波浪致动系统、波浪能转换器子系统和用于操作反渗透脱盐子系统的方法与流程

本技术涉及波浪致动系统、波浪能转换器子系统以及用于操作反渗透脱盐子系统的方法。

背景技术：

1、可以通过许多方法实现将水脱盐。反渗透(ro)自20世纪70年代开始流行，并且现在更加普遍。该处理通过在高压下将盐水(salt water)泵送到半渗透膜内来工作。在压力高于流体的渗透压的情况下产生脱盐水。

2、以onekatechnologies的名义于2017年12月14日公布的国际专利公开第wo 2017/210800a1号描述了用于通过ro将水脱盐的波浪致动系统，该波浪致动系统包括其下附接液压缸的浮子。在一些实施方式中，缸体杆利用锚被保持至海床。该系统还包括在浮子上用于脱盐的液压系统，该液压系统包括预过滤器、阀门、流量交换器、液压蓄压器和ro膜。从咸水(brine)中获取能量发生在液压缸内部。

3、该系统包括水下的不同部件，例如液压缸，因此使得难以进入以进行维护或维修。例如，可以派遣潜水员进入系统的水下部分，但是由于水下能见度有时很低，因此进行水下维护或维修操作通常难以执行。

4、因此，期望用于通过反渗透将水脱盐的系统和方法，该系统和方法在使用来自波浪的能量将水脱盐的同时可以缓解上述缺点。

技术实现思路

1、本技术的目的是改善现有技术中存在的不便中的至少一些不便。

2、本技术包括液压连接至一个或更多个由海浪致动的波浪能转换器子系统的反渗透脱盐子系统。

3、根据本技术的一个方面，提供了一种波浪能转换器(wec)子系统，该波浪能转换器子系统包括浮子、锚和连接至浮子的液压缸。液压缸包括限定缸轴线的缸体，能够滑动地容纳在缸体中的活塞，以及杆，该杆连接至活塞并且具有延伸到缸体的外部的部分，杆和活塞能够沿着缸轴线在缩回位置与伸出位置之间一起移动。wec子系统还包括具有杆滑轮和底部滑轮的绳管理系统，杆滑轮连接至杆的延伸到缸体的外部的部分并且能够与活塞和杆一起沿着缸轴线移动，底部滑轮连接至浮子。绳连接在浮子与锚之间，并且绳接合杆滑轮和底部滑轮。

4、在一些实施方式中，液压缸总体上水平地设置。

5、在一些实施方式中，底部滑轮被设置在液压缸下方。

6、在一些实施方式中，底部滑轮具有旋转轴线，并且底部滑轮可以围绕与旋转轴线正交的枢转轴线枢转地连接至浮子。

7、在一些实施方式中，底部滑轮是底部滑轮组件的一部分。底部滑轮组件包括至少一个管。绳穿过至少一个管以用于保持绳与底部滑轮接合。

8、在一些实施方式中，绳接合底部滑轮，使得绳的垂直段与浮子的漂浮中心横向和纵向对准。

9、在一些实施方式中，绳管理系统还包括连接至浮子的绞盘，该绞盘可锁定以保持绳的预定长度。

10、在一些实施方式中，绳管理系统还包括重定向滑轮，并且绳接合在重定向滑轮中。

11、在一些实施方式中，wec子系统还包括连接至浮子并且操作地连接至绞盘的电源，以及操作地连接至电源和绞盘以用于远程操作绞盘的通信装置。

12、在一些实施方式中，绳限定：在绞盘与重定向滑轮之间延伸的第一段，在重定向滑轮与杆滑轮之间延伸的第二段，在杆滑轮与底部滑轮之间延伸的第三段，第三段设置在第二段下方，以及在底部滑轮与锚之间延伸的第四段。在杆处于缩回位置的情况下，在第二段与缸轴线之间限定第一俯仰角，并且在杆处于伸出位置的情况下，在第二段与缸轴线之间限定第二俯仰角，第一俯仰角大于第二俯仰角。

13、在一些实施方式中，绳是绳索、线缆、带条、带和系绳之一。

14、在一些实施方式中，绳包括用于保持绳的张力的装置，该装置包括平行连接至绳的弹簧和弹性绳索中的至少一个，以及连接至绳的块。

15、在一些实施方式中，浮子包括至少两个壳体(hull)，每个壳体具有顶表面，并且液压缸被设置在至少两个壳体之间，并且被完全设置在至少两个壳体的顶表面下方。

16、在一些实施方式中，至少两个壳体可以使用膨胀泡沫来填充。

17、还提供了一种用于通过反渗透(ro)将水脱盐的波浪致动系统，该波浪致动系统包括如上面所描述的wec子系统和液压连接至液压缸的ro池，液压缸将盐水供应至ro池。

18、在一些实施方式中，活塞在缸体内限定第一可变容积室和第二可变容积室，ro池液压连接至第一可变容积室和第二可变容积室，以用于从第一可变容积室和第二可变容积室接收盐水。

