專利名稱：反滲透淡化系統閥控余壓回收裝置的制作方法
技術領域：
本項發明涉及一種反滲透淡化系統濃鹽水的閥控水壓缸余壓回收裝置。屬于液體余壓能量回收裝置的創新。
背景技術：
液體余壓回收裝置目前有水力透平型、液壓型和壓力交換型。這三種設計，其能量交換的主體結構均采用較為復雜的運動部件。此外，前二者的效率偏低，一般回收效率在30％～50％之間，而后者的處理能力偏小，對于一個較大的工業體系，往往需要許多個單元裝置并聯使用，造成了裝置的復雜化。
海水或苦咸水反滲透淡化過程中，其排放濃鹽水的余壓為5.5～6MPa。壓力回收裝置的作用在于將濃鹽水壓力轉移給用普通低壓泵供給的原料水，以提高反滲透器的供水壓力，從而大幅度節省電能。
發明內容
本發明的目的在于提供一種反滲透淡化系統濃鹽水閥控水壓缸余壓回收裝置。該裝置結構簡單，運行可靠，能量回收效率高。
上述目的本發明是通過下述方案實現的主要由水壓缸構成的反滲透淡化系統閥控余壓回收裝置，其特征在于在水壓缸體內設置有能自由滑動的活塞，在水壓缸的兩端分別設置電磁三通閥，高壓端電磁閥的進水口與高壓濃鹽水管連接，它的出水口與濃鹽水排放管連接。低壓端電磁閥的進水口與原料海水管連接，它的出水口與增壓海水管連接。兩電磁閥閥芯動作時間和位置由電腦控制，并保證高壓端濃鹽水進口和低壓端的增壓海水出口同步，同時處于關閉或開放狀態。同樣高壓端排放鹽水出口和低壓端原料海水口亦同步啟閉。
上述的余壓回收裝置可采用至少兩個并聯使用。
本發明的優越性首先在于其結構簡單，沒有快速運動部件，使用可靠性高，另外，電磁閥的動作可通過電腦程序控制，控制精度高，余壓回收效率可達70％～90％。
圖1為本發明結構示意圖。
圖2為水壓缸處于排出增壓海水狀態時的原理圖。
圖3為增壓缸處于排出濃鹽水狀態時的原理圖。
圖4為由兩個單元組成的裝置海水流量曲線。
圖5為由四個單元組成的裝置海水流量曲線。
圖中1——水壓缸，2——高壓端電磁三通閥，3——低壓端電磁三通閥，4——電磁頭，5——電腦控制器，6——閥芯，7——滑動活塞，8——高壓濃鹽水進口，9——增壓海水出口，10——原料海水進口11——排放濃鹽水出口具體實施方式
原理和實施方式結合各附圖加以說明。圖1為裝置示意圖。其原理為圖2所示。余壓回收裝置由水壓缸1，高壓端電磁閥2和低壓端電磁閥3組成，兩個電磁閥都屬于三通閥，閥桿上端為電磁頭4，而電磁頭各自的動作時間均由電腦5準確控制。
系統各股水的壓力存在以下關系P1＞P2＞P3＞P4當兩個閥的閥芯6向下時，排放濃鹽水管11和原料海水管10同時截斷，而高壓濃鹽水管8與增壓海水管9開通。因P1＞P2，則高壓濃鹽水進入水壓缸，并將缸中的海水壓出，同時把海水的壓力增至P2，進入反滲透器前的海水加壓管路。為了盡量減少濃鹽水與原料海水的混合，在水壓缸中可設置一個自由滑動活塞7，該活塞為輕質不銹材料做成，其本身不起加壓作用，只起隔離作用，而且不至于被卡在缸內。
當增壓海水接近排空時，受電腦控制的電磁閥向上運動，從而截斷高壓濃鹽水和增壓海水的流路，開啟排放濃鹽水和原料海水流路(圖3)。此時因P3＞P4，則原料海水將存于水壓缸中的濃鹽水壓出，進入排放濃鹽水管路。如此反復進行，可實現高壓濃鹽水的壓力回收和原料海水的增壓。
由一個水壓缸和兩個電磁閥組成的為一個單元，此單元在一個往復周期后，增壓海水的流量曲線為圖4中實線所示。為了改善供給反滲透器海水的脈動性，可設置兩個同樣的單元。在電腦控制下，第二個單元的海水流量曲線示于圖4中的虛線。
進一步改善海水供水平穩性的方法有二一是采用緩沖容器法，如往復泵后面的緩沖容器一樣；二是再增加兩個相同的單元，即四個單元(I，II，III，IV)并聯，在電腦控制下，各單元的動作順序與流動曲線示于圖5。
實際上幾個單元都可以裝在一個較大的容器或管子中，組成一個整體，而電磁閥可分別裝在容器的兩端，加上控制電腦，組成一臺更大的裝置；或將幾個單元如圖1那樣并聯排列形成并排結構。
當生產規模很大時，采用裝置并聯；規模較小時，則采用單元并聯。
由4個單元組成的裝置，具有4個水壓缸，4×Φ80×2000mm，根據不同的設計條件可用于日產淡水500噸以上的海水反滲透系統。濃鹽水余壓為5.5MPa，原料海水由低壓輸水泵送來，其壓力為0.1～0.2MPa(表壓)，通過余壓回收裝置在通常情況下，能量回收效率可達70～90％。
權利要求
1.一種反滲透淡化系統閥控余壓回收裝置，該裝置主要由水壓缸及其高低壓端的三通電磁閥和控制電腦構成，其特征在于在水壓缸體內設置有能自由滑動的活塞，在水壓缸的兩端分別設置電磁三通閥，高壓端電磁閥的進水口與高壓濃鹽水管連接，其出水口與濃鹽水排放管連接；低壓端電磁閥的進水口與原料海水管連接，它的出水口與增壓海水管連接。兩電磁閥閥芯動作時間和位置由電腦控制，并保證高壓端濃鹽水進口和低壓端的增壓海水出口同步，即同時處于關閉或開啟狀態，同樣高壓端排放鹽水出口和低壓端原料海水口亦同步啟閉。
2.按照權利要求1所說的反滲透淡化系統閥控余壓回收裝置，其特征在于余壓回收裝置可采用至少兩個水壓缸并聯使用。
全文摘要
本發明公開了一種反滲透淡化系統閥控余壓回收裝置。屬于液體余壓能量回收技術。該余壓回收裝置主要由水壓缸及缸體內的自由活塞和缸體兩端分別連接的高、低壓三通電磁閥所構成。兩電磁閥的閥芯位置和動作時間由電腦程序控制,使高壓濃鹽水進口和增壓海水出口同時啟閉,而原料海水入口和排放濃鹽水出口也同時啟閉。從而實現在高壓濃鹽水進入水壓缸的同時,從缸體的另一端排出增壓海水。之后,原料海水進入水壓缸,又將缸體中的濃鹽水通過排放管壓出。本發明結構簡單,運行可靠,用于反滲透淡化系統中進行濃鹽水的余壓回收,效率可達70%～90%。
文檔編號C02F1/44GK1343528SQ0113062
公開日2002年4月10日 申請日期2001年8月15日 優先權日2001年8月15日
發明者王世昌, 王宇新, 徐世昌, 王志, 管山, 徐晅闊 申請人:天津大學