申请日2018.08.07
公开(公告)日2018.11.20
IPC分类号C02F1/44
摘要
本发明为一种水处理能量回收装置，包括第一筒体、第二筒体、筒体活塞、换向阀座、压力泵和滤芯，换向阀座内含换向阀，换向阀包括有换向腔、换向活塞、第一止挡部、第二止挡部、第一废水入口、第二废水入口、第二废水出口、第一换水通孔以及第二换水通孔。本发明第一筒体、第二筒体和换向阀座分体连接，构造简单，技术难度低，可有效降低成本且不易故障，其将滤芯过滤后的高压废水排入到换向阀内的换向腔中，因换向活塞和筒体活塞之间磁力相斥而实现换向活塞实现换向，换向腔内的高压废水得以进入至第一高压废水区/第二高压废水区内，辅助推动筒体活塞，以降低压力泵的耗能，其可回收95%～98%的能量转换效率，能量转换效率高。
权利要求书
1.一种水处理能量回收装置，其特征在于，包括
第一筒体，所述第一筒体内包括有筒腔，第一筒体在轴向一端部设有用于密封该端部的第一密封端盖，其另一端部完全不封闭，第一密封端盖轴向贯穿有第一进水口和第一出水口;
第二筒体，所述第二筒体内包括有筒腔，第二筒体的轴向一端部设有用于密封该端部的第二密封端盖，其另一端部完全不封闭，第二密封端盖轴向贯穿有第二进水口和第二出水口;
换向阀座，该换向阀座为环状结构;在换向阀座内部轴向设置有至少一个换向阀，所述换向阀包括有换向腔，所述换向腔轴向贯通换向阀座，在换向腔靠向外侧的中部设有低压废水出口，在换向腔两侧设有第一废水入口和第二废水入口，所述第一废水入口、第二废水入口及低压废水出口自换向腔内径向贯穿换向阀座座体通至换向阀座外;第一废水入口、第二废水入口分别与低压废水出口之间设有第一止挡部和第二止挡部，所述第一止挡部和第二止挡部自换向阀座座体向换向腔内径向突出;在低压废水出口相对的换向腔的内侧设有第一排水通孔和第二排水通孔，该第一排水通孔和第二排水通孔分设于换向腔的两端并分别于该端自换向腔内导通至换向阀座外;在换向腔内还设有换向活塞，换向活塞包括有第一换向塞、第二换向塞和换向连杆，第一换向塞能够于第一止挡部及该端部之间的换向腔内移动，且在第一换向塞抵靠于该端部时可堵塞封闭第一废水入口，开放第一排水通孔，第二换向塞能够于第二止挡部及该端部之间的换向腔内移动，且在第二换向塞抵靠于该端部时可堵塞封闭第二废水入口，开放第二排水通孔，所述第一换向塞和第二换向塞分别在朝换向阀端部的一面设有磁性元件;
所述第一筒体和第二筒体的内径相同，且第一筒体和第二筒体以完全不封闭的端部分别密封套接于换向阀座的两端部;
筒体活塞，该筒体活塞包括有第一活塞、第二活塞和筒体连杆;第一活塞设于第一筒体的筒腔内，其可于第一密封端盖和换向阀座之间移动将第一筒体的筒腔分为第一新鲜海水区和第一高压废水区，所述第一排水通孔联通至第一高压废水区;第二活塞设于第二筒体的筒腔内，其可于第二密封端盖和换向阀座之间移动将第二筒体的筒腔分为第二新鲜海水区和第二高压废水区，所述第二排水通孔联通至第二高压废水区;所述换向腔的两端部分别联通至第一高压废水区和第二高压废水区;筒体连杆贯穿换向阀座的轴心分别连接第一活塞和第二活塞，在第一活塞和第二活塞朝换向阀座的一面设有磁性元件，该磁性元件与第一换向塞和第二换向塞上的磁性元件相斥;
四止回阀，其分别连接于第一进水口、第一出水口、第二进水口及第二出水口上;
压力泵，该压力泵的出水口并联连接于第一进水口及第二进水口的两止回阀;
滤芯，该滤芯的一端部设有新鲜海水入口，另一端部设有纯水出口和高压废水出口，该新鲜海水入口并联连接于第一出水口及第二出水口的两止回阀，该高压废水出口并联连接于第一废水入口及第二废水入口上。
2.根据权利要求1所述的一种水处理能量回收装置，其特征在于，所述换向阀包括有多个，且圆周分布于换向阀座内。
3.根据权利要求1所述的一种水处理能量回收装置，其特征在于，所述第一筒体、第二筒体和换向阀座的外径相同。
4.根据权利要求1所述的一种水处理能量回收装置，其特征在于，所述换向腔朝外的内壁与第一筒体、第二筒体的内壁持平。
5.根据权利要求1所述的一种水处理能量回收装置，其特征在于，所述滤芯为反渗透滤芯。
说明书
一种水处理能量回收装置
【技术领域】
本发明涉及水处理中带压流体的能量回收，具体是指一种水处理能量回收装置。
【背景技术】
水处理，确切地是指海水淡化处理或工业排污处理等，以海水淡化为例，反渗透海水淡化(SWRO)是目前海水淡化的主流技术之一，反渗透膜排出的浓水余压高达5.5～6.5 MPa，按照40%的回收率计算，排放的浓盐水中还蕴含约60%的进料水压力能量，将这一部分能量回收变成进水能量可大幅降低反渗透海水淡化的能耗，降低能耗是降低海水淡化成本最有效的手段，而这一目标的实现有赖于能量回收技术的利用。
