能量回收装置及海水淡化设备的制作方法

文档序号:28769218发布日期:2022-02-08 08:50阅读:93来源:国知局
能量回收装置及海水淡化设备的制作方法

1.本实用新型涉及海水淡化技术领域,具体地说,是涉及一种能量回收装置和设置有该能量回收装置的海水淡化设备。


背景技术:

2.海水淡化即利用海水脱盐生产淡水,是实现水资源利用的开源增量技术,其可以增加淡水总量,方便海上作业用水和生活用水,且不受时空及气候的影响。
3.目前,市面上在售的海水淡化设备普遍存在以下缺点:第一,体积大,使得海水淡化设备安装时需要占用较大的场地空间,从而导致小型船舶难以配备海水淡化设备;第二,重量大,使得海水淡化设备进行移动时,需要由专用的运输设备进行操作,导致海水淡化设备携带困难,便携性差。由于小型船舶本身就无法携带太多的淡水,因此,若小型船舶能够配备小型化的海水淡化设备,不仅能够提高小型船舶的运载能力,还可延长小型船舶的海上作业时间。
4.此外,现有的海水淡化设备主要采用的是反渗透技术,其是利用高压装置将海水加压,使海水的压力达到所需的操作压力,加压后的海水会流入反渗透装置中,其中,透过反渗透膜的海水会被净化呈淡水,而未透过反渗透膜的海水则形成高压废水并被排出反渗透装置。由于反渗透装置排出的高压废水的压力可达5mpa左右,因此,若能够对高压废水的能量进行回收利用,则能够大幅度降低海水淡化设备的能耗;然而,目前针对高压废水的能量回收装置对高压废水能量的回收利用率低,且能量回收装置还存在整体结构庞大、成本高、维护难度大和操作流程复杂等缺点。


技术实现要素:

5.为了解决上述问题,本实用新型的主要目的是提供一种体积小,可对高压废水能量进行回收利用,且可提高净水出水量的能量回收装置。
6.本实用新型的另一目的是提供一种设置有上述增压设备的海水淡化设备。
7.为了实现本实用新型的主要目的,本实用新型提供一种能量回收装置,其中,包括连接座、固定座、第一缸体、第二缸体、第一活塞、第二活塞、活塞杆、换向阀、控制阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀,连接座上设置有高压出水口和海水进水口,固定座安装在连接座的一侧上,固定座上设置有高压进水口、第一排水口、第二排水口、第一回水口和第二回水口,第一缸体和第二缸体分别安装在连接座的相对的两侧上,第一活塞安装在第一缸体内并将第一缸体分隔出第一内腔和第二内腔,第一内腔与第一回水口连通,第二活塞安装在第二缸体内并将第二缸体分隔出第三内腔和第四内腔,第四内腔与第二回水口连通,活塞杆贯穿连接座,活塞杆的两端分别与第一活塞、第二活塞连接,在活塞杆的第一轴向上,第二内腔和第三内腔均位于第一内腔和第四内腔之间,换向阀安装在固定座内,控制阀安装在连接座内,高压出水口与控制阀连通,第一活塞和第二活塞均可控制控制阀迫使换向阀换向,第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀均安装在连接
座内,在第一工作位置,换向阀连通高压进水口和第一回水口,第一单向阀连通第二内腔和高压出水口,第四单向阀连通海水进水口和第三内腔,换向阀还连通第二回水口和第二排水口,在第二工作位置,换向阀连通高压进水口和第二回水口,第二单向阀连通第三内腔和高压出水口,第三单向阀连通海水进水口和第二内腔,换向阀还连通第一回水口和第一排水口。
8.由上可见,通过对能量回收装置的结构设计,使得能量回收装置能够利用反渗透装置排出的高压废水的能量对海水的压力进行提升并送至反渗透装置内,从而有效的降低设置有该能量回收装置的海水淡化设备的能耗。具体地,能量回收装置通过高压进水口和换向阀将反渗透装置排出的高压废水引入第一内腔或第四内腔,以利用高压废水蕴含的能量驱动第一活塞、第二活塞及活塞杆移动,使第二内腔或第三内腔内的经由海水进水口引入的海水的压力升高并通过高压出水口排至反渗透装置中进行海水的淡化处理;其中,将高压废水引入第一内腔或第四内腔而不将高压废水引入第二内腔或第三内腔则能够提高反渗透装置的净水出水量,避免反渗透装置的净水出水量受到活塞杆的横截面大小的影响。
