CN202924841U - 一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置 - Google Patents

一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，包括风叶，风叶连接转向齿轮，转向齿轮通过传动轴与反渗透***的柱塞泵连接，柱塞泵控制海水进入反渗透膜组件。本实用新型装置利用风能使风叶旋转，经齿轮转向后带动柱塞泵转动，对预处理后的海水加压，进行反渗透淡化处理。通过反渗透膜组件后的浓盐水通过能量转换器为海水原水加压，加压后的海水原水经过预处理过滤器后提供给柱塞泵以及注入启动水箱。该装置相比于传统的风力发电驱动高压电泵加压装置，减少了能量的转化次数，能量利用率高；运行操作简单，节能环保，并具有性能稳定，一次性投资小，造价低等特点。

Description

一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置
技术领域
本实用新型涉及一种加压装置，特别涉及一种适用于反渗透海水淡化的风力直驱柱塞泵式加压装置，属于新能源及节能环保领域。
背景技术
目前，风能海水淡化主要途径为利用风力发电机组先将风能转化为电能，然后利用电能驱动高压电泵将水加压进行反渗透淡化处理，即风电反渗透装置。该装置存在以下问题：（1）利用风能转化为电能，再转化为压力能，能量转化过程较多，能量利用率不高；（2）受风力波动的影响，风电输出的稳定性较差，为增加稳定性采用的蓄电池、逆变器等容量较大，一次性投资昂贵；（3）风力发电机本身一次性投资较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决目前风能反渗透海水淡化存在的上述问题，而提供一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置。
本实用新型采取的技术方案为：
一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，包括风叶，风叶连接转向齿轮，转向齿轮通过传动轴与反渗透***的柱塞泵连接，柱塞泵控制海水进入反渗透膜组件。
所述的反渗透***包括反渗透膜组件，反渗透膜组件连接柱塞泵，柱塞泵固定在塔杆上，柱塞泵与高于其位置的启动水箱和低于其位置的预处理过滤器连接，预处理过滤器通过逆止阀连接能量转换器，能量转换器与海水相通。
所述的启动水箱上设有进气阀，反渗透膜组件出水口设稳压阀。
所述的反渗透膜组件、柱塞泵之间设有蓄能器、压力表。
所述的反渗透膜组件通过浓盐水回流管与能量转换器相连。
所述的柱塞泵固定于塔杆的顶部以下2-3米处。
在塔杆顶部安装启动水箱，预先注满洁净的海水，风力驱动风叶旋转，经转向齿轮带动垂直的传动轴转动，传动轴通过联轴器与柱塞泵相连，柱塞泵运转对预处理后的海水加压，在开始启动时，首先利用启动水箱中预存的海水注入柱塞泵加压，稳定运行后，则由能量转换器提供注入水。加压后的海水进入反渗透膜进行过滤，在柱塞泵与反渗透膜组件的连接管路上加装蓄能器，用于蓄能以及缓冲风力不稳定引起的压力波动。经过反渗透膜的浓盐水（含有较高的压力能）再经过能量转换器对海水原水进行加压，加压后的海水原水进入预处理过滤器，对海水进行初虑，预处理后的海水一方面用于补充启动水箱开始启动时损失的水量，另一方面为柱塞泵提供入流。
本装置柱塞泵固定于塔杆顶以下2-3米处，即考虑到动力传动距离的限制，传动距离越长，能量损失越大，又要兼顾底部上水的动力所能达到的扬程。
本装置启动水箱安装于塔杆顶部，主要用于提供***由停止状态转入运行状态时的启动水流，因为开始启动时，底部的能量转换器没有运转，不能提供入流，而柱塞泵的吸程较小，一般不能带动预处理过滤器运行。一旦***转入正常运转，能量转换器能够提供入流和动力，使海水原水通过预处理过滤器，为柱塞泵提供流量，多余的海水可以进入启动水箱。启动水箱为封闭式，上部安装进气阀，只能进出空气，因此注满水后自动停止注入。
本装置能量转换器安装于底部，用于将浓盐水的压力余能再转换成压水动能，对海水原水加压，使海水原水进入预处理过滤器进行预处理。使进入能量转换器得浓盐水流量略大于提供加压海水原水的流量，以便补充启动水箱的水量和整个流程中的漏水损失。
