专利名称：一种太阳能天然含盐水淡化器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于天然含盐水淡化技术领域。
技术背景除去天然含盐水中的盐分以获得淡水的工艺过程叫天然含盐水淡化，亦称脱盐。天然含盐水淡化的方法，基本上分为两大类(I)从天然含盐水中取淡水，有蒸馏法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法。(2)除去天然含盐水中的盐分，有电渗拆法、离子交换法和压渗法。目前应用第一类方法为主。早在15世纪部分船舶就曾经以简易的蒸馏装置来解决船舶在长期航行中的淡水供应问题，20世纪50年代以来，随着工农业的发展和城市人口的增加，淡水供应逐渐紧张，造成有些沿海城市严重缺水。因此，提高海水淡化的技
术便成为开发新水源的重要途径之一，而海水只是天然含盐水的一个重要组成部分。我们知道所有大地上生长的植物都有一个共同的特征，就是植物供水系统的毛细爬升现象，植物的根系从土壤中吸取水分和养料，通过自身结构的毛细纤维将它们送至植物的根、茎、叶、杆、花、子实等各个不同部位，完成生命的延续和循环，而水在没有任何外部能量帮助的前提下从低位爬升高处，给我们指出了一条可以借鉴的方法——毛细引流，即利用毛细纤维爬升原理可以将水从低位引上高处，树有多高，水上多高。水与溶解物的分离在大自然中普遍存在，海上台风的生成、陆地雾的产生早已是司空见惯的自然现象，水的固、液、汽三态的转变并不限定温度在固点o°c，汽点100°C这个范围内，我国的青藏高原水在75°c沸腾就是论据。自然生成的局部低气压在海平面引发巨量淡水蒸发，海平面水的温度距100°C差距甚大，秋冬季节华北平原生成的频频大雾，强有力的说明水并不需要100°C才能汽化。局部的低气压是水蒸发的真正原因。吸热升华遇冷凝聚是汽的基本特征，云中雨水的形成就是亘古不变的自然现象，同时水的汽化从来就没有盐、碱物质的参与。
发明内容综合太阳能真空管加热技术，毛细爬升引流技术，低压虹吸技术低压低温蒸发技术，冷热源同室交换热能截留、蒸汽冷凝汇流收集技术，含盐水自动补给技术，淡水自动抽取、低压自动控制技术，固体盐自动清除八项技术，我们发明了太阳能天然含盐水淡化器，这套系统可以从自然水、含污水、天然含盐水中蒸发净化提取出纯净水，尤其对海水的淡化具有明显实用优势，投入成本低、出水效率高是这套模型的基本特征。所述的一种太阳能天然含盐水淡化器的原理如图I所示，它包括含盐水自动补给装置(I)、毛细纤维束引流装置(2)、太阳能真空管加热装置(3)、低压虹吸引流装置(4)、冷热源同室交换热能截留装置(5)、蒸汽冷凝汇流收集装置￠)、淡水自动抽取(7)、低压自动控制装置(7)固体盐自动清除装置(8)。所述的一种太阳能天然含盐水淡化器的结构如图2、图3、图4、图5、图6所示，它包括低压淡水抽吸罐(I)、含盐水热能截留罐(2)、含盐水分配筒(3)、太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合(4)、毛细纤维引流束(5)、淡水抽取泵(6)、淡水抽取管(7)、导汽管(8)、淡汽收集管(9)、淡汽分配管(10)、螺旋散热管(11)、紧固件(12)、上、下三通(13)、凝聚汇流管(14)、淡水散落管(15)、淡水收集罐水位控制装置(16)、控制电路(17)、含盐水补给泵
