对现有技术的不足，提供了一种操作人员与机器设备装置可在两个相互隔离的空间，让人们以手摇结合脚踩的健身操练方式里来驱动机器设备装置，在理想的空间环境里完成海水淡化作业，还配备有特种单向阀，便于操作人员歇息或轮换。
本发明采用以下技术方案：一种法兰钛合金手摇脚踩孤岛海水淡化设备，位于室内的手摇娱乐器带动行星齿轮增速箱的高速输出轴，高速输出轴与钛合金法兰联轴器的联轴器输入法兰固定连接，所述的钛合金法兰联轴器由内向外穿越隔离墙的传动管隔离孔，所述的钛合金法兰联轴器的联轴器输出法兰与离心提升泵的提升泵输入轴固定连接，所述的离心提升泵的提升进水管连接着海底滤水器，所述的海底滤水器的底端滤网孔直径小于等于1毫米；所述的提升进水管上有钛合金法兰止回器；所述的离心提升泵的提升出水管由外向内穿越所述的隔离墙的水管隔离孔后，依次接到微电解罐处理装置和尘渣沉淀过滤装置以及清洁海水备用罐；成对设置的脚踏娱乐器内置有微型柱塞泵，微型柱塞泵的高压泵进水管连接在所述的清洁海水备用罐上，微型柱塞泵的高压泵出水管连接着反渗透膜组件的渗透膜前腔；所述的反渗透膜组件的渗透膜后腔依次连接到活性碳吸附罐和淡水储存罐，作为改进：所述的脚踏娱乐器中的脚踏器底座上固定有2至4根柱塞泵支柱和杠杆支座以及弹簧支座，脚踏杠杆中间段有滑行长槽滑动配合着下端滑块，所述的脚踏杠杆一端有踏脚板，脚踏杠杆另一端与所述的杠杆支座之间有杠杆轴销可旋转固定；所述的柱塞泵支柱上有支撑板固定着泵杆滑道外缘，泵杆滑道上连接有圆柱缸体，圆柱缸体内圆滑动配合着泵活塞外圆，泵活塞下接活塞圆杆穿越泵缸腔底板的泵密封套后固定连接着活塞杆叉，活塞杆叉与所述的下端滑块之间有滑道轴销可旋转固定；所述的脚踏杠杆中间段下底面上固定着圆柱弹簧一端头，圆柱弹簧另一端头固定在所述的弹簧支座上；所述的泵缸腔底板一侧接通所述的高压泵进水管，泵缸腔底板另一侧接通所述的高压泵出水管，所述的高压泵进水管和所述的高压泵出水管上都设置有水平法兰止回器；所述的圆柱缸体内圆壁上有一层厚度为0.4至0.6毫米的钛合金硬质耐腐材料，所述的钛合金硬质耐腐材料由如下重量百分比的元素组成：Ti: 38—39、Wc：3.3—3.5、Ni: 3.6—3.8、Cr: 1.6—1.8、Sn:3.5—3.7、Zn:3.7—3.9、Mo: 1.6—1.8、Co: 1.6—1.8，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：C少于O.06、 Si少于0.14、Mn少于0.123、 S少于O.O13、 P少于O.012；所述的泵活塞和所述的活塞圆杆整体为碳化硅陶瓷，以SiC (碳化硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaCO3（碳酸钡）及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为SiC:95—96； MgO:1.2—1.4； BaCO3: 1.2—1.4； 综合粘土1.8—2.3。
作为进一步改进：所述的钛合金法兰联轴器包括输出法兰接头、输出正方体万向节、输出四边套管、输入四棱柱、输入正方体万向节以及输入法兰接头；所述的输出法兰接头两端分别为所述的联轴器输出法兰和输出接头双脚，所述的输入法兰接头两端分别为所述的联轴器输入法兰和输入接头双脚；所述的输出正方体万向节上有两对相互垂直布置的输出方体接头孔和输出方体套管孔，所述的输入正方体万向节上有两对相互垂直布置的输入方体管柱孔和输入方体接头孔；所述的输出接头双脚上有输出接头定位孔过盈配合着输出接头销轴外端，输出接头销轴内端与所述的输出方体接头孔之间为可旋转间隙配合；所述的输出四边套管的输出套管双脚上有输出套管定位孔过盈配合着输出套管销轴外端，输出套管销轴内端与所述的输出方体套管孔之间为可旋转间隙配合；所述的输入接头双脚上有输入接头定位孔过盈配合着输入接头销轴外端，输入接头销轴内端与所述的输入方体接头孔之间为可旋转间隙配合；所述的输入四棱柱的输入套管双脚上有输入套管定位孔过盈配合着输入管柱销轴外端，输入管柱销轴内端与所述的输入方体管柱孔之间为可旋转间隙配合；所述的输出四边套管的四等边套孔与输入四棱柱的四棱柱轴销之间为滑动配合；所述的输出四边套管和输入四棱柱均采用所述的钛合金耐腐材料。