本装置在柱塞泵的出口管路上，安装有蓄能器，增加出口水压的稳定性，延长反渗透膜组件的使用寿命。
本装置风叶旋转经齿轮转向后带动柱塞泵产生高压水，在3.5～10.8m/s的风速下，产生的出口水压为5～7MPa，满足后续反渗透装置压力要求。
本实用新型装置利用风能使风叶旋转，经齿轮转向后带动柱塞泵转动，对预处理后的海水加压，进行反渗透淡化处理。通过反渗透膜组件后的浓盐水通过能量转换器为海水原水加压，加压后的海水原水经过预处理过滤器后提供给柱塞泵以及注入启动水箱。该装置相比于传统的风力发电驱动高压电泵加压装置，减少了能量的转化次数，能量利用率高；运行操作简单，节能环保，并具有性能稳定，一次性投资小，造价低等特点。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图，
其中：1、风叶；2、转向齿轮；3、传动轴；4、柱塞泵；5、启动水箱；6、塔杆；7、蓄能器；8、压力表；9、反渗透膜组件；10、能量转换器；11、逆止阀；12、预处理过滤器；13、淡水控制阀；14、进气阀。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型的一个最佳实施方式。
一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，包括风叶1，风叶1连接转向齿轮2，转向齿轮2通过传动轴3与反渗透***的柱塞泵4连接，柱塞泵4控制海水进入反渗透膜组件9。
所述的反渗透***包括反渗透膜组件9，反渗透膜组件9连接柱塞泵4，柱塞泵4固定在塔杆6上，柱塞泵4与高于其位置的启动水箱5和低于其位置的预处理过滤器12连接，预处理过滤器12通过逆止阀11连接能量转换器10，能量转换器10与海水相通。
启动水箱5上设有进气阀14，反渗透膜组件9出水口设稳压阀13。反渗透膜组件9、柱塞泵4之间设有蓄能器7、压力表8。反渗透膜组件9通过浓盐水回流管与能量转换器10相连。柱塞泵4固定于塔杆6的顶部以下2-3米处。
风叶1旋转经转向齿轮2连接传动轴3，带动柱塞泵4，产生高压水，在3.5～10.8m/s的风速下，产生的高压水为5～7Mpa。高压水进入反渗透膜组件9后产生淡水，稳压阀13起憋压作用，用于维持通过反渗透膜的海水在高压力状态。风叶1设计有自动（手动）刹车停机功能，风速超过极限风速时自动刹车。
通过反渗透膜组件9后的浓盐水有较高的压力（4～5Mpa），将其注入能量转换器10再对海水原水加压，加压后的海水原水压力为0.3～0.4Mpa，再进入柱塞泵4加压，多余的流量补充启动水箱5在开始运行时流出的水量，启动水箱5加满水后，进气阀14自动关闭。

Claims (5)

1.一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，其特征是，包括风叶，风叶连接转向齿轮，转向齿轮通过传动轴与反渗透***的柱塞泵连接，柱塞泵控制海水进入反渗透膜组件。
2.根据权利要求1所述的一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，其特征是，所述的反渗透***包括反渗透膜组件，反渗透膜组件连接柱塞泵，柱塞泵固定在塔杆上，柱塞泵与高于其位置的启动水箱和低于其位置的预处理过滤器连接，预处理过滤器通过逆止阀连接能量转换器，能量转换器与海水相通。
3.根据权利要求2所述的一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，其特征是，所述的反渗透膜组件、柱塞泵之间设有蓄能器、压力表。
4.根据权利要求2所述的一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，其特征是，所述的反渗透膜组件通过浓盐水回流管与能量转换器相连。
5.根据权利要求2所述的一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，其特征是，所述的柱塞泵固定于塔杆的顶部以下2-3米处。
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