一种用于水上水下舰船的海水淡化装置及系统的制作方法

本发明涉及海水淡化及运输技术领域，具体涉及一种用于水上水下舰船的海水淡化装置及系统及淡化后的净水运输方法。

背景技术：

水面舰船和潜水艇是一个极其特殊的空间，生活工作空间非常狭小，船艇上的淡水非常珍贵，核潜艇有模块化的海水淡化设备，但是成本非常之高，常规动力潜艇和普通舰船的缺水问题更是困扰住了全世界的舰船设计专家，至今没有找到一个很好的解决方法，舰船缺水的状况依然在延续。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中海水淡化成本高产量低运输、存储困难所带来的缺陷。

一种用于水上水下舰船的海水淡化装置及系统

海水淡化装置，包括：

海水淡化装置，设置于水平面以下舰船外部的水体中，整体呈球形设置的壳体，在壳体内部设置有空腔，壳体的内部设置有与其内壁抵接的米字型支撑结构；

所述壳体的四周设置有至少一个截面呈倒梯形设置的贯穿孔，所述贯穿孔设置有与贯穿孔可拆卸连接的过滤体，所述过滤体与贯穿孔之间分别设置有柔性密封垫；

所述壳体设置有净水输出端口；所述净水输出端口与净水输送管固定连接；所述净水输出端口至少为两个；

进一步的，

贯穿孔和过滤体分别设置有环形密封垫和永磁铁；

所述过滤体内设置有过滤材料。

进一步的，

所述净水输送管沿其外侧管壁设置一绳揽，所述绳揽与所述壳体固定连接，所述绳揽至少为一条；

所述净水输送管设置在一盘绕装置内，所述净水输送管盘绕装置与一驱动电机固定连接；

所述净水输送管盘绕装置和所述驱动电机与所述潜水艇艇体固定连接。

进一步的，

海水淡化装置设置于海平面以下舰船外部的水体中；

净水盛放池，设置于舰船内；

净水输送管，位于海平面之下，一端与所述海水淡化装置连通，另一端与所述净水盛放池连通。

进一步的，

所述的海水淡化装置为多个，分别通过管道将其一一对应的空腔连通；

所述的净水输送管包括第一净水输送管道和第二净水输送管道，所述的第一净水输送管与所述净水盛放腔室连，所述的第二净水输送管设置在舰船船身，分别与所述第一输送管道和净水盛放池连通。

进一步的

所述的海水淡化装置包括设置于任意深度的至少两组，所述的第一净水输送管道包括至少两根分别与所述的海水淡化装置一一对应，所述的第二净水输送管道包括至少两根分别与上述的两根第一净水输送管道一一对应。