9.进一步的方案是,连接座上设置有第一通孔,第一通孔沿第一轴向贯穿连接座,固定座上设置有第二通孔,第二通孔平行于第一通孔,控制阀包括第一阀套和第一阀芯,第一阀套嵌装在第一通孔内,第一阀套上具有沿自身的第二轴向分布的第一连通孔组、第二连通孔组、第三连通孔组、第四连通孔组和第五连通孔组,第一连通孔组与第一排水口连通,第三连通孔组与高压出水口连通,第五连通孔组与第二排水口连通,第一阀芯贯沿第二轴向贯穿第一阀套,第一阀芯具有沿第二轴向分布的第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽,第一环形槽靠近第二内腔设置,换向阀包括第二阀套和第二阀芯,第二阀套嵌装在第二通孔内,第二阀芯沿第二阀套的第三轴向贯穿第二阀套,换向阀的两端分别与固定座形成第一换向腔和第二换向腔,第一换向腔与第二连通孔组连通,第二换向腔与第四连通孔组连通,在第一工作位置,第一环形槽连通第一连通孔组和第二连通孔组,第二环形槽连通第三连通孔组和第四连通孔组,控制阀迫使换向阀向第一缸体移动,在第二工作位置,第二环形槽连通第二连通孔组和第三连通孔组,第三环形槽连通第四连通孔组和第五连通孔组,控制阀迫使换向阀向第二缸体移动。
10.由上可见,控制阀通过改变第一阀芯的位置来控制高压出水口流出的高压海水流向第一换向腔或第二换向腔,进而改变换向阀的第二阀芯的位置,以使得能量回收装置在第一工作位置和第二工作位置之间进行切换。
11.一个优选的方案是,控制阀还包括第一连杆组和第二连杆组,第一连杆组位于第二内腔内,第一连杆组包括第一连杆、第二连杆和第三连杆,第一连杆安装在连接座上并与第二连杆铰接,第三连杆分别与第一阀芯的第一端和第二连杆的第一端铰接,第二连杆组位于第三内腔内,第二连杆组包括第四连杆、第五连杆和第六连杆,第四连杆安装在连接座上并与第五连杆铰接,第六连杆分别与第一阀芯的第二端和第五连杆的第一端铰接,当第一活塞与第二连杆的第二端抵接时,第一活塞驱动控制阀切换至第二工作位置,当第二活塞与第五连杆第二端抵接时,第二活塞驱动控制阀切换至第一工作位置。
12.由上可见,上述结构设计能够更好的优化连接座及固定座内的流道结构,使得连接座及固定座的加工难度更低,并节省连接座及固定座的加工成本。
13.另一个优选的方案是,第二阀套上具有沿第三轴向分布的第六连通孔组、第七连通孔组、第八连通孔组、第九连通孔组和第十连通孔组,第六连通孔组与第一排水口连通,第七连通孔组与第一回水口连通,第八连通孔组与高压进水口连通,第九连通孔组与第二回水口连通,第十连通孔组与第二排水口连通,第二阀芯上具有沿第三轴向分布的第四环形槽、第五环形槽和第六环形槽,在第一工作位置,第五环形槽连通第七连通孔组和第八连通孔组,第六环形槽连通第九连通孔组和第十连通孔组,在第二工作位置,第四环形槽连通第六连通孔组和第七连通孔组,第五环形槽连通第八连通孔组和第九连通孔组。
14.由上可见,换向阀通过控制第二阀芯的位置来控制高压进水口引入的高压废水流向第一内腔,以对第二内腔内的海水进行增压、使第三内腔进行海水填充以及使第四内腔内的低压废水由第二排水口排出;或换向阀通过控制第二阀芯的位置来控制高压进水口引入的高压废水流向第四内腔,以对第三内腔内的海水进行增压、时第二内腔进行海水填充以及使第四内腔内的低压废水由第一排水口排出。
15.进一步的方案是,第二阀芯的第一端具有第一活塞部和第一限位柱,第一活塞部位于第四环形槽和第一限位柱之间,第二阀芯的第二端具有第二活塞部和第二限位柱,第二活塞部位于第六环形槽和第二限位柱之间。
16.由上可见,上述结构设计既使得高压海水在进入第一换向腔时可以通过第一活塞部可靠地推动第二阀芯移动或使得高压海水在进行入第二换向腔时可以通过第二活塞部可靠地推动第二阀芯移动,又能够避免第一活塞部或第二活塞部与固定座贴合,以保证高压海水能够轻松、可靠地推动第二阀芯移动。
