申请/专利权人：顾为东

申请日：2018-08-02

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN108862479B

主分类号：C02F1/44

分类号：C02F1/44;C02F103/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2020.08.07#专利申请权的转移;2018.12.18#实质审查的生效;2018.11.23#公开

摘要：本发明涉及一种风力海水淡化系统，包括风机、第一液压泵、第二液压泵、液压缸、储能罐、柱塞泵和RO膜组；风机为第一、第二液压泵提供动力；柱塞将柱塞泵的腔体分隔成第一腔体、第二腔体，第二腔体上设有进液口和排液口；液压缸的活塞杆与柱塞泵的柱塞固接，液压缸的活塞将液压缸的腔体分成进程腔和回程腔；储能罐内填充有气体，储能罐的底部设有进水口和出水口，RO膜组的进水口与第二腔体的排液口连通，RO膜组的浓海水出口与储能罐的底部进水口连通，储能罐的底部出水口经进高压浓海水单向开关阀与第一腔体连通。本发明避免了现有技术中两组柱塞泵同步控制困难，容易产生水压波动太大的缺陷，从而提高了生产效率，降低了生产成本。

主权项：1.一种风力海水淡化系统，其特征在于：包括风机（26）、第一液压泵（24）、第二液压泵（25）、液压缸（15）、储能罐（21）、柱塞泵（5）、RO膜组（22）和控制装置（28）；风机（26）的转轴（29）用于为第一液压泵（24）、第二液压泵（25）提供动力；柱塞泵（5）竖直设置，柱塞（6）将柱塞泵（5）的腔体分隔成两部分，下部为第一腔体（11），上部为第二腔体（2），第二腔体（2）上设有进液口和排液口，进液口前设有进新鲜海水单向阀（1），排液口后设有排高压新鲜海水单向阀（7）；液压缸（15）也竖直设置，液压缸（15）的活塞杆与柱塞泵（5）的柱塞（6）固接，液压缸（15）的活塞将液压缸（15）的腔体分成进程腔（19）和回程腔（17）；储能罐（3）内填充有气体，储能罐（3）的底部设有进水口和出水口，RO膜组（22）的进水口与第二腔体（2）的排液口连通，RO膜组（22）的淡水出口与淡水收集装置（23）连通，RO膜组（22）产生的低压淡水进入淡水收集装置（23），RO膜组（22）的浓海水出口与储能罐（3）的底部进水口连通，RO膜组（22）排出的高压浓海水经排高压浓海水单向阀（10）进入储能罐（3），储能罐（3）的底部出水口经进高压浓海水单向开关阀（9）与第一腔体（11）连通；当控制装置（28）控制第二液压泵（25）输出的高压油进入进程腔（19），回程腔（17）中的高压油排出时，柱塞泵（5）向RO膜组（22）供给新鲜海水，同时控制装置（28）控制进高压浓海水单向开关阀（9）打开，排低压浓海水单向开关阀（12）关闭，储能罐（3）释放高压浓海水进入第一腔体（11），从而使高压浓海水与液压缸（15）共同驱动柱塞（6）向上运动，使第二腔体（2）内的低压新鲜海水成为高压新鲜海水，高压新鲜海水通过排高压新鲜海水单向阀（7）进入RO膜组（22）进行淡化，产生的淡水进入淡水收集装置（23），产生的高压浓海水进入储能罐（3），使储能罐（3）内的气体压缩升压；当控制装置（28）控制第一液压泵（24）输出的高压油进入回程腔（17），进程腔（19）中的高压油排出时，进高压浓海水单向开关阀（9）关闭，排低压浓海水单向开关阀（12）打开，此时活塞带动柱塞（6）向下运动，第一腔体（11）内的浓海水通过排低压浓海水单向开关阀（12）排出，第二腔体（2）容积增大形成负压并抽取低压新鲜海水进入第二腔体。

