CN105905966B - 一种苦咸水利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及苦咸水利用技术领域，提出了一种苦咸水利用装置，保温箱、加热器、蒸发箱、冷却水箱、加水泵、出气管、冷凝管和接水筒，保温箱由隔热材料制成，蒸发箱包围成一蒸发空间，蒸发箱容纳于保温箱，蒸发箱与保温箱之间具有加热空间，加热器位于加热空间，冷却水箱位于蒸发箱上方，出气管与蒸发空间连通并延伸至冷却水箱中，冷凝管的第一端与出气管的上端连通、第二端与接水筒连通，从第一端至第二端，冷凝管的高度逐渐下降，加水泵用于将冷却水箱的水泵入蒸发空间中。本发明实施例的苦咸水利用装置采用单效蒸馏法，采用简单的蒸发结构和冷却结构，使得该苦咸水利用装置结构简单，设备成本低。

Description

一种苦咸水利用装置

【技术领域】

本发明涉及苦咸水利用技术领域，尤其涉及一种苦咸水利用装置。

【背景技术】

苦咸水是指碱度大于硬度的水，并含大量中性盐，ph值大于7的水。我国苦咸水主要分布在北方和东部沿海地区。我国苦咸水主要分布在北方和东部沿海地区。农村饮用苦咸水的人口有3800多万人。苦咸水主要是口感苦涩，很难直接饮用，长期饮用导致胃肠功能紊乱，免疫力低下。

现有的苦咸水淡化装置多采用蒸馏法、电渗析原理和反渗透原理，蒸馏法有许多种,如多效蒸发、多级闪蒸、压汽蒸馏、膜蒸馏等，现有的苦咸水淡化装置均结构复杂，设备昂贵，不适合一般家庭投入使用。

【发明内容】

本发明旨在克服现有技术的以上缺陷，提供了一种苦咸水利用装置。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种苦咸水利用装置，保温箱、加热器、蒸发箱、冷却水箱、加水泵、出气管、冷凝管和接水筒，所述保温箱由隔热材料制成，所述蒸发箱包围成一蒸发空间，所述蒸发箱容纳于所述保温箱，所述蒸发箱与所述保温箱之间具有加热空间，所述加热器位于所述加热空间，所述冷却水箱位于所述蒸发箱上方，所述出气管与所述蒸发空间连通并延伸至所述冷却水箱中，所述冷凝管的第一端与所述出气管的上端连通、第二端与所述接水筒连通，从所述第一端至所述第二端，所述冷凝管的高度逐渐下降，所述加水泵用于将所述冷却水箱的水泵入所述蒸发空间中。

其中，所述加水泵包括旋转筒、旋转体、旋转电机、触发件和凸轮，所述旋转筒为圆柱筒状结构，所述旋转筒的侧壁开设有进水口和排水口，所述进水口与所述冷却水箱连通，所述排水口与所述蒸发空间连通，所述旋转筒的内壁为圆柱面，所述旋转体为圆柱环，所述旋转体同轴转动安装于所述旋转筒内，所述旋转电机的输出轴与所述旋转体同轴固定，所述旋转体径向开设有一滑动腔，所述滑动腔一端与所述旋转体外壁连通、另一端与所述旋转体内壁连通，所述凸轮固定于所述旋转体内，所述触发件包括触发杆、排水部和弹性元件，所述排水部滑动安装于所述滑动腔中，所述排水部与所述滑动腔的腔壁动密封，所述排水部的外壁为与所述旋转体外壁半径相同的圆柱面，所述触发杆一端与所述凸轮相抵、另一端与所述排水部相连，所述弹性元件用于对所述触发杆施加抵靠所述凸轮的弹性力，所述凸轮的轮廓包括依次相邻且平滑过渡的第一止歇轮廓、推升轮廓、第二止歇轮廓和回复轮廓，所述第一止歇轮廓为与所述旋转体同轴的圆柱面，所述第二止歇轮廓为与所述旋转体同轴的圆柱面，所述第二止歇轮廓的半径大于所述第一止歇轮廓，所述推升轮廓为平滑曲面，所述回复轮廓为平滑曲面；当所述旋转体旋转至所述触发杆与所述推升轮廓相抵时，所述排水口与所述滑动腔连通，当所述触发杆与所述第二止歇轮廓相抵时，所述排水部的外壁与所述旋转体外壁同轴，当所述触发杆与所述回复轮廓相抵时，所述进水口与所述滑动腔连通。