17.更进一步的方案是,固定座包括本体、第一端盖和第二端盖,第二通孔成型于本体上,第一端盖和第二端盖分别与本体连接并分别盖合在第二通孔的两端上,第一端盖上设置有第一凹槽,第一凹槽与第二阀套、第一活塞部围成第一换向腔,第二端盖上设置有第二凹槽,第二凹槽与第二阀套、第二活塞部围成第二换向腔。
18.由上可见,上述结构设计能够降低固定座的加工难度,并节省固定座的加工成本。
19.更进一步的方案是,第一连通孔组与第六连通孔组之间设置有第一流道,第一流道成型于连接座和本体上,第二连通孔组与第一换向腔之间设置有第二流道,第二流道成型于连接座、本体和第一端盖上,第四连通孔组与第二换向腔之间设置有第三流道,第三流道成型于连接座、本体和第二端盖上,第五连通孔组与第十连通孔组之间设置有第四流道,第四流道成型于连接座和本体上。
20.由上可见,将流道进行内置设置避免了需要对能量回收装置设置多根外置的引流管,从而既降低了能量回收装置的装配难度,又提高了能量回收装置的工作的可靠性,并优化了能量回收装置的结构。
21.另一个优选的方案是,第一阀芯的第一端处与第一通孔之间设置有第一密封轴套,第一阀芯的第二端处与第一通孔之间设置有第二密封轴套。
22.由上可见,第一密封轴套和第二密封轴套的设置能够防止第二内腔内的高压海水通过第一通孔流向第三内腔,或防止第三内腔内的高压海水通过第一通孔流向第二内腔,从而既保证了能量回收装置排出的高压海水的压力,又使得控制阀和/或换向阀能够进行稳定、可靠地的工作。
23.进一步的方案是,能量回收装置还包括调压阀,调压阀安装在连接座上,调压阀连
通在高压出水口和第三连通孔组之间。
24.由上可见,调压阀用于调节高压海水进入第一换向腔或第二换向腔内的压力,从而避免第二阀芯与固定座之间发生猛烈撞击。
25.为了实现本实用新型的另一目的,本实用新型提供一种海水淡化设备,其中,包括上述的能量回收装置。
26.由上可见,设置有上述能量回收装置的海水淡化设备能够通过能量回收装置对反渗透装置排出的高压废水的能量进行回收利用,以使得能量回收装置利用高压废水的能量对海水的压力进行提升并送至反渗透装置内,从而有效的降低海水淡化设备的能耗;此外,上述能量回收装置还能够提高反渗透装置的净水出水量,避免反渗透装置的净水出水量受到活塞杆的横截面大小的影响。
附图说明
27.图1是本实用新型能量回收装置实施例的结构图。
28.图2是本实用新型能量回收装置实施例的剖视图。
29.图3是本实用新型能量回收装置实施例的连接座的结构图。
30.图4是本实用新型能量回收装置实施例的固定座的分解图。
31.图5是本实用新型能量回收装置实施例的换向阀的剖视图。
32.图6是本实用新型能量回收装置实施例的处于第一工作位置时的第一剖视图。
33.图7是本实用新型能量回收装置实施例的控制阀的剖视图。
34.图8是图2中a处的放大图。
35.图9是本实用新型能量回收装置实施例的处于第一工作位置时的第二剖视图。
36.图10是本实用新型能量回收装置实施例的处于第一工作位置时的第一省略部分组件后的剖视图。
37.图11是本实用新型能量回收装置实施例的处于第一工作位置时的第二省略部分组件后的剖视图。
38.图12是本实用新型能量回收装置实施例的处于第二工作位置时的第一省略部分组件后的剖视图。
39.图13是本实用新型能量回收装置实施例的处于第二工作位置时的第二省略部分组件后的剖视图。
40.图14是本实用新型能量回收装置实施例的处于第二工作位置时的剖视图。
41.图15是本实用新型海水淡化设备实施例的能量回收装置处于第一工作位置时的系统原理图。
42.图16是本实用新型海水淡化设备实施例的能量回收装置处于第二工作位置时的系统原理图。
43.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
44.能量回收装置实施例
45.参照图1、图2、图9和图10,能量回收装置100包括连接座1、固定座2、第一缸体31、
第二缸体32、第一活塞33、第二活塞34、活塞杆35、换向阀4、控制阀5、第一单向阀61、第二单向阀62、第三单向阀63、第四单向阀64和调压阀65。
