CN205892819U - 海水淡化升压能量回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海水淡化升压能量回收装置，包括同轴连接的第一缸体和第二缸体，且第一缸体与第二缸体之间经隔板隔开，第一缸体和第二缸体内部分别设置有经连接杆连接的第一活塞和第二活塞；还包括进水泵和反渗透膜组，进水泵经第一管路连通第一缸体，反渗透膜组的进水口经第二管路连通第二缸体，第二缸体缸经第三管路连通第一管路，反渗透膜组的浓水口经第四管路连通第二缸体，第二管路和第三管路分别设置有第一单向阀和第二单向阀；第一缸体缸和第二缸体均设置有排水管路，第一管路、第四管路和排水管路均连接有控制阀。该装置能实现海水的能量回收利用，并清洗第一缸体内沉淀的盐分；结构简单、成本低、使用范围广且操作简单。

Description

海水淡化升压能量回收装置

技术领域

本实用新型属于海水淡化技术领域，特别是涉及一种海水淡化升压能量回收装置。

背景技术

随着经济的高速发展和人口的迅速增长与集中，对淡水的需求也在日益增加，虽然地球表面2/3的面积被水覆盖，但是其中97.2％为海水，海水由于含盐量高而不能直接使用，需用一定的技术手段对海水进行淡化，而常用的海水淡化方法为反渗透法。

目前，常用的反渗透海水淡化系统会配备有能量回收器来回收浓盐水余压能，能量回收器使排出的高压浓盐水通过能量回收器加压一部分原料海水，但是这部分原料海水在回收浓盐水余压之后，其压力不能达到反渗透操作压力，需配套使用增压泵来提升原料海水的压力，价格昂贵，一次性投资成本较高，只有大型或特大型反渗透海水淡化系统才能通过规模效应低效或降低投资成本，中小型反渗透海水淡化系统因不能配备能量回收器回造成能源浪费，而不依靠外力增压泵的情况下，能量回收效率低、效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种由进水泵进入的海水通过活塞进行升压，升压后的海水进入反渗透膜组淡化后，剩余的浓水再次回到活塞进行二次加压，从而可达到不使用高压泵也能提高海水压力，进行海水淡化的海水淡化升压能量回收装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种海水淡化升压能量回收装置，包括同轴设置的第一缸体和第二缸体，且所述第一缸体与第二缸体之间经隔板隔开，所述第一缸体和第二缸体内腔分别设置有经连接杆同轴连接的第一活塞和第二活塞；还包括进水泵和反渗透膜组，所述进水泵经第一管路连通所述第一缸体位于所述隔板远端的第一端的缸壁上开设的管口，所述反渗透膜组的进水口经第二管路连通所述第二缸体位于所述隔板远端的第一端的缸壁上开设的管口，所述第二缸体第一端的缸壁上开设的管口经第三管路连通所述第一管路，所述反渗透膜组的浓水口经第四管路连通所述第二缸体位于所述隔板端的第二端的缸壁上开设的管口，所述第二管路和第三管路分别设置有控制水流流出和流进的第一单向阀和第二单向阀，所述反渗透膜组的产水经产水口外排使用，所述第一缸体和第二缸体均设置有排水管路，还包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀包括三个接口，所述三个接口分别连通所述进水泵、第一缸体第一端缸壁上开设的管口和排水管路，所述第二控制阀包括三个接口，所述三个接口分别连通所述反渗透膜组的浓水口、第二缸体第二端缸壁上开设的管口和排水管路。

作为优选：所述第一缸体的直径大于所述第二缸体的直径成型缸体凸出部，所述第一缸体的排水管路和第二缸体的排水管路分别设置于所述第一缸体第一端和第二缸体第二端。

作为优选：所述缸体凸出部的端面设置有与所述第二缸体贯通的中空密封腔，所述第一活塞上设置有伸出所述缸体凸出部的同步杆，且所述同步杆设置有止挡块，所述第一控制阀和第二控制阀设置于所述缸体凸出部与中空密封腔的结合部，所述第一控制阀和第二控制阀均为二位三通机械换向阀。

