本发明涉及一种具有压力能量回收功能的海水加压装置，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。常规海水淡化时，如图1所示，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，这三套装置也是常规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，尤其在超大吨位产水需求时采用数个叶轮相联的多级离心泵，能耗较高、加工工艺复杂，占地体积大，不利于降低生产成本。经过反渗透膜过滤后产出的含盐量高的浓海水含有极高的压力能量，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。
技术实现要素：
本发明要解决技术问题是：提供一种管路连接简洁、占地体积小、能耗低的具有压力能量回收功能的海水加压装置。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种具有压力能量回收功能的海水加压装置，包括相互平行设置的液压油柱塞缸和海水柱塞缸，所述海水柱塞缸内设有活塞将缸体分隔成原海水加压腔和能量回收腔；所述液压油柱塞缸设有单向活塞杆，该单向活塞杆的端部与海水柱塞缸的活塞杆通过连接杆固接；所述液压油柱塞缸的活塞将其分为设有液压油口a的无杆油腔、设有液压油口b的有杆油腔；
所述原海水加压腔设有原海水进口和高压原海水出口，所述原海水进口处设有进水单向阀，所述高压原海水出口处设有出水单向阀；所述能量回收腔设有高压浓海水进口和低压浓海水出口，所述高压浓海水进口处设有进水开关阀，所述低压浓海水出口处设有出水开关阀；所述高压浓海水进口与反渗透膜组的高压浓海水出口连接，所述低压浓海水出口与浓海水排水管路相连；
所述海水加压装置具有液压油口a进油、液压油口b出油且所述能量回收腔体的出水开关阀打开、进水开关阀关闭的第一工作状态，以及液压油口a出油、液压油口b进油且所述能量回收腔体的出水开关阀关闭、进水开关阀打开的第二工作状态。
本发明在工作时，当液压油从液压油口a处进入无杆油腔，推动液压油柱塞缸的活塞向上运动时，所述能量回收腔体的出水开关阀打开、进水开关阀关闭，从而使所述原海水加压腔吸入原海水，所述能量回收腔排出浓海水；当液压油柱塞缸的活塞运行到液压油口b处位置时，液压油口a处停止进油，切换到从液压油口b处进油；当液压油从液压油口b处进入到有杆油腔，推动液压油柱塞缸的活塞向下运动时，所述能量回收腔的进水开关阀打开、出水开关阀关闭，从而使所述原海水加压腔对原海水加压，所述能量回收腔回收高压浓海水的势能；当液压油柱塞缸的活塞运行到液压油口a处的位置时，液压油口b处停止进油，切换到从液压油口a处进油。上述过程如此循环往复。
本发明带来的有益效果是：本发明采用集成能量回收功能的海水加压装置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，能量回收率更高，能耗更低，可有效降低海水淡化的生产成本。另外，因为每一套集成能量回收功能的海水加压装置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。
如果液压油柱塞缸与海水柱塞缸上下同轴布置，整体长度较大，同轴度要求高，加工、装配工艺要求较高，设备装机成本增加、可操作性难度加大，同时带来了维修保养拆装困难问题。本发明中液压油柱塞缸与海水柱塞缸位于同一高度且平行放置，大大缩短了整体高度，且占地面积相当，运输时可将液压油柱塞缸和海水柱塞缸缩至最短长度，运输方便；液压油柱塞缸与海水柱塞缸完全分体组装，维修保养拆装方便性好，且加工、装配工艺简单，生产成本显著降低，装机成本也大大降低；基于上述优势，本发明可适当增大海水柱塞缸的行程，降低了加压动作的换向频次，使输出高压海水压力、流量更加稳定，有利于保证反渗透膜组使用性能及整套设备使用寿命，降低了设备全生命周期维护保养成本。