46.结合图3,连接座1上设置有高压出水口11、海水进水口12、第一通孔13、第三通孔14、第四通孔15和盲孔,其中,高压出水口11的轴线优选平行于海水进水口12的轴线,且高压出水口11的轴线优选垂直于第一通孔13的轴线;第三通孔14的轴线和第四通孔15的轴线分别与第一通孔13的轴线相平行,且第一通孔13、第三通孔14和第四通孔15分别贯穿连接座1;盲孔的轴线分别与高压出水口11的轴线、第一通孔13的轴线相垂直。此外,高压出水口11与盲孔之间设置有第五流道105,使得第五流道105连通高压出水口11和盲孔;盲孔与第一通孔13之间设置有第六流道106,使得第六流道106连通盲孔和第一通孔13;第三通孔14与高压出水口11连通;第四通孔15与海水进水口12连通。
47.连接座1上还设置有第一部分第一流道101、第一部分第二流道102、第一部分第三流道103和第一部分第四流道104,且第一流道101、第二流道102、第三流道103和第四流道104分别与第一通孔13连通。其中,第一流道101、第二流道102、第三流道103、第四流道104和盲孔均在连接座1的第一面上形成开口,而高压出水口11在连接座1的第二面上形成开口,海水进水口12在连接座1的第三面上形成开口。连接座1的第一面分别与连接座1的第二面和连接座1的第三面相邻,且连接座1的第二面与连接座1的第三面相对地设置。
48.结合图4,固定座2安装在连接座1的第一面上,固定座2包括本体21、第一端盖22和第二端盖23。本体21上设置有高压进水口211、第一排水口212、第二排水口213、第一回水口215、第二回水口215和第二通孔216,优选地,高压进水口211、第一排水口212和第二排水口213在本体21的第一面上形成开口,第一回水口215和第二回水口215在本体21的第二面上形成开口,且本体21的第一面与本体21的第二面相对地设置。其中,高压进水口211的轴线、第一排水口212的轴线、第二排水口213的轴线、第一回水口215的轴线和第二回水口215的轴线优选均平行于高压出水口11的轴线。第二通孔216平行于第一通孔13,且第二通孔216贯穿本体21。此外,本体21上设置有第二部分第一流道101、第二部分第二流道102、第二部分第三流道103和第二部分第四流道104,且第一流道101和第四流道104分别与第二通孔216连通。
49.第一端盖22盖合在第二通孔216的第一端并与本体21密封连接,第一端盖22上设置有第一凹槽221,第一凹槽221与第二通孔216连通;其中,第一端盖22上成型有第三部分第二流道102,第二流道102与第一凹槽221连通。此外,第一排水口212和第一回水口215靠近第一端盖22设置。
50.第二端盖23盖合在第二通孔216的第二端并与本体21密封连接,第二端盖23上设置有第二凹槽231,第二凹槽231与第二通孔216连通;其中,第二端盖23上成型有第三部分第三流道103,第三流道103与第二凹槽231连通。此外,第二排水口213和第二回水口215靠近第二端盖23设置。
51.第一缸体31位于第一通孔13的第一端并与连接座1密封连接,且第一端盖22和第一缸体31位于连接座1的同一侧。第二缸体32位于第一通孔13的第二端并与连接座1密封连接,且第二端盖23与第二缸体32位于连接座1的同一侧。
52.第一活塞33安装在第一缸体31内,且第一活塞33将第一缸体31分隔出第一内腔311和第二内腔312,第二内腔312位于第一内腔311和连接座1之间。第一内腔311通过第一
连接管313与本体21的第一回水口215连通,第二内腔312分别与第三通孔14和第四通孔15连通。第二活塞34安装在第二缸体32内,且第二活塞34将第二缸体32分隔出第三内腔321和第四内腔322,第三内腔321位于第四内腔322和连接座1之间。第四内腔322通过第二连接管323与本体21的第二回水口215连通,第三内腔321分别与第三通孔14和第四通孔15连通。
