一种和柱塞泵配合的能量回收小型海水淡化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种和柱塞泵配合的能量回收小型海水淡化装置，通过能量回收柱塞泵和跟步切换缸的配合组成一个能量回收装置，将回收的能量通过三者连接的曲轴传给主柱塞泵，达到能量回收的目的，这种能量回收装置适用于小型海水淡化系统，投入成本低，能量回收率高，易于推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及反渗透海水淡化领域，尤其涉及一种和柱塞泵配合的能量回收小型海水淡化装置。
技术介绍
由于淡水的短缺，海水淡化技术和海水淡化产业在快速发展。目前海水淡化的实用方法大致有两种：热法和反渗透法。反渗透法是将海水经预处理后，加压到几个MPa，然后进入到纳米半透膜管中，在压力作用下克服渗透压渗透到管外成为淡水的过程，最后将未渗透的浓海水排走，其中淡水约占40%，浓海水约占60%。海水淡化技术发展的一个重要目标是降低运行成本，在运行成本的构成中能耗所占的比重最大，降低能耗是降低海水淡化成本最有效的手段。反渗透海水淡化(SWRO)是目前海水淡化的主流技术之一，反渗透海水淡化过程需消耗大量电能提高进水压力（6～7MPa）以克服水的渗透压，反渗透膜管内排出的浓海水余压高达5.5～6.5MPa，按照40％的回收率计算，排放的浓盐水中还蕴含约50％的进料水压力能量，将这一部分能量回收变成进水能量可大幅降低反渗透海水淡化的能耗，而这一目标的实现有赖于压力能量回收技术的利用。通过压力能量回收装置的应用大幅度降低了淡化水的生产成本，促进了反渗透淡化技术的推广和应用，并使之成为最具竞争力和发展速度最快的海水淡化技术。因此，压力能量回收与反渗透膜和高压泵并列成为反渗透海水淡化系统中的三大关键技术。20世纪70年代，随着反渗透技术开始用于海水／苦咸水的淡化，国外各种形式的能量回收装置相继出现。能量回收装置总体上分为两类，即水力透平式和功交换式。最早的能量回收装置是水力透平式，瑞士Calder．AG公司的PehonWheel透平机和PumpGinard公司的Francis透平机，效率一般为50％～70％。其原理是利用浓盐水的压力驱动涡轮转动，通过轴与泵和电机相连，将能量输送至进料原海水，过程需要经过“水压能→机械能→水压能”两步转换。这种方式，效率不高，一般为50％～70％，且加工要求高、价格高。20世纪80年代出现了一种新的能量回收技术，其工作原理是“功交换”，通过界面或隔离物（活塞），直接把高压浓盐水的压力传递给进料海水，过程得到简化，只需要经过“水压能→水压能”的一步能量转换，能量回收效率得以提高，可以达到90%以上。但由于流量的瞬变，阀门需频繁开启、关闭，致使阀寿命短，功交换器造价高，可靠性差。从目前的海水淡化的市场来看，小型海水淡化装置由于投入成本低、体积小、使用方便、可移动性等优点而受到市场的青睐，非常适合小型船舶、海岛等短期需求海水淡化设备的地点使用，因此小型海水淡化设备具有非常广阔的市场前景，但现有的海水淡化的能量回收技术仅适用于中等规模以上的能量回收装置，传统的大型海水淡化设备由于功率不同，且设备投资较大，并不适用于小型海水淡化设备的能量回收。现有的小型海水淡化泵，都是柱塞泵改造的，由于柱塞泵是单作用泵，高压浓海水不能进入柱塞背面，不能够直接与回收装置配合。
技术实现思路
