CN107428407A - 用于对来自水体的水进行净化的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对来自水体的水进行净化的装置。以前，水净化系统将加压流体不稳定地递送到过滤器，这样导致了低容量生产。本发明的实施例使用浮动平台(44)，该浮动平台具有从其边缘以向下的角度延伸到水体中的斜坡(10)。主蓄水区(24)从该斜坡的顶部部分延伸到该浮动平台上。一对副蓄水区(28)被附接至该主蓄水区的远离该斜坡的一端。液压积蓄器(36)被附接至这些副蓄水区。纳滤系统(48)操作性地附接至液压积蓄器。水被配置成从该水体流动到该斜坡上并且流动穿过该系统，从而作为净化水离开该纳滤系统。

Description

用于对来自水体的水进行净化的系统和方法
技术领域
本文中的实施例总体上涉及水的净化，并且更具体地涉及用于对来自水体(诸如海洋或内陆河)的水进行净化的方法。
背景技术
常规的水净化系统将加压流体不稳定地递送到过滤器并导致了低容量生产。此外，常规系统的运行消耗燃料，这样成本高并且造成污染。
因此，需要一种系统来净化来自水体的水，该系统提供高的容量并且提供加压流体到过滤器的稳定递送，其中，该系统不需要燃料。
发明内容
本披露的一些实施例包括用于从水体中生产净化水的水净化系统。该水净化系统可以包括：浮动平台，该浮动平台具有从其边缘以向下的角度延伸到该水体中的斜坡；主蓄水区，该主蓄水区从该斜坡的顶部部分延伸到该浮动平台上；至少一个副蓄水区，该至少一个副蓄水区被附接至该主蓄水区的远离该斜坡的一端；被附接至该副蓄水区的至少一个液压积蓄器；以及纳滤系统，该纳滤系统可操作地附接至该至少一个液压积蓄器。水可以被配置成从该水体流动到该斜坡上并且流动穿过该系统，从而作为净化水或饮用水离开该纳滤系统。
附图说明
以下参照附图详细描述本发明的一些实施例，其中相同的数字表示图中的对应部分。
图1是本披露的一个实施例的透视图。
图2是本披露的一个实施例的示意性俯视图。
图3是本披露的一个实施例的侧面透视图。
图4是沿着图2中的线5-5截取的本披露的一个实施例的截面视图。
图5是本披露的一个实施例的流程图。
图6是图5的延续。
具体实施方式
在本发明的以下详细说明中，描述了本发明的多个细节、实例和实施例。然而，对本领域技术人员将清楚且明显的是，本发明不限于所阐释的实施例并且本发明可以适配于若干应用中的任何应用。
本披露的方法和系统可以用于净化来自水体的水并且可以包括以下元件。这个可能组成元件的列表旨在仅为示例性的，并不旨在这个列表用于将本申请的装置局限于仅仅这些元件。与本披露相关的本领域普通技术人员可以理解在本披露内有等效元件可以被代替，而不会改变该装置的基本功能或操作。
1.驳船
2.斜坡
3.主蓄水区
4.副蓄水区
5.压载罐
本披露的用于对来自水体的水进行净化的水净化系统的各种不同的元件可以用以下示例性方式相关联。并非旨在限制各种不同的元件之间的关系的范围或性质，并且以下实例仅作为说明性实例进行呈现。
通过举例的方式，参考图1至图6，本披露的水净化系统的一些实施例包括用于对来自水体50的水进行净化的水净化系统，该系统包括：平台或驳船44，该平台或驳船具有从其边缘以向下的角度延伸到水50中的斜坡10；从斜坡10的顶部部分延伸到驳船44上的主蓄水区24；被附接至主蓄水区24的远离斜坡10的一端的一对副蓄水区28、30；被附接至这些副蓄水区28、30的至少一个液压积蓄器36；以及可操作地附接至液压积蓄器36的过滤系统48，其中，水50被配置成流动到斜坡10上并且流动穿过该系统到达容纳罐，水可以根据需要从该容纳罐来进行分配和使用。如图所示，斜坡10可以包括与其边缘成一线的一对抛物线型波浪集聚器12。斜坡10和波浪集聚器12可以先后起作用以将水50中的波浪尽可能抬高到最高水平，以使包含在波浪中的动能的回收最大化，从而驱动波浪在驳船44上到达更高的高度。在一些实施例中，斜坡10和波浪集聚器12的组合可以使波浪高度增加一倍。