上述技术方案的进一步改进是：还包括导向柱和导向滑道组成的导向装置，所述导向装置运动方向与海水柱塞缸的轴线平行放置。所述导向柱与连接杆刚性连接，此时导向滑道固定不动；或者所述导向柱固定不动，导向滑道与连接杆刚性连接。
上述技术方案的再进一步改进是：所述海水柱塞缸有两个且上、下同轴布置，所述液压柱塞缸至少有两个且相互平行布置。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是现有的提供高压海水装置的原理示意图。
图2是本发明实施例的原理示意图。
图3是图2的一种改进实施方式的原理示意图。
图4是图2另一种改进实施方式的原理示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例如图2所示，本实施例的具有压力能量回收功能的海水加压装置，包括相互平行设置的液压油柱塞缸1和海水柱塞缸2，图2中有两组液压油柱塞缸1和一组海水柱塞缸2，当然也可以采用更多组液压油柱塞缸1。
所述海水柱塞缸2内设有活塞21将缸体分隔成原海水加压腔22和能量回收腔23；所述液压油柱塞缸1设有单向活塞杆11，该单向活塞杆11的端部与海水柱塞缸2的活塞杆通过连接杆3固接，连接杆3最好与液压油柱塞缸1、海水柱塞缸2均垂直设置；所述液压油柱塞缸1的活塞14将其分为设有液压油口a的无杆油腔12、设有液压油口b的有杆油腔13。
优选的，增加导向柱4和导向滑道5组成的导向装置，所述导向柱4与连接杆2刚性连接，所述导向滑道5与海水柱塞缸2的轴线平行放置。
所述原海水加压腔22设有原海水进口和高压原海水出口，所述原海水进口处设有进水单向阀31，所述高压原海水出口处设有出水单向阀32；所述能量回收腔23设有高压浓海水进口和低压浓海水出口，所述高压浓海水进口处设有进水开关阀33，所述低压浓海水出口处设有出水开关阀34；所述高压浓海水进口与反渗透膜组的高压浓海水出口连接，所述低压浓海水出口与浓海水排水管路相连。
所述海水加压装置具有液压油口a进油、液压油口b出油且所述能量回收腔体的出水开关阀打开、进水开关阀关闭的第一工作状态，以及液压油口a出油、液压油口b进油且所述能量回收腔体的出水开关阀关闭、进水开关阀打开的第二工作状态。
在工作时，当液压油从液压油口a处进入无杆油腔，推动液压油柱塞缸的活塞向上运动时，所述能量回收腔体的出水开关阀打开、进水开关阀关闭，从而使所述原海水加压腔吸入原海水，所述能量回收腔排出浓海水；当液压油柱塞缸的活塞运行到液压油口b处位置时，液压油口a处停止进油，切换到从液压油口b处进油；当液压油从液压油口b处进入到有杆油腔，推动液压油柱塞缸的活塞向下运动时，所述能量回收腔的进水开关阀打开、出水开关阀关闭，从而使所述原海水加压腔对原海水加压，所述能量回收腔回收高压浓海水的势能；当液压油柱塞缸的活塞运行到液压油口a处的位置时，液压油口b处停止进油，切换到从液压油口a处进油。上述过程反复进行，便可以持续进行海水淡化。
当液压油柱塞缸的活塞运行到液压油口a处的位置时，液压油口b处停止进油，切换到从液压油口a处进油，以及当液压油柱塞缸的活塞运行到液压油口b处位置时，液压油口a处停止进油，切换到从液压油口b处进油均为现有技术，不再赘述。
除了如图2所示的实施方式外，本实施例可能的变化有：
1）导向柱4和导向滑道5组成的导向装置是可选的，所述导向滑道与海水柱塞缸的轴线平行设置。导向装置有两种设置方式，一种是所述导向柱与连接杆刚性连接，所述导向滑道固定不动；另一种是所述导向滑道与连接杆刚性连接，所述导向柱固定不动。
2）可以采用一个液压油柱塞缸1和一个海水柱塞缸2相互配合的组合方式，也可以如图3所示采用一个液压油柱塞缸1和两个海水柱塞缸2相互配合的组合方式。
3）根据需要还可以采用如图4所示，采用上、下同轴布置的两个海水柱塞缸1，由液压柱塞缸2驱动的组合方式，所述液压柱塞缸2至少有两个且相互平行布置。此时，可将导向柱4固定，将导向滑道与连接杆3固接，使导向滑道沿导向柱4滑动。
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。