[發明專利]反滲透海水淡化自增壓能量回收高壓泵

有效

• 申請號: 201210038542.9
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102588240A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王生輝;蘇慧超;馮厚軍;初喜章;邵天寶;張乾
• 申請（專利權）人: 國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所
• 主分類號: F04B9/10
• 分類號: F04B9/10;F04B53/10;F04B53/00;B01D61/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種高壓泵。特別是涉及一種用于海水及苦咸水反滲透淡化系統中的反滲透海水淡化自增壓能量回收高壓泵。

背景技術

反滲透淡化技術是利用高壓泵將原海水加壓，使其壓力達到所需的操作壓力，加壓后的原水流入反滲透膜壓力容器中，透過反滲透膜的淡水成為產品水，而未透過反滲透膜的濃鹽水則帶著高壓排出。由于被排出的濃鹽水仍然具有很高的壓力，若不進行利用會造成約60％的能量浪費，將反滲透系統濃鹽水余壓能回收利用的技術即為能量回收技術。

目前的能量回收裝置主要有兩種類型，水力透平式能量回收裝置和功交換式能量回收裝置。典型的反滲透海水淡化系統中，需要高壓泵和增壓泵兩套設備對海水加壓：高壓泵用于將部分原料海水直接加壓到反滲透系統所需的操作壓力；增壓泵用于將已回收余壓的部分原料海水升壓到反滲透操作壓力。上述兩部分原料海水會合后進入反滲透膜進行淡化。由于需要兩套加壓設備，因此系統流程復雜，投資高，運行維護難度大，不適用于小規模海水淡化系統。

一般來說，對于中大型的反滲透海水淡化裝置，噸水能耗已經降到3.8～4.5kWh，而小型的海水淡化裝置的噸水能耗卻要高達9～12kWh。其中最主要的原因有二：一是用于反滲透海水淡化系統的大型高壓泵的效率高于小型高壓泵；二是沒有特別適用于小型反滲透海水淡化裝置的能量回收設備，如果采用較大型反滲透海水淡化裝置的能量回收設備型式，或者難以選型，或者投資非常不經濟。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種運行可靠、效率高、制造成本低，適用于小型反滲透海水淡化系統，能量回收效率可達90％以上的反滲透海水淡化自增壓能量回收高壓泵。

本發明所采用的技術方案是：一種反滲透海水淡化自增壓能量回收高壓泵，包括：

中心塊，位于反滲透海水淡化自增壓能量回收高壓泵的中心，在內部形成有多個內部流道；

換向控制閥，位于中心塊的上方，與所述的中心塊的內部流道相連通，并設置有高壓鹽水孔和分別對稱位于高壓鹽水孔兩側的第一排放孔和第二排放孔；

導向控制閥，位于中心塊的下方，與所述的中心塊的內部流道相連通，并設置有原海水進水孔和分別對稱設置于原海水進水孔兩側的第三排放孔和第四排放孔；

第一液壓缸，位于中心塊的左側，與所述的中心塊的內部流道相連通，并對稱設置有第一液流孔和第二液流孔；

第二液壓缸，位于中心塊的右側，與所述的中心塊的內部流道相連通，并對稱設置有第三液流孔和第四液流孔。

所述的中心塊包括：沿橫向貫通中心塊所形成的分別與第一液壓缸和第二液壓缸相連通的液壓活塞桿導向通孔，在液壓活塞桿導向通孔的上方形成的用于連通換向控制閥和第一液壓缸的第一內部流道，用于連通換向控制閥和第二液壓缸的第二內部流道，用于連通換向控制閥和導向控制閥的第三內部流道和第四內部流道。

所述的第一內部流道與第二內部流道相對設置，所述的第三內部流道與第四內部流道相對設置。

所述的換向控制閥包括：設置在換向控制閥的閥腔內的第一換向活塞桿、第二換向活塞桿、第三換向活塞桿、第一換向活塞、第二換向活塞、第三換向活塞和第四換向活塞，其中，所述的第一換向活塞和第二換向活塞分別連接在第二換向活塞桿的兩端，第三換向活塞和第四換向活塞分別連接在第三換向活塞桿的兩端，而第二換向活塞和第三換向活塞的另一側分別連接在第一換向活塞桿的兩端，所述的高壓鹽水孔、第一排放孔和第二排放孔分別設置在閥腔的頂部，所述的閥腔的下部開有分別對應與中心塊內的第一內部流道、第二內部流道、第三內部流道和第四內部流道相連通的四個液流孔。

所述的導向控制閥，包括：設置在導向控制閥的閥腔內的導向活塞桿、第一導向活塞、第二導向活塞、第一觸發桿和第二觸發桿，所述的導向活塞桿的兩端分別連接第一導向活塞和第二導向活塞，所述第一導向活塞的另一側連接第一觸發桿的一端，所述第二導向活塞的另一側連接第二觸發桿的一端，所述閥腔的兩側各開有一個分別與所述的第一液壓缸和第二液壓缸相連通的觸發桿導向孔，所述的第一觸發桿和第二觸發桿的另一端分別貫穿所對應的觸發桿導向孔，所述的原海水進水孔和分別對稱位于原海水進水孔兩側的第三排放孔和第四排放孔設置在所述閥腔的下部，所述閥腔的上部開有兩個分別對應與中心塊內的第三內部流道和第四內部流道相連通的液流孔。

所述的第一觸發桿與第二觸發桿等徑等長，并且相對設置；分別與所述的第一液壓缸和第二液壓缸相連通的兩個觸發桿導向孔相對設置。