海水淡化高壓泵制造技術

本實用新型專利技術提供一種海水淡化高壓泵，包括由電機驅動的主軸，貫穿該主軸依次串聯安裝的多級增壓渦盤結構、多級補壓渦盤結構和多級能量回收渦盤結構，其中，多級增壓渦盤結構設置成能夠接收來自外部的原始海水并在主軸的驅動下逐級加壓原始海水以輸出高壓海水，多級補壓渦盤結構設置成在主軸的驅動下其每一級補壓渦盤結構都能夠對進入其內的反滲透后海水進行補壓并輸出補壓后海水，多級能量回收渦盤結構設置成能夠接收反滲透后的高壓濃鹽水，且能夠將高壓濃鹽水的壓力能轉變為主軸的動能并輸出低壓濃鹽水。本實用新型專利技術結構簡單緊湊、占地面積小，更利于運行自動控制，便于檢修和維護，并且提高反滲透模組的使用壽命，降低了能量消耗。

Desalination high pressure pump

【技術實現步驟摘要】
海水淡化高壓泵
：本技術涉及流體機械工程
，尤其涉及一種新型結構的海水淡化高壓泵。
技術介紹
：目前，國內幾乎所有的海水淡化工藝皆是采用反滲透膜串聯工作，如圖1所示，六級反滲透膜100串聯布置在護管200內。偶有新型反滲透膜一體凈化系統采用反滲透膜并聯工作，如圖2和圖3所示，該新型反滲透膜一體凈化系統包括電機300、膜泵一體分離凈化器400、反滲透膜部件500、進水段600、出水段700、海水接入口A1、清水匯集接出口B1、濃海水接出口C1。然而，目前不論是圖1所示的串聯工作模式還是圖2和圖3所示的并聯工作模式，均需在其進口配置一臺高壓泵800，如圖4所示，以滿足反滲透膜的滲透壓需求。對于圖1所示的老式反滲透膜串聯工作配置高壓泵工藝，其存在如下缺陷：占用空間面積大，基建投資費用高；反滲透膜內壓力逐級遞減，滲透膜出水量逐級遞減，分離效率低（這是因為：海水進入第一級反滲透膜時鹽濃度較低，壓力較高，反滲透部分淡水后，進入下一級反滲透膜，會導致鹽濃度逐級增高，級數越靠后的反滲透膜需要更高的反滲透壓）；反滲透膜的利用率不等，其使用壽命不一；反滲透膜100嵌裝在同一護管200內，不利于監測和檢修。對于圖2和圖3所示的新型反滲透膜一體凈化系統配置高壓泵工藝，其存在如下缺陷：此并聯結構占用空間面積稍大；高壓泵800（見圖4）和反滲透膜一體凈化系統均單獨配有電機驅動，電路接線難度增加，且一定程度上增加了系統的自動控制難度；高壓泵800的存在增加了隱形故障點的數量；高壓泵800和電機300相互獨立，不利于能源的綜合利用。
技術實現思路
為克服上述缺陷，本技術提供一種結構簡單緊湊、便于控制和維修的全新設計的海水淡化高壓泵將是有利的。本技術的主旨思想是在海水淡化高壓泵中提供增壓區（包括多級增壓渦盤結構）、補壓區（包括多級補壓渦盤結構）和能量回收區（包括多級能量回收渦盤結構），單臺電機驅動，通過多級渦盤穿軸結構設計和進出口的交錯布置，為海水淡化機組實現各級反滲透膜組都能有適當的工作壓力，來大幅提高淡水的產出效率，并節能降耗（能量回收區是把經過海水淡化后產生的高壓濃鹽水轉變為低壓濃鹽水的裝置，此過程中把壓力能轉變為有效軸功進行能量回收）。為此，本技術提供一種海水淡化高壓泵，其特征在于包括由電機驅動的主軸，貫穿該主軸依次串聯安裝的多級增壓渦盤結構、多級補壓渦盤結構和多級能量回收渦盤結構，其中，多級增壓渦盤結構設置成能夠接收來自外部的原始海水并在主軸的驅動下逐級加壓原始海水以輸出高壓海水，多級補壓渦盤結構設置成在主軸的驅動下其每一級補壓渦盤結構都能夠對進入其內的反滲透后海水進行補壓并輸出補壓后海水，多級能量回收渦盤結構設置成能夠接收反滲透后的高壓濃鹽水，且能夠將高壓濃鹽水的壓力能轉變為主軸的動能并輸出低壓濃鹽水。