作为进一步改进：所述的钛合金法兰止回器包括法兰头阀体、上导流体、空腔套筒、移动阀芯、下导流体以及上下对称布置的锥孔压盖，所述的法兰头阀体外圆的上下两端有平面法兰，所述的法兰头阀体的内圆通孔上下分别有上台阶孔和下台阶孔，所述的上台阶孔上端以及所述的下台阶孔下端分别都有紧固内螺孔；所述的上导流体平面端固定连接着上圆柱体，上圆柱体下方过渡缩小连接有流道圆杆，流道圆杆过渡放大连接有圆柱阀杆，所述的上圆柱体外圆尺寸与所述的圆柱阀杆外圆尺寸相同，所述的上导流体外圆弧面上有定位上两板，定位上两板外缘与所述的上台阶孔之间为滑动配合，位于上方所述的锥孔压盖的压盖外螺纹与所述的上台阶孔上端的紧固内螺孔相结合，所述的锥孔压盖的压盖内端面将所述的定位上两板固定在所述的上台阶孔上；所述的下导流体平面端有下导流光孔内圆与所述的圆柱阀杆外圆之间为滑动配合，所述的下导流光孔底端与所述的圆柱阀杆下端面之间有装配间隙；且所述的下导流体外圆弧面上有定位下两板，定位下两板外缘与所述的下台阶孔之间为滑动配合，位于下方所述的锥孔压盖的压盖外螺纹与所述的下台阶孔下端的紧固内螺孔相结合，所述的锥孔压盖的压盖内端面将所述的定位下两板固定在所述的下台阶孔上，所述的移动阀芯的上圆锥筒与上圆锥体之间有三叶上连筋相连接，所述的移动阀芯的下圆锥筒与下圆锥体之间有三叶下连筋相连接，所述的上圆锥筒上的上密封外圆与所述的下圆锥筒上的下密封外圆相等且均与所述的空腔套筒内圆之间为过盈配合，形成密闭的环状空腔；所述的空腔套筒外圆与所述的内圆通孔之间为滑动配合；所述的上圆锥体上的阀芯上内圆与所述的上圆柱体外圆之间为滑动配合，所述的移动阀芯上的阀芯中内圆与所述的下圆锥体上的阀芯下内圆尺寸相同且均与所述的圆柱阀杆外圆之间为滑动配合；所述的上圆柱体外表面和所述的圆柱阀杆外表面均有一层厚度为0.4至0.6毫米所述的钛合金硬质耐腐材料。
本发明的有益效果在于：
1.位于室内的手摇娱乐器带动行星齿轮增速箱高速旋转，经钛合金法兰联轴器由内向外穿越隔离墙的传动管隔离孔驱动离心提升泵经提升进水管从海底滤水器处获取海水，将所获取的海水经提升出水管由外向内穿越所述的隔离墙的水管隔离孔依次流入到微电解罐处理装置和尘渣沉淀过滤装置后进入清洁海水备用罐里备用；成对设置的脚踏娱乐器内置有微型柱塞泵，微型柱塞泵的高压泵进水管连接在所述的清洁海水备用罐上，微型柱塞泵的高压泵出水管连接着反渗透膜组件的渗透膜进口；渗透膜出口渗透出来的淡水流经活性碳吸附罐处理后符合生活饮用标准的达标淡水最终送入淡水储存罐供孤岛人们生活饮用；
2.采用钛合金法兰联轴器穿越隔离墙的联通孔结构，改善了获取淡水的环境条件，在离心提升泵与手摇娱乐器之间采用钛合金法兰联轴器穿越隔离墙的传动管隔离孔，确保操作人员可以身处舒适的空间里与机器设备装置所处恶劣环境隔离开，让人们在舒适、娱乐气氛中完成原本枯燥、劳累的体力作业，提取户外海水，经电解罐处理装置和尘渣沉淀过滤装置预处理后，送到清洁海水备用罐里备用；
3.泵缸腔底板一侧接通所述的高压泵进水管，泵缸腔底板另一侧接通所述的高压泵出水管，上述结构设置确保能将清洁海水备用罐里的海水压力提高到5至6兆帕（MPa）后，经高压泵出水管注入到渗透膜组件的渗透膜前腔；
4.户外摄取海水的提水器以及提供高压的微型柱塞泵均采用人工操作，完全不受电力、柴油等能源限制；
5.泵活塞和活塞圆杆的整体采用碳化硅陶瓷，结合上圆柱体以及圆柱阀杆外表面均有一层厚度为0.4至0.6毫米的钛合金硬质耐腐材料，能经得起海水腐蚀，具有良好的耐磨性、耐高温、耐腐蚀以及抗冲击性强，确保每年系统设备大检修之前能正常运行；
6.钛合金法兰联轴器整体采用钛合金耐腐材料，特别能抵御海水腐蚀，耐磨能力是普通不锈钢的十倍以上，延长使用寿命。
7.户外维修作业困难，提升进水管上配置钛合金法兰止回器，能确保提升进水管以及离心提升泵在停止工作时能保留水位，可免除下次使用要到户外加引水的麻烦，空腔套筒与移动阀芯之间所形成密闭的环状空腔是钛合金法兰止回器的技术关键。
附图说明
图1是本发明的整体流程原理图。
图2是脚踏娱乐器70的工作原理图，其中踏脚板84位于最高处。
图3是脚踏娱乐器70的工作原理图，其中踏脚板84位于中间处。
图4是脚踏娱乐器70的工作原理图，其中踏脚板84位于最低处。