(18)、含盐水补充罐水位控制装置(19)、控制电路(20)、含盐水分配筒水位控制装置(21)、电磁阀门22)、洗盐三通23)、洗盐管路(24)、洗盐泵(25)、时间继电器(26)、电磁控制阀门(27)、出盐口(28)、底座(29)、支架(30)、护罩(31)及连接件组成，其特征在于含盐水分配筒的水平位置设置有含盐水水位控制装置，含盐水热能截留罐的水平位置设置有含盐水水位控制装置，当低压淡水抽吸罐中的水被抽出三分之二后，局部形成低气压环境，含盐水分配筒、太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合、毛细纤维引流束、淡水抽取泵、淡水抽取管因相互联通且密闭，含盐水分配筒内的含盐水顺着毛细纤维引流束爬上高处，在低气压环境和太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合加热的双重作用下，生成低温蒸气，低温蒸气经过导汽管、淡汽收集管、淡汽分配管、螺旋散热管、凝聚汇流管、淡水散落管冷却，汇聚于低压淡水抽吸罐实现天然含盐水淡化。所述的低压淡水抽吸罐(I)如图7、图8所示，它包括罐筒①、内法兰凸台②、密·封过孔③、左端罐盖④、淡水散落管定位盲孔⑤、淡水抽取管出口⑥、连接过孔⑦、右端罐盖⑧、淡水散落管通孔⑨、连接过孔⑩、橡塑密封垫 组成，其特征在于低压淡水抽吸罐
(I)的罐筒与端盖为注塑制品，罐体上至少有一个与水泵吸口相连的淡水出口。罐筒内壁端口处模注有内法兰圈，安装端盖时罐、盖间必须加装橡塑密封垫，只有罐体内全方位密封，才能保证te中水抽出后te内始终保持低气压状态。含盐水热能截留罐(2)如图9、图10所示，它包括罐体①、内法兰凸台②、密封过孔③、左端罐盖④、含盐水进口⑤、凝聚汇流管出口⑥、淡汽分配管固定盲孔⑦、连接过孔⑧、右端罐盖⑨、淡汽分配管进口⑩、含盐水出口 、凝聚汇流管固定盲孔 、连接过孔 、橡塑密封垫等部件组成，其特征在于含盐水热能截留罐(2)的罐筒与端盖为注塑制品，端盖上下部位设有两组管路过孔、固定盲孔，罐筒内壁端口处模注有内法兰圈，端盖上模注有淡汽分配管进口，凝聚汇流管出口及对应固定盲孔，安装端盖时罐、盖间必须加装橡塑密封垫。含盐水分配筒(3)如图11所示，它包括筒体①、真空管装接端口②、端口密封螺纹③、紧固螺母④、含盐水入口⑤、水位平衡管接口⑥、出盐口⑦组成，其特征在于含盐水分配筒(3)除紧固螺母外全部功能部件为一个注塑整体，外形是一个一面模注连续中空凸圈的圆筒，凸圈端口外壁模注密封螺纹。太阳能吸热保温双层玻璃真空管(4)如图12所示，它包括外层玻璃管①、内层玻璃管②、吸热涂层③、淡汽集流管④、上防护盖⑤、下防护盖⑥等部件组成，其特征在于 太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合(4)的外层玻璃管、内层玻璃管、淡汽集流管为玻璃制品、内层玻璃管外壁除端口部位外其余部分涂刷有厚度为O. 1-0. 5mm的吸热涂层，端口局部氧炔焰加热机械加压粘合，中空抽气密封，管体夹层内保持真空状态，上、下防护盖为塑料制品毛细纤维引流束(5)如图13、图14、图15所示，它包括上分线板⑦、下分线板 、毛细纤维定位孔⑧、汽孔⑨、支撑杆过孔⑩、支撑杆 、上锁紧螺母 、下锁紧螺母 、毛细纤维线⑩组成，其特征在于毛细纤维引流束(5)毛细纤维线可以是化纤纤维、植物纤维、动物毛发为原料的纺织品，直径为2-5_的蓬松线体，板体按图制模PVC材料注塑成形，组装时将支撑杆两端穿过上、下板体过孔戴上螺母锁紧固定，将毛细纤维线往复穿入56个毛细纤维定位孔把线拉直线头系牢。如图14所示，将毛细纤维引流束装入真空管内。淡水抽取泵(6)采用150QJ20-24/4等型号产品配用。淡水抽取泵是一种太阳能天然含盐水淡化器的主要配套设备，其特征在于淡水抽取泵(6)吸水管内径不大于25_，配用电机功率不大于3kw，电流不大于7. 9安培。淡水抽取管(7)采用2寸管材及配件。导汽管(8)采用PVC软管。淡汽收集管