53.活塞杆35可滑动地安装在第五通孔16内,且活塞杆35的两端分别与第一活塞33和第二活塞34固定连接。优选地,第五通孔16的第一端处设置有第三密封轴套,第三密封轴套安装在第五通孔16的孔壁和活塞杆35的外周之间;第五通孔16的第二端处设置有第四密封轴套,第四密封轴套安装在第五通孔16的孔壁和活塞杆35的外周之间;第三密封轴套和第四密封轴套的设置能够防止第二内腔312与第三内腔321相互连通。
54.结合图5和图6,换向阀4包括第二阀套41和第二阀芯42。第二阀套41嵌装到本体21的第二通孔216内,第二阀套41上设置有第六连通孔组411、第七连通孔组412、第八连通孔组413、第九连通孔组414和第十连通孔组415,且第六连通孔组411、第七连通孔组412、第八连通孔组413、第九连通孔组414和第十连通孔组415沿第二阀套41的第三轴向分布。其中,第六连通孔靠近第一端盖22设置,且第六连通孔组411中的每个第六连通孔优选沿第二阀套41的径向贯穿第二阀套41的壁部,使得多个第六连通孔之间相互连通;第七连通孔组412中的每个第七连通孔优选沿第二阀套41的径向贯穿第二阀套41的壁部,使得多个第七连通孔之间相互连通;第八连通孔组413中的每个第八连通孔优选沿第二阀套41的径向贯穿第二阀套41的壁部,使得多个第八连通孔之间相互连通;第九连通孔组414中的每个第九连通孔优选沿第二阀套41的径向贯穿第二阀套41的壁部,使得多个第九连通孔之间相互连通;第十连通孔组415中的每个第十连通孔优选沿第二阀套41的径向贯穿第二阀套41的壁部,使得多个第十连通孔之间相互连通。此外,第六连通孔组411分别与第一排水口212和第一流道101连通,第七连通孔组412与第一回水口215连通,第八连通孔组413与高压进水口211连通,第九连通孔组414与第二回水口215连通,第十连通孔组415分别与第二排水口213和第四流道104连通。
55.第二阀芯42沿第二阀套41的第三轴向贯穿第二阀套41,第二阀芯42具有沿第三轴向分布的第四环形槽421、第五环形槽422和第六环形槽423,其中,第四环形槽421靠近第一端盖22设置。此外,第二阀芯42的第一端具有第一活塞部424和第一限位柱425,第一活塞部424和位于第四环形槽421第一限位柱425之间;第一活塞部424与第二阀套41、第一端盖22的第一凹槽221形成第一换向腔222。第一活塞部424的设置使得当高压海水在进入第一换向腔222时,可通过第一活塞部424可靠地推动第二阀芯42移动向第二端盖23移动,第一限位柱425的设置则能够避免第一活塞部424与第一凹槽221的底部贴合,以使得高压海水能够轻松、可靠地推动第二阀芯42向第二端盖23移动。
56.第二阀芯42的第二端具有第二活塞部426和第二限位柱427,第二活塞部426位于第六环形槽423和第二限位柱427之间;第二活塞部426与第二阀套41、第二端盖23的第二凹槽231形成第二换向腔232。第二活塞部426的设置使得高压海水在进入第二换向腔232时,可通过第二活塞部426可靠地推动第二阀芯42向第一端盖22移动,第二限位柱427的设置则能够避免第二活塞部426与第二凹槽231的底部贴合,以使得高压阿海水能够轻松、可靠地推动第二阀芯42向第二端盖23移动。
57.结合图7、图10和图11,控制阀5包括第一阀套51、第一阀芯52、第一连杆组53、第二
连杆组53、第一密封轴套55和第二密封轴套56。第一阀套51嵌装在连接座1的第一通孔13内,第一阀套51上设置有第一连通孔组511、第二连通孔组512、第三连通孔组513、第四连通孔组514和第五连通孔组515,且第一连通孔组511、第二连通孔组512、第三连通孔组513、第四连通孔组514和第五连通孔组515沿第一阀套51的第二轴向分布。其中,第一连通孔组511靠近第一缸体31设置,且第一连通孔组511中的每个第一连通孔优选沿第一阀套51的径向贯穿第一阀套51的壁部,使得多个第一连通孔之间相互连通;第二连通孔组512中的每个第二连通孔优选沿第一阀套51的径向贯穿第一阀套51的壁部,使得多个第二连通孔之间相互连通;第三连通孔组513中的每个第三连通孔优选沿第一阀套51的径向贯穿第一阀套51的壁部,使得多个第三连通孔之间相互连通;第四连通孔组514中的每个第四连通孔优选沿第一阀套51的径向贯穿第一阀套51的壁部,使得多个第四连通孔之间相互连通;第五连通孔组515中的每个第五连通孔优选沿第一阀套51的径向贯穿第一阀套51的壁部,使得多个第五连通孔之间相互连通。