图5是钛合金法兰联轴器40的局部剖面图。
图6是图5中输出正方体万向节244的立体图。
图7是图5中输入正方体万向节344的立体图。
图8是图5中A—A剖视图。
图9是图5中B—B剖视图。
图10是图5中C—C剖视图。
图11是钛合金法兰止回器10过轴心线的剖面图（正向流通状态）。
图12是图1l中钛合金法兰止回器10处于反向截止状态。
图13是图11或图12中的移动阀芯170放大立体剖面图。
图14是图11或图12中的移动阀芯170放大剖面图。
图15是图11中A—A剖视图。
图16是图11中B—B剖视图。
图17是图11中C—C剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1、图2、图5和图11中，一种法兰钛合金手摇脚踩孤岛海水淡化设备，位于室内的手摇娱乐器55带动行星齿轮增速箱30的高速输出轴34，高速输出轴34与钛合金法兰联轴器40的联轴器输入法兰341固定连接，所述的钛合金法兰联轴器40由内向外穿越隔离墙19的传动管隔离孔17，所述的钛合金法兰联轴器40的联轴器输出法兰241与离心提升泵20的提升泵输入轴24固定连接，所述的离心提升泵20的提升进水管21连接着海底滤水器11，所述的海底滤水器11的底端滤网孔直径小于等于1毫米；所述的提升进水管21上有钛合金法兰止回器10；所述的离心提升泵20的提升出水管29由外向内穿越所述的隔离墙19的水管隔离孔18后，依次接到微电解罐处理装置13和尘渣沉淀过滤装置14以及清洁海水备用罐15；成对设置的脚踏娱乐器70内置有微型柱塞泵，微型柱塞泵的高压泵进水管71连接在所述的清洁海水备用罐15上，微型柱塞泵的高压泵出水管79连接着反渗透膜组件90的渗透膜前腔91；所述的反渗透膜组件90的渗透膜后腔92依次连接到活性碳吸附罐98和淡水储存罐99，作为改进：所述的脚踏娱乐器70中的脚踏器底座81上固定有2至4根柱塞泵支柱82和杠杆支座83以及弹簧支座88，脚踏杠杆85中间段有滑行长槽86滑动配合着下端滑块67，所述的脚踏杠杆85一端有踏脚板84，脚踏杠杆85另一端与所述的杠杆支座83之间有杠杆轴销95可旋转固定；所述的柱塞泵支柱82上有支撑板89固定着泵杆滑道87外缘，泵杆滑道87上连接有圆柱缸体74，圆柱缸体74内圆滑动配合着泵活塞73外圆，泵活塞73下接活塞圆杆75穿越泵缸腔底板77的泵密封套72后固定连接着活塞杆叉76，活塞杆叉76与所述的下端滑块67之间有滑道轴销66可旋转固定；所述的脚踏杠杆85中间段下底面上固定着圆柱弹簧65一端头，圆柱弹簧65另一端头固定在所述的弹簧支座88上；所述的泵缸腔底板77一侧接通所述的高压泵进水管71，泵缸腔底板77另一侧接通所述的高压泵出水管79，所述的高压泵进水管71和所述的高压泵出水管79上都设置有水平法兰止回器80；所述的圆柱缸体74内圆壁上有一层厚度为0.4至0.6毫米的钛合金硬质耐腐材料，所述的钛合金硬质耐腐材料由如下重量百分比的元素组成：Ti: 38—39、Wc：3.3—3.5、Ni: 3.6—3.8、Cr: 1.6—1.8、Sn:3.5—3.7、Zn:3.7—3.9、Mo: 1.6—1.8、Co: 1.6—1.8，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：C少于O.06、 Si少于0.14、Mn少于0.123、 S少于O.O13、 P少于O.012；所述的泵活塞73和所述的活塞圆杆75整体为碳化硅陶瓷，以SiC (碳化硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaCO3碳酸钡及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为SiC:95—96； MgO:1.2—1.4； BaCO3: 1.2—1.4； 综合粘土1.8—2.3。
