[發明專利]一種用于反滲透海水淡化系統的磁控式能量回收泵

在審

• 申請號: 201310161492.8
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN104131956A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 侯輝
• 申請（專利權）人: 上海航天動力科技工程有限公司
• 主分類號: F04B9/08
• 分類號: F04B9/08;F04B49/06;B01D61/06;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明涉及一種能量回收泵，尤其是涉及一種用于反滲透海水淡化系統的磁控式能量回收泵。

背景技術

我國已經處于嚴重的水資源缺乏狀態，而且缺水的情況還在日益惡化中，針對這一狀況我國也出臺了“最嚴格水資源管理制度”。海水淡化技術作為緩解水資源缺乏的重要手段，受到了越來越多的重視。在眾多的海水淡化技術中，反滲透法由于成本更低，已經逐步成為市場主流技術手段。

反滲透海水淡化技術是利用高壓泵將原料海水加壓，使其壓力達到反滲透操作壓力5.0～7.0MPa(視海水鹽度不同而定)，然后使加壓后的海水流向反滲透膜器中的反滲透膜，其一部分透過反滲透膜成為淡水，另一部分變成濃鹽水排出。由于濃鹽水中壓力仍很高，如不加以利用，則每產一噸淡水所需要的耗電量在10KW.h以上。

早期采用反滲透法的海水淡化系統為降低每噸產水耗電量，多采用了提高反滲透膜前壓力的方法。但這一方法受到反滲透膜最高承受壓力、存難溶鹽極限回收率、濃差極化極限回收率以及高壓泵揚程的制約，耗電量仍停留在在8KW.h以上。在20世紀80年代能量回收技術被大量采用，其采用的是逆轉泵和佩爾頓葉輪型能量回收裝置，其能夠有效的回收廢棄高壓海水中的能量，從而使耗電量大大降低；后期又研制出了水力透平型能量回收裝置，使噸水功耗進一步降低；近年來隨著流體直接接觸正位移技術的發展，以活塞式功交換器與旋轉式壓力交換器為代表的新一代能量回收裝置能量回收效率已達到90％以上，從而使每產一噸淡水的耗電量降低至4KW.h以下。

目前采用的活塞式功交換器技術類型有三種。第一種是等壓交換式，如阿科凌公司的DWEER型活塞式功交換器為等面積活塞，使交換器內高壓濃水壓力與進入腔內的原水壓力相等，從而實現壓力能回收的目的；第二種是升壓交換式，如天津海水淡化與綜合利用研究所研制的升壓式能量回收裝置為單活塞桿活塞，高壓濃水作用于無活塞桿一面而原水作用于有活塞桿一面，從而使原水壓力較高壓濃水壓力高，實現了能量回收與增壓的作用；第三種是差壓交換式，如美國Spactra公司的Clark泵，其類似于兩只單活塞桿活塞缸相連，通過利用高壓部分活塞面積差和低壓部分壓力差達到能量回收與增壓的目的。在以上三種技術中，前兩種需要使用高壓泵，不具有增壓泵的功能；而第三種則由于具有自增壓功能，因此不需要使用高壓泵，可稱之為能量回收泵。

差壓交換式能量回收泵由于無須使用高壓泵，所以系統成本能夠大大降低，具有非常大的市場潛力。但目前差壓交換式能量回收泵均為水壓式控制，在其內部流道中設置了功能上類似于控制閥門的部件，從而使其結構較為復雜；且其大多采用焊接結構，可維修性較差，同時成本較高。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡單、易于維護、成本低、能耗低的用于反滲透海水淡化系統的磁控式能量回收泵。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種用于反滲透海水淡化系統的磁控式能量回收泵，包括活塞、活塞桿、磁環、缸筒、聯接臺座、端蓋、拉桿，所述的聯接臺座設置于缸筒中間，將缸筒分成左側缸筒和右側缸筒，所述的活塞包括左側活塞和右側活塞，其中左側活塞置于左側缸筒內，右側活塞置于右側缸筒內，所述的活塞桿兩端穿過聯接臺座分別連接左側活塞和右側活塞，所述的磁環安裝在活塞或活塞桿上，所述的端蓋密封連接在缸筒兩端，所述的缸筒、聯接臺座、端蓋通過拉桿緊固連接。

所述的端蓋包括左側端蓋和右側端蓋，左側端蓋連接在缸筒左端，右側端蓋連接在缸筒右側，均通過密封圈密封。

所述的缸筒與聯接臺座以及活塞之間均通過密封圈密封。

所述的活塞與活塞桿之間通過螺栓緊固，所述的端蓋、聯接臺座上設置有供拉桿安裝的安裝孔，拉桿從安裝孔中穿過后采用螺母緊固。

所述的磁環包括左側磁環和右側磁環，分別安裝在左側活塞或右側活塞底部或端面，或者安裝在活塞桿上。即磁環安裝于活塞柱段；可以以磁塊或其它形式安裝于活塞柱段、活塞端面以及活塞桿上。

所述的活塞、聯接臺座和端蓋將缸筒分成四個密封腔室：左側端蓋與左側活塞之間形成第一腔室、左側活塞與聯接臺座之間形成第二腔室、聯接臺座與右側活塞之間形成第三腔室，右側活塞與右側端蓋之間形成第四腔室，其中左側端蓋上設有連通外部管道與第一腔室的第一通道，聯接臺座下部設有連通第二腔室和外部管道的第二通道，聯接臺座上部設有連通外部管道和第三腔室的第三通道，右側端蓋上設有連通第四腔室和外部管道的第四通道。