其中，所述蒸发箱由金属材料制成，所述冷凝管由金属材料制成，所述出气管由隔热材料制成。

其中，所述加热器为电阻式加热器或电磁式加热器。

其中，所述触发杆与所述凸轮相抵的一端安装有滚轮，或者所述触发杆与所述凸轮相抵的一端呈圆弧状或圆球状，所述触发杆与所述凸轮的接触方式为点接触或线接触。

其中，所述排水口通过排水管与所述蒸发空间连通。

其中，所述苦咸水利用装置还包括隔热垫，所述隔热垫垫设于所述冷却水箱与所述保温箱顶部之间。

其中，所述接水筒具有一开口端，所述接水筒的开口端覆盖有一弹性膜，所述弹性膜与所述接水筒包围呈一接水空间，所述冷凝管与所述接水空间连通。

其中，所述苦咸水利用装置还包括过滤网，所述过滤网包覆所述进水口。

其中，所述旋转筒和所述旋转体均由隔热材料制成。，

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明实施例的苦咸水利用装置采用单效蒸馏法，采用简单的蒸发结构和冷却结构，使得该苦咸水利用装置结构简单，设备成本低。并且冷却水箱既用于盛放待净化水，又用作冷却水，使得该苦咸水利用装置结构紧凑，从而使得该苦咸水利用装置占地面积小，成本低。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例苦咸水利用装置第一实施方式的结构示意图；

图2是图1中A处结构的放大图；

图3是本发明实施例苦咸水利用装置第二实施方式的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1至图3，本发明实施例提供了本发明实施例提出了一种苦咸水利用装置，保温箱110、加热器120、蒸发箱130、冷却水箱200、加水泵300、出气管410、冷凝管420和接水筒500，保温箱110用于保温，保温箱110由隔热材料制成，蒸发箱130包围成一蒸发空间101，蒸发箱130内容纳有待蒸发的水，蒸发箱130容纳于保温箱110中，蒸发箱130与保温箱110之间具有加热空间102，加热器120位于加热空间102，冷却水箱200位于蒸发箱130上方，冷却水箱200容纳有苦咸水，出气管410与蒸发空间101连通并延伸至冷却水箱200中，出气管410用于将蒸发空间101的蒸汽导入冷凝管420中，出气管410由隔热材料制成，冷凝管420的第一端与出气管410的上端连通、第二端与接水筒500连通，从第一端至第二端，冷凝管420的高度逐渐下降，为了增加冷凝管420的冷凝面积，于冷却水箱200中冷凝管420呈螺旋下降环绕。加水泵300用于将冷却水箱200的水泵入蒸发空间101中，加水泵300可以为普通增压泵。

进一步而言，加水泵300包括旋转筒310、旋转体320、旋转电机(图中未示意)、触发件340和凸轮350，旋转筒310为圆柱筒状结构，旋转筒310的侧壁开设有进水口301和排水口302，进水口301与冷却水箱200连通，排水口302与蒸发空间101连通，旋转筒310的内壁为圆柱面，旋转体320为圆柱环，旋转体320的内壁和外壁均为圆柱面，旋转体320同轴转动安装于旋转筒310内，旋转电机(图中未示意)的输出轴与旋转体320同轴固定，旋转体320径向开设有一滑动腔303，滑动腔303为拉伸腔体，滑动腔303一端与旋转体320外壁连通、另一端与旋转体320内壁连通，凸轮350固定于旋转体320内，触发件340包括触发杆341、排水部342和弹性元件343，排水部342滑动安装于滑动腔303中，排水部342与滑动腔303的腔壁动密封，排水部342的外壁为与旋转体320外壁半径相同的圆柱面，触发杆341一端与凸轮350相抵、另一端与排水部342相连，弹性元件343用于对触发杆341施加抵靠凸轮350的弹性力，凸轮350的轮廓包括依次相邻且平滑过渡的第一止歇轮廓351、推升轮廓352、第二止歇轮廓353和回复轮廓354，且第一止歇轮廓351、推升轮廓352、第二止歇轮廓353和回复轮廓354构成凸轮350的整周轮廓，第一止歇轮廓351为与旋转体320同轴的圆柱面，第二止歇轮廓353为与旋转体320同轴的圆柱面，第二止歇轮廓353的半径大于第一止歇轮廓351，推升轮廓352为平滑曲面，回复轮廓354为平滑曲面。