进一步的

还包括固定保护管，所述固定保护管呈管状，位于海水中，所述净水输送管位于所述固定保护管内。

所述固定保护管沿其外侧管壁设置一保护绳揽所述保护绳揽与壳体固定连接，所述保护绳揽至少为一条；

进一步的，

所述净水盛放池(3)，设置于所述舰船吃水线以下；

所述净水输送管(22)设置于所述净水盛放池(3)底部；

进一步的，

所述的壳体设置有截面呈倒梯形的凹槽；

所述的过滤体包括固定壳和被所述固定壳固定的过滤材料，所述的固定壳截面与所述凹槽体积相同呈倒梯形设置；

所述凹槽设置有密封垫和密封环以及永磁铁，所述的固定壳外部设置有密封垫和密封环以及永磁铁。

进一步的，

还包括监测子系统，所述的监测子系统包括

第一监测传感器，包括多个设置于所述壳体内部，用于监测与其对应的过滤体处的水体密度，并生成多个第一数据；

第二监测传感器，为至少一个，设置于所述第一净水输送管道和所述第二净水输送管道的连接处，用于监测其附近水体的密度，并生成第二数据；

处理器，分别与所述第一监测传感器和第二监测传感器链接，用于接收所述第一数据和第二数据；

显示器，与所述处理器链接，用于显示所述的第一数据和第二数据。

或

所述的第二净水输送管道与所述净水盛放池之间设置有净水控制阀门和废水控制阀门；

所述废水控制阀门连接废水排出管道所述废水排出管道连通废水盛放池。

所述的净水输送管道内设置有米字型的支撑结构，所述的米字型的支撑结构的中心点与所述净水输送管道的中心点为同一点。

或

所述的监测子系统还包括：

存储器，用于存储预设的第三数据，当所述的处理器接收到第一数据和第二数据时，分别将第一数据和第二数据与第三数据进行比对，当第一数据大于第三数据时，输出第一信号，当第二数据小于第三数据时，输出第二信号；

第一提醒装置，受控于所述的第一信号进行提醒；

第二提醒装置，受控于所述的第二信号进行提醒

本发明技术方案，具有如下优点：

1.通过将海水淡化装置置于舰船外部水体，海水在静压下通过过滤体流至位于净水盛放腔室内，不用任何外加作用力进行做功，即可实现对海水的净化过程中，使过滤后的海水流入净水盛放腔室内。

2.由于位于舰船内的净水盛放池与海水淡化装置都处于海平面以下，海水淡化装置内与舰船内就产生了一个静压差，海水淡化装置中的净水就被净水输送管送入舰船内的净水盛放池。在不采用任何外加作用力的情况下对过滤后的水体进行运输。

3海水淡化装置和净水输送管道分别设置有支撑结构，可使海水淡化装置和净水输送管道结构更加稳定，能够在海里面承受更大的压力而会损坏，增加海水淡化装置和净水输送管道的使用寿命和实用性。

4通过第一监测传感器可对壳体内部过滤体旁的水体密度进行监测，并通过显示器进行显示，通过该数据可得知此时过滤体的工作状态以及工作效果。

5通过第二监测传感器可对第一输送管道内的水体密度进行监测，并通过显示器进行显示，舰船内的工作人员对该海水淡化系统的工作情况进行监测。

6.海水淡化装置上安装的过滤体是依靠永磁体吸附结合的，所以，更换起来非常方便，大大减轻人工更换过滤体的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为用于水上水下舰船的海水淡化系统结构示意图；

图2为多个用于水上水下的舰船的海水淡化装置的设置实施示意图；

图3为净水输送管盘绕装置的设置实施示意图

图4为过滤体和舰船之间的连接结构示意图。

111、水上水下舰船；1、海水淡化装置；11、过滤体；12、净水输出端口；13、绳揽；16、保护绳揽；14、壳体；2、净水输送管；21、第一净水输送管；22、第二净水输送管；23、净水控制阀门；3、净水盛放池；4、海水盛放池；41、废水排出管道；42、废水控制阀门；50、净水输送管盘绕装置；51、驱动电机；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

一种用于水上水下舰船舰船的海水淡化系统，如图1所示其结构示意图，包括海水淡化装置1，图1为海水淡化装置1的结构示意图，设置于舰船外部水体中，其包括壳体、净水盛放腔室和多个贯穿壳体与净水盛放腔室连通的过滤体11，通过将海水淡化装置1置于舰船外水体中，海水在静压下通过过滤体11流至净水盛放腔室内，使得在不用任何外加作用力进行做功的情况下，即可实现对海水的净化过程中，使过滤后的海水流入净水盛放腔室内。

净水盛放池3，设置于舰船内吃水线以下，由于净水盛放池3的水平高度与海水淡化装置同是都是同处于海平面之下，此时设置于舰船内的净水盛放池3与海水淡化装置1之间产生了静压差，通过净水盛放池3与海水淡化装置1之间的静压差，将海水淡化装置1过滤后的水体通过净水输送管道2输送到设置于舰船内的净水盛放池3处，在不采用任何外加作用力的情况下对过滤后的水体进行运输。