作为优选：所述第一控制阀和第二控制阀均为二位三通电磁换向阀，且在活塞行程两端分别设有第一限位开关和第二限位开关，还包括控制二位三通电磁换向阀的电控单元。

作为优选：所述缸体凸出部的端面设置有与所述第二缸体贯通的中空密封腔，所述第一活塞上设置有伸出所述缸体凸出部的同步杆，且所述同步杆设置有止挡块，所述第一控制阀设置于所述缸体凸出部与中空密封腔的结合部，所述第一控制阀为二位三通机械换向阀；所述第二控制阀为二位三通电磁换向阀，且在活塞行程两端分别设有第一限位开关和第二限位开关，还包括控制二位三通电磁换向阀的电控单元。

作为优选：所述第一控制阀为二位三通电磁换向阀，且在活塞行程两端分别设有第一限位开关和第二限位开关，还包括控制二位三通电磁换向阀的电控单元；所述缸体凸出部的端面设置有与所述第二缸体贯通的中空密封腔，所述第一活塞上设置有伸出所述缸体凸出部的同步杆，且所述同步杆设置有止挡块，所述第二控制阀设置于所述缸体凸出部与中空密封腔的结合部，所述第一控制阀为二位三通机械换向阀。

作为优选：所述第二控制阀为二位三通机械换向阀，且设置在隔板上，所述第二控制阀位于第一缸体和第二缸体内的触点分别经第一活塞和第二活塞触碰。

作为优选：所述第一控制阀包括设置在第一管路上的第一二通阀和设置在所述第一缸体的排水管路上的第三二通阀，所述第二控制阀包括设置在第四管路上的第二二通阀和设置在所述第二缸体的排水管路上的第四二通阀，所述第一二通阀和第二二通阀同开同关，所述第三二通阀与第四二通阀同开同关。

作为优选：所述隔板与连接杆的接触处均设置有密封圈。

作为优选：所述第二缸体的排水管路连通所述第一缸体位于隔板端的第二端上开设的管口，且在所述第一缸体的第二端设置有排水口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

该海水淡化升压能量回收装置工作时，第一缸体和第二缸体内的压力差使第一活塞和第二活塞在缸体内往复运动，由进水泵进入的海水进入第一缸体和第二缸体，进入第一缸体的海水对第二缸体加压，使第二缸体内的压力升压；经第二缸体加压后的海水进入反渗透膜组进行海水淡化，产水外排使用，剩余浓水再次回到第二缸体进行能量回收；该海水淡化升压能量回收装置结构简单，不使用高压泵也能提高海水压力，进行海水淡化，大大降低了海水淡化的成本，提高海水淡化的可靠性，无需借助外力，自身即可完成内部升压和能量回收过程，升压和能量回收效率高、效果好，适用范围广。

进入第一缸体内的海水将能量转化为推动活塞往复运动的能量，而第一缸体直径大于第二缸体的直径，因此，第一缸体的海水对进入第二缸体内海水的压力可成倍增加，达到大幅升压的目的；第二缸体中的海水经反渗透膜组淡化后的剩余浓水回到相同缸体活塞的另一侧腔室，进行能量回收，使升压和能量回收一体完成，减少了能量损耗，合力提升了增压效果。

第一活塞往第二缸体方向运动，使第一缸体内的浓水由排水口排出，可起到清洗第一缸体内沉淀的盐分的作用。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型第三实施例的结构示意图；

图4是本实用新型第四实施例的结构示意图；

图5是本实用新型第五实施例的结构示意图；

图6是本实用新型第五实施例的结构示意图；

图7是本实用新型第六实施例的结构示意图。

主要组件符号说明：

第一缸体10，第一活塞12，中空密封腔14，同步杆16，止挡块162，排水口18，第二缸体20，第二活塞22，隔板30，连接杆40，进水泵50，反渗透膜组60，第一管路72，第二管路74，第一单向阀742，第三管路76，第二单向阀762，第四管路78，排水管路79，第一控制阀82，第一二通阀822，第三二通阀824，第二控制阀84，第二二通阀842，第四二通阀844，密封圈90。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详述：

