本发明涉及一种具有势能回收功能的海水加压泵，属于海水淡化技术领域。
背景技术：
在海水淡化领域中，使用反渗透膜来实现海水中所含的离子与水分子的分离，要求进入到反渗透膜中海水的压力必须高于膜的渗透压力，该压力通常在4mpa～6mpa之间。经过反渗透膜过滤后产出的含盐量高的浓海水的压力只比进入反渗透膜时的压力低0.2mpa左右，此时的浓海水含有极高的势能，如果直接排放，必然会造成极大的能量浪费。为了降低能耗，也是降低海水淡化的生产成本，反渗透膜法的海水淡化系统一般都会配有能量回收器回收浓海水的势能。如图1所示，常规海水淡化时，给反渗透膜提供高压海水的装置包括：高压泵101、能量回收器102和增压泵103，这三套装置也是膜法海水淡化的核心设备，在使用时，原海水经保安过滤器106后经高压泵101和能量回收器102的增压进入反渗透膜组104，进行海水淡化。但三套装置管路连接复杂，能耗较高，不利于降低生产成本。
技术实现要素：
本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种管路连接简单、能耗低的海水加压泵。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种具有势能回收功能的海水加压泵，包括控制装置、液压油缸、第一海水缸和第二海水缸，第一海水缸内设有第一活塞将缸体分隔成第一腔体和第二腔体，第二海水缸内设有第二活塞将其分隔成第三腔体和第四腔体，所述液压油缸设有双向活塞杆，所述双向活塞杆的两端分别与第一活塞、第二活塞连接；液压油缸的活塞将其分为第一油腔和第二油腔，第一油腔上设有第一液压油口，第二油腔上设有第二液压油口；
所述第一腔体上设有第一原水进口和第一高压原水出口，所述第四腔体上设有第二原水进口和第二高压原水出口，第一原水进口和第二原水进口处设有进水单向阀，第一高压原水出口和第二高压原水出口处设有出水单向阀，第一原水进口和第二原水进口均与原水源连通；
所述第二腔体上设有第一浓水进口和第一浓水出口，第三腔体上设有第二浓水进口和第二浓水出口，第一浓水进口和第二浓水进口上设有进水开关阀，第一浓水出口和第二浓水出口上设有出水开关阀；第一浓水进口和第二浓水进口均与反渗透膜组的高压浓海水出口连接，第一浓水出口和第二浓水出口均与浓海水排水管路连接；
当液压油从第一液压油口进入第一油腔，推动液压油缸的活塞向下运动时，所述控制装置使第二海水缸上第三腔体的进水开关阀打开，第二海水缸第三腔体的出水开关阀关闭，第一海水缸上第二腔体的出水开关阀打开，第一海水缸第二腔体的进水开关阀关闭；当液压油缸的活塞运行到第二液压油口处时，所述液压油缸停止从第一液压油口进油，切换到从第二液压油口进油；
当液压油从第二液压油口进入到液压油缸中的第二油腔，推动液压油缸的活塞向上运动时，所述控制装置使第一海水缸第二腔体的进水开关阀打开，第一海水缸第二腔体的出水开关阀关闭，第二海水缸第三腔体的进水开关阀关闭，第二海水缸第三腔体的出水开关阀打开；当液压油缸的活塞运行到第一液压油口处时，所述液压油缸停止从第二液压油口进油，切换到从第一液压油口进油。
本发明带来的有益效果是：本发明采用集成势能回收功能的海水加压泵用在反渗透膜法海水淡化中，一套此装置就可替代常规反渗透膜法海水淡化系统中的高压泵、能量回收器和增压泵。使用该装置与常规的装置相比，可简化海水淡化系统的管路连接，势能回收率更高，能耗更低，可有效降低海水淡化的生产成本。另外，因为每一套集成势能回收功能的海水加压泵海水进出口处都配有单向阀，因此，两套甚至多套该装置可以直接用管路连接起来，每一套都独立工作，互不影响。采用多套组合的方法可以成倍地增大出水量，减少高压海水压力的波动，有利于产品的批量生产。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是现有技术中的反渗透膜法海水淡化装置的原理示意图。
图2是本发明实施例的结构示意图。
附图标记：高压泵101，能量回收器102，增压泵103，反渗透膜组104，淡水箱105，保安过滤器106，第一海水缸1，第一活塞2，第一腔体3，第二腔体4，液压油缸5，第一油腔6，第二油腔7，第一液压油口8，第二液压油口9，第二海水缸10，第三腔体11，第四腔体12，第二活塞13，高压海水缓冲器14，低压海水缓冲器15，低压原海水管路16，高压原海水管路17，双向活塞杆18，高压浓海水管路19，低压浓海水管路20。
