专利名称：一种多转子能量转化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多转子能量转化装置，属于过滤技术领域。
背景技术：
近年来随着膜行业的发展，反渗透膜技术的应用越来越多的引起人们的关注。反渗透是一个脱盐过程，广泛应用于海水淡化领域。它以压力推动，能量的一部分通过原水流入反渗透膜，一部分存在于浓水中。浓水中含有很大一部分压力能量，如果按照通常40%的水回收率计算，浓水中约有60%的进料压力能量，具有巨大的回收价值和意义。然而目前，反渗透膜浓水通常被排放掉，没有回收利用，浪费了大量能量。而且，由于反渗透膜需要很高的进水压力，使得在一些电力成本较高的地区，限制了海水淡化的大规模应用。因此，如何将浓水中的能量回收利用，降低反渗透膜的进水压力，进而降低运行成本日益受到关注。目前国内在浓水利用方面取得的成效不大，有很多原因，其中政策导向、市场需求和技术革新是主要因素。随着北方地区水资源的日益短缺，而现有的反渗透浓水排放大多占总处理水量的60%以上。提高浓水的利用是根本上解决RO产水效率的关键。目前，对于反渗透浓水常用的处置方法有:1)将浓水与其他废水进行混合后排放；2)用于喷洒或浇洒地坪等。将浓水与其他水或废水进行混合后排放会直接增加生产废水的排放量，不符合国家节水政策。浓水利用技术不仅与反渗透浓水的水质特点及处理方式有关，如主要包括反渗透浓水的直接或间接排放和再利用，还与浓水的再脱盐技术密切相关。能量回收技术是膜法海水淡化工艺的一个伴生技术，正是膜技术与能量回收技术的共同进步，促使海水淡化工艺的成本逐步降低。目前已有不少研究人员在这方面进行了大量研究和测试应用，如想通过设计涡轮机、助推器、能量传动杆、水轮等能量转化装置将浓水的能量转化成二次能量输入，即“能量再生”。但是，这些能量回收装置的回收率仅为50%-80%，关键技术上仍然存在能量转化最大化的欠缺，理想过程中的能耗远大于实际的情形，从而难以到达能量回收率的最大化。而美国Energy Recovery等企业开发的正位移式转轮能量回收装置可使系统浓水能量的回收率达到95%以上，进而使海水淡化的电耗指标降至1.6-1.7kw.h/m3,但是这一技术存在技术复杂,成本过高等缺点，限制了其广泛应用。
发明内容为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种多转子能量转化装置。鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于为了解决现有技术的缺陷，提供一种多转子能量转化装置，为将反渗透系统浓水中含有的能量进行回收的多转子能量转化装置，它是依靠一个水力动能和势能的转化系统，通过机械转子来实现能量的传递，来实现浓水能量的回收，从而降低高压泵输送原水的升压压力，降低了对高压水泵的能耗的要求，节约了大量能源，实现节约投资成本和运行成本。本实用新型具有占地面积小、长期的可靠性以及使用寿命长等特性。本实用新型能量转换效率非常高，可高达98%以上。一种多转子能量转化装置，包括壳体，壳体分为左右两箱，右侧为能量转换箱腔，左侧为能量回收箱腔，中间是布流板，其上面设计为环形凹槽，多个无阻力转子镶嵌在布流板上，无阻力转子的上端沿与环形凹槽的低端齐平；能量转换箱腔和能量回收箱腔中分别设有一隔板；出膜后的浓水，通过喷嘴，进入能量转换箱腔，其余压通过上述的布流板，均水布流，能量传递给布流板上的无阻力转子。带动转子另一侧的一体化叶片转动。一体化叶片的高速旋转剪切收受的低压来水，使低压来水在短时间内快速搅动加速，形成增压水，并返回到膜的进水端，与高压原水混合。本实用新型的有益效果是:本实用新型采用多转子结构，高压浓水通过转子，转子高速旋转后将能量传递给从另一端进入能量回收装置的低压水，经过加压的低压水补充到原水中，进入反渗透膜，从而降低了对高压水泵的能耗的要求，节约并回收了大量能源，实现投资成本和运行成本的大幅降低，也避免了能源的浪费，具有显著的经济效益，有助于反渗透技术的大规模推广和应用。本实用新型的操作压力为5.0 6.0MPa之间，利用膜组器中排放高压浓海水高达
4.8 5.8MPa的余压。如果按照通常40%的水回收率计算，浓海水中约有60%的进料压力能量，具有巨大的回收价值和意义。本实用新型的系统能量转化技术，开发内置无阻力转子、喷嘴和水压平衡器等新型能量回收关键部件，以实现多点能量回收，大大提高回收效率；通过工艺优化，实现高低能浓水、新水交互切换；采用低阻压补水技术，通过优化运行工艺和运行方式，实现容量自调和压差平衡。