全文数据：风力海水淡化系统技术领域[0001]本发明涉及一种风力海水淡化系统，属于海水淡化技术领域。背景技术[0002]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，所以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升进水压力以克服水的渗透压，要求进入到反渗透膜中海水的压力必须高于膜的渗透压力，该压力通常在4MPa〜6MPa之间。经过反渗透膜过滤后产出的含盐量高的浓海水的压力可能高达5MPa，排放的浓盐水中还蕴含约60%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，而这一目的实现有赖于利用能量回收技术。[0003]在海水淡化领域中，使用反渗透膜来实现海水中所含的离子与水分子的分离，，此时的浓海水含有极高的势能，如果直接排放，必然会造成极大的能量浪费。为了降低能耗，也是降低海水淡化的生产成本，反渗透膜法的海水淡化系统一般都会配有能量回收器回收浓海水的势能。[0004]自70年代以来，随着反渗透技术应用于海水苦咸水淡化，各种形式的能量回收装置也相继出现。申请号为CN2014107773299的中国专利中公开了一种海水淡化系统，该系统通过风机驱动两组柱塞泵对反渗透膜排出的浓水余压进行回收利用来淡化海水，但是两组柱塞泵同步控制非常困难，往往在测试完成后两组柱塞栗同步准确，当运行一段时间即出现不同步现象，导致水压波动太大，影响正常工作，从而降低了生产效率，增加了生产成本。发明内容[0005]本发明要解决技术问题是:提供一种运行成本低、生产效率高的海水淡化系统。[0006]为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是:一种风力海水淡化系统，其特征在于:包括风机26、第一液压泵24、第二液压泵25、液压缸15、储能罐21、柱塞栗5、RO膜组22和控制装置28;风机26的转轴29用于为第一液压栗24、第二液压泵25提供动力；柱塞泵5竖直设置，柱塞6将柱塞泵5的腔体分隔成两部分，下部为第一腔体11，上部为第二腔体2，第二腔体2上设有进液口和排液口，进液口前设有进新鲜海水单向阀丨，排液口后设有排高压新鲜海水单向阀7;液压缸IS也竖直设置，液压缸15的活塞杆与柱塞泵5的柱塞6固接，液压缸15的活塞将液压缸15的腔体分成进程腔19和回程腔17;储能罐3内填充有气体，储能罐3的底部设有进水口和出水口，R0膜组22的进水口与第二腔体2的排液口连通，R0膜组22的淡水出口与淡水收集装置23连通，R0膜组22产生的低压淡水进入淡水收集装置23，R0膜组22的浓海水出口与储能罐3的底部进水口连通，R0膜组22排出的高压浓海水经排高压浓海水单向阀10进入储能罐3，储能罐3的底部出水口经进高压浓海水单向开关阀9与第一腔体11连通；当控制装置28控制第二液压泵2f5输出的高压油进入进程腔19,回程腔17中的高压油排出时，柱塞泵5向R0膜组22供给新鲜海水，同时控制装置28控制进高压浓海水单向开关阀9打开，排低压浓海水单向开关阀12关闭，储能罐3释放高压浓海水进入第一腔体11，从而使高压浓海水与液压缸15共同驱动柱塞6向上运动，使第二腔体2内的低压新鲜海水成为高压新鲜海水，高压新鲜海水通过排高压新鲜海水单向阀7进入R0膜组22进行淡化，产生的淡水进入淡水收集装置23，产生的高压浓海水进入储能罐3，使储能罐3内的气体压缩升压；当控制装置28控制第一液压栗24输出的高压油进入回程腔17,进程腔19中的高压油排出时，进高压浓海水单向开关阀9关闭，排低压浓海水单向开关阀12打开，此时活塞带动柱塞6向下运动，第一腔体11内的浓海水通过排低压浓海水单向开关阀12排出，第二腔体2容积增大形成负压并抽取低压新鲜海水进入第二腔体。[0007]本发明带来的有益效果是:本发明通过对现有技术中两组柱塞栗进行简化为一组柱塞泵，并通过储能罐进行能量回收，结构进行了简化，在充分利用R0膜组产生的高压浓海水的能量的基础上，避免了现有技术中两组柱塞泵同步控制困难，容易产生水压波动太大的缺陷，从而提高了生产效率，降低了生产成本。另外，储能罐对高压浓海水进行缓冲，也减少了对柱塞栗的冲击，延长了使用寿命。附图说明[0008]下面结合附图对本发明作进一步说明。[0009]图1是本发明实施例的结构示意图。[0010]图2是实施例中风机的结构示意图。[0011]附图标记:进新鲜海水单向阀1，第二腔体2,储能罐3,柱塞泵5,柱塞6,排高压新鲜海水单向阀7,进高压浓海水单向开关阀9,排高压浓海水单向阀10,第一腔体11，排低压浓海水单向开关阀I2,活塞杆13,液压缸15,回程腔17,进程腔19,蓄电装置20,缓冲罐21，R0膜组22，淡水收集装置23，第一液压栗对，第二液压泵25，风机26，发电机27，控制装置28，转轴29，叶轮30，塔体31，低压新鲜海水进口32，低压浓海水出口33。具体实施方式实施例[0012]本实施例是对申请号为CN2〇14107773299的中国专利进行的改进，如图1所示，本实施例的风力海水淡化系统包括风机26、第一液压栗24、第二液压栗25、液压缸15、储能罐21、柱塞栗5、R0膜组22和控制装置28;风机26的转轴29用于为第一液压泵24、第二液压栗25提供动力。[0013]柱塞栗5竖直设置，柱塞6将柱塞泵5的腔体分隔成两部分，下部为第一腔体11，上部为第二腔体2。