斜坡10可以具有被附接至其底表面上的至少一个压载罐20，其中，压载罐20可以允许重新配置斜坡10的俯仰和角度以配合水50中的适时状况。闸门(诸如漫坝闸门16)可以被定位在斜坡10的远离水50的顶部部分处，以将斜坡10与主蓄水区24分开。斜坡10和闸门16可以通过一对导轨14来连接至驳船44，这可以允许斜坡10和闸门16上下移动以符合用于使主蓄水区24的流动和高度两者最大化的适时状况。当水50上到斜坡10上时，水可以撞到漫坝闸门16中，将其推入主蓄水区24中，其中，闸门16在闸门铰链22处枢转打开。闸门16可以具有至少一个闸门浮子18，该至少一个闸门浮子被附接至闸门16的向内面朝主蓄水区24的表面上，使得当水50流入主蓄水区24时，主蓄积水52致使闸门浮子18将闸门16向后提升达到主蓄水区24中的水位，从而防止主蓄积水52逸出。由于斜坡10、闸门16、和主蓄水区24的结构，该系统可以允许恒定地添加额外的水50。
如图1至图3所示，主蓄水区24可以包括多个筛网42和多个清理导管开口40，其中，这些筛网42可以起到防止水生生物进入副蓄水区28、30的作用。这些导管40可以用于清理主蓄水区24和/或用于将水生生物放回水体50中。
主蓄积水52可以流入第一副蓄水区28或第二副蓄水区30。如图4所示，这些副蓄水区28、30各自可以包括一个容器，该容器具有定位在其中的浮力块32，该容器被配置成用于容纳一定容量的副蓄积水54。每个浮力块32可以附接至向下延伸到液压缸34中的缸轴33上，其中，缸供给管35可以将水从该容器输送到液压缸34。因此，液压缸34可以例如是闭环双作用液压缸34。然而，在其他实施例中，该系统可以是开放系统，以适应向该系统添加更多的海水。因此，就电气部分而言，该系统可以是闭环的，但是在水净化部分方面，该系统可以是开放系统。在一些实施例中，该系统可以包括多个液压缸34。每个缸供给管35可以包括至少一个阀37以阻止水从该容器流动到液压缸34。此外，每个液压缸34可以具有从其延伸的一个缸出口供给管38，其中，缸出口供给管38可以将液压缸34附接至液压积蓄器36上并且可以允许缸水56从液压缸34流到液压积蓄器36。
在一些实施例中，主蓄积水52可以通过经由安装在主蓄水区24的远离斜坡10的一端处的闸门(诸如导叶闸门26)受控并同步地流入副蓄水区28、30中来被引导到副蓄水区28、30中。当主蓄积水52流入副蓄水区28、30时，主蓄积水52可以被称为副蓄积水54，这样可以致使正向浮力块32被配置成沿竖直路径上下行进而浮动。加重浮力块32的位移可以等于或大于浮力块32的质量，这样产生了与块32上下行进时相等的力，从而导致了在上下冲程中均产生高度加压的副蓄积水54，从而提高了系统的效率。正向浮力块32可以连接至缸轴33，其中，水的流入和向外流动在液压缸34内部提供稳定的力。然后，水可以流动到液压积蓄器36，其中，液压积蓄器36可以装配有压力调节阀，使得积蓄器水58保持在恒定压力下，这对于流入纳滤系统48的流动可能是重要的。
积蓄器水58可以从液压积蓄器36流过供给管46进入纳滤系统48，其中，纳滤系统48可以包括例如逆渗透纳滤系统。积蓄器水58可以穿过纳滤系统48并作为净化水离开纳滤系统48，净化水可以在分配使用之前储存在容纳罐中。
在多个实施例中，本披露的系统可以包括额外的部件，诸如用于监测水位以及闸门和阀的打开和关闭的传感器。此外，该系统的替代版本可以不包括波浪集聚器12，而是可以包括一对直的平行壁。斜坡10也可以用平片来代替。
由于该系统的结构，可能与常规系统相反，消除了水的波浪高度变化，这样进而提供的是消除了用于水位测量的时间。因此，由本披露的系统产生的清洁水的体积可以显著大于由常规系统产生的清洁水的体积。此外，不需要燃料来运行本披露的系统，这样消除了由来自常规系统的燃料引起的污染。
