CN217650952U - 一种单兵型便携式海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单兵型便携式海水淡化装置，其包括手动高压泵和反渗透膜组件，所述的手动高压泵包括壳体、手柄、手动泵和止回机构，手动泵设置2组，2组手动泵与止回机构均位于壳体内，2组手动泵之间的壳体上设有旋转轴，手柄铰接于旋转轴，2组手动泵的活塞杆分别与旋转轴两侧的手柄活动连接，所述的止回机构设置在手动泵与壳体上的海水入口之间，止回机构与反渗透膜组件接通。本实用新型使用时省力、操作简单、产水效率高、携带方便。

Description

一种单兵型便携式海水淡化装置

技术领域

本实用新型涉及海水净化器具技术领域，尤其涉及一种单兵型便携式海水淡化装置。

背景技术

单人对饮用淡水需求量不高，日常单人日均所需饮用水量约2L，所以单兵型海水淡化装置不需要过多的产水流量，且单人负重量有限，因此单兵型海水淡化装置应满足重量轻、操作简单、产水稳定的条件。

现有海水淡化装置多为大中型电动设备，海水淡化方法多集中于操作较为简便的膜法反渗透。但膜法反渗透需要达到极高的渗透压，即反渗透法需要很高的操作压力，普遍高于40bar，正常工作压力为50-55bar，维持此工作压力，需要极高的能耗，因此反渗透设备多为电动型的大设备，能耗高而不适合单人携带，并且野外环境下因能源供给的问题也导致小型电动海水淡化装置不适用。

现有海水淡化装置由于其设备构成复杂、操作压力较高，操作使用需要人为调节操作压力，需要经过专业培训的人员操作，不便于野外操作。野外情况下，海水水质复杂，为保证饮用水安全需要配置较完善的处理工艺，以确保出水水质的安全。现有设备普遍存在以下问题：1、体积较大、重量较重，无法单人携带； 2、电动设备控制较为复杂，需要手动调节操作压力，操作要求高；3、电动设备产水量大，但野外环境下难以有稳定的能源供应，单人应急情况下不适用。

中国专利CN213679950U提供了一种便携式微型手动海水淡化装置，包括反渗透膜机构，反渗透膜机构连接高压泵机构，高压泵机构连接手柄；所述反渗透膜机构的右端连接净水接头；所述高压泵机构中设有活塞机构，活塞机构的右方设有原水接头，活塞机构的左端活动连接手柄左端部的中部；所述活塞机构的下方设有换向阀机构，换向阀机构的右方设有浓水接头，换向阀机构的左端活动连接手柄左端部的下部。该实用新型重量小携带方便，但其手柄同时与2个需要产生高压的结构铰接，操作起来依然较为费力。

实用新型内容

本实用新型提供一种单兵型便携式海水淡化装置，以解决现有技术中海水淡化装置重量大、操作费力、野外不适用等技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型涉及一种单兵型便携式海水淡化装置，其包括手动高压泵和反渗透膜组件，所述的手动高压泵包括壳体、手柄、手动泵和止回机构，手动泵设置 2组，2组手动泵与止回机构均位于壳体内，2组手动泵之间的壳体上设有旋转轴，手柄铰接于旋转轴，2组手动泵的活塞杆分别与旋转轴两侧的手柄活动连接，所述的止回机构设置在手动泵与壳体上的海水入口之间，止回机构与反渗透膜组件接通。

优选地，所述的止回机构包括进水孔道、出水孔道和止回阀，止回阀包括第一止回阀和第二止回阀，进水孔道接通壳体上的海水入口与手动泵内的活塞腔，海水入口与活塞腔之间设有第一止回阀，海水入口与第一止回阀上的进水口相连通；活塞腔接通出水孔道，活塞腔与出水孔道之间设有第二止回阀，活塞腔与第二止回阀的进水口相连通，出水孔道接通反渗透膜组件。这样的设计使2组手动泵同时工作并互不干涉，以提高效率。

优选地，止回阀包括阀芯、弹簧和封头螺栓，止回阀进水口端的阀芯为圆锥形，止回阀出水口端的阀芯通过弹簧与封头螺栓弹性连接，封头螺栓螺纹固定在壳体上，封头螺栓与壳体之间设有密封圈；2个第一止回阀对称布置，2个第一止回阀的进水孔道连通，海水入口位于2个第一止回阀之间；2个第二止回阀对称布置，2个第二止回阀的出水孔道连通。

