CN106745523B - 机电一体反渗透净水器 - Google Patents

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Abstract

机电一体反渗透净水器，属于节能环保工程领域。其特征在于该装置设置有电磁动力系统和反渗透净水系统；电磁动力系统主要由圆筒缸体、左定子和右定子、双面同磁极性柱塞、左水压变化室和右水压变化室、变频器和吸能储能器所组成；反渗透净水系统主要由反渗透膜组件、组件壳体、左稳压室和右稳压室组成；通过管路，左水压变化室出水管和左稳压室进水管相联通，右水压变化室进水管和右稳压室出水管相联通。该发明通过设置电磁动力系统，将机电装置合二为一，从根本上改变了传统的运行模式。和目前国内外反渗透净水技术相比，减少了用材和安装使用占地面积，提高了装置效率，可使生产成本和运行成本下降。

Description

机电一体反渗透净水器
技术领域
本发明涉及节能环保技术领域，具体讲是机电一体反渗透净水器。
背景技术
在水处理技术领域里，反渗透净水技术由于具有传统水处理技术无法比拟的诸多优势，已经越来越受到人们的青睐和重视，为了更好的在水处理各行业中推广应用，降低能耗、降低运行成本一直是该净水技术的重要研究课题之一。随着科学技术的不断进步，反渗透净水技术的能耗从上世纪的80年代的12kwh/m3已经下降到现在的4.0kwh/m3，但4.0kwh/m3的能耗依然使水处理运行成本维持在较高水平。究其原因，目前国内外反渗透净水技术，始终不能摆脱传统的依赖电机带动水泵进行加压的基本运行模式。从根本上改变这种传统的工艺运行模式势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供机电一体反渗透净水器，从根本上改变依赖电机带动水泵进行加压的传统工艺运行模式，以达到降低生产运行成本的目的。
本发明是这样实现的：在一个装置内，设置有电磁动力系统和反渗透净水系统；电磁动力系统主要由圆筒缸体、产生交变磁场的左定子和右定子、产生直流磁场的双面同磁极性柱塞、产生压力交替变化的左水压变化室和右水压变化室、变频器和吸能储能器所组成。电磁动力系统作用就是通过左定子和右定子产生的交变磁场和双面同磁极性柱塞产生的直流磁场相互作用，使双面同磁极性柱塞在圆筒缸体内进行往复运动，通过双面同磁极性柱塞的往复运动，使左水压变化室和右水压变化室压力产生交替变化，进而为反渗透膜组件提供所需压差。反渗透净水系统主要由反渗透膜组件、组件壳体、左稳压室和右稳压室组成。其作用就是在稳定水压的前提下，通过反渗透膜组件实现净水和污染物的有效分离。通过管路，电磁动力系统中的左水压变化室出水管和反渗透净水系统中的左稳压室进水管相联通，右水压变化室进水管和右稳压室出水管相联通。
电磁动力系统中的左定子和右定子均由铁芯绕组组成，绕组线圈绕向相同，绕组线圈均采用高绝缘防水铜线，并进行串联连接，通过变频器接交流电源。目的是让左、右定子在双面同磁极性柱塞运动轨迹的各断面，均产生方向相同交变磁场。左定子装置在双面同磁极性柱塞的左侧，右定子装置在双面同磁极性柱塞的右侧，左、右定子均和圆筒缸体固定在一起。吸能储能器分别设置在双面同磁极性柱塞两端面和左、右定子的朝向双面同磁极性柱塞的两端面。双面同磁极性柱塞设置在圆筒缸体滑道中，分别在双面同磁极性柱塞两端面处设置有绕向相反的绕组，绕组线圈均采用高绝缘防水铜线，两个绕组为并联连接，接直流电源；目的是在两端面产生相同极性的不变磁场。左、右水压变化室均为圆筒缸体一侧端通过封闭而形成，左、右水压变化室均设置有水流入单向阀、水流出单向阀。
反渗透净水系统中的反渗透膜组件设置在组件壳体里，通过管路，左稳压室出水管和反渗透膜组件原水进水管相联通，右稳压室进水管和反渗透膜组件净水出水管相联通。
该发明的工作原理是这样的：当双面同磁极性柱塞接通直流电流后，在双面同磁极性柱塞两端面，会产生两个极性相同，即同时为S极或同时为N极，且磁场强度和极性均不会随着时间变化而变化的恒定磁场；与此同时，当左、右定子通过变频器接通交流电流后，在圆筒缸体内会产生一个其极性会随着交流电流方向变化而变化，其磁场强度也随着交流电流的大小而变化的交变磁场。当交变磁场极性在右定子侧是N极时，左定子侧必然为S极，假设双面同磁极性柱塞两端面磁场极性均为S极。根据同性相吸异性相斥原则，这时的双面同磁极性柱塞一定会向右定子方向运动，根据交流电流正弦变化规律可知,这时左、右定子上磁场强度也会随着时间从零到小逐渐到大到最大,再从最大到大到小到零,这个过程正好需要半个交流周期,这就意味着双面同磁极性柱塞向右定子方向的运动过程，也是从零速度不断加速到最大加速度，随后加速度会不断减小，直至到零，最后双面同磁极性柱塞向右定子方向运动就会停止；当交流电流变化到下半个周期时，右定子侧的磁场极性自然就要从N极变成S极，左定子侧的磁场极性必然从S极变成N极，，这时的双面同磁极性柱塞就会向左定子方向运动，即相反方向运动，其运动过程及规律和上述运动过程及规律完全一样，这样双面同磁极性柱塞就会随着交流电周期变化而进行周而复始往复运动，交流电流变化一个周期，双面同磁极性柱塞也会做一次往复运动，双面同磁极性柱塞在单位时间内进行往复运动次数由交流电流的频率所决定，由于该装置连接有变频器，所以可以通过变频器调节双面同磁极性柱塞往复运动速度；吸能储能器的作用是吸收双面同磁极性柱塞运动变相时多余的动能，并通过动能释放给双面同磁极性柱塞提供一个初始加速度。