图1示出了本实用新型的第一个实施例。

请参阅图1所示，该海水淡化升压能量回收装置，包括同轴设置的第一缸体10和第二缸体20，且第一缸体10与第二缸体20之间经隔板30隔开，第一缸体10和第二缸体20内腔分别设置有经连接杆40同轴连接的第一活塞12和第二活塞22；还包括进水泵50和反渗透膜组60，进水泵50经第一管路72连通第一缸体10位于隔板30远端的第一端的缸壁上开设的管口，反渗透膜组60的进水口经第二管路74连通第二缸体20位于隔板30远端的第一端的缸壁上开设的管口，第二缸体20第一端的缸壁上开设的管口经第三管路76连通第一管路72，反渗透膜组60的浓水口经第四管路78连通第二缸体20位于隔板30端的第二端的缸壁上开设的管口，第二管路74和第三管路76分别设置有控制水流流出和流进的第一单向阀742和第二单向阀762，反渗透膜组60的产水经产水口外排使用，第一缸体10和第二缸体20均设置有排水管路79，还包括第一控制阀82和第二控制阀84，第一控制阀82包括三个接口，三个接口分别连通进水泵50、第一缸体10第一端缸壁上开设的管口和排水管路79，第二控制阀84包括三个接口，三个接口分别连通反渗透膜组60的浓水口、第二缸体20第二端缸壁上开设的管口和排水管路79。

其中，第一缸体10的直径大于第二缸体20的直径成型缸体凸出部，第一缸体10的排水管路79和第二缸体20的排水管路79分别设置于第一缸体10第一端和第二缸体20第二端缸体凸出部的端面设置有与第二缸体20贯通的中空密封腔14，第一活塞12上设置有伸出缸体凸出部的同步杆16，且同步杆16设置有止挡块162，第一控制阀82和第二控制阀84设置于缸体凸出部与中空密封腔14的结合部，第一控制阀82和第二控制阀84均为二位三通机械换向阀；隔板30与连接杆40的接触处均设置有密封圈90；第二缸体20的排水管路79连通第一缸体10位于隔板30端的第二端上开设的管口，且在第一缸体10的第二端设置有排水口18。

工作原理：该海水淡化升压能量回收装置工作时，进水泵50启动，海水经进水泵50的作用进入第一管路72，打开第一控制阀82与第一缸体10连通的接口，使海水进入第一缸体10，此时与第一缸体10排水管路79连通的第一控制阀82的接口关闭，海水不断进入第一缸体10，同时，进入进水泵50的海水部分进入第三管路76，使海水进入第二缸体20，打开第二控制阀84与第二缸体20连通的接口，当活塞达到平衡之后，第二缸体20内的海水由第二管路74进入反渗透膜组60，淡化后，净水外排使用，浓水进入第二缸体20与原海水不同的腔室内，于是，第二缸体20内的浓水使腔室内的压力增大，阻碍第二活塞22向第一缸体10方向运动，使第一活塞12逐渐往第二缸体20方向运动；当第一活塞12运动至第一缸体10第二端，第一活塞12触碰第一控制阀82和第二控制阀84位于第一缸体10内的触点，使第一控制阀82与第一缸体10连通的接口关闭、第一控制阀82与第一缸体10排水管路79连通的接口打开，使第二控制阀84与第二缸体20连通的接口关闭、第二控制阀84与第二缸体20排水管路79连通的接口打开，由第三管路76进入第二缸体20的海水推动第二活塞22往第一缸体10方向运动；反之，当第一活塞12运动至第一缸体10第一端，第二活塞22触碰第一控制阀82和第二控制阀84位于第二缸体20内的触点，使第一控制阀82与第一缸体10连通的接口打开、第一控制阀82与第一缸体10排水管路79连通的接口关闭，使第二控制阀84与第二缸体20连通的接口打开、第二控制阀84与第二缸体20排水管路79连通的接口关闭，由第一管路72进入第一缸体10的海水推动第一活塞12往第二缸体20方向运动；如此循环。

而进入第二缸体20的浓水再由排水管路79排至第一缸体10，并在第一缸体10的第二端设置排水口18，浓水可将其自身的压力和能量转化为第一活塞12的动力，加快第一活塞12往第一缸体10第一端的运动，并带动第二活塞22运动；当第一活塞12往第二缸体20方向运动，并运动至第一缸体10第二端时，第一缸体10内的浓水由排水口18排净。

图2示出了本实用新型的第二个实施例。

请参阅图2所示，该实施例与第一实施例的区别是：第一控制阀82和第二控制阀84均为二位三通电磁换向阀，且在活塞行程两端分别设有第一限位开关和第二限位开关，还包括控制二位三通电磁换向阀的电控单元。当活塞运行并触发第一限位开关时，第一控制阀82与第一缸体10连通的接口关闭、第一控制阀82与第一缸体10排水管路79连通的接口打开，第二控制阀84与第二缸体20连通的接口关闭、第二控制阀84与第二缸体20排水管路79连通的接口打开；当活塞运行并触发第二限位开关时，第一控制阀82与第一缸体10连通的接口打开、第一控制阀82与第一缸体10排水管路79连通的接口关闭，使第二控制阀84与第二缸体20连通的接口打开、第二控制阀84与第二缸体20排水管路79连通的接口关闭。其中，第一限位开关和第二限位开关的位置可以是分别设置在第一活塞12的行程两端，可以是分别设置在第二活塞22的行程两端，可以是分别设置在第一缸体10的第一端和第二缸体20的第二端，还可以是分别设置在第一缸体10的第二端和第二缸体20的第一端。当然，缸体上设置有与二位三通电磁换向阀匹配的继电器和传感器。其它部分的结构与前述实施例相同，此处省略。