图5、图6、图7、图8、图9和图10中，所述的钛合金法兰联轴器40包括输出法兰接头242、输出正方体万向节244、输出四边套管240、输入四棱柱340、输入正方体万向节344以及输入法兰接头342；所述的输出法兰接头242两端分别为所述的联轴器输出法兰241和输出接头双脚243，所述的输入法兰接头342两端分别为所述的联轴器输入法兰341和输入接头双脚343；所述的输出正方体万向节244上有两对相互垂直布置的输出方体接头孔246和输出方体套管孔245，所述的输入正方体万向节344上有两对相互垂直布置的输入方体管柱孔345和输入方体接头孔346； 所述的输出接头双脚243上有输出接头定位孔236过盈配合着输出接头销轴266外端，输出接头销轴266内端与所述的输出方体接头孔246之间为可旋转间隙配合；所述的输出四边套管240的输出套管双脚248上有输出套管定位孔285过盈配合着输出套管销轴255外端，输出套管销轴255内端与所述的输出方体套管孔245之间为可旋转间隙配合；所述的输入接头双脚343上有输入接头定位孔336过盈配合着输入接头销轴366外端，输入接头销轴366内端与所述的输入方体接头孔346之间为可旋转间隙配合；所述的输入四棱柱340的输入套管双脚348上有输入套管定位孔385过盈配合着输入管柱销轴355外端，输入管柱销轴355内端与所述的输入方体管柱孔345之间为可旋转间隙配合；所述的输出四边套管240的四等边套孔249与输入四棱柱340的四棱柱轴销349之间为滑动配合；所述的输出四边套管240和输入四棱柱340均采用所述的钛合金耐腐材料。
图11、图12、图13、图14、图15、图16和图17中，所述的钛合金法兰止回器10包括法兰头阀体150、上导流体130、空腔套筒160、移动阀芯170、下导流体180以及上下对称布置的锥孔压盖140，所述的法兰头阀体150外圆的上下两端有平面法兰155，所述的法兰头阀体150的内圆通孔157上下分别有上台阶孔153和下台阶孔158，所述的上台阶孔153上端以及所述的下台阶孔158下端分别都有紧固内螺孔154；所述的上导流体130平面端固定连接着上圆柱体132，上圆柱体132下方过渡缩小连接有流道圆杆134，流道圆杆134过渡放大连接有圆柱阀杆131，所述的上圆柱体132外圆尺寸与所述的圆柱阀杆131外圆尺寸相同，所述的上导流体130外圆弧面上有定位上两板135，定位上两板135外缘与所述的上台阶孔153之间为滑动配合，位于上方所述的锥孔压盖140的压盖外螺纹145与所述的上台阶孔153上端的紧固内螺孔154相结合，所述的锥孔压盖140的压盖内端面143将所述的定位上两板135固定在所述的上台阶孔153上；所述的下导流体180平面端有下导流光孔189内圆与所述的圆柱阀杆131外圆之间为滑动配合，所述的下导流光孔189底端与所述的圆柱阀杆131下端面之间有装配间隙139；且所述的下导流体180外圆弧面上有定位下两板185，定位下两板185外缘与所述的下台阶孔158之间为滑动配合，位于下方所述的锥孔压盖140的压盖外螺纹145与所述的下台阶孔158下端的紧固内螺孔154相结合，所述的锥孔压盖140的压盖内端面143将所述的定位下两板185固定在所述的下台阶孔158上，所述的移动阀芯170的上圆锥筒173与上圆锥体172之间有三叶上连筋171相连接，所述的移动阀芯170的下圆锥筒179与下圆锥体178之间有三叶下连筋177相连接，所述的上圆锥筒173上的上密封外圆163与所述的下圆锥筒179上的下密封外圆169相等且均与所述的空腔套筒160内圆之间为过盈配合，形成密闭的环状空腔166；所述的空腔套筒160外圆与所述的内圆通孔157之间为滑动配合；所述的上圆锥体172上的阀芯上内圆174与所述的上圆柱体132外圆之间为滑动配合，所述的移动阀芯170上的阀芯中内圆175与所述的下圆锥体178上的阀芯下内圆176尺寸相同且均与所述的圆柱阀杆131外圆之间为滑动配合；所述的上圆柱体132外表面和所述的圆柱阀杆131外表面均有一层厚度为0.4至0.6毫米所述的钛合金硬质耐腐材料。
作为进一步改进：所述的平面法兰155的螺孔安装直径为234至236毫米。
作为进一步改进：所述的内圆通孔157直径为162至164毫米。
作为进一步改进：所述的上台阶孔153和所述的下台阶孔158的直径均为167至169毫米。
作为进一步改进：所述的紧固内螺孔154的公称直径为174至176毫米。
实施中，海底滤水器11半径为0.7米的滤网，海底滤水器底端滤网可拦截当量直径尺寸大于1毫米海洋生物。