由于双面同磁极性柱塞将一个封闭的圆筒缸体分为了两个相对独立的容积空间，即一个为左水压变化室，另一个为右水压变化室，这样当双面同磁极性柱塞往复运动时，必然引起左、右水压变化室容积变化，当双面同磁极性柱塞向右定子方向运动时，右水压变化室容积变小而压力变大，而这时的左水压变化室必然就要容积变大而压力变小，右水压变化室压力变大可以将有压水流作为原水送入反渗透膜组件，左水压变化室压力变小可以增加进一步使加在反渗透膜组件上反渗透压差加大，对纯净水分子透过膜起抽吸作用；当双面同磁极性柱塞向左定子方向运动时，左水压变化室和右水压变化室的容积及压力会进行相反的变化，这样，右水压变化室就可以将原水通过单向进水阀吸入该室，左水压变化室就可以将该室里的纯净水输送到用户需要的地方去。由于左、右水压变化室出、进水压力及水流并不稳定，变化幅度较大。不稳定水流通过左、右稳压室稳压后，基本上可以为反渗透膜组件提供比较稳定的工作环境。
该发明具有一定的新颖性，具体体现在在申请日以前没有同样的发明，在国内外出版物上公开发表过，也没有在国内外公开使用过或者以其它方式为公众所知，也没有同样的发明由他人向专利局提出过申请并且记载在申请日以后公布的专利申请文件中。
该发明也具有一定的创造性，具体体现在在申请日以前，国内外反渗透净水技术始终不能摆脱传统的依赖电机带动水泵进行加压的基本运行模式。该发明利用电磁机电一体技术进行反渗透水处理，从根本上改变了传统的运行模式。和目前国内外反渗透净水技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。
该发明也具有一定的实用性，具体体现在该发明能够制造或者使用，并且能够产生以下积极有益的效果：
（1）该发明通过设置电磁动力系统，将机电装置合二为一，减少了用材和安装使用占地面积，提高了装置效率，可使反渗透净水设备生产成本和运行成本下降；
（2）该发明动力系统部件密封于同一壳体内，不需动密封部件，这样不仅根除了泄漏，而且也避免和消除了外部环境对该装置内部的影响，具有很强的防爆性能，可用于化工厂、煤矿等需防爆场合；
（3）该发明可用于对自来水、海水的净化处理及污水处理后的深度净化回用。
附图说明
图1是本发明一实施例的纵断面结构图。
图2是图1俯视平面剖面结构图。
图中，1.圆筒缸体 2.左定子3.右定子4.双面同磁极性柱塞 5. 吸能储能器6. 变频器7.左水压变化室 8.右水压变化室9.左稳压室10.右稳压室11.反渗透膜组件12.组件壳体13.水流入单向阀14.水流出单向阀15.废水流出管
具体实施方式
在图中，圆筒缸体（1）是由无缝钢管或铸钢制造而成。左定子（2）和右定子（3）是由铁芯、绕组所组成，左定子（2）装置在双面同磁极性柱塞的左侧，右定子（3）装置在双面同磁极性柱塞的右侧，左、右定子均和缸体固定在一起，左、右定子两个部分的绕组线圈绕向相同，并进行串联连接，绕组线圈均采用高绝缘防水铜线，左、右定子绕组通过变频器（6）和交流电源相连接。双面同磁极性柱塞（4）是由柱体、铁芯和绕组所组成，双面同磁极性柱塞（4）设置在圆筒缸体滑道中，分别在双面同磁极性柱塞（4）两端面处设置有绕向相反的绕组，两个绕组为并联连接，绕组线圈均采用高绝缘防水铜线，双面同磁极性柱塞（4）绕组和直流电源相连接。左定子（2）、右定子（3）和双面同磁极性柱塞（4））通过磁场相互联系。吸能储能器（5）是由高强度高弹性橡胶材料制作而成，分别设置固定在双面同磁极性柱塞两端面和左、右定子朝向双面同磁极性柱塞（4）的两端面；其作用是当双面同磁极性柱塞（4）在进行往复运动时，一方面，通过吸收动能减少双面同磁极性柱塞（4）在高速运动过程中对左、右定子的冲击力，另一方面，通过动能的释放使双面同磁极性柱塞（4）在作反向运动时，为双面同磁极性柱塞（4）施加一个启动助推力，以使双面同磁极性柱塞（4）快速启动。左水压变化室（7）为圆筒缸体一侧端通过封闭而形成，左水压变化室（7）设置有水流入单向阀（13）、水流出单向阀（14）。通过管路，水流入单向阀（13）和左稳压室（9）纯净水流出管相联通，水流出单向阀（14）和纯净水用户设备相联通。右水压变化室（8）将圆筒缸体另一侧端通过封闭形成，右水压变化室（8）设置有设置有水流入单向阀（13）、水流出单向阀（14）；通过管路，水流入单向阀（13）和原水水源相联通，水流出单向阀（14）和右稳压室（10）原水进水管相联通。左稳压室（9）和右稳压室（10）均是由钢板制作而成，为半圆圆筒密闭容器，左稳压室（9）纯净水流入管和反渗透膜组件（11）纯净水流出管相连通，右稳压室（10）原水流出管和反渗透膜组件（11）原水进水管相连通。左稳压室（9）和右稳压室（10）的作用就是分别使左水压变化室（7）和右水压变化室（8）流入、流出的流速、压力均不稳定的水流压力趋于稳定。反渗透膜组件（11）是标准件，设置在组件壳体（12）里。组件壳体（12）由钢板制造而成，为圆筒密闭容器。
在上述图示中，虽然列举了本发明较佳实施例进行了说明，但众所周知，不应由该实施例反而限制了本发明的权力保护范围，亦即，任何熟悉该发明创新点的工程技术科学研究人员，若应用本发明主要之特征，进行若干细节的变动，皆仍应属于本发明的专利保护范围。

