液压式手动单兵海水淡化装置的制作方法

本实用新型涉及一种海水淡化装置，特别涉及一种液压式手动单兵海水淡化装置。

背景技术：

当军队在海上执行任务时，靠携带或储存大量淡水既不经济也不卫生，若设置固定的海水淡化装置不仅占用了很大的空间和耗费很大的电能，而且价格昂贵不适合单兵携带。特别是在战时，海上执行任务的战斗小分队，人员少、区域性广、流动性大、电力供应少，急需一种可单兵携带的海水淡化装置，能手动直接将海水处理成即可饮用的淡水，以极大地提高人员在海上或野外执行任务的机动性和持久性。现有的海水淡化技术以反渗透技术为主，采用反渗透膜进行海水淡化通常需要5~7MPa的外加压力，这就大大提高了该类海水淡化装置的使用难度。

目前国内已有多种体积微小且方便携带的海水淡化装置，有的装置使用方便，可回收一部分能量，起到省力作用，但现有的大多数装置仍存在以下问题：1.未能充分利用高压浓水能量，浪费人力、海水淡化效率低；2.反渗透组件缺乏稳压保护，反渗透膜容易受到损坏；3.不耐磨，易腐蚀，装置寿命短；4.拆卸困难，不易更换零部件。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构小巧轻便、省力高效、寿命长、易拆卸且可单兵手动制水的液压式手动单兵海水淡化装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种液压式手动单兵海水淡化装置，包括驱动结构、增压结构和反渗透膜组件，所述驱动结构包括可推拉的手柄和连接件，其特征在于：

所述增压结构包括具有空腔的质轻耐磨耐腐蚀增压结构壳体，所述增压结构壳体设有海水进水管和浓水排出管；所述空腔包括由隔板隔开的第一空腔和第二空腔，所述隔板上设有隔板通孔；

所述第一空腔内设有第一活塞杆和将第一空腔分为前腔室和后腔室的活塞，所述活塞通过第一活塞杆和连接件与手柄连接，所述前腔室设有进水单向阀，并与海水进水管相通；

所述第二空腔内设有第二活塞杆，所述第二活塞杆设有过水孔和轴向中空过水管，并通过连接件与第一活塞杆和手柄连接，所述第二活塞杆与增压结构壳体之间设有套筒，所述套筒与所述第二活塞杆之间形成第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一腔室通过过水孔与轴向中空过水管、第三腔室连通，所述第三腔室与浓水排出管连通，所述套筒与增压结构壳体之间形成与第二活塞杆相通的第四腔室、第五腔室和第六腔室，所述第四腔室通过隔板通孔与后腔室连通；

所述反渗透膜组件包括反渗透膜、膜壳和膜壳端盖，所述膜壳一端设有淡水管，所述膜壳还设有高压海水进水口和高压浓水出水口，所述高压海水进水口与前腔室之间设有第一连接孔，所述高压浓水出水口与第五腔室之间设有第二连接孔，所述第一连接孔处设有带泄压孔的稳压阀和出水单向阀。

作为优选，所述第一活塞杆和第二活塞杆在手柄推拉作用下同时运动方向相反。

作为优选，所述第一空腔和第二空腔均设有端盖，所述第一空腔中设有的端盖与增压结构壳体采用柔性承插连接，所述第二空腔中设有的端盖与增压结构壳体采用螺纹连接。

作为优选，所述第一活塞杆、活塞、第二活塞杆和套筒全部都与增压结构壳体之间设有弹性耐磨密封件；所述第一活塞杆、活塞、第二活塞杆和套筒全部都与端盖之间设有弹性耐磨密封件。

本实用新型的有益效果在于：（1）杠杆、液压原理与膜法海水淡化技术巧妙地联用，以及第二活塞杆中的过流孔和轴向中空过水管的设置，不仅能够充分回收利用高压浓水的压力，还能够有效利用高压浓水排放过程产生的射流与真空作用，从而极大地节省海水淡化时的外加手动压力，单兵仅用150 N~200 N的力即可实现海水淡化；

（2）将进水结构和排水结构设计为一体，采用同一手柄同时控制两个活塞杆向不同方向运动，使海水吸入与浓水排出同步进行，同时第二活塞杆与套筒之间多腔室的设置，使装置具有操作方便、快捷、高效的特点，在不需电力的情况下，单兵制取淡水的速度可达到2.5L/h，且淡水水质均符合生活饮用水GB5749-2006卫生标准；

