CN115721998A - 一种具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统 - Google Patents

一种具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,包括纯水箱、用于向纯水箱输入去离子水的补水水箱、用于对纯水箱内水进行循环过滤的过滤装置;纯水箱的水流向过滤装置方向,纯水箱与过滤装置之间设置有喷射泵,过滤装置前端设置有压力传感器;纯水箱内设置有液位传感器;还设置一与喷射泵、压力传感器、液位传感器、以及补水水箱开关阀连接的控制装置;控制装置用于根据所述压力传感器的压力数据,调整所述喷射泵的功率;根据液位传感器的液位数据,打开或关闭补水水箱的开关阀。本发明可以对纯水箱中的去离子水进行循环净化,保证水箱内的存水一直保有足够的纯净度,可以实现自动补水,结构简单,使用成本较低。

Description

一种具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统
技术领域
本发明涉及制氢设备技术领域,尤其涉及的是一种具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统。
背景技术
现有的制氢设备中,电解槽工作的同时会有杂质析出,这样会影响到水箱内的水质,所以就需要对水箱内的水进行净化从而保证水箱内的存水一直保有足够的纯净度;另外,在制氢过程中,水同样会被消耗,需要及时补充。
因此,现有技术存在缺陷,需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种可以通过内循环过滤,保证水箱内的存水一直保有足够的纯净度,并且,能够随时进行补水的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统。
本发明的技术方案如下:一种具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,包括纯水箱、用于向纯水箱输入去离子水的补水水箱、用于对纯水箱内水进行循环过滤的过滤装置;其中,所述纯水箱的水流向过滤装置方向,所述纯水箱与过滤装置之间设置有喷射泵,所述过滤装置前端设置有压力传感器;并且,所述纯水箱内设置有液位传感器;并且,还设置一与所述喷射泵、压力传感器、液位传感器、以及补水水箱开关阀连接的控制装置;所述控制装置用于根据所述压力传感器的压力数据,调整所述喷射泵的功率;并且,根据所述液位传感器的液位数据,打开或关闭所述补水水箱的开关阀。
应用于上述技术方案,所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统中,所述过滤装置包括串联的过滤沙缸和陶瓷过滤杠,循环流向纯水箱中的去离子水先经过过滤沙缸后,再通过陶瓷过滤缸。
应用于上述各个技术方案,所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统中,还包括一用于对纯水箱的水进行冷却的热交换器,所述纯水箱中的水先经过所述热交换器后,再经过所述过滤装置循环回所述纯水箱。
应用于上述各个技术方案,所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统中,所述热交换器设置有冷却水入口和冷却水出口。
应用于上述各个技术方案,所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统中,还包括与所述纯水箱循环连接的电解槽,所述纯水箱中的去离子水经过所述热交换器之后,流向所述电解槽,所述电解槽电解制氢后将氧气输送回所述纯水箱。
应用于上述各个技术方案,所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统中,设置与所述纯水箱连接抽氧风机。
应用于上述各个技术方案,所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统中,所述抽氧风机与一排氧管道连接。
应用于上述各个技术方案,所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统中,所述液位传感器设置为浮球式液位传感器。
应用于上述各个技术方案,所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统中,还设置一与所述纯水箱连接的排水管道,所述排水管道的排水出口处设置有排水阀;所述纯水箱与所述排水管道连接处设置有手动阀。
应用于上述各个技术方案,所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统中,所述排水管道分别与所述补水水箱和所述热交换器连接。
本发明的有益效果为:
本发明通过纯水箱与过滤装置循环连接,过滤装置可以对纯水箱中的去离子水进行循环净化,从而保证水箱内的存水一直保有足够的纯净度,并且,通过补水水箱、液位传感器可以实现自动补水,结构简单,使用成本较低。
附图说明
图1为本发明的连接结构示意图;
图2为本发明中制氢设备的连接结构示意图;
图3为本发明中制氢设备的机械结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例,对本发明进行详细说明。
本实施例提供了一种具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,如图1和2所示,水处理系统包括纯水箱、用于向纯水箱输入去离子水的补水水箱、用于对纯水箱内水进行循环过滤的过滤装置;其中,所述纯水箱的水流向过滤装置方向,所述纯水箱与过滤装置之间设置有喷射泵,其中,纯水箱中的去离子水用于供水给电解槽进行电解制氢。
其中,由于电解槽在工作的同时会有杂质析出,这样会影响到纯水箱内的水质,所以就需要对纯水箱内的水进行过滤从而保证纯水箱内的存水一直保有足够的纯净度。如此,利用喷射泵将纯水箱内的水以高压状态推出,有助于电解槽内水循环流畅。
并且,所述过滤装置前端设置有压力传感器;并且,所述纯水箱内设置有液位传感器;并且,还设置一与所述喷射泵、压力传感器、液位传感器、以及补水水箱开关阀连接的控制装置;所述控制装置用于根据所述压力传感器的压力数据,调整所述喷射泵的功率;并且,根据所述液位传感器的液位数据,打开或关闭所述补水水箱的开关阀。
通过控制装置,可以根据实际应用场景,调整喷射泵的功率和纯水箱中去离子水的水位;其中,控制装置可以现有的控制系统,或者,通过现有技术即可实现,此处不做赘述。
并且,补水水箱通过补水输入口输入去离子水到纯水箱,如此,由于纯水箱中的水在使用中会被消耗,因此,补水水箱可以通过补水输入口输入去离子水给纯水箱进行补充水,满足使用需求,并且,所述纯水箱内安装有液位传感器和温度传感器,所述液位传感器用于检测纯水箱内水的液位数据,所述温度传感器用于检测纯水箱内水的温度数据。其中,可以通过温度传感器检测纯水箱中的水温来自动调节热交换器工作效率,从而保持电解槽低温冷却水供给,并且,通过检测水箱水位,当水箱水位到达低位时,发出电信号命令补水水箱的开关阀自动打开,当水箱水位到达高位时,命令补水水箱的开关阀自动关闭。其中,所述液位传感器设置为浮球式液位传感器。
还包括一用于对纯水箱的水进行冷却的热交换器,所述纯水箱中的水先经过所述热交换器后,再经过所述过滤装置循环回所述纯水箱;所述热交换器设置有冷却水入口和冷却水出口。
其中,来自纯水箱的去离子水经过热交换器后一分为二,一路供给电解槽,一路经过过滤缸;离子水在经过过滤缸后,水压会受影响,这也是水经过热交换器后没有选择只有一路先经过过滤缸再经过电解槽的原因;因此,选择两路走,既是要保障电解槽的正常运行也是要对水箱内的离子水进行过滤。
如图2所示,所述热交换器设置两路水输入管路,其中一路与冷却水输入口连接,热交换器另一路与所述纯水箱连接,如此,可以通过输入冷却水,对纯水箱中的去离子水进行冷却;热交换器的作用是通过热交换的方式,将输入的纯水箱中的水进行冷却,可以保证纯水箱中去离子水对电解槽的低温恒温供给,热交换器可以通过调节其工作效率,来调节输出冷却的离子水的温度,其具体结构和调节方式可以通过现有技术实现。
并且,所述热交换器的水流循环回所述纯水箱方向,所述热交换器与所述纯水箱之间设置有过滤装置,其中,过滤装置包括串联的过滤沙缸和陶瓷过滤杠,循环流向纯水箱中的去离子水先经过过滤沙缸后,再通过陶瓷过滤缸,过滤沙缸和陶瓷过滤缸可以分别过滤不同的杂质,过滤效果更好。
还包括与所述纯水箱循环连接的电解槽,所述纯水箱中的去离子水经过所述热交换器之后,流向所述电解槽,所述电解槽电解制氢后将氧气输送回所述纯水箱;并且,设置与所述纯水箱连接抽氧风机,所述抽氧风机与一排氧管道连接。
并且,所述纯水箱一端通过所述热交换器向所述电解槽输入冷却去离子水,其另一端输入所述电解槽电解后的冷却水和氧气;并且,所述电解槽在电解水后将氧气输入到所述纯水箱,并将氢气输入到外部汽水分离装置,即纯水箱中的水通过热交换器之后,输出设定温度的冷却去离子水到电解槽,电解槽电解水后,其两极分别产生氢气和氧气,因此,可以通过将氢气输入到汽水分离装置中进行汽水分离,提纯后,收集氢气,并且,通过将氧气和水汽输送回纯水箱中,通过安装与纯水箱连接的抽氧气风机,对氧气进行回收。
还设置一与所述纯水箱连接的排水管道,所述排水管道的排水出口处设置有排水阀;所述纯水箱与所述排水管道连接处设置有手动阀;所述排水管道分别与所述补水水箱和所述热交换器连接。
所述排水管道分别与纯水箱、热交换器、汽水分离装置连接,其中,排水管道的排水输出口处设置有排水阀,排水管道与纯水箱之间设置有手动阀,排水管道内的水,也可以通过排水管输入到热交换器中,从而可以对排水管道内的水进行重复使用;纯水箱中的水,也可以通过排水管道流向热交换器,也可以通过排水管道排出外部,具体可以根据应用场景和实际使用需求设置。