(9)如图16所示，它包括管体①、收汽口凸圈②、收汽端口③、密封螺纹④、锁紧螺母⑤、左端口密封螺纹⑥、右端口密封螺纹⑦、左端盖⑧、右端盖⑨组成，其特征在于全部部件按图制模橡塑材料注塑成型，圆筒外壁一侧模注有连续中空凸圈，凸圈端口处外壁模注密封螺纹，管体内壁端口处模注密封螺纹。·[0016]淡汽分配管(10)如图17所示，它包括管体①、分汽口凸台②、分汽端口③、密封螺纹④、锁紧螺母⑤、左端口密封螺纹⑥、右端口密封螺纹⑦、左端盖⑧、右端盖⑨组成，其特征在于，全部部件按图制模橡塑材料注塑成型。螺旋散热管(11)如图18所示，它包括螺旋状铜管①、上端口丝圈②、下端口丝圈③，其特征在于螺旋散热管(11)螺旋管材料使用内径8-12mm壁厚l-2mm的无缝铜管依模弯制，形状为两端平出中部呈弹簧状，端口套丝装入锁紧件后装上丝圈。锁紧件(12)如图19所示，它包括管体④、小孔⑤、大孔⑥、紧固螺纹⑦。上、下三通(13)如图20所示，它包括管体⑧、进气端口⑨、左分气端口⑩、右分气端口 。散热系统装配完成如图21、图22所示。凝聚汇流管(14)如图23所示，它包括管体①、收水口基台②、收水端口③、锁紧螺纹④、锁紧螺母⑤、左端盖⑥、右端盖⑦组成，其特征在于全部部件按图制模橡塑材料注塑成型。淡水散落管(15)如图24所示，它包括管体①、散落孔②、其特征在于，淡水散落管(15)管体一侧中心线及中心线两边45°线上模注有孔直径为3mm孔间隔为IOmm的小孔三排，部件按图制模橡塑材料注塑成型。淡水收集罐水位控制装置(16)、控制电路(17)如图25所示，它包括水位控制筒①、浮球②、顶杆③、连杆④、触杆⑤、上水位触点开关⑥、下水位触点开关⑦、继电器⑧、接触器⑨、水泵⑩、进水管 、出水管 组成，其特征在于水位控制筒、浮球、顶杆、连杆、触杆按图制模橡塑材料注塑成型，其余部件为常用电器配套购买安装。含盐水补给泵(18)、含盐水补充罐水位控制装置(19)、控制电路(20)基本原理与淡水系统相同不再叙述。含盐水分配筒水位控制装置(21)工作原理与淡水收集罐水位控制装置相同，不同点在于它输出的信号控制的是电磁阀门(22)，不是水泵。洗盐三通(23)、洗盐管路(24)、洗盐泵(25)、毛细纤维引流束(5)、时间继电器
(26)、电磁控制阀门(27)、出盐口(28)共同组成的(固体盐清洗系统)如图26所示，其特征在于出盐口(28)端口安装有一个电磁控制阀门。底座(29)、支架(30)、如图27所示，它包括底脚①、底板②、立柱③、横梁④组成，其特征是底脚、底板采用铸造成型，立柱、横梁采用方管焊接成型。护罩(31)如图28所示，它包括后墙板①、顶板②、左墙板③、右墙板④组成，其特征是部件为薄铁皮剪切、弯制。
图I是太阳能含盐水淡化器工作原理图；图2 (a)是太阳能含盐水淡化器主视图；图2 (b)是太阳能含盐水淡化器右视图；图2 (C)是太阳能含盐水淡化器后视图；图2(d)是太阳能含盐水淡化器右视图；图3是太阳能含盐水淡化器右视图；图4是太阳能含盐水淡化器后视图；图5是太阳能含盐水淡化器左视图；图6是太阳能含盐水淡化器主视图；图7 (a)是低压淡水抽吸罐左端盖主、左视图；图7(b)是低压淡水抽吸罐右端盖主、左视图；；图7 (C)是低压淡水抽吸罐罐筒主、左视图；图8(a)是低压淡水抽吸罐组装主视图；图8(b)是低压淡水抽吸罐组装左视图；图9 (a)是含盐水热能截留罐左端盖主、左视图；图9 (b)是含盐水热能截留罐右端盖主、左视图；图9 (C)是含盐水热能截留罐罐筒主、左视图；图10是含盐水热能截留罐组装图；图11(a)是含盐水分配筒主视图图11(b)是含盐水分配筒俯视图图12是太阳能吸热保温双层玻璃真空管主视图；图13(a)是纤维束支架上、下分线板主视图；图13(b)是纤维束支架上、下分线板左视图；图14(a)是毛细纤维线安装主视图；图14(b)是毛细纤维线安装左视图；图15是太阳能吸热保温双层玻璃真空管组装图；图16(a)是淡汽收集管主视图；图16(b)'是淡汽收集管俯视图；图17(a)是淡汽分配管主视图；图17(b)是淡汽分配管俯视图；图18(a)是螺旋散热管主视图；图18(b)是螺旋散热管左视图；图19(a)是锁紧件主视图；图19(b)是锁紧件左视图；[0063]图19(c)是锁紧件俯视图；图20(a)是上、下二通王视图；图20(b)是上、下三通左视图；图20(c)是上、下二通俯视图；图21 (a)是螺旋管主视图；图21 (b)是螺旋管俯视图；图21 (C)是螺旋管左视图22(a)是螺旋管在含盐水补充罐内组装主视图；图22(b)是螺旋管在含盐水补充罐内组装俯视图；图22(c)是螺旋管在含盐水补充罐内组装左视图；图23(a)是凝聚汇流管主视图；图23(b)是凝聚汇流管俯视图；图23(c)是凝聚汇流管左视图；图24是淡水散落管视图；图25 (a)是淡水收集罐水位控制装置左视图；图25 (b)是淡水收集罐水位控制装置主视图；图26是固体盐清洗装置示意图图27 (a)是底座、支架主视图；图27 (b)是底座、支架左视图；图28(a)是护罩后墙板视图；图28(b)是护罩顶板视图；图28(c)是护罩左墙板视图；图28(d)是护罩右墙板视具体实施方案该发明的实际应用，如图2所示，是在大小不同的四个密闭容器内进行的，过程是往低压淡水抽吸罐(I)内注满淡水,含盐水热能截留罐(2)内注满含盐水，开启电磁阀门
(22)给含盐水分配筒(3)供含盐水，太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合(4)内装配的毛细纤维束引流束(5)上的毛细纤维线吸水并送上高处，开启淡水抽取泵(6)通过管路(7)抽出低压淡水抽吸罐(I)中淡水的三分之二，低压淡水抽吸罐(I)与连通的太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合(4)含盐水分配筒(3)连通区域内气压骤减，在局部形成低压环境，自动爬升于毛细纤维束引流装置(5)上的水分子在低压状态下低温蒸发，转化后的蒸汽向上汇聚于汇流管(8)，在淡水收集罐(I)内的负压源牵引下顺着引流管(9)进入含盐水热能截留罐⑵内安装的淡汽分配管(10)、螺旋冷却管(11)，在此区间与含盐水热能截留罐
(2)内灌注的常温含盐水进行热能交换，蒸汽遇冷凝聚，聚集的水流顺着回收管路(14)流入低压淡水抽吸罐(I)，安装的淡水汇流管(15)散落于低压淡水抽吸罐(I)淡水体内，当低压淡水抽吸罐(I)内的淡水液面上升至高水位(G)，水位控制系统(16)动作、指令淡水抽取泵(6)工作，将低压淡水抽吸罐(I)内液面抽回至低水位(D)，罐内气压始终呈现负压状态，淡水收集不间断连续进行。含盐水分配筒(3)的水平位置设置有水位控制装置(21)筒内水量不足时控制装置(21)动作、指挥给水管路上安装的电磁阀门(22)开启给筒内补水，筒内水量上到高水位控制装置动作(21)指挥电磁阀门(22)关闭。含盐水热能截留罐(2)的水平位置设置有水位控制装置(19)，控制电路(20)含盐水供给泵(18)负责含盐水热能截留罐(2)内水量的供给。含盐水供给泵(18)淡水抽取泵(6)间歇工作耗能极低，根据能量守衡定律含盐水热能截留罐⑵内螺旋散热管(11)释放的热能转移到罐中的含盐水里，在有日照的一整天里太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合内收集到太阳热能，在循环系统内是被重复利用的。需要指出的是，设备工作一段时间毛细纤维引流束(5)上就会生成固体盐存留，堵塞水流上升通道， 必须对它进行清除，我们设计了(固体盐自动清除系统)它包括(23)洗盐三通、(24)洗盐管路、(25)洗盐泵、(26)时间继电器(27)电磁控制阀门、(28)出盐口组成。开启(25)洗盐泵抽取天然含盐水，水流经过(24)洗盐管路、(23)洗盐三通流入真空管内的毛细纤维束(5)，稀释溶解存留于其上的固体盐并将其随水流经(27)电磁控制阀门、(28)出盐口带走，清除完毕系统随之关闭设备回复运行。综上所述，一种太阳能天然含盐水淡化器在实际应用中是切实可行的，经过实践发现不足拓宽思路不断改进，设计制作将不断细化臻于完善，工业化规模生产的局面将有望实现。天然含盐水的淡化工作将朝着高效、廉价的方向不断推进。