此外,第一连通孔组511与第一流道101连通,使得第一连通孔组511和第六连通孔组411之间可以通过第一流道101连通,进而使得第一连通孔组511能够与第一排水口212连通;第二连通孔组512与第二流道102连通,使得第二连通孔组512和第一换向腔222可以通过第二流道102连通;第三连通孔组513与第六流道106连通,使得第三连通孔与高压出水口11之间可以通过第六流道106、盲孔和第五流道105连通;第四连通孔与第三流道103连通,使得第四连通孔和第二换向腔232可以通过第三流道103连通;第五连通孔组515与第四流道104连通,使得第五连通孔组515和第十连通孔组415可以通过第四流道104连通,进而使得第五连通孔组515能够与第二排水口213连通。
58.第一阀芯52沿第一阀套51的第二轴向贯穿第一阀套51,第一阀芯52具有沿第二轴向分布的第一环形槽521、第二环形槽522和第三环形槽523,其中,第一环形槽521靠近第一缸体31设置。
59.第一连杆组53位于第一缸体31处,第一连杆组53包括第一连杆531、第二连杆532和第三连杆533。第一连杆531与连接座1固定连接,且第一连杆531与第二连杆532铰接;第二连杆532位于第二内腔312内,第二连杆532的第二端可与第一活塞33邻接;第三连杆533分别第一阀芯52的第一端和第二连杆532的第一端铰接。第一连杆组53的设置使得当第一活塞33与第二连杆532的第二端抵接时,第一活塞33能够驱动控制阀5切换至第二工作位置。
60.第二连杆组53位于第二缸体32处,第二连杆组53包括第四连杆541、第五连杆542和第六连杆543。第四连杆541与连接座1固定连接,且第四连杆541与第五连杆542铰接;第五连杆542位于第三内腔321内,第五连杆542的第二端可与第二活塞34邻接;第六连杆543分别与第一阀芯52的第二端和第五连杆542的第一端铰接。第二连杆组53的设置使得第二活塞34与第五连杆542第二端抵接时,第二活塞34能够驱动控制阀5切换至第一工作位置。
61.第一密封轴套55位于第一阀芯52的第一端处,且第一密封轴套55安装在第一通孔13的孔壁和第一阀芯52之间。第二密封轴套56位于第一阀芯52的第二端处,且第二密封轴套56安装在第一通孔13的孔壁和第一阀芯52之间。第一密封轴套55和第二密封轴套56的设置能够防止第二内腔312和第三内腔321相互连通。
62.结合图8,第一单向阀61安装在第三通孔14的第一端处,即第一单向阀61靠近第一缸体31设置。第一单向阀61用于使第二内腔312内的高压海水能够通过自身流向高压出水
口11,并防止高压出水口11处的海水回流至第二内腔312内。第二单向阀62安装在第三通孔14的第二端处,即第二单向阀62靠近第二缸体32设置。第二单向阀62用于使第三内腔321内的高压海水能够通过自身流向高压出水口11,并防止高压出水口11处的海水回流至第三内腔321内。
63.第三单向阀63安装在第四通孔15的第一端处,即第三单向阀63靠近第一缸体31设置。第三单向阀63用于防止第二内腔312内的高压海水流向海水进水口12,并使得海水进水口12处的海水能够通过第三单向阀63流入第二内腔312内。第四单向阀64安装在第四通孔15的第二端处,即第四单向阀64靠近第二缸体32设置。第四单向阀64用于防止第三内腔321内的高压海水流向海水进水口12,并使得海水进水口12处的海水能够通过第四单向阀64流入第三内腔321内。
64.结合图9,调压阀65安装在连接座1的盲孔内,使得调压阀65连通在高压出水口11和控制阀5的第三连通孔组513之间。调压阀65用于调节高压出水口11处的高压海水进入第一换向腔222或第二换向腔232内的压力,以避免第二阀芯42与固定座2发生猛烈撞击。
