CN209098408U - 基于球形泵的便携式海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本专利公布了一种基于球形泵的便携式海水淡化装置，包括设置在箱体(1)内的前滤系统、球形泵动力单元、RO反渗透膜组件(18)和控制器(13)，球形泵动力单元由微型电机(14)、球形泵(16)、液压马达(15)和冷却器(17)组成；海水进入RO反渗透膜组件(18)分离盐分，分离后的淡水从淡水出口(5)流出，分离后的浓水进入液压马达(15)，驱动液压马达(15)旋转并对微型电机(14)进行冷却；体积小、能耗低、重量轻、出水率高，方便随身携带；由于采用高压浓水推动液压马达(15)给微型电机(14)助力，起到能量回收的作用，节能环保。

Description

基于球形泵的便携式海水淡化装置

技术领域

本专利涉及一种海水淡化装置，特别是一种基于球形泵的便携式海水淡化装置。

背景技术

海水淡化装置的开发、利用，是近年来的热点，是绿色水源之一。利用海水淡化设备把海水转化为淡水，并入生活用水，生态而环保。海水淡化方法主要有：蒸馏法、电渗析法和反渗透法，其中：蒸馏法主要用于大型海水淡化和能源丰富的地方；电渗析法是利用离子交换膜在电场作用下，分离盐水中的阴、阳离子，从而使淡水室中盐分浓度降低而得到淡水的一种膜分离技术，但存在对水质要求较严格、需对原水进行预处理等缺点，适应性差；反渗透法通常又称超过滤法，该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。

反渗透法的最大优点是节能，它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40；反渗透法脱盐率高达96％以上,淡化水水质达到国家生活饮用水标准；所以目前反渗透法是海水淡化的主要方法和发展方向，但是由于需要高压设备，海水利用率只有75-80％，膜要定期清洗，一般需要25公斤/平方厘米以上的高压，低于这个压力就不出水；而这种提供高压水泵体积庞大，导致反渗透法海水淡化系统复杂、笨重，维修不便。

边防海岛，游船离岸的淡水需求与日俱增，需要大量的淡水用于饮食、洗漱、沐浴等。目前较为常见的海水淡化器需要将一整套复杂的设备安装在船上，价格昂贵，系统复杂，笨重，维修不便等严重制约人们的使用。

球形压缩机是近年来新发明的一项全新结构理论的变容积机构，可用来制作制冷压缩机、空气压缩机和泵，其各项应用已全面展开。根据该理论研制的球形泵体积小、压力高、节能高效，为泵类零件应用新产品的开发提供了新的思路和途径。

发明内容

本实用新型的目的就是设计一种基于球形泵的便携式海水淡化装置，利用最先进的球形泵技术作为高压泵，设计出一款体积小、重量轻、方便携带的微型海水淡化装置，用于边防海岛、离岸游船等户外场所。

本实用新型的技术方案是：基于球形泵的便携式海水淡化装置，其特征是：包括设置在箱体内的前滤系统、球形泵动力单元、RO反渗透膜组件和控制器，所述球形泵动力单元由微型电机、球形泵、液压马达和冷却器组成；微型电机转子的一端与球形泵的动力输入轴连接，另一端与液压马达的动力输出轴连接；冷却器安装在微型电机的定子壳体上；海水经前滤系统粗滤后经球形泵动力单元加压进入RO反渗透膜组件分离盐分，分离后的淡水经精滤后从淡水出口流出，分离后的浓水从RO反渗透膜组件排出后进入液压马达，由浓水驱动液压马达旋转，从液压马达排出的浓水再进入冷却器，对微型电机进行冷却后由冷却器出口端连接的浓水出口排出；控制器与微型电机电连接，在箱体上设置有电源插孔用于接通外接电源给箱体内的控制器和各用电器件供电，在箱体的前盖板上设置有控制面板，控制面板上设置有启动、停止、急停操作按钮和压力表；

进一步的，所述前滤系统包括前滤动力单元和前滤膜，所述前滤动力单元由隔膜泵和电机集成，所述前滤膜为碳化硅超滤膜或者PP棉；海水经所述前滤动力单元的隔膜泵吸入到前滤膜粗滤后，经过管道进入到球形泵的进水口；控制器与前滤系统动力单元的电机电连接；

