CN110550703A - 一种波浪能驱动海水淡化液压装置 - Google Patents

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Abstract

一种波浪能驱动海水淡化液压装置，属于海洋能源利用技术领域。所述波浪能驱动海水淡化液压装置，包括反渗透膜***、桥式整流回路、至少两个浮体和至少一个液压缸；所述浮体之间的连接方式为软连接，使浮体之间在波浪的作用下发生相对运动；所述液压缸的缸体和活塞杆分别铰接于两个所述浮体，使活塞随着浮体之间的相对运动而发生伸缩，所述液压缸的进油口和出油口分别与桥式整流回路连接；所述桥式整流回路分别通过管路与海水和反渗透膜***连接。所述波浪能驱动海水淡化液压装置，其结构简单、操作方便，通过波浪能直接实现海水淡化。

Description

一种波浪能驱动海水淡化液压装置
技术领域
本发明涉及海洋能源利用技术领域，特别涉及一种波浪能驱动海水淡化液压装置。
背景技术
我国淡水资源人均占有量低，环境污染和水资源浪费等问题加剧了淡水的短缺，现有水资源不能满足人们的生产生活需要，易出现淡水危机。传统的海水淡化技术使用大量的化石能源，浪费资源的同时也产生了环境污染，而海洋中蕴藏着大量的可再生能源，取之不尽用之不竭。
在没有电的海岛上或者电力资源不足的船上等情况下，现有的海水淡化装置结构复杂、无法使用，因此，急需一种结构简单、操作方便的海水淡化装置。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种波浪能驱动海水淡化液压装置，其结构简单、操作方便，通过波浪能直接实现海水淡化，解决了没有电的海岛上或者电力资源不足的船上等条件下的海水淡化问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种波浪能驱动海水淡化液压装置，包括反渗透膜***、桥式整流回路、至少两个浮体和至少一个液压缸；
所述浮体之间的连接方式为软连接，使浮体之间在波浪的作用下发生相对运动；
所述液压缸的缸体和活塞杆分别铰接于两个所述浮体，使活塞随着浮体之间的相对运动而发生伸缩，所述液压缸的进油口和出油口分别与桥式整流回路连接；
所述桥式整流回路分别通过管路与海水和反渗透膜***连接。
所述桥式整流回路包括4个单向阀，桥式整流回路的入口与海水连接，桥式整流回路的出口与反渗透膜***连接。
所述桥式整流回路的入口与海水连接的管路上设置有过滤器,用以过滤掉水中杂物。
所述桥式整流回路的出口处并联有溢流阀，所述溢流阀的出口通过管路与海水连通。
所述桥式整流回路的出口与反渗透膜***连接的管路上设置有压力表和蓄能器。
所述浮体采用耐海水腐蚀的材料制成，比如不锈钢。
所述反渗透膜***的工作压力为5-8MPa。
所述溢流阀压力为8.5MPa。
本发明的有益效果：
1)本发明的装置能够使用波浪能直接驱动进行海水淡化，是一种高效、低成本的海水淡化技术，实现了海洋资源的利用，同时对海洋环境没有任何污染，对于沿海淡水资源短缺的地区，具有极高应用价值；
2)本发明利用波浪能驱动液压缸动作产生液体压力，直接将海水压入反渗透膜***进行淡化，将海洋波浪能转化为机械能再转化为海水的压力能，以海水代替液压油为工作介质，利用可再生能源进行海水淡化，从而有效节约能源、降低污染。
本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明提供的波浪能直接驱动海水淡化液压***的结构示意图。
说明书附图中的附图标记包括：
1-液压缸，2-浮体，3-过滤器，4-溢流阀，5-桥式整流回路，6-蓄能器，7-压力表，8-反渗透膜***。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
为了解决现有技术存在的问题，如图1所示，本发明实施例提供了一种波浪能驱动海水淡化液压装置，包括反渗透膜***8、桥式整流回路5、至少两个浮体2和至少一个液压缸1；浮体2之间的连接方式为软连接，使浮体2之间在波浪的作用下发生相对运动所述浮体2采用耐海水腐蚀的材料制成；液压缸1的缸体和活塞杆分别铰接于两个所述浮体2，使活塞随着浮体2之间的相对运动而发生伸缩，所述液压缸1的进油口和出油口分别与桥式整流回路5连接；桥式整流回路5分别通过管路与海水和反渗透膜***8连接。
