CN101581328A - 反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵 - Google Patents

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Abstract

一种反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵。其包括两个液压缸、连接件、高压换向阀、低压换向阀、两个封头、活塞杆、两个活塞、多个螺栓及螺母。本发明提供的能量回收泵是利用低压海水的压力能和高压浓盐水的压力能一起来驱使活塞运动，直接将原料海水的压力提升至反渗透膜器入口操作压力。由于该能量回收泵用于反渗透海水淡化***时只需配备一台具有中低输出压头的原料海水泵来驱动，无需专门设置增压泵和高压泵，所以***的能耗和设备投资都较低。另外，本装置的能量回收率高达90％以上，并且设备成本低，因此利于在中小型反渗透海水淡化***中推广使用。

Description

反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵
技术领域
本发明属于海水反渗透或苦咸水反渗透淡化***中压力能回收技术，特别是涉及一种反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵。
背景技术
反渗透海水淡化技术是利用高压泵将原料海水加压，使其压力达到反渗透操作压力5.0～7.0MPa(视海水盐度不同而定)，然后使加压后的海水流向反渗透膜器中的反渗透膜，其中透过反渗透膜的淡水成为产品水，而未透过反渗透膜的浓盐水则从膜的上游侧排出。由于被排出的浓盐水仍然具有很高的压力(接近但低于上述操作压力)，此压力称为浓盐水余压，如果这部分压力不能加以回收利用，则每吨淡化水的耗电量将高达10kW·h以上。
回收浓盐水余压能的设备称为能量回收装置。现有的能量回收装置是使上述排出的高压浓盐水通过能量回收器来加压一部分原料海水(流量与高压浓盐水流量相当)。但这部分原料海水在回收浓盐水余压之后，即使高压浓盐水中的压力能100％地传递给原料海水，其压力尚不能达到反渗透操作压力，因此需要再设一个增压泵以提升这部分原料海水的压力。
因此，在一个典型的反渗透海水淡化***中，对原料海水进行加压需要采用两套设备：一套是高压泵，用于将部分原料海水(与淡水流量相当)直接加压到反渗透淡化所要求的操作压力；另一套为增压泵，用于将已回收余压的那部分原料海水升压到反渗透操作压力。上述这两部分原料海水汇合后再进入反渗透膜器，以实现淡化过程。由于上述这种已有的反渗透海水淡化***需要两套加压设备，这样不仅投资高，而且运行及维护的难度增加，因此部分小规模海水淡化和大量苦咸水淡化***都很少或根本不采用能量回收装置，由此造成巨大的能耗。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种可简化反渗透流程，运行可靠、效率高，并且制造成本低的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵。
为了达到上述目的，本发明提供的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵包括两个液压缸、连接件、高压换向阀、低压换向阀、两个封头、活塞杆、两个活塞、多个螺栓及螺母；其中两个液压缸的一端分别连接在连接件的两个侧面上；连接件的中心沿轴向贯通形成有一个活塞杆导向孔，活塞杆导向孔的外侧沿轴向贯通形成有一个高压换向阀阀腔和一个低压换向阀阀腔，而连接件的外部边缘则沿径向形成有两个分别与高压换向阀阀腔和低压换向阀阀腔相连通的高压盐水孔和泄压盐水孔；两个封头分别设置在两个液压缸的外端，并且每个封头上形成有两个呈直角形且连通液压缸内外部的液流孔；多个螺栓贯穿两个封头及连接件的外部边缘而设置在两个液压缸的外部，并且两端用螺母固定；活塞杆贯穿设置在连接件上的活塞杆导向孔内；两个具有联合加压作用的活塞分别连接在活塞杆的两端，并且外径分别与两个液压缸的内径相同；而高压换向阀和低压换向阀则分别安装在高压换向阀阀腔和低压换向阀阀腔的内部，并且其上形成有能够分别与高压换向阀阀腔和低压换向阀阀腔相连通的孔。
所述的两个液压缸等径等长。
所述的高压盐水孔和泄压盐水孔、高压换向阀阀腔和低压换向阀阀腔相对设置。
所述的每个封头上的液流孔相对设置。
所述的封头和液压缸、液压缸和连接件、连接件和活塞杆、活塞和液压缸以及活塞和活塞杆之间的连接处设有密封装置。