进一步的，所述液压马达为球形液压马达；

进一步的，还包括一由紫外线杀菌器和活性炭过滤器构成的精滤系统，从 RO反渗膜组件出来的淡水依次经活性炭过滤器吸附和紫外线杀菌器杀菌进行精滤处理后再从淡水出口流出；控制器与精滤系统紫外线杀菌器电连接；

进一步的，在箱体内还设置有蓄电池，在没有外接电源的情况下蓄电池分别给控制器及各用电器件供电。

本实用新型的有益效果是：基于球形泵的便携式海水淡化装置，所用的球形泵压力高、体积小、能耗低，从而使海水淡化装置体积下、重量轻、出水率高，方便随身携带，可以安装在一些较小的船体上，也适宜于海岛、野外军事训练，应急条件下的淡水供应，也适合于苦咸水淡化净化处理；球形泵双向转动，清洗RO反渗透膜方便；由于采用高压浓水推动液压马达给微型电机助力，起到能量回收的作用，节能环保。

附图说明

图1为本专利海水淡化工作流程示意图；

图2为本专利所述海水淡化装置结构主视图；

图3为本专利所述海水淡化装置结构右视图；

图4为本专利所述海水淡化装置剖面图。

图中：1-箱体；2-海水进口；3-提手；4-压力表；5-淡水出口；6-浓水出口；7-橡胶支脚；8-电源插孔；9-前盖板；10-压力调节阀；11-前滤动力单元；12-前滤膜；13-控制器；14-微型电机；15-液压马达；16-球形泵；17-冷却器； 18-RO反渗透膜组件；19-活性炭过滤器；20-紫外线杀菌器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1到图4所示，基于球形泵的便携式海水淡化装置，包括设置在箱体1 内的前滤系统、球形泵动力单元、RO反渗透膜组件18和控制器13，球形泵动力单元由微型电机14、液压马达15、球形泵16和冷却器17组成，微型电机14 转子的一端与球形泵16的动力输入轴连接，微型电机14转子的另一端与液压马达15的动力输出轴连接，冷却器17安装在微型电机14的定子壳体上，给微型电机14降温；所述前滤系统包括前滤动力单元11和前滤膜12，所述前滤动力单元11由隔膜泵和电机集成，所述前滤膜12为碳化硅超滤膜或者PP棉。隔膜泵的进水端与设置在箱体1上的海水进口2通过管道连接，隔膜泵的出水端与前滤膜12的进水端通过管道连接，前滤膜12的出水端通过管道与球形泵16 的进水端连接，球形泵16的出水端与RO反渗透膜组件18的进水端通过管道连接，RO反渗透膜组件18的出水端有两个出口，一个为浓水端口，一个为淡水端口，浓水端口通过管道与液压马达15的进液口通过管道连接，淡水端口通过管道与精滤系统的活性炭过滤器19的进水端连接，活性炭过滤器19的出水端与紫外线杀菌器20的进水端通过管道连接，紫外线杀菌器20的出水端通过管道与设置在箱体1的前盖板9上的淡水出口5连通。

海水从前滤动力单元11的隔膜泵吸入到前滤膜12粗滤后，经过管道进入到球形泵16的进水端，再经球形泵16加压后进入RO反渗透膜组件18分离盐分，分离后的淡水经精滤后从淡水出口5流出，为了保证处理后淡水的口感和水质，在RO反渗透膜组件18之后还增加一由紫外线杀菌器20和活性炭过滤器19构成的精滤系统，从RO反渗膜组件18出来的淡水依次经活性炭过滤器19吸附和紫外线杀菌器20杀菌进行精滤处理后再从淡水出口5流出。分离后的浓水从RO反渗透膜组件18排出后进入液压马达15，由带压力的浓水驱动液压马达15旋转，从液压马达15排出的浓水经管道从冷却器17的进水端进入冷却器17，对微型电机14进行冷却后由冷却器17上的出水端经设置在前盖板9上的浓水出口6排出。