65.以下,结合图1至图14对能量回收装置100的工作原理进行简述:
66.首先,需要说明的是,高压进水口211用于与海水淡化设备的反渗透装置的高压废水排水端连接,以将反渗透装置排出的高压废水引入能量回收装置100,从而实现对高压废水进行回收利用;高压出水口11用于与反渗透装置的进水端连接,以将被进行增压处理的海水排出至反渗透装置进行海水的淡化处理;海水进水口12用于将原海水引入第二内腔312或第三内腔321,以使得增加装置对该部分原海水进行增压处理后通过高压出水口11排出至反渗透装置。
67.当能量回收装置100工作于第一工作位置时,如图6所示,换向阀4的第二阀芯42的第一限位柱425与第一端盖22的第一凹槽221的底部邻接,第二阀芯42的第四环形槽421与第二阀套41的第六连通孔组411连通,第二阀芯42的第五环形槽422连通第二阀套41的第七连通孔组412和第八连通孔组413,第二阀芯42的第六环形槽423连通第二阀套41的第九连通孔和第十连通孔;如图10所示,控制阀5的第一阀芯52的第一环形槽521连通第一阀套51的第一连通孔组511和第二连通孔组512,第一阀芯52的第二环形槽522连通第三连通孔组513和第四连通孔组514。
68.此时,反渗透装置排出的高压废水会依次通过高压进水口211、第八连通孔组413、第五环形槽422、第七连通孔组412、第一回水口215和第一连接管313流入第一内腔311内,使得高压废水推动第一活塞33向连接座1移动。在高压废水推动第一活塞33向连接座1移动过程中,第一内腔311的容积逐渐增大,第二内腔312的容积逐渐减小,且由于第三单向阀63的单向导通作用,使得第二内腔312内的原海水只能够经由第一单向阀61被压出至高压出水口11,以实现对该部分原海水的增压处理。其中,增压后的原海水会被排出至反渗透装置的进水端,以进入反渗透装置内进行海水的淡化处理。此外,高压出水口11处的高压海水会通过第五流道105、调压阀65、第六流道106、控制阀5和第三流道103迫使换向阀4保持在当前的位置(见图10)。
69.此外,因为第一活塞33向连接座1移动过程中会通过活塞杆35带动第二活塞34同步移动,从而使得第三内腔321的容积会逐渐增大,第四内腔322的容积会逐渐减小,且由于第二单向阀62和第四单向阀64的单向导通作用,使得海水进水口12处的海水被吸入第三内
腔321内;而第四内腔322内的海水则通过第二连接管323被逐渐排出至第二回水口215,并通过第九连通孔组414、第六环形槽423、第十连通孔组415和第二排水口213排放掉。
70.当第一活塞33与第一连杆组53的第二连杆532的第二端接触时,第一活塞33开始通过第二连杆532拉动控制阀5的第一阀芯52向第一活塞33移动。结合图12和图13,在第一阀芯52移动过程中,第一阀芯52的第二环形槽522会连通第一阀套51的第三连接孔组和第二连接孔组,第一阀芯52的第三环形槽523会连通第一阀套51的第四连接孔组和第五连接孔组,使得高压出水口11处的一小部分高压海水通过调压阀65、控制阀5和第二流道102流向第一换向腔222,以控制换向阀4进行换向;而在换向阀4换向过程中,第二换向腔232内的海水会依次通过第三流道103、第四连通孔组514、第三环形槽523、第五连通孔组515、第四流道104和第十连通孔组415从第二排放口排出,以保证换向阀4能够正常换向。当第一活塞33向连接座1移动至第一极限位置时,第一阀芯52向第一活塞33移动至第二极限位置、第二阀芯42向第二端盖23移动至第三极限位置,此时,能量回收装置100切换至第二工作位置。
71.如图14所示,在第二工作位置,第二阀芯42的第四环形槽421连通第二阀套41的第六连通孔组411和第七连通孔组412,第二阀芯42的第五环形槽422连通第二阀套41的第八连通孔组413和第九连通孔组414,第二阀芯42的第六环形槽423连通第二阀套41的第十连通孔组415。