本发明提供的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵是利用低压海水的压力能和高压浓盐水的压力能一起来驱使活塞运动，直接将原料海水的压力提升至反渗透膜器入口操作压力。由于该能量回收泵用于反渗透海水淡化***时只需配备一台具有中低输出压头的原料海水供水泵来驱动，无需专门设置增压泵和高压泵，所以***的能耗和设备投资都较低。另外，本装置的能量回收率高达90％以上，并且设备成本低，因此利于在中小型反渗透海水淡化***中推广使用。
附图说明
图1为本发明提供的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵外部结构示意图。
图2为本发明提供的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵纵向结构剖视图。
图3为本发明提供的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵中高压换向阀和低压换向阀部位结构剖视图。
图4为安装有本发明提供的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵的反渗透海水淡化***示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵进行详细说明。
如图1-图3所示，本发明提供的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵包括两个液压缸2，4、连接件3、高压换向阀18、低压换向阀16、两个封头1，5、活塞杆9、两个活塞8，10、多个螺栓6及螺母7；其中两个液压缸2，4的一端分别连接在连接件3的两个侧面上；连接件3的中心沿轴向贯通形成有一个活塞杆导向孔3-1，活塞杆导向孔3-1的外侧沿轴向贯通形成有一个高压换向阀阀腔19和一个低压换向阀阀腔15，而连接件3的外部边缘则沿径向形成有两个分别与高压换向阀腔19和低压换向阀阀腔15相连通的高压盐水孔3-2和泄压盐水孔3-3；两个封头1，5分别设置在两个液压缸2，4的外端，并且每个封头1，5上形成有两个呈直角形且连通液压缸2，4内外部的液流孔1-1，1-2，5-1，5-2；多个螺栓6贯穿两个封头1，5及连接件3的外部边缘而设置在两个液压缸2，4的外部，并且两端用螺母7固定；活塞杆9贯穿设置在连接件3上的活塞杆导向孔3-1内；两个具有联合加压作用的活塞8，10分别连接在活塞杆9的两端，并且外径分别与两个液压缸4，2的内径相同；而高压换向阀18和低压换向阀16则分别安装在高压换向阀阀腔19和低压换向阀阀腔15的内部，并且其上形成有能够分别与高压换向阀腔19和低压换向阀阀腔15相连通的孔。
所述的两个液压缸2，4等径等长。
所述的高压盐水孔3-2和泄压盐水孔3-3、高压换向阀阀腔19和低压换向阀阀腔15相对设置。
所述的封头1上的液流孔1-1，1-2相对设置。
所述的封头5上的液流孔5-1，5-2相对设置。
所述的封头1，5和液压缸2，4、液压缸2，4和连接件3、连接件3和活塞杆9、活塞8，10和液压缸4，2以及活塞8，10和活塞杆9之间的连接处设有密封装置。
下面对安装有本发明提供的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵的反渗透海水淡化***工作过程进行说明：当需要利用图4所示的反渗透海水淡化***进行海水淡化时，首先利用海水泵21将海水池20中的原料海水经管路、单向阀22和液流孔1-2而注入到液压缸2内无活塞杆9一侧的内部空间(0.5MPa)中。与此同时，由反渗透膜器27排出的高压浓盐水将经管路28、高压盐水孔3-2及高压换向阀18而进入液压缸4内有活塞杆9一侧的内部空间中。由液压缸4内有活塞杆9一侧空间中的高压浓盐水(5.8MPa)和液压缸2内无活塞杆9一侧空间中的原料海水(0.5MPa)共同作为动力源而推动上述活塞8、10在液压缸4，2内向右侧运动。当液压缸4内无活塞杆9一侧空间中的海水压力(初为0.5MPa)在上述活塞8，10的联合作用下升至6.0MPa后成为被增压的高压进料海水，该高压进料海水将经由液流孔5-1、单向阀24和管路26而进入到反渗透膜器27中，经反渗透膜脱盐后的淡水经管路29输出至淡水池31，而由反渗透膜器27排出的高压浓盐水则经由管路28、高压盐水孔3-2及高压换向阀18后进入液压缸4内有活塞杆9一侧的内部空间中，作为动力源驱动活塞8，10在液压缸4，2内向右端运动；液压缸2内有活塞杆9一侧空间中的低压浓盐水在活塞10的施压下将经由低压换向阀16、泄压盐水孔3-3和管路30排入浓盐水池32中(≈0MPa)。当活塞10的右侧面接触到连接件3的左侧面时，其将推动高压换向阀18和低压换向阀16同时进行换向操作，此后活塞8，10反向运动。上述过程往复进行即可实现将反渗透海水淡化***中高压浓盐水的余压能回收，从而达到降低反渗透海水淡化能耗的目的。