从RO反渗透膜组件18排出的浓水具有较高的压力，通过高压浓水驱动液压马达15，液压马达15的动力输出轴与微型电机14的转子连接，从而给微型电机14的旋转助力，提高了微型电机14的负载能力，节约能源；由于采用球形泵16体积小、压力高，所以配套的微型电机14也要体积小，所以要求功率密度要大，在运行中微型电机14容易发热，普通的风扇散热效果不理想，为此在微型电机14的定子外壳上设置冷却器17，冷却器17为套筒型，贴合在微型电机14的外壳上，在冷却器17内通入浓水对微型电机14进行强制冷却；液压马达15可以为球形液压马达，要求体积小，球形泵理论上为可双向旋转的液压泵，调整进排水口位置，经高压液体反向推动便可作为液压马达使用，RO反渗透膜组件18的浓水流出端通过管道与液压马达15的液体进口连接，液压马达 15的液体出口通过管道与冷却器16的进口连接，浓水流经冷却器16对微型电机14进行冷却降温。

控制器13与微型电机14、前滤动力单元11的电机及精滤系统紫外线杀菌器20电连接；在箱体1上设置有电源插孔8用于接通外接电源给箱体1内的控制器13、微型电机14、前滤动力单元11的电机、紫外线杀菌器20等用电器件供电，在箱体1的前盖板9上设置有控制面板，控制面板上设置有启动、停止、急停等操作按钮和压力表4，还设置有电源指示灯、制水指示灯；在球形泵16 与RO反渗透膜组件18连接的管道上设置有压力调节阀10，用于调节进入RO反渗透膜组件18内的海水压力，当压力过高时，球形泵16溢流泄压，溢流回流到球形泵内。为了在没有外接电源的情况下使用，在箱体1内还设置有可充电的蓄电池，蓄电池分别给控制器13及各用电器件供电。在箱体1的顶部设置有提手3，方便移动和携带；在箱体1的底部设置有橡胶支脚7，使箱体1放置更平稳，减少运行时的震动。

Claims (5)

1.基于球形泵的便携式海水淡化装置，其特征是：包括设置在箱体(1)内的前滤系统、球形泵动力单元、RO反渗透膜组件(18)和控制器(13)，所述球形泵动力单元由微型电机(14)、球形泵(16)、液压马达(15)和冷却器(17)组成；微型电机(14)转子的一端与球形泵(16)的动力输入轴连接，另一端与液压马达(15)的动力输出轴连接；冷却器(17)安装在微型电机(14)的定子壳体上；海水经前滤系统粗滤后经球形泵动力单元加压进入RO反渗透膜组件(18)分离盐分，分离后的淡水经精滤后从淡水出口(5)流出，分离后的浓水从RO反渗透膜组件(18)排出后进入液压马达(15)，由浓水驱动液压马达(15)旋转，从液压马达(15)排出的浓水再进入冷却器(17)，对微型电机(14)进行冷却后由冷却器(17)出口端连接的浓水出口(6)排出；控制器(13)与微型电机(14)电连接，在箱体(1)上设置有电源插孔(8)用于接通外接电源给箱体(1)内的控制器(13)和各用电器件供电，在箱体(1)的前盖板(9)上设置有控制面板，控制面板上设置有启动、停止、急停操作按钮和压力表(4)。

2.根据权利要求1所述的基于球形泵的便携式海水淡化装置，其特征是：所述前滤系统包括前滤动力单元(11)和前滤膜(12)，所述前滤动力单元(11)由隔膜泵和电机集成，所述前滤膜(12)为碳化硅超滤膜或者PP棉；海水经所述前滤动力单元(11)的隔膜泵吸入到前滤膜(12)粗滤后，经过管道进入到球形泵(16)的进水口；控制器(13)与前滤动力单元(11)的电机电连接。

3.根据权利要求1所述的基于球形泵的便携式海水淡化装置，其特征是：所述液压马达(15)为球形液压马达。

4.根据权利要求1所述的基于球形泵的便携式海水淡化装置，其特征是：还包括一由紫外线杀菌器(20)和活性炭过滤器(19)构成的精滤系统，从RO反渗透膜组件(18)出来的淡水依次经活性炭过滤器(19)吸附和紫外线杀菌器(20) 杀菌进行精滤处理后再从淡水出口(5)流出；控制器(13)与精滤系统紫外线杀菌器(20)电连接。

5.根据权利要求1所述的基于球形泵的便携式海水淡化装置，其特征是：在箱体(1)内还设置有蓄电池，在没有外接电源的情况下蓄电池分别给控制器(13)及各用电器件供电。