优选地，手动泵的活塞杆下方设有滑套，手柄穿过该滑套与活塞杆活动连接，实现2组手动泵的联动。

优选地，滑套内的上下表面均为中部凸出于周侧的弧面结构，将原先手柄与滑套之间的面接触或者线接触变为弧面结构与手柄之间的点接触，进一步减小摩擦以达到省力效果。

优选地，所述的活塞杆为圆柱型的柱塞，柱塞与手动泵内的活塞腔之间设有高压密封环，高压密封环由超高分子材料复合耐海水不锈钢圈组成，具备耐极低温、耐磨、耐腐蚀、硬度高等特点。依据系列化工况需求，可设置多级高压密封环，满足要求。

优选地，所述的反渗透膜组件包括壳体、端盖和反渗透膜，反渗透膜安装在壳体内，所述的反渗透膜为圆柱形结构，反渗透膜和壳体之间设有环形间隙，环形间隙接通止回机构，反渗透膜内设有中轴孔，中轴孔的一端封闭，中轴孔的另一端靠近端盖且接通端盖中部的净水口，端盖安装在壳体上，环形间隙靠近端盖的一侧与壳体之间通过密封圈密封。

优选地，环形间隙靠近端盖的一侧与壳体之间环形布置有裙式密封圈，裙式密封圈上从一端至另一端逐渐变厚，裙式密封圈两端形成大头部和小头部，其中小头部朝向端盖一侧，提升密封效果。

优选地，端盖与反渗透膜之间设有浓水腔，端盖上设有浓水口，浓水口接通浓水腔，浓水口与浓水腔之间设有第三止回阀。

优选地，反渗透膜的中轴孔的端部凸出有中心管，中心管插入端盖内，中心管周侧与端盖之间设有密封圈，端盖周侧与壳体之间设有密封圈；手动高压泵的壳体与反渗透膜组件的壳体为一体成型的壳体。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型涉及的单兵型便携式海水淡化装置，主体部件为手动高压泵和反渗透膜组件，手动高压泵为往复式柱塞手动泵，双柱塞上下布置，手柄转轴为单轴，位于两柱塞之间，单轴设计相对于传统多轴设计，降低了转轴阻力，减少操作阻力；并且手柄来回拨动时手动泵均在工作，提高了产水效率，操作简单。

2、本实用新型中滑套内的上下表面均为中部凸出于周侧的弧面结构，将原先手柄与滑套之间的面接触或者线接触变为弧面结构与手柄之间的点接触，进一步减小摩擦以达到省力效果。

3、本实用新型反渗透膜组件中采用裙式密封圈，隔开浓水腔和环形间隙，使所有的水必须完全通过反渗透膜，增加反渗透膜表面流速，避免膜表面污染物沉积。

4、本实用新型采用手动操作，无需额外的能源、产水稳定、环境适应度高，并且可以做成小体积结构，携带方便。

附图说明

图1是本实用新型所涉及的单兵型便携式海水淡化装置的立体图(一)；

图2是是本实用新型所涉及的单兵型便携式海水淡化装置的立体图(二)；

图3是本实用新型所涉及的单兵型便携式海水淡化装置的剖视图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本实用新型使用时的另一状态的示意图；

图6是本实用新型反渗透组件中海水流向的示意图。

图示说明：1、壳体，11、海水入口，12、活塞腔，13、旋转轴，14、进水孔道，15、出水孔道，16、环形间隙，17、浓水腔，2、手柄，3、活塞杆(柱塞)， 31、滑套，4、高压密封环，5、第一止回阀，51、阀芯，52、弹簧，53、封头螺栓，6、第二止回阀，7、裙式密封圈，8、反渗透膜，81、中轴孔，82、中心管， 9、端盖，91、净水口，92、浓水口，93、泄压阀。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参阅图1～4，本实用新型涉及一种单兵型便携式海水淡化装置，其包括手动高压泵和反渗透膜组件，所述的手动高压泵包括壳体1、手柄2、手动泵和止回机构，手动泵设置2组，2组手动泵与止回机构均位于壳体1内，2组手动泵之间的壳体1上设有旋转轴13，手柄2铰接于旋转轴13，2组手动泵的活塞杆3 分别与旋转轴13两侧的手柄2活动连接，所述的止回机构设置在手动泵与壳体1上的海水入口11之间，止回机构与反渗透膜组件接通。