具体参照图2，ab段为第一止歇轮廓351，bc段为推升轮廓，cd段为第二止歇轮廓，da段为回复轮廓。

当旋转体320旋转时，触发件340跟随旋转体320作旋转运动，同时由于弹性元件343的作用，触发杆341依次与第一止歇轮廓351、推升轮廓352、第二止歇轮廓353、回复轮廓354相抵，当触发杆341与第一止歇轮廓351相抵时，排水部342的深度最深且深度不变(排水部342的深度是指沿滑动腔303的径向方向，排水部342外壁到旋转体320外壁的距离)，当旋转体320旋转至触发杆341与推升轮廓352相抵时，排水口302与滑动腔303连通，使得排水部342将滑动腔303内的水排出，排水部342的深度逐渐减小，当触发杆341与第二止歇轮廓353相抵时，排水部342的外壁与旋转体320外壁同轴(即排水部342的外壁与旋转体320的外壁构成一完整圆柱面，此时滑动腔303内的水完全排出)，排水部342的深度为0，当触发杆341与回复轮廓354相抵时，进水口301与滑动腔303连通，避免了滑动腔303内形成真空腔，排水部342的深度逐渐增加。

本发明实施例的苦咸水利用装置的加水泵300在向蒸发箱130内排水时，避免了蒸发空间101的蒸汽损失。

具体地，旋转筒310固定于冷却水箱200，旋转筒310延伸至冷却水箱200外壁，旋转电机(图中未示意)固定于冷却水箱200的外壁。

排水口302通过一排水管360与蒸发空间101连通，排水管360由隔热材料制成。

显然地，为了避免凸轮350阻碍旋转体320的运动，第二止歇轮廓353的半径小于旋转体320的内径。显然地，旋转体320外壁与旋转筒310内壁动密封。

在本发明实施例中，弹性元件343可以为弹簧、弹片或弹力绳等，优选地，弹性元件343为弹簧，弹性元件343一端与排水部342相连、另一端与滑动腔303的腔壁相连。

进一步而言，在本发明实施例中，凸轮350与旋转筒310同轴，以旋转筒310的轴心为原点，以旋转筒310的某一径向为正方向构建极坐标系，定义整周角度集合P＝{0≤α≤2π，α∈R}，进水口301的开口角度的角度集合为A，排水口302的开口角度的角度集合为B，推升轮廓352的角度集合为C，回复轮廓354的角度集合为D，角度集合A、B、C、D均为角度集合P的子集，且角度集合D是角度集合A的子集，角度集合C是角度集合B的子集。

进一步而言，蒸发箱130由金属材料制成，例如铁、铝、合金等。

进一步而言，加热器120为电阻式加热器120或电磁式加热器120，显然地，本发明实施例必然包括用于给加热器120供电的供电单元，在此不赘述。

进一步而言，触发杆341与凸轮350相抵的一端安装有滚轮344。

进一步而言，触发杆341与凸轮350相抵的一端呈圆弧状或圆球状，触发杆341与凸轮350的接触方式为点接触或线接触。

进一步而言，旋转筒310和旋转体320均由隔热材料制成。

进一步而言，在本发明实施例中，隔热材料(thermal insulation material)，是指能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。传统绝热材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等，新型绝热材料，如气凝胶毡、真空板等。

其中，苦咸水利用装置还包括隔热垫600，隔热垫600垫设于冷却水箱200与保温箱110顶部之间，隔热垫600由隔热材料制成。

具体而言，排水管360和出气管410均垂直设置，排水管360依次穿过冷却水箱200、隔热垫600、保温箱110和蒸发箱130与蒸发空间101连通，出气管410依次穿过冷却水箱200、隔热垫600、保温箱110和蒸发箱130与蒸发空间101连通，显然地，排水管360外壁均与冷却水箱200、隔热垫600、保温箱110和蒸发箱130密封，出气管410外壁均与冷却水箱200、隔热垫600、保温箱110和蒸发箱130密封。

参见图3，接水筒500具有一开口端，接水筒500的开口端覆盖有一弹性膜700，弹性膜700与接水筒500包围呈一接水空间501，冷凝管420与接水空间连通，设置弹性膜700的好处是进一步避免了蒸汽损失，同时当弹性膜700膨胀时，也增大了弹性膜700的冷凝面积。弹性膜700由弹性材料制成，例如高弹性塑料或橡胶。