图3示出了本实用新型的第三个实施例。

请参阅图3所示，该实施例与第一实施例的区别是：缸体凸出部的端面设置有与第二缸体20贯通的中空密封腔14，第一活塞12上设置有伸出缸体凸出部的同步杆16，且同步杆16设置有止挡块162，第一控制阀82设置于缸体凸出部与中空密封腔14的结合部，第一控制阀82为二位三通机械换向阀；第二控制阀84为二位三通电磁换向阀，且在活塞行程两端分别设有第一限位开关和第二限位开关，还包括控制二位三通电磁换向阀的电控单元。当第一活塞12触碰第一控制阀82位于第一缸体10内的触点时，活塞触发第一限位开关，第一控制阀82与第一缸体10连通的接口关闭、第一控制阀82与第一缸体10排水管路79连通的接口打开，第二控制阀84与第二缸体20连通的接口关闭、第二控制阀84与第二缸体20排水管路79连通的接口打开；当止挡块162触碰第一控制阀82位于中空密封腔14内的触点时，活塞触发第二限位开关，第一控制阀82与第一缸体10连通的接口打开、第一控制阀82与第一缸体10排水管路79连通的接口关闭，使第二控制阀84与第二缸体20连通的接口打开、第二控制阀84与第二缸体20排水管路79连通的接口关闭。其它部分的结构与前述实施例相同，此处省略。

图4示出了本实用新型的第四个实施例。

请参阅图4所示，该实施例与第一实施例的区别是：第一控制阀82为二位三通电磁换向阀，且在活塞行程两端分别设有第一限位开关和第二限位开关，还包括控制二位三通电磁换向阀的电控单元；缸体凸出部的端面设置有与第二缸体20贯通的中空密封腔14，第一活塞12上设置有伸出缸体凸出部的同步杆16，且同步杆16设置有止挡块162，第二控制阀84设置于缸体凸出部与中空密封腔14的结合部，第一控制阀82为二位三通机械换向阀。当活塞触发第一限位开关时，第一活塞12触碰第二控制阀84位于第一缸体10内的触点，第一控制阀82与第一缸体10连通的接口关闭、第一控制阀82与第一缸体10排水管路79连通的接口打开，第二控制阀84与第二缸体20连通的接口关闭、第二控制阀84与第二缸体20排水管路79连通的接口打开；当活塞触发第二限位开关时，止挡块162触碰第二控制阀84位于中空密封腔14内的触点，第一控制阀82与第一缸体10连通的接口打开、第一控制阀82与第一缸体10排水管路79连通的接口关闭，使第二控制阀84与第二缸体20连通的接口打开、第二控制阀84与第二缸体20排水管路79连通的接口关闭。其它部分的结构与前述实施例相同，此处省略。

图5、图6示出了本实用新型的第五个实施例。

请参阅图5、图6所示，该实施例与第一实施例的区别是：第二控制阀84设置在隔板30上，第二控制阀84位于第一缸体10和第二缸体20内的触点分别经第一活塞12和第二活塞22触碰。其它部分的结构与前述实施例相同，此处省略。

图7示出了本实用新型的第六个实施例。

请参阅图7所示，该实施例与第一实施例的区别是：第一控制阀82包括设置在第一管路72上的第一二通阀822和设置在第一缸体10的排水管路79上的第三二通阀824，第二控制阀84包括设置在第四管路78上的第二二通阀842和设置在第二缸体20的排水管路79上的第四二通阀844，第一二通阀822和第二二通阀842同开同关，第三二通阀824与第四二通阀844同开同关，第一二通阀822和第三二通阀824交替开关。其它部分的结构与前述实施例相同，此处省略。