具体实施方式
实施例
本实施例的具有势能回收功能的海水加压泵，如图2所示，包括控制装置（图中未示出）、液压油缸5、第一海水缸1和第二海水缸10，第一海水缸1内设有第一活塞2将缸体分隔成第一腔体2和第二腔体3，第二海水缸10内设有第二活塞13将其分隔成第三腔体11和第四腔体12，所述液压油缸5设有双向活塞杆18，所述双向活塞杆18的两端分别与第一活塞2、第二活塞13固接；液压油缸5的活塞将其分为第一油腔6和第二油腔7，第一油腔6上设有第一液压油口8，第二油腔7上设有第二液压油口9。
所述第一腔体2上设有第一原水进口和第一高压原水出口，所述第四腔体12上设有第二原水进口和第三高压原水出口，第一原水进口和第二原水进口处设有进水单向阀，第一高压原水出口和第二高压原水出口处设有出水单向阀，第一原水进口和第二原水进口均通过低压原海水管路16与原水源连通，第一高压原水出口和第二高压原水出口均通过高压原海水管路17与反渗透膜组高压海水进口连接。
所述第二腔体3上设有第一浓水进口和第一浓水出口，第三腔体11上设有第二浓水进口和第二浓水出口，第一浓水进口和第二浓水进口上设有进水开关阀，第一浓水出口和第二浓水出口上设有出水开关阀，第一浓水进口和第二浓水进口均通过高压浓海水管路19与反渗透膜组的高压浓海水出口连接，第一浓水出口和第二浓水出口均通过低压浓海水管路20连接，将浓海水排出。
当液压油从第一液压油口处进入第一油腔，推动液压油缸的活塞向下运动时，因为液压油缸的活塞与两个海水缸的活塞固定连接，所以第一海水缸和第二海水缸中的活塞也都向下运动。当第二海水缸中的活塞向下运动时，控制装置使第二海水缸上的进水开关阀打开、出水开关阀关闭，来自反渗透膜组的高压浓海水进入到第二海水缸的第三腔体（浓海水腔）中，此时，第二海水缸中的活塞受到高压浓海水的压力，又受到液压油缸的推力，第二海水缸中的活塞在这两个力的共同作用下推动第四腔体中的原海水经过单向阀进入到高压海水管路中流向反渗透膜组。在第二海水缸给海水加压过程中，充分利用了经过反渗透膜组过滤后的高压浓海水，实现了高压浓海水的势能回收利用，降低了系统的功耗。液压油缸的活塞在向下运动时，也将拉动第一海水缸中的活塞向下运动，此时，控制装置使第一海水缸上第二腔体的进水开关阀关闭、出水开关阀打开，第一海水缸浓海水腔中的浓海水将随着活塞的向下运动排出第二腔体中，进入到低压浓海水管路排出。活塞向下运动的同时，原海水经过第一海水缸第一腔体的原水进口、进水单向阀注入到第一腔体中。
当液压油从第二液压油口处进入到液压油缸中的第二油腔，推动液压油缸的活塞向上运动时，控制装置使处于第一海水缸第二腔体的进水开关阀打开、出水开关阀关闭，第一海水缸的活塞在高压浓海水向上的压力和液压油缸的活塞向上的推力共同作用下，给第一海水缸第一腔体中的原海水进行加压。同样，第二海水缸的活塞向上运动时，控制装置使第三腔体的进水开关阀关闭、出水开关阀打开，将第三腔体中的浓海水排出，同时，原海水经过第二海水缸第四腔体的原水进口、进水单向阀注入到第四腔体中。
液压油从第一液压油口处进入到液压油缸中推动液压油缸的活塞向下运动，当活塞运行到接近第二液压油口处位置时，控制装置使液压油停止从第一液压油口处进油，切换到从第二液压油口处进油，液压油缸的活塞转换为向上运动，直到活塞运行到接近第一液压油口处的位置时停止从第二液压油口处进油，切换到从油口a处进油，推动活塞向下运动，如此循环往复运动，第一海水缸和第二海水缸交替运行将海水加压，从而有高压海水连续不断地进入到高压海水管路中。第一液压油口、第二液压油口的上述进油切换过程可以通过行程开关以及三通换向阀等现有技术来实现，不再赘述。
本实施例还可以用以下改进：当液压油缸的活塞到达接近第一液压油口或者第二液压油口位置时，液压油缸的活塞会停止运行，因此第一海水缸、第二海水缸的活塞也会停止运行。第一腔体、第四腔体的原海水因为失去了活塞的推力，导致海水压力下降，活塞停止的时间越长，海水压力下降的幅值越大，为了减小换向时海水压力的波动，因此本实施例在第一腔体、第四腔体的高压原海水出口处增加了一个高压海水缓冲器14，高压海水缓冲器通过三通连接在第一高压原水出口和第二高压原水出口均连接的管路上。同理，在原水进水处也加有一个低压海水缓冲器15，低压海水缓冲器15通过三通连接在第一原水进口、第二原水进口均连接的管路上。
本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。