参见图2，该苦咸水利用装置还包括过滤网800，过滤网800包覆进水口301，过滤网800用于过滤水中的杂质，为了避免过滤被吸入进水口301中，过滤网800由硬质材料制成。

Claims (9)

1.一种苦咸水利用装置，其特征在于，保温箱、加热器、蒸发箱、冷却水箱、加水泵、出气管、冷凝管和接水筒，所述保温箱由隔热材料制成，所述蒸发箱包围成一蒸发空间，所述蒸发箱容纳于所述保温箱，所述蒸发箱与所述保温箱之间具有加热空间，所述加热器位于所述加热空间，所述冷却水箱位于所述蒸发箱上方，所述出气管与所述蒸发空间连通并延伸至所述冷却水箱中，所述冷凝管的第一端与所述出气管的上端连通、第二端与所述接水筒连通，从所述第一端至所述第二端，所述冷凝管的高度逐渐下降，所述加水泵用于将所述冷却水箱的水泵入所述蒸发空间中；

所述加水泵包括旋转筒、旋转体、旋转电机、触发件和凸轮，所述旋转筒为圆柱筒状结构，所述旋转筒的侧壁开设有进水口和排水口，所述进水口与所述冷却水箱连通，所述排水口与所述蒸发空间连通，所述旋转筒的内壁为圆柱面，所述旋转体为圆柱环，所述旋转体同轴转动安装于所述旋转筒内，所述旋转电机的输出轴与所述旋转体同轴固定，所述旋转体径向开设有一滑动腔，所述滑动腔一端与所述旋转体外壁连通、另一端与所述旋转体内壁连通，所述凸轮固定于所述旋转体内，所述触发件包括触发杆、排水部和弹性元件，所述排水部滑动安装于所述滑动腔中，所述排水部与所述滑动腔的腔壁动密封，所述排水部的外壁为与所述旋转体外壁半径相同的圆柱面，所述触发杆一端与所述凸轮相抵、另一端与所述排水部相连，所述弹性元件用于对所述触发杆施加抵靠所述凸轮的弹性力，所述凸轮的轮廓包括依次相邻且平滑过渡的第一止歇轮廓、推升轮廓、第二止歇轮廓和回复轮廓，所述第一止歇轮廓为与所述旋转体同轴的圆柱面，所述第二止歇轮廓为与所述旋转体同轴的圆柱面，所述第二止歇轮廓的半径大于所述第一止歇轮廓，所述推升轮廓为平滑曲面，所述回复轮廓为平滑曲面；当所述旋转体旋转至所述触发杆与所述推升轮廓相抵时，所述排水口与所述滑动腔连通，当所述触发杆与所述第二止歇轮廓相抵时，所述排水部的外壁与所述旋转体外壁同轴，当所述触发杆与所述回复轮廓相抵时，所述进水口与所述滑动腔连通。

2.根据权利要求1所述的苦咸水利用装置，其特征在于，所述蒸发箱由金属材料制成，所述冷凝管由金属材料制成，所述出气管由隔热材料制成。

3.根据权利要求1所述的苦咸水利用装置，其特征在于，所述加热器为电阻式加热器或电磁式加热器。

4.根据权利要求1所述的苦咸水利用装置，其特征在于，所述触发杆与所述凸轮相抵的一端安装有滚轮；

或者所述触发杆与所述凸轮相抵的一端呈圆弧状或圆球状，所述触发杆与所述凸轮的接触方式为点接触或线接触。

5.根据权利要求1所述的苦咸水利用装置，其特征在于，所述排水口通过排水管与所述蒸发空间连通。

6.根据权利要求1所述的苦咸水利用装置，其特征在于，所述苦咸水利用装置还包括隔热垫，所述隔热垫垫设于所述冷却水箱与所述保温箱顶部之间。

7.根据权利要求1所述的苦咸水利用装置，其特征在于，所述接水筒具有一开口端，所述接水筒的开口端覆盖有一弹性膜，所述弹性膜与所述接水筒包围呈一接水空间，所述冷凝管与所述接水空间连通。

8.根据权利要求1所述的苦咸水利用装置，其特征在于，所述苦咸水利用装置还包括过滤网，所述过滤网包覆所述进水口。

9.根据权利要求1所述的苦咸水利用装置，其特征在于，所述旋转筒和所述旋转体均由隔热材料制成。