当然，还可以是第一控制阀82包括设置在第一管路72上的第一二通阀822和设置在第一缸体10的排水管路79上的第三二通阀824、第二控制阀84为第二二位三通机械换向阀或第二二位三通电磁换向阀；或者，第一控制阀82为第一二位三通机械换向阀或第一二位三通电磁换向阀、第二控制阀84包括设置在第四管路78上的第二二通阀842和设置在第二缸体20排水管路79上的第四二通阀844。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，包括同轴设置的第一缸体和第二缸体，且所述第一缸体与第二缸体之间经隔板隔开，所述第一缸体和第二缸体内腔分别设置有经连接杆同轴连接的第一活塞和第二活塞；还包括进水泵和反渗透膜组，所述进水泵经第一管路连通所述第一缸体位于所述隔板远端的第一端的缸壁上开设的管口，所述反渗透膜组的进水口经第二管路连通所述第二缸体位于所述隔板远端的第一端的缸壁上开设的管口，所述第二缸体第一端的缸壁开设的管口经第三管路连通所述第一管路，所述反渗透膜组的浓水口经第四管路连通所述第二缸体位于所述隔板端的第二端的缸壁上开设的管口，所述第二管路和第三管路分别设置有控制水流流出和流进的第一单向阀和第二单向阀，所述反渗透膜组的产水经产水口外排使用，所述第一缸体和第二缸体均设置有排水管路，还包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀包括三个接口，所述三个接口分别连通所述进水泵、第一缸体第一端缸壁上开设的管口和排水管路，所述第二控制阀包括三个接口，所述三个接口分别连通所述反渗透膜组的浓水口、第二缸体第二端缸壁上开设的管口和排水管路。

2.根据权利要求1所述的海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，所述第一缸体的直径大于所述第二缸体的直径成型缸体凸出部，所述第一缸体的排水管路和第二缸体的排水管路分别设置于所述第一缸体第一端和第二缸体第二端。

3.根据权利要求2所述的海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，所述缸体凸出部的端面设置有与所述第二缸体贯通的中空密封腔，所述第一活塞上设置有伸出所述缸体凸出部的同步杆，且所述同步杆设置有止挡块，所述第一控制阀和第二控制阀设置于所述缸体凸出部与中空密封腔的结合部，所述第一控制阀和第二控制阀均为二位三通机械换向阀。

4.根据权利要求2所述的海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，所述第一控制阀和第二控制阀均为二位三通电磁换向阀，且在活塞行程两端分别设有第一限位开关和第二限位开关，还包括控制二位三通电磁换向阀的电控单元。

5.根据权利要求2所述的海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，所述缸体凸出部的端面设置有与所述第二缸体贯通的中空密封腔，所述第一活塞上设置有伸出所述缸体凸出部的同步杆，且所述同步杆设置有止挡块，所述第一控制阀设置于所述缸体凸出部与中空密封腔的结合部，所述第一控制阀为二位三通机械换向阀；所述第二控制阀为二位三通电磁换向阀，且在活塞行程两端分别设有第一限位开关和第二限位开关，还包括控制二位三通电磁换向阀的电控单元。

6.根据权利要求2所述的海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，所述第一控制阀为二位三通电磁换向阀，且在活塞行程两端分别设有第一限位开关和第二限位开关，还包括控制二位三通电磁换向阀的电控单元；所述缸体凸出部的端面设置有与所述第二缸体贯通的中空密封腔，所述第一活塞上设置有伸出所述缸体凸出部的同步杆，且所述同步杆设置有止挡块，所述第二控制阀设置于所述缸体凸出部与中空密封腔的结合部，所述第一控制阀为二位三通机械换向阀。

7.根据权利要求2所述的海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，所述第二控制阀为二位三通机械换向阀，且设置在隔板上，所述第二控制阀位于第一缸体和第二缸体内的触点分别经第一活塞和第二活塞触碰。

8.根据权利要求2所述的海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，所述第一控制阀包括设置在第一管路上的第一二通阀和设置在所述第一缸体的排水管路上的第三二通阀，所述第二控制阀包括设置在第四管路上的第二二通阀和设置在所述第二缸体的排水管路上的第四二通阀，所述第一二通阀和第二二通阀同开同关，所述第三二通阀与第四二通阀同开同关。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，所述隔板与连接杆的接触处均设置有密封圈。

10.根据权利要求9所述的海水淡化升压能量回收装置，其特征在于，所述第二缸体的排水管路连通所述第一缸体位于隔板端的第二端上开设的管口，且在所述第一缸体的第二端设置有排水口。