一种混合式海水淡化装置的制作方法

本实用新型涉及海水淡化技术领域，更具体地说，涉及一种混合式海水淡化装置。

背景技术：

我国南海作为重要的海上战略基地，需要不断的完善各种基建工作，但由于淡水资源的匮乏，需要从内陆运输水资源满足岛上的用水需求。如上所述，如果采用其他能源来进行海水淡化，容易破坏海岛上的生态平衡，而且各种资源仍然需要从内陆运输，而不能就地取材进行海水淡化，该问题是各岛礁普遍存在的问题。

关于如何更好地进行海水淡化，本发明申请人已申报过专利：一种自助动力式双效海水淡化装置，申请号：201610538333.9，该申请案公开了一种自助动力式双效海水淡化装置，包括蒸馏淡化机构、反渗透淡化机构和电力系统，所述蒸馏淡化机构漂浮在海面上利用太阳能进行海水蒸馏淡化，反渗透淡化机构中的海水过滤模块沉入海面1.5米以下位置进行反渗透海水淡化，海水过滤模块设置在蒸馏淡化机构下方；所述电力系统用于为蒸馏淡化机构、反渗透淡化机构提供抽水、排水的动力。

上述专利方案的海水淡化装置，能够通过蒸馏和反渗透作用进行海水淡化，但在实际使用过程中发现，多个反渗透球串联在一起后，中间连接管的输水量有限，而且反渗透球不能够充分的利用空间，海水淡化效率较低，需要进一步改进。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中海水淡化效率低的不足，提供了一种混合式海水淡化装置，本实用新型利用海水淡化盘来代替渗透球，空间利用率增加，具有更高的海水淡化效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种混合式海水淡化装置，包括包括蒸馏淡化机构、反渗透淡化机构和电力系统，所述蒸馏淡化机构包括蒸馏罩、海水容器和集水槽，海水容器内的海水通过蒸馏罩蒸发后流入集水槽；所述反渗透淡化机构中的海水过滤模块主要由上部海水淡化盘、输水柱和下部海水淡化盘组成，上部海水淡化盘和下部海水淡化盘通过输水柱连通，海水淡化盘所过滤海水经由渗透回流管流入储水缸。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的反渗透淡化机构还包括保护网，所述海水过滤模块被罩在保护网内部。

作为本实用新型更进一步的改进，所述上部海水淡化盘和下部海水淡化盘由外至内包括滤网、活性炭层、反渗透膜和耐压骨架，外部海水通过反渗透作用进入到海水淡化盘的中心腔内。

作为本实用新型更进一步的改进，所述输水柱的结构由外至内包括滤网、活性炭层、反渗透膜和耐压骨架。

作为本实用新型更进一步的改进，输水柱至少有2个，输水柱阵列排布在上部海水淡化盘和下部海水淡化盘之间。

作为本实用新型更进一步的改进，所述输水柱通过管接头与海水淡化盘连接，并在连接处设置有密封垫片。

作为本实用新型更进一步的改进，所述渗透回流管上端通过连接底座连接在储水缸底部；渗透回流管下端与上部海水淡化盘通过管接头连接。

作为本实用新型更进一步的改进，所述蒸馏罩为球冠形，蒸馏罩底部设置有环形的集水槽，该集水槽通过过渡环与海水容器连接；集水槽与储水缸之间通过至少3个引流管连通。

作为本实用新型更进一步的改进，所述蒸馏罩为球冠形，蒸馏罩底部设置有环形的集水槽，该集水槽通过过渡环与海水容器连接；集水槽底部设置有淡水排水笼头，用于向外部储水装置输送蒸馏淡水。

作为本实用新型更进一步的改进，所述电力系统包括风力发电机和/或水流发电机，风力发电机固定在储水缸上方，水流发电机固定在储水缸底部，所产生电力存储在蓄电模块内，用于为系统工作提供电力。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种混合式海水淡化装置，其海水过滤模块主要由上部海水淡化盘、输水柱和下部海水淡化盘组成，海水淡化盘之间通过多个输水柱连通，在相同空间内，海水淡化盘相对于反渗透球具有更高的空间利用率，海水淡化效率更高；

(2)本实用新型的一种混合式海水淡化装置，海水淡化盘由外向内包括滤网、活性炭层、反渗透膜和耐压骨架，滤网用于过滤小生物，活性炭层用于过滤微生物，反渗透膜用于过滤盐分子，耐压骨架用于提供支撑强度；海水过滤模块所处的深度越大，压强越大，过滤效率越高；

(3)本实用新型的一种混合式海水淡化装置，输水柱的结构由外至内包括滤网、活性炭层、反渗透膜和耐压骨架，该输水柱也可直接用于海水过滤，因此可在海水淡化盘之间设置多个输水柱，能够进一步提高空间利用率，进而提高海水淡化效率；

(4)本实用新型的一种混合式海水淡化装置，集水槽的底部由多个凹弧面连接而成，引流管设置在凹弧面的中部最低点，则蒸馏出的水能够在重力作用下向凹弧面最低点流动，进而通过引流管流入储水缸中，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型中混合式海水淡化装置的结构示意图；