平面法兰155的螺孔安装直径为235毫米，内圆通孔157直径为163毫米，上台阶孔153和所述的下台阶孔158的直径均为168毫米，紧固内螺孔154的公称直径为175毫米。
所述的钛合金耐腐材料由如下重量百分比的元素组成：Ti: 38.5、Wc：3.4、Ni: 3.7、Cr: 1.7、Sn:3.6、Zn:3.8、Mo: 1.7、Co: 1.7，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：C：O.05、 Si:0.12、Mn:0.120、 S:O.O12、 P:O.011。
所述的泵活塞73和所述的活塞圆杆75整体以碳化硅陶瓷以SiC(碳化硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaCO3碳酸钡及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为SiC:95.5； MgO:1.3； BaCO3: 1.3； 综合粘土1.9。
钛合金法兰止回器10的作用是：由于身体疲劳需要休息或轮流交替，必然会产生间隙性工作特点，为了防止间隙性操作可能导致提升进水管21处水柱下掉产生气蚀，提升进水管21处串联的钛合金法兰止回器10的关闭敏捷、密闭关闭是确保提升进水管21中水柱不下掉的关键。
钛合金法兰止回器10组装过程：
1. 移动阀芯170与空腔套筒160组装，见图13、图14。
将空腔套筒160加热至200度膨胀后套在上密封外圆163以及下密封外圆169上，使得冷却后的空腔套筒160内圆与上密封外圆163以及下密封外圆169之间均为过盈配合，形成密闭的环状空腔166，空腔套筒160外圆与内圆通孔157之间为滑动配合。
2. 整体组装，见图11、图12、图15、图16和图17。
第一步：将上导流体130的定位上两板135放置在法兰头阀体150的上台阶孔153内，用一个锥孔压盖140的压盖外螺纹145与上台阶孔153侧的紧固内螺孔154螺旋配合固定住上导流体130的定位上两板135。
第二步：将移动阀芯170套入上导流体130的圆柱阀杆131，使得上圆锥筒173外圆以及下圆锥筒179外圆与法兰头阀体150的内圆通孔157之间为滑动配合；移动阀芯170上的阀芯上内圆174和阀芯中内圆175以及阀芯下内圆176均与圆柱阀杆131外圆之间为滑动配合。
第三步：将下导流体180的定位下两板185放置在法兰头阀体150的下台阶孔158内，用另一个锥孔压盖140的压盖外螺纹145与下台阶孔158侧的紧固内螺孔154螺旋配合固定住下导流体180的定位下两板185，下导流体180的下导流光孔189内圆与所述的圆柱阀杆131外圆之间滑动配合，下导流光孔189底端与圆柱阀杆131下端面之间有1毫米的装配间隙139。组装完毕。
管路连接：
将法兰头阀体150下端的平面法兰155与提升进水管21下半段的平面法兰连接通往海底滤水器11出水口； 法兰头阀体150上端的平面法兰155与提升进水管21上半段的平面法兰连接通往离心提升泵20的进水口。
使用过程，钛合金法兰止回器10整体垂直放置，带有环状空腔166的移动阀芯170整体比重为每1毫米立方的重量为1.2克至1.3克之间,略重于海水比重。钛合金法兰止回器10静态时处于截止关闭状态。
钛合金法兰止回器10工作原理：
图11中，来自海底滤水器11的海水自下而上流动时，推动移动阀芯170上移，海水经过位于钛合金法兰止回器10下端的锥孔压盖140的圆锥柱孔144与下导流体180之间流经定位下两板185所处流道，进入到移动阀芯170的下圆锥筒179与下圆锥体178之间有三叶下连筋177所处流道，再流经流道圆杆134外圆与阀芯中内圆175之间的通道，进入到三叶上连筋171所处流道，再流经定位上两板35所处流道后，从位于钛合金法兰止回器10上端的锥孔压盖140的圆锥柱孔144与上导流体130之间流出进入到提升进水管21上半段后被离心提升泵20进口吸取。
图12中，来自离心提升泵20进口的海水因间隙操作等意外情况自上而下逆流时，推动移动阀芯170下移，移动阀芯170上的阀芯中内圆175与圆柱阀杆131外圆之间为精密滑动配合，定位下两板185与定位上两板135之间的流道被截止关闭。自上而下的海水从位于钛合金法兰止回器10上端的锥孔压盖140的圆锥柱孔144与上导流体130之间，进入定位上两板135所处流道，再进入到三叶上连筋171所处流道后被止住，及时阻止逆流，可避免了离心提升泵20进口汽蚀或空泡事故发生，且工作全程无需额外消耗任何能耗就能实现单向阀功效。