所述桥式整流回路5包括4个单向阀，桥式整流回路5的入口与海水连接，所述桥式整流回路5的入口与海水连接的管路上设置有过滤器3，桥式整流回路5的出口与反渗透膜***8连接，桥式整流回路5可采用现有技术，所述桥式整流回路5的出口处并联有溢流阀4，所述溢流阀4压力为8.5MPa。溢流阀4的出口通过管路与海水连通，所述桥式整流回路5的出口与反渗透膜***8连接的管路上设置有压力表7和蓄能器6，所述反渗透膜***8的工作压力为5-8MPa。
本实施例中，液压缸1的缸体与一个浮体2相连，所述液压缸1的活塞杆与另一个浮体2相连。过滤器3的进口通过管路与海水连通，过滤器3的出口通过管路与桥式整流回路5连接。反渗透膜***8采用现有技术，也就是说，本发明通过波浪的直接作用带动浮体2之间相互运动，浮体2的相互运动带动液压缸1的活塞杆伸缩将海水抽到现有技术中的海水淡化装置中进行的淡化。浮体2与浮体2之间通过现有技术中的软连接件进行软连接即可，软连接件的材质可采用耐海水腐蚀的，浮体2采用耐海水腐蚀的不锈钢和改性橡胶制成。浮体2能够漂浮在海面上，在波浪的作用下带动活塞杆收缩即可，浮体2的具体形状不做限定。本发明所有元件均采用耐海水腐蚀的材料制成，比如不锈钢、耐海水腐蚀的橡胶材料等。
根据液压缸1流量连续性方程得到液压缸1压力油路压力和流量关系为：
流经单向阀的流量qj为：
其中，qi表示流入和流出液压缸1的流量，Ap为液压缸1有效作用面积，p1和p2分别为液压缸1两腔的压力，Cip和Cep分别为液压缸1内泄漏系数和外泄漏系数，Vi为液压缸1的体积，βe为有效体积弹性模量(包括油液、连接管道和缸体的机械柔度)，K表示阀系数，Δpj为阀口前后压力差。
上述波浪能驱动海水淡化液压装置的工作原理：
如图1所示，浮体2在波浪的作用下可以发生相对运动，液压缸1的缸体和活塞杆也随着浮体2发生相对运动，活塞杆可以发生伸缩。当活塞杆向右侧移动时，液压缸1左腔通过单向阀b吸入过滤后的海水，同时，液压缸1右腔通过单向阀c将海水压入高压回路，最终压入反渗透膜组件完成海水的淡化。同理，当活塞杆向左侧移动时，液压缸1右腔通过单向阀d吸入海水。同时液压缸1左腔通过单向阀a将海水压入高压回路蓄能器6中，蓄能器6起到稳定压力、减小压力脉动的作用，蓄能器6将海水压入反渗透膜***8中。反渗透膜***8将纯水与盐水分离，完成淡化过程。溢流阀4在本发明中既起到调压阀的作用又起到安全阀的作用，防止管路压力过高产生爆裂，保护回路。过滤器3可以对海水进行粗过滤，除去海水中的杂质、颗粒等，同时也避免了回路因被污染而导致的故障。
根据上述原理，两浮体2之间可以连接两组及两组以上的液压缸1，可提高能量利用效率；该海水淡化装置也可以由两个以上的浮体2构成，可大大提高海水淡化能力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种波浪能驱动海水淡化液压装置，其特征在于，包括反渗透膜***、桥式整流回路、至少两个浮体和至少一个液压缸；
所述浮体之间的连接方式为软连接，使浮体之间在波浪的作用下发生相对运动；
所述液压缸的缸体和活塞杆分别铰接于两个所述浮体，使活塞随着浮体之间的相对运动而发生伸缩，所述液压缸的进油口和出油口分别与桥式整流回路连接；
所述桥式整流回路分别通过管路与海水和反渗透膜***连接。
2.根据权利要求1所述的波浪能驱动海水淡化液压装置，其特征在于，所述桥式整流回路包括4个单向阀，桥式整流回路的入口与海水连接，桥式整流回路的出口与反渗透膜***连接。
3.根据权利要求2所述的波浪能驱动海水淡化液压装置，其特征在于，所述桥式整流回路的入口与海水连接的管路上设置有过滤器，用以过滤掉水中杂物。
4.根据权利要求2所述的波浪能驱动海水淡化液压装置，其特征在于，所述桥式整流回路的出口处并联有溢流阀，所述溢流阀的出口通过管路与海水连通。
5.根据权利要求2所述的波浪能驱动海水淡化液压装置，其特征在于，所述桥式整流回路的出口与反渗透膜***连接的管路上设置有压力表和蓄能器。
6.根据权利要求1所述的波浪能驱动海水淡化液压装置，其特征在于，所述浮体采用耐海水腐蚀的材料制成。
7.根据权利要求1所述的波浪能驱动海水淡化液压装置，其特征在于，所述反渗透膜***的工作压力为5-8MPa。
8.根据权利要求4所述的波浪能驱动海水淡化液压装置，其特征在于，所述溢流阀压力为8.5MPa。
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