第二腔体2上设有进液口和排液口，进液口前设有进新鲜海水单向阀1，排液口后设有排高压新鲜海水单向阀7。液压缸15也竖直设置，液压缸15的活塞杆与柱塞泵5的柱塞6固接，液压缸15的活塞将液压缸15的腔体分成进程腔19和回程腔17。[0014]R0膜组22的进水口与第二腔体2的排液口连通，R0膜组22的淡水出口与淡水收集装置23连通，R0膜组22产生的低压淡水进入淡水收集装置23，R0膜组22的浓海水出口与储能罐3的底部进水口连通，R0膜组22排出的高压浓海水经排高压浓海水单向阀10进入储能罐3。储能罐3上部为气体，下部为海水，高压浓海水从底部进入储能罐3后，使上部的气体压缩升压。储能罐3的底部出水口经进高压浓海水单向开关阀9与第一腔体11连通。[0015]如图2所示，风机26包括叶轮30、转轴29和塔体31，塔体31下端设有低压新鲜海水进口32和低压浓海水出口33;储能罐3、柱塞泵5、R〇膜组22和控制装置28均安装在塔体31内。塔体31内还设有缓冲罐21，缓冲罐21设置于R〇膜组22的进水口与第一腔体11的排液口之间，用于缓冲即将进入R0膜组22的高压新鲜海水。[0016]风机26同时还驱动发电机27进行发电，发电机27生产的电能进入蓄电装置20,由蓄电装置20为控制装置28供电。[0017]当控制装置28控制第二液压泵25输出的高压油进入进程腔19,回程腔17中的高压油排出时，柱塞泵5向R0膜组22供给新鲜海水，同时控制装置28控制进高压浓海水单向开关阀9打开管道连通），排低压浓海水单向开关阀12关闭（管路断开），储能罐3释放高压浓海水进入第一腔体11，从而使高压浓海水与液压缸15共同驱动柱塞6向上运动，使第二腔体2内的低压新鲜海水成为高压新鲜海水，高压新鲜海水通过排高压新鲜海水单向阀7进入缓冲罐21缓冲后通过R0膜组22进行淡化，产生的淡水进入淡水收集装置23,产生的高压浓海水进入储能罐3。[0018]当控制装置28控制第一液压泵24输出的高压油进入回程腔17,进程腔I9中的高压油排出时，进高压浓海水单向开关阀9关闭，排低压浓海水单向开关阀12打开，此时活塞带动柱塞6向下运动，第一腔体11内的浓海水通过排低压浓海水单向开关阀12排出，第二腔体2容积增大形成负压并抽取低压新鲜海水进入第二腔体。[0019]上述过程反复进行，便可以持续进行海水淡化。本实施例中控制装置28属于现有技术，主要用于控制各个阀门的通断，以及第一液压泵、第二液压泵的工作，不再赘述。[0020]本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种风力海水淡化系统，其特征在于:包括风机26、第一液压泵24、第二液压泵25、液压缸（15、储能罐21、柱塞泵5、R0膜组22和控制装置28;风机2©的转轴29用于为第一液压泵24、第二液压泵25提供动力；柱塞栗（5竖直设置，柱塞（6将柱塞栗（5的腔体分隔成两部分，下部为第一腔体11，上部为第二腔体2，第二腔体2上设有进液口和排液口，进液口前设有进新鲜海水单向阀（1，排液口后设有排高压新鲜海水单向阀（7;液压缸15也竖直设置，液压缸I5的活塞杆与柱塞泵5的柱塞6固接，液压缸（15的活塞将液压缸（15的腔体分成进程腔19和回程腔（17;储能罐3内填充有气体，储能罐3的底部设有进水口和出水口，R0膜组22的进水口与第二腔体2的排液口连通，R0膜组22的淡水出口与淡水收集装置23连通，R0膜组22产生的低压淡水进入淡水收集装置23，R0膜组22的浓海水出口与储能罐⑶的底部进水口连通，R0膜组22排出的高压浓海水经排高压浓海水单向阀（10进入储能罐3，储能罐3的底部出水口经进高压浓海水单向开关阀9与第一腔体11连通；当控制装置28控制第二液压泵25输出的高压油进入进程腔（19，回程腔（I7中的高压油排出时，柱塞栗5向RO膜组22供给新鲜海水，同时控制装置28控制进高压浓海水单向开关阀（9打开，排低压浓海水单向开关阀（12关闭，储能罐3释放高压浓海水进入第一腔体（11，从而使高压浓海水与液压缸15共同驱动柱塞6向上运动，使第二腔体2内的低压新鲜海水成为高压新鲜海水，高压新鲜海水通过排高压新鲜海水单向阀7进入RO膜组22进行淡化，产生的淡水进入淡水收集装置23，产生的高压浓海水进入储能罐3，使储能罐3内的气体压缩升压；当控制装置28控制第一液压泵24输出的高压油进入回程腔（17，进程腔（19中的高压油排出时，进高压浓海水单向开关阀（9关闭，排低压浓海水单向开关阀（12打开，此时活塞带动柱塞（6向下运动，第一腔体（11内的浓海水通过排低压浓海水单向开关阀12排出，第二腔体2容积增大形成负压并抽取低压新鲜海水进入第二腔体。2.根据权利要求1所述的风力海水淡化系统，其特征在于：还包括缓冲罐21，缓冲罐21设置于RO膜组22的进水口与第一腔体（11的排液口之间，用于缓冲即将进入RO膜组22的高压新鲜海水。3.根据权利要求1所述的风力海水淡化系统，其特征在于:缓冲罐21、储能罐3、柱塞栗5、RO膜组22和控制装置28均安装在风机的塔体31内。4.根据权利要求1所述的风力海水淡化系统，其特征在于:风机26同时还驱动发电机27进行发电，发电机27生产的电能进入蓄电装置20，由蓄电装置20为控制装置28供电。

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