反渗透膜组件90为对氯化钠截留率为98%,并对硼离子具有选择脱功能的B型一聚砜反渗透管式膜组件，带有定时自动清洗装置。
联轴器输出法兰241与离心提升泵20的提升泵输入轴24固定连接，由手摇娱乐器55驱动的行星齿轮增速箱30的高速输出轴34与离心提升泵20的提升泵输入轴24之间采用钛合金法兰联轴器40穿越隔离墙19的传动管隔离孔17，联轴器输入法兰341与行星齿轮增速箱30的高速输出轴34固定连接，确保操作人员可以身处舒适的空间里与户外机器设备装置所处恶劣环境隔离开。
图1、图2、图3和图4中，任何气候环境，借助于钛合金法兰联轴器40穿越隔离墙19的传动管隔离孔17的有效隔离，健身锻炼之时可室内伴随着音乐，可独自或两人一组，通过每分钟30转的慢节奏运动旋转手摇娱乐器55中的旋转手柄50，经行星齿轮增速箱30以每分钟900转通过钛合金法兰联轴器40带动离心提升泵高速旋转，从提升进水管21吸取经海底滤水器11过滤的海水，离心提升泵20的提升出水管29由外向内穿越隔离墙19的水管隔离孔18后，依次接到微电解罐处理装置13和尘渣沉淀过滤装置14，被送到清洁海水备用罐15中备用。
同时或者错时，另外一人双脚分别踩在成对设置的脚踏娱乐器70的踏脚板84上，当全身重量作用于右脚下蹬时左脚提起，右脚所处的踏脚板84迫使脚踏杠杆85绕着杠杆轴销95下摆，带动活塞圆杆75以及泵活塞73强力下移，将高压水从泵缸腔底板77的高压泵出水管79挤出，注入到反渗透膜组件90的渗透膜前腔91；位于渗透膜前腔91的浓盐水排放阀97可用于定期排放掉渗透膜前腔91的被截留下来的浓盐水。
与此同时，借用于圆柱弹簧65的反弹力，左脚所处的踏脚板84 以及脚踏杠杆85绕着杠杆轴销95上摆，带动活塞圆杆75以及泵活塞73上移，产生负压从泵缸腔底板77的高压泵进水管71吸取清洁海水备用罐15中的预处理海水。圆柱弹簧65的反弹力也为下一轮下压做准备，实现左右两脚交替做功。
脚踏杠杆85中间段有滑行长槽86滑动配合着下端滑块67，活塞圆杆75下端的活塞杆叉76与下端滑块67之间有滑道轴销66可旋转固定，上述结构将脚踏杠杆85绕着杠杆轴销95的上下摆转运动转变为下端滑块67的摆转着上下移动，继而带着活塞圆杆75做上下直线运动。滑行长槽86滑动配合着下端滑块67的作用还消除了脚踏杠杆85绕着杠杆轴销95的上下摆转运动转变为下端滑块67的摆转着上下移动的微小偏差。
成对设置的脚踏娱乐器70，结合每只脚踏娱乐器70的微型柱塞泵的高压泵进水管71和高压泵出水管79上都有水平法兰止回器80这种特殊设置，确保将清洁海水备用罐15里的预处理海水压力提高到5至6兆帕(MPa)的出水压力不会产生反向逆流，操作安全可靠。
微型柱塞泵出水量为每小时8升，5.5兆帕的出水压力经高压泵出水管79连接着反渗透膜组件90的渗透膜前腔91；再经反渗透膜组件90强制过滤，从渗透膜后腔92出来注入到活性碳吸附罐98处理后最终储存在淡水储存罐99中待用。 经过活性碳吸附罐98吸附后的淡化水符合《生活饮用水卫生标准》GB5749—2006标准。
此外，在提升进水管21上配置钛合金法兰止回器10，能确保提升进水管21以及离心提升泵20在停止工作时能保留水位，可免除下次使用要到户外加引水的麻烦，空腔套筒160与移动阀芯170之间所形成密闭的环状空腔166是钛合金法兰止回器10的技术关键。
(表1)碳化硅陶瓷材料的泵活塞73和活塞圆杆75与常规不锈钢材料的泵活塞73和活塞圆杆75的耐腐蚀磨损实验数据对比
(表2)圆柱缸体74内圆壁表面的钛合金硬质耐腐材料涂层，与常规不锈钢材质的表面粗糙度受损程度实验数据对比
结合表1和表2中的对照数据可以得出：本发明所采用的碳化硅陶瓷材料的泵活塞73和活塞圆杆75以及涂盖有钛合金硬质耐腐材料的圆柱缸体74内圆壁表面，与常规不锈钢材质相比较具有良好的耐磨性。
表3是采用本发明的钛合金法兰联轴器40与普通不锈钢联轴器的磨损数据比较，可见钛合金法兰联轴器40的磨损量远小于普通不锈钢联轴器的磨损量。
(表3)钛合金法兰联轴器40腐蚀磨损实验对照表