图2为本实用新型中供水模块的结构示意图；

图3为本实用新型中海水过滤模块的结构示意图；

图4为本实用新型中海水淡化盘和输水柱的内部结构示意图；

图5为本实用新型中淡水分开存储时的结构示意图。

示意图中的标号说明：101、蒸馏罩；102、过渡环；103、集水槽；104、引流管；105、海水容器；106、储水缸；107、淡水排水笼头；201、第一抽水管；202、第一抽水泵；203、进水管；204、第一控制器；205、第一上水位检测器；206、第一下水位检测器；207、电磁阀；208、第一排水管；301、蓄电模块；302、电路包装管；303、水流发电机；304、托板；305、风力发电机；401、第二抽水管；402、第二抽水泵；403、第二排水管；404、第二控制器；405、第二上水位检测器；406、第二下水位检测器；501、渗透回流管；502、连接底座；503、保护网；601、上部海水淡化盘；6011、滤网；6012、活性炭层；6013、反渗透膜；6014、耐压骨架；602、输水柱；603、下部海水淡化盘；604、管接头。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的一种混合式海水淡化装置，包括包括蒸馏淡化机构、反渗透淡化机构和电力系统，蒸馏淡化机构漂浮在海面上利用太阳能进行海水蒸馏淡化，反渗透淡化机构中的海水过滤模块沉入海面1.5米以下位置进行反渗透海水淡化，海水过滤模块设置在蒸馏淡化机构下方，利用海水过滤模块的重力保持蒸馏淡化机构的稳定性；电力系统依靠风力或水力进行发电，或者是储备电源，用于为蒸馏淡化机构、反渗透淡化机构提供抽水、排水的动力。

其中，蒸馏淡化机构包括蒸馏罩101、海水容器105和集水槽103，海水容器105内的海水通过蒸馏罩101蒸发后流入集水槽103。具体地，蒸馏淡化机构中的海水容器105设置在储水缸106上方用于存放海水，当太阳照射时，海水蒸发，在蒸馏罩内壁形成淡水水珠，该水珠汇流后流入集水槽103中。海水过滤模块淡化的淡水也存储在储水缸106中，储水缸106上设置有单向通气阀，用于保证蒸馏和反渗透作用产生的淡水能够进入。

蒸馏罩101为球冠形，即其截面为弧形，使凝结成的水珠可自动向下滑落。蒸馏罩101底部设置有环形的集水槽103，该集水槽103通过过渡环102与海水容器105连接，结构类似于蘑菇形，水蒸气从中部连通处进入到蒸馏罩101中，然后凝结后汇集在集水槽103中形成水流，把海水容器105固定在储水缸106上方，集水槽103与储水缸106之间通过3个引流管104连通，则水流可通过引流管104流入到储水缸106中存储。在我国南部海域，温度较高，在天气晴朗的情况下，蒸发较快，因此可沿环形的集水槽103设置更多个引流管104，确保水能及时流入储水缸106中。

本实施例中的反渗透淡化机构包括保护网503和海水淡化模块，海水过滤模块被罩在保护网503内部。保护网503由直径5mm的不锈钢丝围成的孔径不大于1cm²的立体网格，用于防止外部的水草或水生物破坏海水淡化模块而影响其正常使用。海水过滤模块主要由上部海水淡化盘601、输水柱602和下部海水淡化盘603组成，上部海水淡化盘601和下部海水淡化盘603通过输水柱602连通，上部海水淡化盘601和下部海水淡化盘603均为圆盘状，上部海水淡化盘601和下部海水淡化盘603所过滤海水经由渗透回流管501流入储水缸106。

采用反渗透结构时，由于球体数量及连接管的限制，导致空间不能够被充分利用，而改装为盘状结构后，覆盖面积更大，而且海水淡化盘四周均能够进行海水淡化，与海水接触面积相对较大，与反渗透球相比具有更高的海水淡化效率。

蒸馏产生的淡水可以直接用于引用，而反渗透作用产生的淡水无法保证纯净度，可以作为饮用外的生活用水使用，煮沸后可以作为饮用水使用。为使用方便，可以把两种水源分开存储使用，但必须要增加存储设备，结构繁琐，因而本方案中将两种水源均存储在储水缸中，具体使用时可以根据需求考虑具体的使用方法，该方案简化了装置结构，使用效果更好。

结合图2，海水容器105的供水模块包括第一抽水泵202、第一控制器204、第一上水位检测器205和第一下水位检测器206，第一抽水泵202与第一抽水管201连接，第一抽水管201插入外部海水。第一抽水泵202的出水口与进水管203连接，该进水管203伸入到第一海水容器105内，把抽取的海水输入到第一海水容器105。