针对现有的能量回收小型海水装置的不足，本技术的目的在于提供一种适用于柱塞泵的能量回收小型海水淡化装置。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种和柱塞泵配合的能量回收小型海水淡化装置，包括曲轴，所述的曲轴的两端连接在轴承座上，所述的曲轴连接有主柱塞泵、能量回收柱塞泵，所述的曲轴上还连接有电机，所述的电机带动曲轴旋转；所述的主柱塞泵包括主柱塞缸、连杆和滑块，所述的主柱塞缸里有主柱塞，所述的滑块装在滑道里，所述的连杆的一端连接滑道，连杆的另一端连接曲轴，所述的主柱塞缸的前端设有两个单向阀，所述的单向阀连接一根进水管和一根出水管，经过单向阀在出水管的另一端与反渗透膜件的进口连接；所述的能量回收柱塞泵包括能量回收柱塞缸、连杆和滑块，所述的能量回收柱塞缸里有能量回收柱塞，所述的滑块装在滑道里，所述的连杆的一端连接滑道，连杆的另一端连接曲轴，还包括一个跟步切换缸，所述的跟步切换缸包括缸体、活塞、跟步切换活塞杆、滑块和连杆，所述的活塞在缸体内，所述的滑块装在滑道里，所述的连杆的一端连接滑道，连杆的另一端连接曲轴，所述的跟步切换活塞杆的一端连接缸体，另一端通过滑块和连杆连接曲轴；所述的跟步切换缸中的中部有一个开孔，所述的开孔通过连接管与能量回收柱塞泵的一端连接，所述的跟步切换缸的一端连接曲轴，另一端通过浓海水进入管与反渗透膜件的出口相连接；所述的跟步切换缸的中间设有浓海水的进出通道，所述的跟步切换缸的一端底部还设有一个排出口；所述的主柱塞泵、能量回收柱塞泵和跟步切换缸连接在同一个曲轴上。优选地，所述的主柱塞泵和能量回收柱塞泵的相位差是180°；能量回收柱塞泵和跟步切换缸的相位差是90°。优选地，所述的连接主柱塞泵、能量回收柱塞泵和跟步切换缸的曲轴是三拐曲轴。优选地，所述的曲轴上有曲柄，所述的曲柄的角度控制主柱塞泵、能量回收柱塞泵中柱塞的相位和跟步切换缸中活塞的相位。优选地，所述的跟步切换缸内的跟步切换活塞杆在曲轴的转动下带动活塞向左右作往复运动。优选地，按照淡水产率的30-40%，所述的能量回收柱塞泵的柱塞的截面积为主柱塞泵的截面积的70-60%。具体的工作原理是：主柱塞泵、能量回收柱塞泵和跟步切换缸三者都装在同一个曲轴上，这个曲轴是一个三拐曲轴，曲轴的两端连接在轴承座上，曲轴上装有电机，电机使曲轴转动，曲轴的转动带动了连接着的连杆做往复运动，连杆带动滑块运动，因此，曲轴的转动带动了主柱塞泵做往复运动；主柱塞泵的泵头带有两个单向阀，控制新海水吸入和压出；高压新海水进入反渗透膜，渗出30-40%成为淡水，而70-60%成为高压浓海水，通过连接管流进去跟步切换缸；从反渗透膜来的高压浓海水由跟步切换缸的浓海水进入管进入缸内，跟步切换缸内中的活塞同样在曲轴的带动下，做往复运动，当活塞运动至连接管口右边时，是高压浓海水进入能量回收柱塞泵内，把压强能给能量回收柱塞，推动柱塞；当活塞运动至连接管口左边时，是低压浓海水从跟步切换缸下端所设的排出口排出；故，能量回收柱塞泵的缸内有能量回收柱塞，从跟步切换缸来的高压浓海水通过进水管进入缸内，推动柱塞往右运动，高压浓海水的能量给了柱塞，柱塞经过滑块-连杆把能量传递到曲轴上，通过曲轴传递到了主柱塞泵的柱塞，从而达到了能量回收的作用。按照30-40%%的淡水产率设计，有70-60%的浓海水要排放，那么，能量回收柱塞泵的柱塞截面积是主柱塞泵的70-60%。能量回收柱塞泵和跟步切换缸组成了一个能量回收装置，把回收的能量通过曲轴给了主柱塞泵；能量不足部分，由电机补充；这样，就形成了海水加压-能量回收的小型海水淡化装置。