在本技術中，由于增壓、補壓以及能量回收的結構都貫穿同一根由單臺電機驅動的主軸安裝，結構簡單緊湊、占地面積小，更利于運行自動控制，便于檢修和維護；補壓渦盤結構的設置可以為沒有達到壓力要求的海水提高壓力已滿足輸出要求；多級能量回收渦盤結構以穿軸方式串聯在主軸上，并且動渦盤在高壓濃鹽水的作用下進一步驅動主軸，實現壓力能向機械能（軸功）的轉化，能量回收效率約60%～80%，這樣反過來可以減少驅動主軸的電機的能量輸出，從而完成能量回收，進而降低能量消耗。進一步，多級增壓渦盤結構設置有原始海水進口和高壓海水出口；每一級補壓渦盤結構都具有反滲透海水回流口和補壓后海水輸出口；多級能量回收渦盤結構設置有用于接收高壓濃鹽水的反滲透對接口和用于對外輸出低壓濃鹽水的回收海水排放口。通過上述結構設置，使得海水在經過海水淡化高壓泵時能夠被增壓、及時補壓以及最后進行能量回收后排出。再進一步，海水淡化高壓泵適于連接多級反滲透膜組，其中，多級反滲透膜組中的第一級反滲透膜組一端與多級增壓渦盤結構的高壓海水出口連通、另一端與多級補壓渦盤結構的第一級補壓渦盤結構的反滲透海水回流口連通，多級反滲透膜組中的第二級反滲透膜組一端與第一級補壓渦盤結構的補壓后海水輸出口連通、另一端與多級補壓渦盤結構的第二級補壓渦盤結構的反滲透海水回流口連通，依次類推，直到多級反滲透膜組中的最后一級反滲透膜組一端與多級補壓渦盤結構的最后一級補壓渦盤結構的補壓后海水輸出口連通、另一端與多級能量回收渦盤結構的反滲透對接口連通。通過上述結構設置，使得海水被增壓，滿足壓力要求后進入反滲透膜組，壓降后補壓再輸出至反滲透膜組，最后的高壓濃鹽水又得以及時回收能量。又進一步，多級增壓渦盤結構、多級補壓渦盤結構和多級能量回收渦盤結構的每一級渦盤結構都包括靜渦盤和與該靜渦盤嚙合而形成封閉容積的動渦盤，相鄰兩級渦盤結構設置成靜渦盤和靜渦盤背靠背安裝或動渦盤和動渦盤背靠背安裝，每個動渦盤都通過偏心軸套安裝于主軸上并配備有防自轉結構。通過同種類型渦盤（即靜渦盤和靜渦盤，或動渦盤和動渦盤）背靠背安裝，可以使得每兩組動靜渦盤產生的軸向力可以相互平衡；而且，因為渦盤結構的渦旋齒都是采用特殊工藝及特制銑刀加工，能夠保證運轉間隙小、泄漏小，從而保證較高的壓縮比；防自轉結構的設置使得能夠防止動渦盤自轉。又再進一步，在背靠背安裝的靜渦盤和靜渦盤之間裝設有配流盤，在背靠背安裝的動渦盤和動渦盤之間裝設有十字環座，防自轉結構為十字環，該十字環兩側分別與十字環座和動渦盤滑動連接。由于靜渦盤采用背靠背布置，而且靜渦盤上流道的開口通常不在同一位置，所以配流盤的設置可以用來改變流體流向，保證流體在相鄰兩級渦盤結構之間的順暢流動。還又再進一步，在多級增壓渦盤結構中，每個靜渦盤上都設置有與相應的封閉容積的中心相連通的中心流道和與該封閉容積的外圍相連通的外圍流道，相鄰兩級增壓渦盤結構的前一級增壓渦盤結構的靜渦盤上設置有與該靜渦盤的該外圍流道相連通的低壓流體進口，后一級增壓渦盤結構的靜渦盤上設置有高壓流體出口，并且多級增壓渦盤結構的第一級增壓渦盤結構中的低壓流體進口構成原始海水進口，最后一級增壓渦盤結構中的高壓流體出口構成所述高壓海水出口；配流盤上設置有前級配流道和后級配流道，前級配流道分別與該前一級增壓渦盤結構中的中心流道和該后一級增壓渦盤結構中的外圍流道相連通，后級配流道分別與該后一級增壓渦盤結構中的中心流道以及該后一級增壓渦盤結構的靜渦盤上的高壓流體出口相連通；十字環座上設置有輸送流道，該輸送流道一端與該后一級增壓渦盤結構的高壓流體出口連通、另一端與下一個相鄰兩級增壓渦盤結構的前一級增壓渦盤結構中的低壓流體進口連通。通過上述結構設置，使得進入多級增壓渦盤結構中的原始海水能夠從前一級增壓渦盤結構順利進入后一級增壓渦盤結構而得以不停加壓；而且，由于采用渦盤結構進行流體壓縮，壓縮腔內容積的變化是連續的，因而驅動力矩變化小，功率變化小，從而減小了運行振動，降低了噪音，提高了運行可靠性。