（3）装置结构简单紧凑，体积小，易拆卸，易耗部件和常用部件更换容易，最大长度不超过34cm，质量不大于2.5kg，适合单兵随身携带使用；

（4）装置壳体耐磨耐腐蚀，弹性密封件可以承受手动往复运动25000次以上的磨损量，安全阀和泄压孔的设置能够有效保护反渗透膜组件，这些均大大延长了装置的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型所提供的液压式手动单兵海水淡化装置外部结构示意图；图2是本实用新型所提供的液压式手动单兵海水淡化装置内部结构示意图；图3是增压结构示意图；图4是图3的A-A向剖视图；图5是反渗透膜组件内部结构示意图。

图中：1-1：手柄；1-2：连接件；2：增压结构；2-1：泄压孔；2-2：海水进水管；2-3：浓水排出管；2-4：第一活塞杆；2-5：隔板；2-6：增压机构壳体；2-7：进水单向阀；2-8：第二活塞杆； 2-9：活塞；2-10：前腔室；2-11：后腔室；2-12：通孔；2-13：套筒；2-14：第一腔室；2-15：第二腔室；2-16：第三腔室；2-17：第四腔室；2-18：第五腔室；2-19：第六腔室；2-20：过水孔；2-21：轴向中空过水管；2-22：出水单向阀；2-23：稳压阀；3：反渗透膜组件；3-1：淡水管；3-2：膜壳；3-3：反渗透膜；3-4：膜壳端盖；3-5：高压浓水出水口；3-6：高压海水进水口；4：第一连接孔；5：第二连接孔。

具体实施方式

以下结合附图1-图5对本实用新型液压式手动单兵海水淡化装置进行详细说明。

一种液压式手动单兵海水淡化装置，包括驱动结构、增压结构2和反渗透膜组件3，所述驱动结构包括可推拉的手柄1-1和连接件1-2，其特征在于：所述增压结构2包括具有空腔和连接孔的质轻耐磨耐腐蚀增压结构壳体2-6，所述增压结构壳体2-6设有海水进水管2-2和浓水排出管2-3；所述空腔包括由隔板2-5隔开的第一空腔和第二空腔，所述隔板2-5上设有隔板通孔2-12；

所述第一空腔内设有第一活塞杆2-4和将第一空腔分为前腔室2-10和后腔室2-11的活塞2-9，所述活塞2-9通过第一活塞杆2-4和连接件1-2与手柄1-1连接，所述前腔室2-10设有进水单向阀2-7，并与海水进水管2-2相通；

所述第二空腔内设有第二活塞杆2-8，所述第二活塞杆2-8设有过水孔2-20和轴向中空过水管2-21，并通过连接件1-2与第一活塞杆2-4和手柄1-1连接，所述第二活塞杆2-8与增压结构壳体2-4设有套筒2-13，所述第二活塞杆2-8与所述套筒2-13之间形成第一腔室2-14、第二腔室2-15和第三腔室2-16，所述第一腔室2-14通过过水孔2-20与轴向中空过水管2-21、第三腔室2-16连通，所述第三腔室2-16与浓水排出管2-3连通，所述套筒2-13与增压结构壳体2-6之间形成与第二活塞杆2-8相通的第四腔室2-18、第五腔室2-19和第六腔室2-20，所述第四腔室2-18通过隔板通孔2-12与后腔室2-11连通；

所述反渗透膜组件3包括反渗透膜3-3、膜壳3-2和膜壳端盖3-4，所述膜壳3-2一端设有淡水管3-1，所述膜壳3-2还设有高压海水进水口3-6和高压浓水出水口3-5，所述高压海水进水口3-6与第一空腔的前腔室2-10之间设有第一连接孔4，所述高压浓水出水口3-5与第五腔室2-19之间设有第二连接孔5，所述第一连接孔4设有带泄压孔2-1的稳压阀2-23和出水单向阀2-22。

所述第一活塞杆2-4和第二活塞杆2-8在手柄1-1的推拉作用下同时运动方向相反。

所述第一空腔和第二空腔均设有端盖，所述第一空腔中设有的端盖2-24与增压结构壳体2-6采用柔性承插连接，所述第二空腔中设有的端盖2-25与增压结构壳体2-6采用螺纹连接。

