海水淡化高压泵制造技术

本发明专利技术提供一种海水淡化高压泵，包括由电机驱动的主轴，贯穿该主轴依次串联安装的多级增压涡盘结构、多级补压涡盘结构和多级能量回收涡盘结构，其中，多级增压涡盘结构设置成能够接收来自外部的原始海水并在主轴的驱动下逐级加压原始海水以输出高压海水，多级补压涡盘结构设置成在主轴的驱动下其每一级补压涡盘结构都能够对进入其内的反渗透后海水进行补压并输出补压后海水，多级能量回收涡盘结构设置成能够接收反渗透后的高压浓盐水，且能够将高压浓盐水的压力能转变为主轴的动能并输出低压浓盐水。本发明专利技术结构简单紧凑、占地面积小，更利于运行自动控制，便于检修和维护，并且提高反渗透模组的使用寿命，降低了能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
海水淡化高压泵
：本专利技术涉及流体机械工程
，尤其涉及一种新型结构的海水淡化高压泵。
技术介绍
：目前，国内几乎所有的海水淡化工艺皆是采用反渗透膜串联工作，如图1所示，六级反渗透膜100串联布置在护管200内。偶有新型反渗透膜一体净化系统采用反渗透膜并联工作，如图2和图3所示，该新型反渗透膜一体净化系统包括电机300、膜泵一体分离净化器400、反渗透膜部件500、进水段600、出水段700、海水接入口A1、清水汇集接出口B1、浓海水接出口C1。然而，目前不论是图1所示的串联工作模式还是图2和图3所示的并联工作模式，均需在其进口配置一台高压泵800，如图4所示，以满足反渗透膜的渗透压需求。对于图1所示的老式反渗透膜串联工作配置高压泵工艺，其存在如下缺陷：占用空间面积大，基建投资费用高；反渗透膜内压力逐级递减，渗透膜出水量逐级递减，分离效率低（这是因为：海水进入第一级反渗透膜时盐浓度较低，压力较高，反渗透部分淡水后，进入下一级反渗透膜，会导致盐浓度逐级增高，级数越靠后的反渗透膜需要更高的反渗透压）；反渗透膜的利用率不等，其使用寿命不一；反渗透膜100嵌装在同一护管200内，不利于监测和检修。对于图2和图3所示的新型反渗透膜一体净化系统配置高压泵工艺，其存在如下缺陷：此并联结构占用空间面积稍大；高压泵800（见图4）和反渗透膜一体净化系统均单独配有电机驱动，电路接线难度增加，且一定程度上增加了系统的自动控制难度；高压泵800的存在增加了隐形故障点的数量；高压泵800和电机300相互独立，不利于能源的综合利用。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术提供一种结构简单紧凑、便于控制和维修的全新设计的海水淡化高压泵将是有利的。本专利技术的主旨思想是在海水淡化高压泵中提供增压区（包括多级增压涡盘结构）、补压区（包括多级补压涡盘结构）和能量回收区（包括多级能量回收涡盘结构），单台电机驱动，通过多级涡盘穿轴结构设计和进出口的交错布置，为海水淡化机组实现各级反渗透膜组都能有适当的工作压力，来大幅提高淡水的产出效率，并节能降耗（能量回收区是把经过海水淡化后产生的高压浓盐水转变为低压浓盐水的装置，此过程中把压力能转变为有效轴功进行能量回收）。为此，本专利技术提供一种海水淡化高压泵，其特征在于包括由电机驱动的主轴，贯穿该主轴依次串联安装的多级增压涡盘结构、多级补压涡盘结构和多级能量回收涡盘结构，其中，多级增压涡盘结构设置成能够接收来自外部的原始海水并在主轴的驱动下逐级加压原始海水以输出高压海水，多级补压涡盘结构设置成在主轴的驱动下其每一级补压涡盘结构都能够对进入其内的反渗透后海水进行补压并输出补压后海水，多级能量回收涡盘结构设置成能够接收反渗透后的高压浓盐水，且能够将高压浓盐水的压力能转变为主轴的动能并输出低压浓盐水。