Claims (1)

1. 机电一体反渗透净水器，其特征在于：设置有电磁动力系统和 反渗透净水系统；电磁动力系统主要由圆筒缸体、产生交变磁场的左 定子和右定子、产生直流磁场的双面同磁极性柱塞、产生压力交替变 化的左水压变化室和右水压变化室、变频器和吸能储能器所组成；反 渗透净水系统主要由反渗透膜组件、组件壳体、左稳压室和右稳压室 组成；通过管路，电磁动力系统中的左水压变化室出水管和反渗透净 水系统中的左稳压室进水管相联通，右水压变化室进水管和右稳压室 出水管相联通；电磁动力系统中的左定子和右定子均由铁芯绕组组成， 绕组线圈绕向相同，绕组线圈均采用高绝缘防水铜线，并进行串联连接，通过变频器接交流电源，左定子装置在双面同磁极性柱塞的左侧， 右定子装置在双面同磁极性柱塞的右侧，左、右定子均和圆筒缸体固 定在一起；吸能储能器分别设置在双面同磁极性柱塞两端面和左、右 定子的朝向双面同磁极性柱塞的两端面；双面同磁极性柱塞设置在圆 筒缸体滑道中，分别在双面同磁极性柱塞两端面处设置有绕向相反的 绕组，绕组线圈均采用高绝缘防水铜线，两个绕组为并联连接，接直 流电源；左、右水压变化室均为圆筒缸体一侧端通过封闭而形成，左、 右水压变化室均设置有水流入单向阀、水流出单向阀；反渗透净水系 统中的反渗透膜组件设置在组件壳体里，通过管路，左稳压室出水管 和反渗透膜组件原水进水管相联通，右稳压室进水管和反渗透膜组件 净水出水管相联通。
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