72.此时,反渗透装置排出的高压水会一次通过高压进水口211、第八连通孔组413、第五环形槽422、第九连通孔组414、第二回水口215和第二连接管323流入第四内腔322内,使得高压废水推动第二活塞34向连接座1移动。在高压废水推动第二活塞34向连接座1移动过程中,第四内腔322的容积逐渐增大,第三内腔321的容积逐渐减小,且由于第四单向阀64的单向导通作用,使得第三内腔321内的原海水只能够经由第二单向阀62被压出高压出水口11,以使得对该部分原海水的增压处理。其中,增压后的原海水会被配出至反渗透装置的进水端,以进入反渗透装置内进行海水的淡化处理。此外,高压出水口11处的高压海水会通过第五流道105、调压阀65、第六流道106、控制阀5和第二流道102迫使换向阀4保持在当前的位置(见图12)。
73.此外,因为第二活塞34向连接座1移动过程中会通过活塞杆35带动第一活塞33同步移动,从而使得第二内腔312的容积会逐渐增大,第一内腔311的容积会逐渐减小,且由于第一单向阀61和第三单向阀63的单向导通作用,使得海水进水口12处的海水被吸入第二内腔312内;而第一内腔311内的海水则通过第一连接管313被逐渐排出至第一回水口215,并通过第七连通孔组412、第四环形槽421、第六连通孔组411和第一排水口212排放掉。
74.当第二活塞34与第二连杆组53的第五连杆542的第二端接触时,第一活塞33开始通过第五连杆542拉动控制阀5的第一阀芯52向第二活塞34移动。结合图10图和11,在第一阀芯52移动过程中,第一阀芯52的第二环形槽522会连通第一阀套51的第三连接孔组和第四连接孔组,第一阀芯52的第一环形槽521会连通第一阀套51的第一连通孔组511和第二连通孔组512,使得高压出水口11处的一小部分高压海水通过调压阀65、控制阀5和第三流道103流向第二换向腔232,以控制换向阀4进行换向;而在换向阀4换向过程中,第一换向腔222内的海水会依次通过第二流道102、第二连通孔组512、第一环形槽521、第一连通孔组511、第一流道101和第六连通孔组411从第一排放口排出,以保证换向阀4能够正常换向。当第二活塞34向连接座1移动至第四极限位置时,第一阀芯52向第二活塞34移动至第五极限
位置、第二阀芯42向第一端盖22移动至第六极限位置,此时,能量回收装置100切换至第一工作位置。
75.综上可见,本实用新型通过对能量回收装置的结构设计,使得能量回收装置能够利用反渗透装置排出的高压废水的能量对海水的压力进行提升并送至反渗透装置内,有效的降低设置有该能量回收装置的海水淡化设备的能耗,且由于是将高压废水引入第一内腔或第四内腔而不将高压废水引入第二内腔或第三内腔,使得能量回收装置能够提高反渗透装置的净水储水量,从而避免反渗透装置的净水储水量受到活塞杆的横截面大小的影响。
76.海水淡化设备实施例
77.参照图15和图16,海水淡化设备8包括高压泵81、反渗透装置82和能量回收装置83,其中,能量回收装置83为上述能量回收装置实施例中所述的能量回收装置。
78.高压泵81的排水端与反渗透装置82的进水口821连接,反渗透装置82的高压废水排水口822与能量回收装置83的高压进水口831连接,能量回收装置83的高压出水口832与反渗透装置82的进水口821连接,能量回收装置83的海水进水口833通过管道吸取海水。
79.可见,海水淡化设备能够通过能量回收装置对反渗透装置排出的高压废水的能量进行回收利用,以使得能量回收装置利用高压废水的能量对海水的压力进行提升并送至反渗透装置内,从而有效的降低海水淡化设备的能耗;此外,上述能量回收装置还能够提高反渗透装置的净水出水量,避免反渗透装置的净水出水量受到活塞杆的横截面大小的影响。
80.最后需要强调的是,以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种变化和更改,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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