在本专利技术中，由于增压、补压以及能量回收的结构都贯穿同一根由单台电机驱动的主轴安装，结构简单紧凑、占地面积小，更利于运行自动控制，便于检修和维护；补压涡盘结构的设置可以为没有达到压力要求的海水提高压力已满足输出要求；多级能量回收涡盘结构以穿轴方式串联在主轴上，并且动涡盘在高压浓盐水的作用下进一步驱动主轴，实现压力能向机械能（轴功）的转化，能量回收效率约60%～80%，这样反过来可以减少驱动主轴的电机的能量输出，从而完成能量回收，进而降低能量消耗。进一步，多级增压涡盘结构设置有原始海水进口和高压海水出口；每一级补压涡盘结构都具有反渗透海水回流口和补压后海水输出口；多级能量回收涡盘结构设置有用于接收高压浓盐水的反渗透对接口和用于对外输出低压浓盐水的回收海水排放口。通过上述结构设置，使得海水在经过海水淡化高压泵时能够被增压、及时补压以及最后进行能量回收后排出。再进一步，海水淡化高压泵适于连接多级反渗透膜组，其中，多级反渗透膜组中的第一级反渗透膜组一端与多级增压涡盘结构的高压海水出口连通、另一端与多级补压涡盘结构的第一级补压涡盘结构的反渗透海水回流口连通，多级反渗透膜组中的第二级反渗透膜组一端与第一级补压涡盘结构的补压后海水输出口连通、另一端与多级补压涡盘结构的第二级补压涡盘结构的反渗透海水回流口连通，依次类推，直到多级反渗透膜组中的最后一级反渗透膜组一端与多级补压涡盘结构的最后一级补压涡盘结构的补压后海水输出口连通、另一端与多级能量回收涡盘结构的反渗透对接口连通。通过上述结构设置，使得海水被增压，满足压力要求后进入反渗透膜组，压降后补压再输出至反渗透膜组，最后的高压浓盐水又得以及时回收能量。又进一步，多级增压涡盘结构、多级补压涡盘结构和多级能量回收涡盘结构的每一级涡盘结构都包括静涡盘和与该静涡盘啮合而形成封闭容积的动涡盘，相邻两级涡盘结构设置成静涡盘和静涡盘背靠背安装或动涡盘和动涡盘背靠背安装，每个动涡盘都通过偏心轴套安装于主轴上并配备有防自转结构。通过同种类型涡盘（即静涡盘和静涡盘，或动涡盘和动涡盘）背靠背安装，可以使得每两组动静涡盘产生的轴向力可以相互平衡；而且，因为涡盘结构的涡旋齿都是采用特殊工艺及特制铣刀加工，能够保证运转间隙小、泄漏小，从而保证较高的压缩比；防自转结构的设置使得能够防止动涡盘自转。又再进一步，在背靠背安装的静涡盘和静涡盘之间装设有配流盘，在背靠背安装的动涡盘和动涡盘之间装设有十字环座，防自转结构为十字环，该十字环两侧分别与十字环座和动涡盘滑动连接。由于静涡盘采用背靠背布置，而且静涡盘上流道的开口通常不在同一位置，所以配流盘的设置可以用来改变流体流向，保证流体在相邻两级涡盘结构之间的顺畅流动。还又再进一步，在多级增压涡盘结构中，每个静涡盘上都设置有与相应的封闭容积的中心相连通的中心流道和与该封闭容积的外围相连通的外围流道，相邻两级增压涡盘结构的前一级增压涡盘结构的静涡盘上设置有与该静涡盘的该外围流道相连通的低压流体进口，后一级增压涡盘结构的静涡盘上设置有高压流体出口，并且多级增压涡盘结构的第一级增压涡盘结构中的低压流体进口构成原始海水进口，最后一级增压涡盘结构中的高压流体出口构成所述高压海水出口；配流盘上设置有前级配流道和后级配流道，前级配流道分别与该前一级增压涡盘结构中的中心流道和该后一级增压涡盘结构中的外围流道相连通，后级配流道分别与该后一级增压涡盘结构中的中心流道以及该后一级增压涡盘结构的静涡盘上的高压流体出口相连通；十字环座上设置有输送流道，该输送流道一端与该后一级增压涡盘结构的高压流体出口连通、另一端与下一个相邻两级增压涡盘结构的前一级增压涡盘结构中的低压流体进口连通。通过上述结构设置，使得进入多级增压涡盘结构中的原始海水能够从前一级增压涡盘结构顺利进入后一级增压涡盘结构而得以不停加压；而且，由于采用涡盘结构进行流体压缩，压缩腔内容积的变化是连续的，因而驱动力矩变化小，功率变化小，从而减小了运行振动，降低了噪音，提高了运行可靠性。