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，如图其中:图1是本实用新型的实施例结构示意图；图2是本实用新型的总体结构示意图；图3是本实用新型的布流板的右视图；图4是本实用新型的布流板的侧视图；图5是本实用新型的布流板的俯视图；其中:给水泵I ;高压泵2 ;反渗透系统3 ;水压平衡器4 ;多转子能量转换装置5 ；第四阀体6、第一阀体7、第二阀体8、第三阀体9、涡流式叶片10、布流板11、喷嘴12、隔板13 ;环形凹槽14 ;壳体15 ;进、出水管16 ;无阻力转子17 ；
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。实施例1:如图2、图3、图4、图5所示，本实用新型一种多转子能量转化装置，包括一壳体15，壳体15分为左右两箱，右侧为能量转换箱腔A，左侧为能量回收箱腔B，中间是布流板11，该布流板11同时也起着隔流的作用，其上面设计为环形凹槽14，多个无阻力转子17镶嵌在布流板11上，无阻力转子17的上端沿与环形凹槽14的低端齐平。能量转换箱腔A和能量回收箱腔B中分别设有一隔板13，隔板13起着隔离高压水和低压水的作用。出膜后的浓水，通过喷嘴12，进入能量转换箱腔A，其余压通过上述的布流板11，均水布流，将能量传递给布流板11上的无阻力转子17，实现无阻力转子17的高速旋转，带动无阻力转子17另一侧的一体化叶片10转动，独特设计的涡流式叶片10在该装置的能量回收箱腔B一端，它的高速旋转开始剪切收受的低压来水，使低压来水在短时间内快速搅动加速，在能量回收箱腔B内形成增压水，从而实现A腔的浓水余压高效地传递给能量回收箱腔B的低压来水，形成增压水，它返回到膜的进水端，并与高压原水混合。腔体外设有水压平衡器用于实现容量自调和压差平衡。图1是本实用新型的一种多转子能量转化装置演示流程图；本实用新型一种多转子能量转化装置，给水泵I通过管道连接第二阀体8 ；第二阀体8的另一端与第三阀体9和第一阀体7连接；第一阀体7的另一端连接高压泵2 ；第三阀体9的另一端连接多转子能量转换装置5 ； 高压泵2通过管道连接第四阀体6 ;水压平衡器4的一端连接第四阀体6的另一端和反渗透系统3的进水端和多转子能量转换装置5的出水端；水压平衡器4的另一端连接多转子能量转换装置5的进水端和反渗透系统3的出水端；上述的连接为通过管道连接。实施例2:—种多转子能量转化装置，其包括一个壳体，壳体分为左右两箱，右侧为能量转换箱A腔，左侧为能量回收箱B腔，中间是布流板，该布流板同时也起着隔流的作用，其上面设计为环形凹槽，多个无阻力转子(Multiple-Rotor )镶嵌在布流板上，转子的上端沿与凹槽的低端齐平。A腔和B腔中分别设有一隔板，隔板起着隔离高压水和低压水的作用。这个装置的工作原理为:出膜后的浓水，通过喷嘴，进入该装置A腔，其余压通过上述的布流板，均水布流，将能量传递给布流板上的转子，实现无阻转子的高速旋转，带动转子另一侧的一体化叶片转动，独特设计的涡流式叶片在该装置的B端，它的高速旋转开始剪切收受的低压来水，使低压来水在短时间内快速搅动加速，在B腔内形成增压水，从而实现A腔的浓水余压高效地传递给B腔的低压来水，形成增压水，它可以返回到膜的进水端，并与高压原水混合。本实用新型结构材料:无阻力转子:采用高强度刚玉(氧化铝)陶瓷制成。这种材料不会发生化学反应，具有耐腐蚀性、硬度高。壳体:采用耐腐蚀性不锈钢。[0039]布流板:采用耐腐蚀性不锈钢。如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种多转子能量转化装置，其特征在于包括壳体，壳体分为左右两箱，右侧为能量转换箱腔，左侧为能量回收箱腔，中间是布流板，其上面设计为环形凹槽，多个无阻力转子镶嵌在布流板上，无阻力转子的上端沿与环形凹槽的低端齐平；能量转换箱腔和能量回收箱腔中分别设有一隔板；出膜后的浓水，通过喷嘴，进入能量转换箱腔，其余压通过上述的布流板，均水布流，能量传递给布流板上的无阻力转子，带动转子另一侧的一体化叶片转动。
专利摘要本实用新型公开了一种多转子能量转化装置，包括壳体，壳体分为左右两箱，右侧为能量转换箱腔，左侧为能量回收箱腔，中间是布流板，其上面设计为环形凹槽，多个无阻力转子镶嵌在布流板上，无阻力转子的上端沿与环形凹槽的低端齐平；能量转换箱腔和能量回收箱腔中分别设有一隔板；出膜后的浓水，通过喷嘴，进入能量转换箱腔，其余压通过上述的布流板，均水布流能量传递给布流板上的无阻力转子，无阻力转子能够高速旋转。本实用新型叶片的高速旋转剪切收受的低压来水，使低压来水在短时间内快速搅动加速，形成增压水，并返回到膜的进水端，与高压原水混合，实现能量的转化。
文档编号B01D61/06GK203030192SQ20122073666
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者梁霖, 吴强, 梁铁红 申请人:内蒙古东源水务科技发展有限公司