第一上水位检测器205和第一下水位检测器206设置在第一海水容器105的不同位置高度处以检测第一海水容器105中的水位信息，第一上水位检测器205设置在第一海水容器105上部，第一下水位检测器206设置在第一海水容器105中下部，当第一下水位检测器206检测到海水低于该位置时，将检测信号传递给第一控制器204，通过第一控制器204控制第一抽水泵202开始抽水；当第一上水位检测器205检测到水位信号时，把信号传递给第一控制器204，控制第一抽水泵202停止抽水。当第一下水位检测器206每连续五次监测到水位下降到此高度时，由附在第一下水位检测器206上的计数器把信号传达给电磁阀207，并自动通过第一海水容器105上的排水口将这部分余水排掉。在排水口上设置第一排水管208，并在第一排水管208上设有电磁阀207，该电磁阀207与第一控制器204相连，由第一控制器204控制电磁阀207实时把余水排掉。

储水缸106的排水模块包括第二抽水泵402、第二控制器404、第二上水位检测器405和第二下水位检测器406。第二抽水泵402的抽水口通过第二抽水管401深入到储水缸106底部，第二抽水泵402的排水口通过第二排水管403向外部排水。

第二上水位检测器405和第二下水位检测器406设置在储水缸106的不同高度处以检测储水缸106中的水位信息，第二上水位检测器405设置在储水缸106上部，当第二上水位检测器405检测到水满信息后，把检测信号传递给第二控制器404，启动第二抽水泵402开始排水。

第二下水位检测器406设置在储水缸106中靠近底部位置，当第二下水位检测器406检测到无水信号后，把检测信号传递给第二控制器404，控制第二抽水泵402停止抽水，以此实现整个过程的自动化。

本实施例中的电力系统包括蓄电模块301、风力发电机305和水流发电机303，也可单独只采用风力发电机305或水流发电机303进行发电，为了保证有充足的电源，本实施例中将两者同时设置在系统中。其中，风力发电机305通过托板304固定在储水缸106上方，即把风力发电机305固定在储水缸106上表面外沿，并沿储水缸106周向分布，易于接受各个方向的来风，可以设置多个风力发电机305，其具体个数根据需要设定，没有具体限制。

其中的水流发电机303固定在储水缸106底部，同样是沿储水缸106周向分布，且水流发电机303设置在储水缸106底面以下位置，因为储水缸106会阻碍水流流动，而设置在其下部使水流发电机303获得较好的水流冲击效果，提高发电效率。风力发电机305和水流发电机303产生电力存储在蓄电模块301，通过蓄电模块301为蒸馏淡化机构、反渗透淡化机构提供抽水、排水的动力。为了防止电线被海水腐蚀，电线均被电路包装管302包裹。

实施例2

结合图3和图4，本实施例的一种混合式海水淡化装置，其基本结构与实施例1相同，其不同之处在于：上部海水淡化盘601和下部海水淡化盘603由外至内包括滤网、活性炭层、反渗透膜和耐压骨架，外部海水通过反渗透作用进入到淡化盘的中心腔内。以上部海水淡化盘为例，其包括滤网6011、活性炭层6012、反渗透膜6013和耐压骨架6014。

外部海水通过反渗透作用进入到中心腔。滤网孔径小于1mm，用于过滤海里的小生物，活性炭层具有较强的吸附作用，形成较小的流通空间，用于过滤微生物；反渗透膜用于过滤盐分子，耐压骨架用于提供支撑强度，耐压骨架上阵列排布着水流孔，该水流孔尺寸为0.8～1.2mm，可采用不锈钢材料制作，以保证强度。海水过滤模块所处的深度越大，压强越大，过滤效率越高。

实施例3

本实施例的一种混合式海水淡化装置，其基本结构与实施例2相同，其不同之处在于：输水柱602的结构由外至内包括滤网、活性炭层、反渗透膜和耐压骨架。为了充分利用空间，输水柱602有5个，5个输水柱602阵列排布在上部海水淡化盘601和下部海水淡化盘603之间。输水柱602通过管接头604与淡化盘连接，并在连接处设置有密封垫片，防止海水进入。输水柱的个数也可以选择4个或6个等，没有具体限制。

实施例4

本实施例的一种混合式海水淡化装置，其基本结构与实施例3相同，其不同之处在于：所述渗透回流管501上端通过连接底座502连接在储水缸106底部；渗透回流管501下端与上部海水淡化盘601通过管接头连接。

此外，蒸馏罩101底部设置有环形的集水槽103，该集水槽103通过过渡环102与海水容器105连接；集水槽103与储水缸106之间通过4个引流管104连通。

所述集水槽103的底部由4个凹弧面连接而成，凹弧面数量与引流管104数量对应，且引流管104设置在凹弧面的中部最低点。则蒸馏出的水能够在重力作用下向凹弧面最低点流动，进而通过引流管流入储水缸中。

实施例5

结合图5，本实施例的一种混合式海水淡化装置，其基本结构与实施例4相同，其不同之处在于：蒸馏罩101底部设置有环形的集水槽103，该集水槽103通过过渡环102与海水容器105连接；集水槽103底部设置有淡水排水笼头107，用于向外部储水装置输送蒸馏淡水。

在本实施例中，反渗透所过滤淡水存储在储水缸106中，而通过蒸馏所淡化的海水流入集水槽后，通过淡水排水笼头107流入外部储水装置。由于蒸馏淡水可直接饮用，采用这种分开式储水方法，方便后续使用。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。