请参阅图2～3，所述的止回机构包括进水孔道14、出水孔道15和止回阀，止回阀包括第一止回阀5和第二止回阀6，进水孔道14接通壳体上的海水入口 11与手动泵内的活塞腔12，海水入口11与活塞腔12之间设有第一止回阀5，海水入口11与第一止回阀5上的进水口相连通；活塞腔12接通出水孔道15，活塞腔12与出水孔道15之间设有第二止回阀6，活塞腔12与第二止回阀6的进水口相连通，出水孔道接通反渗透膜组件，这样的设计使2组手动泵同时工作并互不干涉，以提高效率。

请参阅图2，止回阀包括阀芯51、弹簧52和封头螺栓53，止回阀进水口端的阀芯51为圆锥形，止回阀出水口端的阀芯51通过弹簧52与封头螺栓53弹性连接，封头螺栓53螺纹固定在壳体1上，封头螺栓53与壳体1之间设有密封圈； 2个第一止回阀5对称布置，2个第一止回阀5的进水孔道14连通，海水入口 11位于2个第一止回阀5之间；2个第二止回阀6对称布置，2个第二止回阀6 的出水孔道15连通。

请参阅图2，手动泵的活塞杆3下方设有滑套31，手柄2穿过该滑套31与活塞杆3活动连接，实现2组手动泵的联动。滑套31内的上下表面均为中部凸出于周侧的弧面结构，将原先手柄与滑套之间的面接触或者线接触变为弧面结构与手柄之间的点接触，进一步减小摩擦以达到省力效果。所述的活塞杆3为圆柱型的柱塞，柱塞与手动泵内的活塞腔12之间设有高压密封环4，此处可以在可体内安装镶嵌固定安装轴套，使活塞杆3在轴套内上下移动，通过轴套紧压高压密封环4实现其固定。高压密封环4由超高分子材料复合耐海水不锈钢圈组成，具备耐极低温、耐磨、耐腐蚀、硬度高等特点。依据系列化工况需求，可设置多级高压密封环，满足要求。

请参阅图2，所述的反渗透膜组件包括壳体1、端盖9和反渗透膜8，反渗透膜8安装在壳体1内，所述的反渗透膜8为圆柱形结构，反渗透膜8和壳体1 之间设有环形间隙16，环形间隙16接通止回机构，反渗透膜8内设有中轴孔81，中轴孔81的一端封闭，中轴孔81的另一端靠近端盖9且接通端盖9中部的净水口91，端盖9安装在壳体1上，环形间隙16靠近端盖9的一侧与壳体1之间通过裙式密封圈7密封，裙式密封圈7上从一端至另一端逐渐变厚，裙式密封圈7 两端形成大头部和小头部，其中小头部朝向端盖9一侧，提升密封效果。端盖9 与反渗透膜8之间设有浓水腔17，端盖9上设有浓水口92，浓水口92接通浓水腔17，浓水口92与浓水腔17之间设有第三止回阀10，第三止回阀10结构与第一止回阀5类似，包括弹簧和阀芯，阀芯上圆锥形的一端抵住与浓水腔17连通的孔道，阀芯另一端受到弹簧压力，使阀芯抵住与浓水腔17连通的孔道。反渗透膜8的中轴孔81的端部凸出有中心管82，中心管82插入端盖9内，中心管 82周侧与端盖9之间设有密封圈，端盖9周侧与壳体1之间设有密封圈，端盖9上还设有泄压阀93，泄压阀93接通浓水腔17，用于调整浓水腔17内的压力；手动高压泵的壳体与反渗透膜组件的壳体为一体成型的壳体。

通过调节本实用新型中的各孔道、腔体、阀结构和柱塞截面面积和行程等，可以实现制作出产水量1～30L/h的系列化产品。

请参阅图2～4，使用时，将海水接通海水入口11，以图2所示的位置为初始位置逆时针拨动手柄2，手柄2通过与滑套31接触驱动两侧的手动泵，左侧柱塞(活塞杆)3向下移动而右侧柱塞3向上运动，左侧第二止回阀6受到负压封闭，左侧第一止回阀5受压开启，海水进入左侧的活塞腔12；此时本海水淡化装置为图5所示的状态，再顺时针拨动手柄2，左侧柱塞3向上移动而右侧柱塞 3向下运动，左侧活塞腔12内的海水上移，左侧第一止回阀5受压封闭，左侧第二止回阀6受压开启，海水进入出水孔道15从而进入环形间隙16，右侧的柱塞3、第一止回阀和第二止回阀与左侧的运动过程相同且交错进行，如此往复拨动手柄2即可源源不断的向环形间隙16内充入海水；