再又再进一步，在多级补压涡盘结构中，配流盘上为相邻两级补压涡盘结构的每一级补压涡盘结构都设置有一个配流道，在每一级补压涡盘结构中，静涡盘上都设置有与封闭容积的中心相连通的中心流道和与该封闭容积的外围相连通的外围流道，静涡盘上还设置有与该外围流道连通的反渗透海水回流口、以及经由相应的配流道与该中心通道连通的补压后海水输出口。通过上述结构设置，每一级补压涡盘结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海水淡化高压泵，其特征在于包括由电机驱动的主轴，贯穿该主轴依次串联安装的多级增压涡盘结构、多级补压涡盘结构和多级能量回收涡盘结构，其中，多级增压涡盘结构设置成能够接收来自外部的原始海水并在主轴的驱动下逐级加压原始海水以输出高压海水，多级补压涡盘结构设置成在主轴的驱动下其每一级补压涡盘结构都能够对进入其内的反渗透后海水进行补压并输出补压后海水，多级能量回收涡盘结构设置成能够接收反渗透后的高压浓盐水，且能够将高压浓盐水的压力能转变为主轴的动能并输出低压浓盐水。

【技术特征摘要】
1.一种海水淡化高压泵，其特征在于包括由电机驱动的主轴，贯穿该主轴依次串联安装的多级增压涡盘结构、多级补压涡盘结构和多级能量回收涡盘结构，其中，多级增压涡盘结构设置成能够接收来自外部的原始海水并在主轴的驱动下逐级加压原始海水以输出高压海水，多级补压涡盘结构设置成在主轴的驱动下其每一级补压涡盘结构都能够对进入其内的反渗透后海水进行补压并输出补压后海水，多级能量回收涡盘结构设置成能够接收反渗透后的高压浓盐水，且能够将高压浓盐水的压力能转变为主轴的动能并输出低压浓盐水。2.根据权利要求1所述的海水淡化高压泵，其特征在于，所述多级增压涡盘结构设置有原始海水进口和高压海水出口；所述每一级补压涡盘结构都具有反渗透海水回流口和补压后海水输出口；所述多级能量回收涡盘结构设置有用于接收所述高压浓盐水的反渗透对接口和用于对外输出所述低压浓盐水的回收海水排放口。3.根据权利要求2所述的海水淡化高压泵，其特征在于，所述海水淡化高压泵适于连接多级反渗透膜组，其中，多级反渗透膜组中的第一级反渗透膜组一端与所述多级增压涡盘结构的所述高压海水出口连通、另一端与所述多级补压涡盘结构的第一级补压涡盘结构的所述反渗透海水回流口连通，多级反渗透膜组中的第二级反渗透膜组一端与第一级补压涡盘结构的所述补压后海水输出口连通、另一端与所述多级补压涡盘结构的第二级补压涡盘结构的所述反渗透海水回流口连通，依次类推，直到多级反渗透膜组中的最后一级反渗透膜组一端与所述多级补压涡盘结构的最后一级补压涡盘结构的所述补压后海水输出口连通、另一端与所述多级能量回收涡盘结构的所述反渗透对接口连通。4.根据权利要求2或3所述的海水淡化高压泵，其特征在于，所述多级增压涡盘结构、所述多级补压涡盘结构和所述多级能量回收涡盘结构的每一级涡盘结构都包括静涡盘和与该静涡盘啮合而形成封闭容积的动涡盘，相邻两级涡盘结构设置成静涡盘和静涡盘背靠背安装或动涡盘和动涡盘背靠背安装，每个动涡盘都通过偏心轴套安装于所述主轴上并配备有防自转结构。5.根据权利要求4所述的海水淡化高压泵，其特征在于，在所述背靠背安装的所述静涡盘和静涡盘之间装设有配流盘，在所述背靠背安装的所述动涡盘和动涡盘之间装设有十字环座，所述防自转结构为十字环，该十字环两侧分别与十字环座和所述动涡盘滑动连接。6.根据权利要求5所述的海水淡化高压泵，其特征在于，在所述多级增压涡盘结构中，每个所述静涡盘上都设置有与相应的所述封闭容积的中心相连通的中心流道和与该所述封闭容积的外围相连通的外围流道，相邻两级增压涡盘结构的前一级...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉新，万彬，张庆庆，李威，孙祥超，
申请(专利权)人：张玉新，
类型：发明
国别省市：上海,31