在一个实施例中，将净水盛放池3与海水淡化装置1连通，海水淡化装置1净化后的净水经过净水输送管道流入净水盛放池3，实现了不用外加能源将海水淡化和运输的目的。

净水输送管2，位于海平面之下，一端与海水淡化装置1连通，另一端与净水盛放池3连通，通过净水输送管2将海水淡化装置1内的水体流至净水盛放池3内。

在一个实施例中，海水淡化装置1，设置于舰船外部水体中，整体呈球形设置的壳体18，在壳体18内部设置有空腔，壳体18的内部设置有与其内壁抵接的米字型支撑结构；所述壳体18的四周设置有至少一个截面呈倒梯形设置的贯穿孔，所述贯穿孔设置有与贯穿孔可拆卸连接的过滤体11，所述过滤体11与贯穿孔之间分别设置有柔性密封垫和永磁铁；所述永磁铁能够保证所述过滤体11与所述惯穿孔稳固的结合。

还包括绳揽13，所述绳揽13沿所述净水输送管2设置，与其外壳固定连接，绳揽13至少设置一条，目的是增强净水输送管2的拉力，所述净水输送管道与所述海水淡化装置固定连接，所述绳揽13与所述海水淡化装置固定连接。

在一个实施例中，如图3所示，所述净水输送管2盘绕在净水输送管盘绕装置50中，由与净水输送管盘绕装置50固定连接的驱动电机51提供动力，对净水输送管2进行收放。当舰船需要获取淡水时，启动电机50下放净水输送管2和与其固定连接的壳体14，随着海水淡化装置1下放其受到的水压也就越大，当将壳体14与净水盛放池连通时，强大的水压将过滤体11向所述壳体14内部挤压，在所述过滤体11与所述壳体14之间分别设置有柔性密封垫和永磁铁，在强大水压作用下壳体14与过滤体11紧密贴合在一起防止了海水从之间的缝隙流入，所述永磁铁的作用是在无水压力或者水压较小的条件下依然能够保证过滤体11与壳体14之间的稳固结合。

舰船取水结束后启动驱动电机51将净水输送管2收回所述盘绕装置中。

在一个实施例中，海水淡化装置1为球状，内部设置有支撑结构，所述的米字型的支撑结构的中心点与所述球状海水淡化装置1的中心点为同一点，所述的过滤体11分别包括多个设置于所述海水淡化装置1的上部或中部。该海水淡化装置1和支撑结构优选设置为合金金属，其中支撑结构优选设置为米字型但不限于其他具有支撑结构功能的结构，例如六边形、多边形、t字形、拱形以及半圆形等等。海水淡化装置1的内部和外部分别进行防腐处理。在所述净水输送管接近于所述海水淡化装置的任意一处设置一水体监测器；用于监测周围水体的密度。

在一个实施例中，海水淡化装置1为多个，分别通过管道将其一一对应的净水盛放腔室连通，其中多个海水淡化装置1的位置可任意设置。

设置多个海水淡化装置1的目的是为了加快获取淡水的速度，提高效率，速度和时间对于海面上的舰船来讲至关重要。

在一个实施例中，净水输送管道2包括第一净水输送管21和第二净水输送管22，其中第一净水输送管道21与净水盛放腔室的壳体14连通，第一净水输送管道21优选设置为与壳体14法兰连接并有线缆13固定连接到所述壳体14和第一净水输送管21外壳。其中第二净水输送管道22位于舰船船壁上贯穿船壁，分别与第一净水输送管道21和净水盛放池3连通。第二输净水送管道22和第一输送管道21之间优选通过弯头法兰连接，使得净水输送管道2可根据净水盛放池3所处的位置进行管路方向的改变。其中第一净水输送管道21和第二净水输送管道22优选设置为合金，内部和外部分别进行防腐处理。