请参阅图6，海水充入环形间隙16，裙式密封圈7使海水不泄漏，海水流动至壳体1底部，从反渗透膜8底部端面进入反渗透膜8。海水沿反渗透膜8的轴向朝端盖9的方向流动，海水通过反渗透膜8另一端面后，进入浓水腔17，浓水腔17内的海水达到一定的压力后通过第三止回阀10，第三止回阀10阀芯被海水顶开，然后海水从浓水口92排出。海水在反渗透膜8中，达到反渗透压力后，海水中的水分子轴向透过反渗透膜8，进入中轴孔81，汇流后经过中心管 82，从净水口91排出，完成手动淡化海水操作。

以上结合实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：其包括手动高压泵和反渗透膜组件，所述的手动高压泵包括壳体、手柄、手动泵和止回机构，手动泵设置2组，2组手动泵与止回机构均位于壳体内，2组手动泵之间的壳体上设有旋转轴，手柄铰接于旋转轴，2组手动泵的活塞杆分别与旋转轴两侧的手柄活动连接，所述的止回机构设置在手动泵与壳体上的海水入口之间，止回机构与反渗透膜组件接通。

2.根据权利要求1所述的单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：所述的止回机构包括进水孔道、出水孔道和止回阀，止回阀包括第一止回阀和第二止回阀，进水孔道接通壳体上的海水入口与手动泵内的活塞腔，海水入口与活塞腔之间设有第一止回阀，海水入口与第一止回阀上的进水口相连通；活塞腔接通出水孔道，活塞腔与出水孔道之间设有第二止回阀，活塞腔与第二止回阀的进水口相连通，出水孔道接通反渗透膜组件。

3.根据权利要求2所述的单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：止回阀包括阀芯、弹簧和封头螺栓，止回阀进水口端的阀芯为圆锥形，止回阀出水口端的阀芯通过弹簧与封头螺栓弹性连接，封头螺栓螺纹固定在壳体上，封头螺栓与壳体之间设有密封圈；2个第一止回阀对称布置，2个第一止回阀的进水孔道连通，海水入口位于2个第一止回阀之间；2个第二止回阀对称布置，2个第二止回阀的出水孔道连通。

4.根据权利要求1所述的单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：手动泵的活塞杆下方设有滑套，手柄穿过该滑套与活塞杆活动连接。

5.根据权利要求4所述的单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：滑套内的上下表面均为中部凸出于周侧的弧面结构。

6.根据权利要求1所述的单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：所述的活塞杆为圆柱型的柱塞，柱塞与手动泵内的活塞腔之间设有高压密封环。

7.根据权利要求1所述的单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：所述的反渗透膜组件包括壳体、端盖和反渗透膜，反渗透膜安装在壳体内，所述的反渗透膜为圆柱形结构，反渗透膜和壳体之间设有环形间隙，环形间隙接通止回机构，反渗透膜内设有中轴孔，中轴孔的一端封闭，中轴孔的另一端靠近端盖且接通端盖中部的净水口，端盖安装在壳体上，环形间隙靠近端盖的一侧与壳体之间通过密封圈密封。

8.根据权利要求7所述的单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：环形间隙靠近端盖的一侧与壳体之间环形布置有裙式密封圈，裙式密封圈上从一端至另一端逐渐变厚，裙式密封圈两端形成大头部和小头部，其中小头部朝向端盖一侧。

9.根据权利要求7所述的单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：端盖与反渗透膜之间设有浓水腔，端盖上设有浓水口，浓水口接通浓水腔，浓水口与浓水腔之间设有第三止回阀。

10.根据权利要求7所述的单兵型便携式海水淡化装置，其特征在于：反渗透膜的中轴孔的端部凸出有中心管，中心管插入端盖内，中心管周侧与端盖之间设有密封圈，端盖周侧与壳体之间设有密封圈；手动高压泵的壳体与反渗透膜组件的壳体为一体成型的壳体。

Images