再又再進一步，在多級補壓渦盤結構中，配流盤上為相鄰兩級補壓渦盤結構的每一級補壓渦盤結構都設置有一個配流道，在每一級補壓渦盤結構中，靜渦盤上都設置有與封閉容積的中心相連通的中心流道和與該封閉容積的外圍相連通的外圍流道，靜渦盤上還設置有與該外圍流道連通的反滲透海水回流口、以及經由相應的配流道與該中心通道連通的補壓后海水輸出口。通過上述結構本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種海水淡化高壓泵，其特征在于包括由電機驅動的主軸，貫穿該主軸依次串聯安裝的多級增壓渦盤結構、多級補壓渦盤結構和多級能量回收渦盤結構，其中，多級增壓渦盤結構設置成能夠接收來自外部的原始海水并在主軸的驅動下逐級加壓原始海水以輸出高壓海水，多級補壓渦盤結構設置成在主軸的驅動下其每一級補壓渦盤結構都能夠對進入其內的反滲透后海水進行補壓并輸出補壓后海水，多級能量回收渦盤結構設置成能夠接收反滲透后的高壓濃鹽水，且能夠將高壓濃鹽水的壓力能轉變為主軸的動能并輸出低壓濃鹽水。

【技術特征摘要】
1.一種海水淡化高壓泵，其特征在于包括由電機驅動的主軸，貫穿該主軸依次串聯安裝的多級增壓渦盤結構、多級補壓渦盤結構和多級能量回收渦盤結構，其中，多級增壓渦盤結構設置成能夠接收來自外部的原始海水并在主軸的驅動下逐級加壓原始海水以輸出高壓海水，多級補壓渦盤結構設置成在主軸的驅動下其每一級補壓渦盤結構都能夠對進入其內的反滲透后海水進行補壓并輸出補壓后海水，多級能量回收渦盤結構設置成能夠接收反滲透后的高壓濃鹽水，且能夠將高壓濃鹽水的壓力能轉變為主軸的動能并輸出低壓濃鹽水。2.根據權利要求1所述的海水淡化高壓泵，其特征在于，所述多級增壓渦盤結構設置有原始海水進口和高壓海水出口；所述每一級補壓渦盤結構都具有反滲透海水回流口和補壓后海水輸出口；所述多級能量回收渦盤結構設置有用于接收所述高壓濃鹽水的反滲透對接口和用于對外輸出所述低壓濃鹽水的回收海水排放口。3.根據權利要求2所述的海水淡化高壓泵，其特征在于，所述海水淡化高壓泵適于連接多級反滲透膜組，其中，多級反滲透膜組中的第一級反滲透膜組一端與所述多級增壓渦盤結構的所述高壓海水出口連通、另一端與所述多級補壓渦盤結構的第一級補壓渦盤結構的所述反滲透海水回流口連通，多級反滲透膜組中的第二級反滲透膜組一端與第一級補壓渦盤結構的所述補壓后海水輸出口連通、另一端與所述多級補壓渦盤結構的第二級補壓渦盤結構的所述反滲透海水回流口連通，依次類推，直到多級反滲透膜組中的最后一級反滲透膜組一端與所述多級補壓渦盤結構的最后一級補壓渦盤結構的所述補壓后海水輸出口連通、另一端與所述多級能量回收渦盤結構的所述反滲透對接口連通。4.根據權利要求2或3所述的海水淡化高壓泵，其特征在于，所述多級增壓渦盤結構、所述多級補壓渦盤結構和所述多級能量回收渦盤結構的每一級渦盤結構都包括靜渦盤和與該靜渦盤嚙合而形成封閉容積的動渦盤，相鄰兩級渦盤結構設置成靜渦盤和靜渦盤背靠背安裝或動渦盤和動渦盤背靠背安裝，每個動渦盤都通過偏心軸套安裝于所述主軸上并配備有防自轉結構。5.根據權利要求4所述的海水淡化高壓泵，其特征在于，在所述背靠背安裝的所述靜渦盤和靜渦盤之間裝設有配流盤，在所述背靠背安裝的所述動渦盤和動渦盤之間裝設有十字環座，所述防自轉結構為十字環，該十字環兩側分別與十字環座和所述動渦盤滑動連接。6.根據權利要求5所述的海水淡化高壓泵，其特征在于，在所述多級增壓渦盤結構中，每個所述靜渦盤上都設置有與相應的所述封閉容積的中心相連通的中心流道和與該所述封閉容積的外圍相連通的外圍流道，相鄰兩級增壓渦盤結構的前一級增...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張玉新，萬彬，張慶慶，李威，孫祥超，
申請(專利權)人：張玉新，
類型：新型
國別省市：上海,31