Claims (6)

1、一种反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵，其特征在于：所述的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵包括两个液压缸(2，4)、连接件(3)、高压换向阀(18)、低压换向阀(16)、两个封头(1，5)、活塞杆(9)、两个活塞(8，10)、多个螺栓(6)及螺母(7)；其中两个液压缸(2，4)的一端分别连接在连接件(3)的两个侧面上；连接件(3)的中心沿轴向贯通形成有一个活塞杆导向孔(3-1)，活塞杆导向孔(3-1)的外侧沿轴向贯通形成有一个高压换向阀阀腔(19)和一个低压换向阀阀腔(15)，而连接件(3)的外部边缘则沿径向形成有两个分别与高压换向阀阀腔(19)和低压换向阀阀腔(15)相连通的高压盐水孔(3-2)和泄压盐水孔(3-3)；两个封头(1，5)分别设置在两个液压缸(2，4)的外端，并且每个封头(1，5)上形成有两个呈直角形且连通液压缸(2，4)内外部的液流孔(1-1，1-2，5-1，5-2)；多个螺栓(6)贯穿两个封头(1，5)及连接件(3)的外部边缘而设置在两个液压缸(2，4)的外部，并且两端用螺母(7)固定；活塞杆(9)贯穿设置在连接件(3)上的活塞杆导向孔(3-1)内；两个具有联合加压作用的活塞(8，10)分别连接在活塞杆(9)的两端，并且外径分别与两个液压缸(4，2)的内径相同；而高压换向阀(18)和低压换向阀(16)则分别安装在高压换向阀阀腔(19)和低压换向阀阀腔(15)的内部，并且其上形成有能够分别与高压换向阀阀腔(19)和低压换向阀阀腔(15)相连通的孔。
2、根据权利要求1所述的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵，其特征在于：所述的两个液压缸(2，4)等径等长。
3、根据权利要求1所述的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵，其特征在于：所述的高压盐水孔(3-2)和泄压盐水孔(3-3)、高压换向阀腔(19)和低压换向阀阀腔(15)相对设置。
4、根据权利要求1所述的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵，其特征在于：所述的封头(1)上的液流孔(1-1，1-2)相对设置。
5、根据权利要求1所述的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵，其特征在于：所述的封头(5)上的液流孔(5-1，5-2)相对设置。
6、根据权利要求1所述的反渗透海水淡化***用联合活塞自增压能量回收泵，其特征在于：所述的封头(1，5)和液压缸(2，4)、液压缸(2，4)和连接件(3)、连接件(3)和活塞杆(9)、活塞(8，10)和液压缸(4，2)以及活塞(8，10)和活塞杆(9)之间的连接处设有密封装置。
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