从腐蚀磨损实验对照表中可以得出，本发明关键配套部件采用钛合金法兰联轴器40穿越隔离墙19的传动管隔离孔17，不但经久耐用，解决了孤岛或抛锚海船的应急或日常饮水问题，提供了新的获取淡水途径，改善了孤岛定居生活条件，而且工作环境舒适，带来了极大的方便和可行性。
Claims (1)
1.一种法兰钛合金手摇脚踩孤岛海水淡化设备，位于室内的手摇娱乐器（55）带动行星齿轮增速箱（30）的高速输出轴（34），高速输出轴（34）与钛合金法兰联轴器（40）的联轴器输入法兰（341）固定连接，所述的钛合金法兰联轴器（40）由内向外穿越隔离墙（19）的传动管隔离孔（17），所述的钛合金法兰联轴器（40）的联轴器输出法兰（241）与离心提升泵（20）的提升泵输入轴（24）固定连接，所述的离心提升泵（20）的提升进水管（21）连接着海底滤水器（11），所述的海底滤水器（11）的底端滤网孔直径小于等于1毫米；所述的提升进水管（21）上有钛合金法兰止回器（10）；所述的离心提升泵（20）的提升出水管（29）由外向内穿越所述的隔离墙（19）的水管隔离孔（18）后，依次接到微电解罐处理装置（13）和尘渣沉淀过滤装置（14）以及清洁海水备用罐（15）；成对设置的脚踏娱乐器（70）内置有微型柱塞泵，微型柱塞泵的高压泵进水管（71）连接在所述的清洁海水备用罐（15）上，微型柱塞泵的高压泵出水管（79）连接着反渗透膜组件（90）的渗透膜前腔（91）；所述的反渗透膜组件（90）的渗透膜后腔（92）依次连接到活性碳吸附罐（98）和淡水储存罐（99），其特征是：所述的脚踏娱乐器（70）中的脚踏器底座（81）上固定有2至4根柱塞泵支柱（82）和杠杆支座（83）以及弹簧支座（88），脚踏杠杆（85）中间段有滑行长槽（86）滑动配合着下端滑块（67），所述的脚踏杠杆（85）一端有踏脚板（84），脚踏杠杆（85）另一端与所述的杠杆支座（83）之间有杠杆轴销（95）可旋转固定；所述的柱塞泵支柱（82）上有支撑板（89）固定着泵杆滑道（87）外缘，泵杆滑道（87）上连接有圆柱缸体（74），圆柱缸体（74）内圆滑动配合着泵活塞（73）外圆，泵活塞（73）下接活塞圆杆（75）穿越泵缸腔底板（77）的泵密封套（72）后固定连接着活塞杆叉（76），活塞杆叉（76）与所述的下端滑块（67）之间有滑道轴销（66）可旋转固定；所述的脚踏杠杆（85）中间段下底面上固定着圆柱弹簧（65）一端头，圆柱弹簧（65）另一端头固定在所述的弹簧支座（88）上；所述的泵缸腔底板（77）一侧接通所述的高压泵进水管（71），泵缸腔底板（77）另一侧接通所述的高压泵出水管（79），所述的高压泵进水管（71）和所述的高压泵出水管（79）上都设置有水平法兰止回器（80）；所述的圆柱缸体（74）内圆壁上有一层厚度为0.4至0.6毫米的钛合金硬质耐腐材料，所述的钛合金硬质耐腐材料由如下重量百分比的元素组成：Ti: 38—39、Wc：3.3—3.5、Ni: 3.6—3.8、Cr: 1.6—1.8、Sn:3.5—3.7、Zn:3.7—3.9、Mo: 1.6—1.8、Co: 1.6—1.8，余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：C少于O.06、 Si少于0.14、Mn少于0.123、 S少于O.O13、 P少于O.012；所述的泵活塞（73）和所述的活塞圆杆（75）整体为碳化硅陶瓷，以SiC (碳化硅)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、BaCO3（碳酸钡）及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为SiC:95—96； MgO:1.2—1.4； BaCO3: 1.2—1.4； 综合粘土1.8—2.3；