随着反渗透技术的大量应用，各种形式的能量回收装置也相继出现。在2010年8月出版的《中国给水排水》文刊刊发的《反渗透海水淡化能量回收技术的发展及应用》一文中进行了详细介绍：最早的能量回收装置是水力透平式(如图1和图2所示)，但由于其能量转换效率不高(仅达到65%～80%)，后来出现了功交换式能量回收装置，早期比较典型的是转子式压力交换器(如图3所示)，以及活塞式阀控压力交换器(如图4所示)。国内对能量回收装置的研究起步较晚，比较典型的是使用多个气动阀进行高、低压水的切换，由PLC控制阀门的动作(如图5所示)，上述各种形式的能量回收装置的能量转换效率依然不理想(达到90%～95%)，而且需要利用增压泵、电控阀和PLC进行控制，存在成本高，流量小，控制难，技术难度大等问题;针对上述问题，国外开发了一款新型的能量回收装置(如图6所示)，虽然该能量回收装置提高了能量转换效率(可达到95%～98%)，但是依然存在构造复杂，技术难度高，流量小等问题。
针对上述情况，我们提供了一个解决方案。
【发明内容】
本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种构造简单、技术难度低、能量转换效率高的水处理能量回收装置。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种水处理能量回收装置，包括
第一筒体，所述第一筒体内包括有筒腔，第一筒体在轴向一端部设有用于密封该端部的第一密封端盖，其另一端部完全不封闭，第一密封端盖轴向贯穿有第一进水口和第一出水口;
第二筒体，所述第二筒体内包括有筒腔，第二筒体的轴向一端部设有用于密封该端部的第二密封端盖，其另一端部完全不封闭，第二密封端盖轴向贯穿有第二进水口和第二出水口;
换向阀座，该换向阀座为环状结构;在换向阀座内部轴向设置有至少一个换向阀，所述换向阀包括有换向腔，所述换向腔轴向贯通换向阀座，在换向腔靠向外侧的中部设有低压废水出口，在换向腔两侧设有第一废水入口和第二废水入口，所述第一废水入口、第二废水入口及低压废水出口自换向腔内径向贯穿换向阀座座体通至换向阀座外;第一废水入口、第二废水入口分别与低压废水出口之间设有第一止挡部和第二止挡部，所述第一止挡部和第二止挡部自换向阀座座体向换向腔内径向突出;在低压废水出口相对的换向腔的内侧设有第一排水通孔和第二排水通孔，该第一排水通孔和第二排水通孔分设于换向腔的两端并分别于该端自换向腔内导通至换向阀座外;在换向腔内还设有换向活塞，换向活塞包括有第一换向塞、第二换向塞和换向连杆，第一换向塞能够于第一止挡部及该端部之间的换向腔内移动，且在第一换向塞抵靠于该端部时可堵塞封闭第一废水入口，开放第一排水通孔，第二换向塞能够于第二止挡部及该端部之间的换向腔内移动，且在第二换向塞抵靠于该端部时可堵塞封闭第二废水入口，开放第二排水通孔，所述第一换向塞和第二换向塞分别在朝换向阀端部的一面设有磁性元件;
所述第一筒体和第二筒体的内径相同，且第一筒体和第二筒体以完全不封闭的端部分别密封套接于换向阀座的两端部;
筒体活塞，该筒体活塞包括有第一活塞、第二活塞和筒体连杆;第一活塞设于第一筒体的筒腔内，其可于第一密封端盖和换向阀座之间移动将第一筒体的筒腔分为第一新鲜海水区和第一高压废水区，所述第一排水通孔联通至第一高压废水区;第二活塞设于第二筒体的筒腔内，其可于第二密封端盖和换向阀座之间移动将第二筒体的筒腔分为第二新鲜海水区和第二高压废水区，所述第二排水通孔联通至第二高压废水区;所述换向腔的两端部分别联通至第一高压废水区和第二高压废水区;筒体连杆贯穿换向阀座的轴心分别连接第一活塞和第二活塞，在第一活塞和第二活塞朝换向阀座的一面设有磁性元件，该磁性元件与第一换向塞和第二换向塞上的磁性元件相斥;
四止回阀，其分别连接于第一进水口、第一出水口、第二进水口及第二出水口上;
压力泵，该压力泵的出水口并联连接于第一进水口及第二进水口的两止回阀;
滤芯，该滤芯的一端部设有新鲜海水入口，另一端部设有纯水出口和高压废水出口，该新鲜海水入口并联连接于第一出水口及第二出水口的两止回阀，该高压废水出口并联连接于第一废水入口及第二废水入口上。
在进一步的改进方案中，所述换向阀包括有多个，且圆周分布于换向阀座内。
在进一步的改进方案中，所述第一筒体、第二筒体和换向阀座的外径相同。
在进一步的改进方案中，所述换向腔朝外的内壁与第一筒体、第二筒体的内壁持平。
在进一步的改进方案中，所述滤芯为反渗透滤芯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明第一筒体、第二筒体和换向阀座分体连接，构造简单，技术难度低，可有效降低成本且不易故障，其将滤芯过滤后的高压废水排入到换向阀内的换向腔中，由于换向活塞和筒体活塞之间磁力相斥，在筒体活塞移动的过程中，推动换向活塞实现换向，换向腔内的高压废水得以进入至第一高压废水区/第二高压废水区内，辅助推动筒体活塞，以降低压力泵80的耗能，其可回收95%～98%的能量转换效率，能量转换效率高。
其下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：