在一个实施例中，如图2所示其结构示意图，在净水输送管道22与净水盛放池3之间任意位置设置净水控制阀门23，通过净水控制阀门23可控制净水输送管道2的开启和关闭，即在需要将净水盛放腔室内的水体引至净水盛放池3时，开启净水控制阀门23。在净水输送管22与海水盛放池4之间设置有废水排放管41，在废水排放管41上设置有废水控制闸门42，当净水盛放腔室内的水体不符合净化要求而不能被引入至净水盛放池3时，可关闭净水控制阀门21，打开废水控制阀门42，使净水盛放腔室内不符合净化要求的水体通过废水排出管道41排出到海水盛放池4。当净水盛放室内的水体达标后随即关闭废控制水阀门42，打开净水净水控制阀门21。还包括与上述净水盛放池3平行设置的海水盛放池4，海水盛放池4与废水排出管道41连通，通过海水盛放池4盛放海水淡化装置1内的海水。

在一个实施例中，壳体设置有截面呈倒梯形的凹槽，过滤体11包括固定壳和被所述固定壳固定的过滤材料，固定壳截面与所述凹槽体积相同呈倒梯形设置，当该海水淡化装置1放置于水下时，由于海水淡化装置1的内部和外部存在静压差，过滤体11在静压差的作用下使得固定壳与壳体的凹槽贴紧。另外，所述固定壳体的表面设置有柔性密封材料，所述凹槽表面同样设置有密封材料，在静压的作用下过滤体11与所述凹槽之间紧密配合组织海水通过之间的缝隙流入。

在一个实施例中，壳体18设置有截面呈倒梯形的凹槽，过滤体11包括固定壳和被所述固定壳固定的过滤材料，固定壳截面与所述凹槽体积相同呈倒梯形设置，当所述壳体放置于水下时，将净水输送管道与净水盛放池连通或废水排出管道与海水盛放装置连通后，在所述壳体和净水输送管道或废水排出管道的内部和外部就产生了静压差，过滤体11在静压差的作用下使得固定壳上的凹槽与壳体18之间贴紧，壳体18上的凹槽设置有密封垫和密封环，过滤体11上的固定壳外部设置有密封垫和密封环圈，使得壳体18上的凹槽和过滤体11上的固定壳之间具有良好的密封性，防止外界的海水通过过滤体11和壳体18上的凹槽之间的缝隙流入。

其中过滤材料可为反渗透膜、半透膜、活性炭、金属滤网、高分子材料滤网中的任意一种或多种，其中需要说明的是，如果采用反渗透膜或者半透膜座位过滤材料，该过滤体11的过滤程度则根据半透膜以及渗透膜的自身特性和设置层数有关。

在一个实施例中，还包括监测子系统，如图4所示其结构示意图，所述的监测子系统，其中第一监测传感器，包括多个设置于所述壳体14内部，用于监测与其对应的过滤体11处的水体密度，并生成多个第一数据；处理器，与第一监测传感器用于接收所述第一数据。显示器与处理器链接，用于显示所述的第一数据。通过第一监测传感器可对壳体内部过滤体11旁的水体密度进行监测，并通过显示器进行显示，通过该数据可得知此时过滤体11的工作状态以及工作效果。

第二监测传感器，为至少一个，设置于所述第一输送管道21和海水淡化装置1的连接处，用于监测其附近水体的密度，并生成第二数据；处理器，与第二监测传感器链接，用于接收第二数据；显示器，与处理器链接，用于显示第二数据。通过第二监测传感器可对第一净水输送管道21内的水体密度进行监测，并通过显示器进行显示，方便岸上工作人员对该海水淡化系统的工作情况进行监测。

在一个实施例中，监测子系统还包括：存储器，用于存储预设的第三数据，当所述的处理器接收到第一数据和第二数据时，分别将第一数据和第二数据与第三数据进行比对，当第一数据大于第三数据时，输出第一信号，当第二数据小于第三数据时，输出第二信号；第一提醒装置，受控于所述的第一信号进行提醒；第二提醒装置，受控于所述的第二信号进行提醒。其中第一提醒装置和第二提醒装置可分别包括扬声器和指示灯。其中第一监测传感器和第二监测传感器分别为密度传感器，用于分别监测其所处环境的密度信息。其中第一数据为第一密度数值、第二数据为第二密度数值、第三数据为预设的第三密度数值，第三密度数据可为水体的阈值密度，水体密度小于第三密度数据即为合格水体，如果第一数据大于第三数据则证明此时过滤体11无法进行良好过滤，海水淡化装置1无法进行正常工作，需要进行维修，第一提醒装置进行提醒。当第二数据小于第三数据时则证明此时过滤体11能够正常过滤，第一输净水送管道21输出的为合格水体。