权利要求1.一种太阳能天然含盐水淡化器，它包括低压淡水抽吸罐(I)、含盐水热能截留罐(2)、含盐水分配 筒(3)、太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合(4)、毛细纤维引流束(5)、淡水抽取泵￠)、淡水抽取管(7)、导汽管(8)、淡汽收集管(9)、淡汽分配管(10)、螺旋散热管(11)、紧固件(12)、上、下三通(13)、凝聚汇流管(14)、淡水散落管(15)、淡水收集罐水位控制装置(16)、控制电路(17)、含盐水补给泵(18)、含盐水补充罐水位控制装置(19)、控制电路(20)、含盐水分配筒水位控制装置(21)、电磁阀门(22)、洗盐三通(23)、洗盐管路(24)、洗盐泵(25)、时间继电器(26)、电磁控制阀门(27)、出盐口(28)、底座(29)、支架(30)、护罩(31)及连接件组成，其特征在于含盐水分配筒的水平位置设置有含盐水水位控制装置，含盐水热能截留罐的水平位置设置有含盐水水位控制装置。
2.根据权利要求I所述的一种太阳能天然含盐水淡化器，其特征在于低压淡水抽吸罐(I)的罐筒与端盖为注塑制品，罐体上至少有一个与水泵吸口相连的淡水出口。
3.根据权利要求I所述的一种太阳能天然含盐水淡化器，其特征在于含盐水热能截留罐(2)的罐筒与端盖为注塑制品，端盖上下部位设有两组管路过孔、固定盲孔。
4.根据权利要求I所述的一种太阳能天然含盐水淡化器，其特征在于含盐水分配筒(3)除紧固螺母外全部功能部件为一个注塑整体，外形是一个一面模注连续中空凸圈的圆筒，凸圈端口外壁模注密封螺纹。
5.根据权利要求I所述的一种太阳能天然含盐水淡化器，其特征在于太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合(4)的外层玻璃管、内层玻璃管、淡汽集流管为玻璃制品、内层玻璃管外壁除端口部位外其余部分涂刷有厚度为O. 1-0. 5mm的吸热涂层，端口局部氧炔焰加热机械加压粘合，中空抽气密封，管体夹层内保持真空状态。
6.根据权利要求I所述的一种太阳能天然含盐水淡化器，其特征在于毛细纤维引流束(5)毛细纤维线是化纤纤维、植物纤维、或动物毛发为原料的纺织品，毛细纤维引流束为直径2-5mm的蓬松线体。
7.根据权利要求I所述的一种太阳能天然含盐水淡化器，其特征在于淡水抽取泵(6)泵体吸水管内径不大于25_，配用电机功率不大于3kw，电流不大于7. 9安培。
8.根据权利要求I所述的一种太阳能天然含盐水淡化器，其特征在于螺旋散热管(11)螺旋管材料使用内径8-12mm壁厚l-2mm的无缝铜管依模弯制，形状为两端平出中部呈弹黃状。
9.根据权利要求I所述的一种太阳能天然含盐水淡化器，其特征在于淡水散落管(15)管体一侧中心线及中心线两边45°线上模注有孔直径为3mm孔间隔为IOmm的小孔三排。
10.根据权利要求I所述的一种太阳能天然含盐水淡化器，其特征在于，出盐口(28)端口安装有一个电磁阀门。
专利摘要本实用新型提供一种太阳能天然含盐水淡化器，它包括低压淡水抽吸罐(1)、含盐水热能截留罐(2)、含盐水分配筒(3)、太阳能吸热保温双层玻璃真空管组合(4)、毛细纤维引流束(5)、淡水抽取泵(6)、淡水抽取管(7)、导汽管(8)、淡汽收集管(9)、淡汽分配管(10)、螺旋散热管(11)、紧固件(12)、上、下三通(13)、凝聚汇流管(14)、淡水散落管(15)、淡水收集罐水位控制装置(16)、控制电路(17,20)、含盐水补给泵(18)、含盐水补充罐水位控制装置(19)、含盐水分配筒水位控制装置(21)、电磁阀门(22)、洗盐泵(25)、时间继电器(26)、电磁控制阀门(27)、出盐口(28)组成，含盐水分配筒的水平位置设置有含盐水水位控制装置，含盐水热能截留罐的水平位置设置有含盐水水位控制装置。该淡化器投入成本低、出水效率高。
文档编号C02F1/14GK202688028SQ20122007982
公开日2013年1月23日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者李平 申请人:李平