如图5和图6所述，本披露的系统可以如下运作。该系统可以安装在驳船44或类似的船上，其中，压载罐20可以用于配置斜坡10和波浪集聚器12的俯仰和角度以配合适时状况。斜坡10的远离水体50的一端可以具有安装在其上的闸门16，其中，斜坡10和闸门16可以在导轨14上进行调整，以使进入主蓄水区24的流动最大化。当水进入斜坡10时，斜坡10和波浪集聚器12可以使波浪提升至最高可能的水平，至少使波浪高度增加一倍，并且因此使包含在波浪内的动能的回收最大化。被放大的波浪可以冲上斜坡10并撞击闸门16，从而导致闸门16在水被推入主蓄水区24时在其铰链22上降低。流入的水可以与闸门16上的闸门浮子18接合，从而将闸门16提升到主蓄水区24中的水位。多个网眼筛网可以沿着主蓄水区24的长度间隔开，以防止水生生物进入副蓄水区28、30。还可以沿着主蓄水区24的长度安装清理导管40和螺旋钻，以清除沙子和其他碎屑并使水生生物返回到水体50。主蓄水区24中的水可以通过导叶闸门26引导到副蓄水区28、30中。在副蓄水区28、30中，水可以使正向浮力块32浮动，该正向浮力块可以连接至缸柱塞轴33。浮力块32的位移可以在上下冲程上都形成高度加压的水，诸如约1000psi至约2000psi的水，其中，海水的流入和向外流动可以在液压缸34的内部提供稳定的力。重力可以将水从副蓄水区28、30中引导通过阀37并引导进入双作用液压缸34的顶部或底部部分中。然后，高度加压的水可以经由阀控制的管道行进到液压积蓄器36，该液压积蓄器可以装配有调节阀以将水保持在恒定压力下。水可以通过管道从液压积蓄器36输送到逆渗透纳滤系统48中，水从该逆渗透纳滤系统中作为净化水离开。逆渗透纳滤系统48可以包括被配置成用于对水进行净化的任何常规的纳滤系统。
虽然该系统被描述为从开放水体中的水中生产过滤水，但是该系统还可以具有其他功能。例如，包含在液压缸34中的加压流体可以用于驱动用于产生电力的一组齿轮。
本领域的普通技术人员可以认识到多种设计构型有可能享受到本发明系统的功能性利益。因而，鉴于本发明的实施例的构型和安排的多样性，本发明的范围是通过以下权利要求书的广度来反映的而不是通过以上所述实施例而变窄。
工业实用性
所披露的发明的实施例可以用于从水体中产生净化水。

Claims (10)

1.一种用于由水体生产净化水的水净化系统，该水净化系统包括：
浮动平台，该浮动平台具有从其边缘以向下的角度延伸到该水体中的斜坡；
主蓄水区，该主蓄水区从该斜坡的顶部部分延伸到该浮动平台上；
一对副蓄水区，该对副蓄水区被附接至该主蓄水区的远离该斜坡的一端；
被附接至该副蓄水区的至少一个液压积蓄器；以及
纳滤系统，该纳滤系统操作性地附接至该至少一个液压积蓄器，
其中，水被配置成从该水体流动到该斜坡上并且流动穿过该系统，从而作为净化水离开该纳滤系统。
2.如权利要求1所述的系统，其中：
该斜坡包括与其外边缘成一线的一对抛物线型波浪集聚器；并且
该斜坡和这些波浪集聚器被配置成先后起作用来抬高水中的波浪，以使包含在波浪中的动能的回收最大化，从而驱动波浪在该浮动平台上到达更高的高度。
3.如权利要求1所述的系统，还包括被附接至该斜坡的底表面上的至少一个压载罐，其中，该至少一个压载罐被配置成用于重新配置该斜坡的俯仰和角度以配合该水体中的状况。
4.如权利要求1所述的系统，还包括漫坝闸门，该漫坝闸门被定位在该斜坡的远离该水体的一端处，从而将该斜坡与该主蓄水区24分开，
其中，当水上到该斜坡上时，水撞到该漫坝闸门中，将该漫坝闸门推入该主蓄水区中，从而允许水流入该主蓄水区。
5.如权利要求4所述的系统，其中，至少一个闸门浮子被附接至该闸门的向内面朝该主蓄水区的表面上，使得当水流入该主蓄水区时，水致使该闸门浮子将该闸门向后提升达到该主蓄水区中的水位，从而防止水从该斜坡向下逸回。
6.如权利要求1所述的系统，其中，该主蓄水区包括被配置成防止水生生物进入该系统的至少一个筛网。
7.如权利要求1所述的系统，其中：
这些副蓄水区各自包括一个容器，该容器具有定位在其中的浮力块；
每个浮力块被附接至缸轴，该缸轴向下延伸到液压缸中，该液压缸具有将该液压缸附接至该液压积蓄器上的缸出口供给管；并且
每个浮力块的位移在上下冲程中都产生加压水，其中，水的流入和向外流动在这些液压缸的内部提供稳定的力。
8.如权利要求1所述的系统，其中，该液压积蓄器装配有至少一个压力调节阀，使得该液压积蓄器中的水保持在恒定压力下。
9.如权利要求1所述的系统，其中，该纳滤系统包括逆渗透纳滤系统。
10.如权利要求1所述的系统，其中，该浮动平台是海上驳船。
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