所述的钛合金法兰联轴器（40）包括输出法兰接头（242）、输出正方体万向节（244）、输出四边套管（240）、输入四棱柱（340）、输入正方体万向节（344）以及输入法兰接头（342）；所述的输出法兰接头（242）两端分别为所述的联轴器输出法兰（241）和输出接头双脚（243），所述的输入法兰接头（342）两端分别为所述的联轴器输入法兰（341）和输入接头双脚（343）；所述的输出正方体万向节（244）上有两对相互垂直布置的输出方体接头孔（246）和输出方体套管孔（245），所述的输入正方体万向节（344）上有两对相互垂直布置的输入方体管柱孔（345）和输入方体接头孔（346）；所述的输出接头双脚（243）上有输出接头定位孔（236）过盈配合着输出接头销轴（266）外端，输出接头销轴（266）内端与所述的输出方体接头孔（246）之间为可旋转间隙配合；所述的输出四边套管（240）的输出套管双脚（248）上有输出套管定位孔（285）过盈配合着输出套管销轴（255）外端，输出套管销轴（255）内端与所述的输出方体套管孔（245）之间为可旋转间隙配合；所述的输入接头双脚（343）上有输入接头定位孔（336）过盈配合着输入接头销轴（366）外端，输入接头销轴（366）内端与所述的输入方体接头孔（346）之间为可旋转间隙配合；所述的输入四棱柱（340）的输入套管双脚（348）上有输入套管定位孔（385）过盈配合着输入管柱销轴（355）外端，输入管柱销轴（355）内端与所述的输入方体管柱孔（345）之间为可旋转间隙配合；所述的输出四边套管（240）的四等边套孔（249）与输入四棱柱（340）的四棱柱轴销（349）之间为滑动配合；所述的输出四边套管（240）和输入四棱柱（340）均采用所述的钛合金耐腐材料；
所述的钛合金法兰止回器（10）包括法兰头阀体（150）、上导流体（130）、空腔套筒（160）、移动阀芯（170）、下导流体（180）以及上下对称布置的锥孔压盖（140），所述的法兰头阀体（150）外圆的上下两端有平面法兰（155），所述的法兰头阀体（150）的内圆通孔（157）上下分别有上台阶孔（153）和下台阶孔（158），所述的上台阶孔（153）上端以及所述的下台阶孔（158）下端分别都有紧固内螺孔（154）；所述的上导流体（130）平面端固定连接着上圆柱体（132），上圆柱体（132）下方过渡缩小连接有流道圆杆（134），流道圆杆（134）过渡放大连接有圆柱阀杆（131），所述的上圆柱体（132）外圆尺寸与所述的圆柱阀杆（131）外圆尺寸相同，所述的上导流体（130）外圆弧面上有定位上两板（135），定位上两板（135）外缘与所述的上台阶孔（153）之间为滑动配合，位于上方所述的锥孔压盖（140）的压盖外螺纹（145）与所述的上台阶孔（153）上端的紧固内螺孔（154）相结合，所述的锥孔压盖（140）的压盖内端面（143）将所述的定位上两板（135）固定在所述的上台阶孔（153）上；所述的下导流体（180）平面端有下导流光孔（189）内圆与所述的圆柱阀杆（131）外圆之间为滑动配合，所述的下导流光孔（189）底端与所述的圆柱阀杆（131）下端面之间有装配间隙（139）；且所述的下导流体（180）外圆弧面上有定位下两板（185），定位下两板（185）外缘与所述的下台阶孔（158）之间为滑动配合，位于下方所述的锥孔压盖（140）的压盖外螺纹（145）与所述的下台阶孔（158）下端的紧固内螺孔（154）相结合，所述的锥孔压盖（140）的压盖内端面（143）将所述的定位下两板（185）固定在所述的下台阶孔（158）上，所述的移动阀芯（170）的上圆锥筒（173）与上圆锥体（172）之间有三叶上连筋（171）相连接，所述的移动阀芯（170）的下圆锥筒（179）与下圆锥体（178）之间有三叶下连筋（177）相连接，所述的上圆锥筒（173）上的上密封外圆（163）与所述的下圆锥筒（179）上的下密封外圆（169）相等且均与所述的空腔套筒（160）内圆之间为过盈配合，形成密闭的环状空腔(166)；所述的空腔套筒（160）外圆与所述的内圆通孔（157）之间为滑动配合；所述的上圆锥体（172）上的阀芯上内圆（174）与所述的上圆柱体（132）外圆之间为滑动配合，所述的移动阀芯（170）上的阀芯中内圆（175）与所述的下圆锥体（178）上的阀芯下内圆（176）尺寸相同且均与所述的圆柱阀杆（131）外圆之间为滑动配合；所述的上圆柱体（132）外表面和所述的圆柱阀杆（131）外表面均有一层所述的钛合金硬质耐腐材料厚度为0.4至0.6毫米。
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