在一个实施例中，第二输送管道22与净水盛放池3之间设置有净水控制阀门23，通过净水控制阀门23可对第二输送管道22进行控制，即当需要对净水盛放池3进行供水时，通过打开净水控制阀门达到对净水盛放池3进行供水的目的。

废水排出管道41与海水盛放池4之间设置有废水控制阀门42，通过废水控制阀门可对废水排出管道41进行控制，即当需要将废水排出管道中的废水排入到海水盛放池4时，通过打开废水控制阀达到对废水排出管道内废水排放的目的。

在一个实施例中，净水输送管道2设置有米字型的支撑结构，其中支撑结构优选设置为米字型但不限于其他具有支撑结构功能的结构，例如六边形、多边形、t字形、拱形以及半圆形等等。

废水排出管道41设置有米字型的支撑结构，其中支撑结构优选设置为米字型但不限于其他具有支撑结构功能的结构，例如六边形、多边形、t字形、拱形以及半圆形等等。

在一个实施例中，海水装置1包括设置于任意深度的至少两组，其中第一净水输送管道21包括至少两根分别与海水淡化装置1一一对应，第二输送管道22包括至少两根分别与上述的两根第一输送管道21一一对应。通过两根第一输送管道21将净水装置的水体分别导流至两根第二输送管道22处，其中净水盛放池3包括至少两个区域，分别与两根第二输送管道22一一对应。在该实施例中，由于净水装置放置于海水中的深度不一样，其所过滤的水体的标准也不同，分别将至少两个不同水质的水体通过至少两根第一管道以及两根第二管道导流至净水盛放池3的两个区域。根据水体的标准不同可以至少区分为饮用水、生活用水以及高纯度水等等。

在一个实施例中，还包括固定保护管，所述固定保护管呈管状，位于海水中，所述净水输送管2位于所述固定保护管内。

所述固定保护管沿其外侧管壁设置一保护绳16，所述保护绳揽16与壳体固定连接，所述保护绳揽16至少为一条；其中固定保护管起到对净水输送管2的保护作用，保护绳揽16对所述固定保护管起到增强牵拉力的作用。

在一个事实例中，至少两根第一输送管道21分别位于第一保护部内，通过固定保护管的第一保护部可对两根第一输送管道21进行保护。第二保护部，呈管状，与第一保护部连通，位于舰船船身部位设置至少两根第二输送管道22分别位于所述第二保护部内，通过固定保护管的第二保护部可对两根第二输送管道22进行保护。固定保护管够对第一输送管道21和第二输送管道22起到重要的保护作用。

在一个实施例中，舰船内设置净水盛放池3，将具有海水过滤功能的海水淡化装置1设置于舰船外部水体中，净水盛放池3，与海水淡化装置同处于海平面下，净水输送管2分别连通净水盛放池3与海水淡化系统1，在需要加大取水量的时候，需要将海水淡化装置1下放至更深的海水中，随之静压的增强，通过过滤体1的净水就越多从而达到增加出水量。

在一个实施例中，所述的壳体1设置有截面呈倒梯形的凹槽；

所述的过滤体11包括固定壳和被所述固定壳固定的过滤材料，所述的固定壳截面与所述凹槽体积相同呈倒梯形设置；

所述凹槽设置有密封垫和密封环以及永磁铁，所述的固定壳外部设置有密封垫和密封环以及永磁铁。

在一个实施例中，海水净化装置直接与净水输送管道22固定连接。

在一个实施例中，所述净水输送管盘绕装置设置在潜水艇内部，可以极大限度的保护设备，免遭海水侵蚀。

在一个实施例中，从舰船控制室沿所述净水输送管2设置一电缆与所述海水淡化装置内信号传感器连接，为其提供电能及接收传感器信号。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。