其中,所述汽水分离装置包括上部冷却腔和下部水位腔;其中,上部冷却腔设置有汽水分离冷却水入口和汽水分离冷却水出口,下部水位腔设置有水位和排水出口,并且,在上部冷却腔和下部水位腔之间设置有氢气输入口,排水出口与水封连接。
其中,上部冷却腔中的水为冷却水,可以降低管壁温度,当氢气通过管内时,氢气中的水蒸汽会产生冷凝效果,从而可以剔除掉氢气中含有的部分水蒸汽。并且,下部水位腔内设置浮球液位开关,浮球液位开关通过检测水位,水位达到一定高度时,通过调节增大腔内气压来排水。
水封在整个系统中的安装位置相对是高位,将汽水分离器过滤出来的水暂时储存在这里,从水封再将水排回到纯水箱,起到缓冲作用,防止氢氧同处一室,有安全的必要性;并且,电解槽电解的过程中,部分水渗透SPE膜随氢气一起出来,如果不对这部分水进行循环利用,电解消耗掉的水将是巨大的;因此,将水封的水循环回纯水箱,可以减少水的消耗,从而达到节约成本的作用。
并且,汽水分离装置的排水在整个系统中位于低位,如果要将汽水分离装置中的水排出,需要增大腔内气压,用气压差将汽水分离装置中过滤的水排出。用压力差排水的同时会将部分氢气压到连接容器的风险,如果汽水分离装置直接连接纯水箱,在汽水分离装置排水时,纯水箱内就会有氢气流入,因为氧气是随水循环的,水箱内是含有大量氧气的,氢氧相处有爆炸风险。为了避免此风险,中间就需添加一个缓冲容器,这就是水封的作用。
如图3所示,图1为本发明的制氢设备机械图,其中,制氢设备包括有包括用于提供去离子水给电解槽的纯水箱101、与纯水箱101循环管道连接并用于对去离子水进行冷却的热交换器105、与热交换器105和纯水箱101分别管道连接并用于电解制氢的电解槽103、以及与电解槽103管道连接并对氢气进行汽水分离的汽水分离装置102、对流向热交换器的去离子水进行加压的喷射泵104、对去离子水进行过滤的过滤装置107、对汽水分离装置内的排水进行缓冲的水封106;其具体的连接结构通过以上内容,并结合现有技术均可以实现,此处不做赘述。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于,包括纯水箱、用于向纯水箱输入去离子水的补水水箱、用于对纯水箱内去离子水进行循环过滤的过滤装置;
其中,所述纯水箱的水流向过滤装置方向,所述纯水箱与过滤装置之间设置有喷射泵,所述过滤装置前端设置有压力传感器;并且,所述纯水箱内设置有液位传感器;
并且,还设置一与所述喷射泵、压力传感器、液位传感器、以及补水水箱开关阀连接的控制装置;
所述控制装置用于根据所述压力传感器的压力数据,调整所述喷射泵的功率;并且,根据所述液位传感器的液位数据,打开或关闭所述补水水箱的开关阀。
2.根据权利要求1所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于:所述过滤装置包括串联的过滤沙缸和陶瓷过滤杠,循环流向纯水箱中的去离子水先经过过滤沙缸后,再通过陶瓷过滤缸。
3.根据权利要求1所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于:还包括一用于对纯水箱的水进行冷却的热交换器,所述纯水箱中的水先经过所述热交换器后,再经过所述过滤装置循环回所述纯水箱。
4.根据权利要求3所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于:所述热交换器设置有冷却水入口和冷却水出口。
5.根据权利要求3所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于:还包括与所述纯水箱循环连接的电解槽,所述纯水箱中的去离子水经过所述热交换器之后,流向所述电解槽,所述电解槽电解制氢后将氧气输送回所述纯水箱。
6.根据权利要求5所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于:设置与所述纯水箱连接抽氧风机。
7.根据权利要求6所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于:所述抽氧风机与一排氧管道连接。
8.根据权利要求1所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于:所述液位传感器设置为浮球式液位传感器。
9.根据权利要求1所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于:还设置一与所述纯水箱连接的排水管道,所述排水管道的排水出口处设置有排水阀;所述纯水箱与所述排水管道连接处设置有手动阀。
10.根据权利要求9所述的具有内循环过滤和自动补水功能的水处理系统,其特征在于:所述排水管道分别与所述补水水箱和所述热交换器连接。
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