本技术对照现有的小型海水淡化装置的不足，其具有的有益效果是：本技术所述的能量回收小型海水淡化装置，是在现有的常规用于小型海水淡化的柱塞泵上改装使用的，不仅可以利用现有的淡化设备，不必重新投入大量资金购买设备，而且使用方便，能量回收率高达90%，在小型海水淡化领域上的运用前景广大，经济实用，适于推广。附图说明下面结合附图和具体实施方法对本技术做进一步说明图1是本技术结构俯视图；图2是本技术的A-A立体剖面图；图3是本技术的B-B立体剖面图；图4是本技术的C-C立体剖面图；图5是本技术的曲轴俯视图和4个局部视图；图6是本技术的实施例2“双联柱塞泵”第一种情况连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种和柱塞泵配合的能量回收小型海水淡化装置，包括曲轴，所述的曲轴的两端连接在轴承座上，所述的曲轴连接有主柱塞泵、能量回收柱塞泵，所述的曲轴上还连接有电机，所述的电机带动曲轴旋转；所述的主柱塞泵包括主柱塞缸、连杆和滑块，所述的主柱塞缸里有主柱塞，所述的滑块装在滑道里，所述的连杆的一端连接滑道，连杆的另一端连接曲轴，所述的主柱塞缸的前端设有两个单向阀，所述的单向阀连接一根进水管和一根出水管，经过单向阀在出水管的另一端与反渗透膜件的进口连接；所述的能量回收柱塞泵包括能量回收柱塞缸、连杆和滑块，所述的能量回收柱塞缸里有能量回收柱塞，所述的滑块装在滑道里，所述的连杆的一端连接滑道，连杆的另一端连接曲轴，其特征在于：还包括一个跟步切换缸，所述的跟步切换缸包括缸体、活塞、跟步切换活塞杆、滑块和连杆，所述的活塞在缸体内，所述的滑块装在滑道里，所述的连杆的一端连接滑道，连杆的另一端连接曲轴，所述的跟步切换活塞杆的一端连接缸体，另一端通过滑块和连杆连接曲轴；所述的跟步切换缸中的中部有一个开孔，所述的开孔通过连接管与能量回收柱塞泵的一端连接，所述的跟步切换缸的一端连接曲轴，另一端通过浓海水进入管与反渗透膜件的出口相连接；所述的跟步切换缸的中间设有浓海水进出通道，所述的跟步切换缸的一端底部还设有一个排出口；所述的主柱塞泵、能量回收柱塞泵和跟步切换缸连接在同一个曲轴上。...

【技术特征摘要】
1.一种和柱塞泵配合的能量回收小型海水淡化装置，包括曲轴，所述的曲轴的两端连接在轴承座上，所述的曲轴连接有主柱塞泵、能量回收柱塞泵，所述的曲轴上还连接有电机，所述的电机带动曲轴旋转；所述的主柱塞泵包括主柱塞缸、连杆和滑块，所述的主柱塞缸里有主柱塞，所述的滑块装在滑道里，所述的连杆的一端连接滑道，连杆的另一端连接曲轴，所述的主柱塞缸的前端设有两个单向阀，所述的单向阀连接一根进水管和一根出水管，经过单向阀在出水管的另一端与反渗透膜件的进口连接；所述的能量回收柱塞泵包括能量回收柱塞缸、连杆和滑块，所述的能量回收柱塞缸里有能量回收柱塞，所述的滑块装在滑道里，所述的连杆的一端连接滑道，连杆的另一端连接曲轴，其特征在于：还包括一个跟步切换缸，所述的跟步切换缸包括缸体、活塞、跟步切换活塞杆、滑块和连杆，所述的活塞在缸体内，所述的滑块装在滑道里，所述的连杆的一端连接滑道，连杆的另一端连接曲轴，所述的跟步切换活塞杆的一端连接缸体，另一端通过滑块和连杆连接曲轴；所述的跟步切换缸中的中部有一个开孔，所述的开孔通过连接管与能量回收柱塞泵的一端连接，所述的跟步切换缸的一端连接曲轴，另一端通过浓海水进入管与反渗透...

【专利技术属性】
技术研发人员：林惠鹏，
申请(专利权)人：林惠鹏，
类型：新型
国别省市：广东;44