所述第一活塞杆2-4、活塞2-9、第二活塞杆2-8和套筒2-13全部都与增压结构壳体2-6之间设有弹性耐磨密封件2-24，所述第一活塞杆2-4、活塞2-9、第二活塞杆2-8和套筒2-13全部都与端盖之间设有弹性耐磨密封件2-24。

本实用新型的工作过程：在使用时，将液压式手动单兵海水淡化装置的海水进水管2-2插入海水中，拉动手柄1-1，活塞2-9在第一空腔内向后腔室2-11方向滑动，前腔室2-10内形成真空，进水单向阀2-7开启，海水在大气压力的作用下经过海水进水管2-2、进水单向阀2-7进入前腔室2-10中。当活塞2-9滑至第一空腔顶端时，前腔室2-10内的进水停止，进水单向阀2-7在水压作用下关闭。当向下推动手柄1-1时，活塞2-9向前腔室2-10的方向滑动，对前腔室2-10内的海水加压，出水单向阀2-22开启，海水由前腔室2-10经过第一连接孔4进入反渗透膜组件3中。当海水注满膜壳3-2时，再次推动手柄1-1，膜壳3-2内的压力逐渐升高，高压海水被反渗透膜3-3分离成淡水和浓水，淡水从淡水管3-1排出，浓水由高压浓水出水口3-5经过第二连接孔5流入第五腔室2-18和第二腔室2-15中。

在推动手柄1-1的过程中，第一活塞杆2-4由上向下滑动，同时第二活塞杆2-8由下向上滑动，隔板通孔2-12先后将第一腔室2-14和第二腔室2-15通过第四腔室2-17与后腔室2-11连通，当第一腔室2-14与后腔室2-11连通时，高压浓水能够持续进入第五腔室2-19和第二腔室2-15中，一方面可保持膜壳3-2内压力处于正常工作压力范围内，起到保护反渗透膜3-3的作用，另一方面，这些浓水在第二腔室2-19可对第二活塞杆2-8起到向上的推力作用；当第二腔室2-15与后腔室2-11连通时，第二腔室2-15中的浓水进入后腔室2-11，协同第一活塞杆2-4一起向下挤压前腔室2-10内的海水，从而减轻手柄1-1对第一活塞杆2-4的外加作用力。

当拉动手柄1-1时，第一活塞杆2-4由下向上滑动，同时第二活塞杆2-8由上向下滑动，前腔室2-10形成真空，吸入海水，进入下一个海水淡化循环；后腔室2-11内的高压浓水受到挤压，通过隔板通孔2-12、第四腔室2-17依次流入第二腔室2-16和第一腔室2-14。进入第二腔室2-15的浓水则对第二活塞杆2-8形成向下的推力，能够有效节省外加作用力；进入第一腔室2-15的高压浓水经过过水孔2-20和轴向中心过流管2-21进入第三腔室2-16和第六腔室2-20，再由浓水排出管2-3排出，在浓水高速排出的过程中会在轴向中心过流管2-21中形成射流，并在第一腔室2-15和第三腔室2-16内形成局部真空，促进后腔室2-11中的水流如第一腔室2-15和第三腔室2-16，从而减小手柄1-1对第一活塞杆2-4的提升作用力。

在使用过程中，前腔室2-10中的海水先后通过稳压阀2-23和出水单向阀2-22进入反渗透膜组件3，为保证反渗透膜3-3在工作压力下长期稳定运行，可根据反渗透膜3-3的情况设置极限工作压力。当所提供的手动压力符合反渗透膜组件3的要求时，稳压阀2-23开启，海水可直接通过出水单向阀2-22进入反渗透膜组件3；当外加压力超过反渗透膜3-3的极限工作压力时，稳压阀2-23关闭，同时泄压孔2-1自动打开，泄出多余压力，以保护反渗透膜3-3零件不受损坏。当反渗透膜组件3产水量明显下降时，表示反渗透膜3-3可能堵塞，需要清洗或更换。当推拉手柄1-1进行往复运动超过25000次以后，可手动打开第一空腔端盖2-25和第二空腔端盖2-26，直接拔出第一活塞杆2-4和第二活塞杆2-8更换密封件2-24。

上述实施例是对本实用新型进行的具体描述，只是对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术人员根据上述实用新型的内容作出的改进和调整均落入本实用新型的保护范围之内。