19、根据本技术的另一方面，提供了一种用于波浪致动系统的波浪能转换器(wec)子系统。wec子系统包括浮子、锚和连接至浮子的液压缸。液压缸包括限定缸轴线的缸体、可滑动地容纳在缸体中的活塞、以及连接至活塞并且具有延伸到缸体的外部的部分的杆，杆和活塞可通过波浪对浮子的作用沿着缸轴线在缩回位置与伸出位置之间一起移动，活塞在缸体内限定第一可变容积室和第二可变容积室，在缩回位置，第一可变容积室具有比第二可变容积室更大的容积，在伸出位置，第一可变容积室具有比第二可变容积室更小的容积，杆延伸穿过第一室。wec子系统还包括将第一可变容积室选择性地液压连接至进水口的第一阀、将杆连接至锚的绳、将第一可变容积室和第二可变容积室彼此选择性地液压连接的第二阀、以及蓄压器(accumulator)，该蓄压器液压连接至第二可变容积室并且经由第一阀选择性地液压连接至第一室，蓄压器和第二可变容积室液压连接至加压出水口，第一可变容积室经由第二阀选择性地连接至出水口。在wec子系统的第一冲程期间，浮子向上移动，活塞和杆朝向缩回位置移动，打开第一阀，关闭第二阀，盐水从进水口经由第一阀供应至第一可变容积室，并且第二可变容积室中的盐水被供应至蓄压器和出水口。在wec子系统的第二冲程期间，浮子向下移动，活塞和杆朝向伸出位置移动，关闭第一阀，打开第二阀，容纳在第一可变容积室中的盐水经由第二阀供应至第二可变容积室和出水口，并且蓄压器将盐水供应至第二可变容积室和出水口。

20、在一些实施方式中，wec子系统还包括压力调节器，该压力调节器响应于由第一可变容积室、第二可变容积室和蓄压器中的至少一个供应至压力调节器的盐水的压力超过预定压力，将第一可变容积室、第二可变容积室和蓄压器与出水口液压连接。

21、在一些实施方式中，第一阀和第二阀是单向阀。

22、在一些实施方式中，wec子系统还包括液压连接在第一阀与进水口之间的过滤器。

23、在一些实施方式中，液压缸总体上水平地设置。

24、在一些实施方式中，wec子系统还包括杆滑轮和底部滑轮，杆滑轮连接至杆的延伸到缸体的外部的部分并且可以与活塞和杆一起沿着缸轴线移动，底部滑轮连接至浮子，绳接合杆滑轮和底部滑轮。

25、在一些实施方式中，底部滑轮具有旋转轴线，底部滑轮可以围绕与旋转轴线正交的枢转轴线枢转地连接至浮子。

26、在一些实施方式中，底部滑轮是底部滑轮组件的一部分。底部滑轮组件包括至少一个管。绳穿过至少一个管，以保持绳与底部滑轮接合。

27、在一些实施方式中，绳接合底部滑轮，使得绳的垂直段与浮子的漂浮中心横向和纵向对准。

28、在一些实施方式中，绳管理系统还包括连接至浮子的绞盘，并且绳连接至绞盘。

29、在一些实施方式中，绞盘可锁定以保持绳的预定长度。

30、在一些实施方式中，wec子系统还包括连接至浮子并且操作地连接至绞盘的电源，以及操作地连接至电源和绞盘以用于远程操作绞盘的通信装置。

31、在一些实施方式中，绳管理系统还包括连接至浮子的重定向滑轮，绳连接至绞盘并且接合重定向滑轮。

32、在一些实施方式中，绳限定在绞盘与重定向滑轮之间延伸的第一段，在重定向滑轮与杆滑轮之间延伸的第二段，在杆滑轮与底部滑轮之间延伸的第三段，第三段设置在第二段下方，以及在底部滑轮与锚之间延伸的第四段。在杆处于缩回位置的情况下，在第二段与缸轴线之间限定第一俯仰角，并且在杆处于伸出位置的情况下，在第二段与缸轴线之间限定第二俯仰角，第一俯仰角大于第二俯仰角。

33、还提供了一种用于通过反渗透(ro)将水脱盐的波浪致动系统，该波浪致动系统包括上面所描述的wec子系统和ro池，ro池液压连接至第一可变容积室和第二可变容积室，以用于从第一可变容积室和第二可变容积室接收盐水，液压缸将盐水供应至ro池。

34、根据本技术的另一方面，提供了一种用于通过反渗透(ro)将水脱盐的波浪致动系统，该波浪致动系统包括：用于泵送盐水并且经由出水口供应泵送的盐水的至少一个离岸波浪能转换器子系统，液压连接至至少一个离岸波浪能转换器子系统的出水口的预处理子系统，以及从预处理子系统接收过滤水的ro脱盐子系统。

35、在一些实施方式中，ro脱盐子系统包括能量回收泵送装置，该能量回收泵送装置包括：液压泵和操作地连接至液压泵的液压马达；液压连接在液压泵下游的ro池，ro池具有咸水排出端口和渗透物排出端口；以及旁通阀，该旁通阀选择性地液压连接在预处理子系统与液压马达之间，以用于选择性地将过滤水供应至液压马达。

36、根据本技术的另一方面，提供了一种用于通过反渗透(ro)将水脱盐的波浪致动系统，该波浪致动系统包括：用于泵送盐水并且经由出水口供应泵送的盐水的至少一个离岸波浪能转换器子系统，以及从至少一个离岸波浪能转换器子系统接收盐水的ro脱盐子系统。ro脱盐子系统包括能量回收泵送装置，该能量回收泵送装置包括：液压泵和操作地连接至液压泵的液压马达；液压连接在液压泵下游的ro池，该ro池具有液压连接至液压马达的咸水排出端口和渗透物排出端口；以及旁通阀，该旁通阀选择性地液压连接在出水口与液压马达之间，以用于选择性地将水供应至液压马达。响应于由ro池供应至液压马达的咸水的压力低于预定压力，打开旁通阀以将水供应至液压马达，并且响应于由ro池供应至液压马达的咸水的压力高于预定压力，关闭旁通阀。

37、在一些实施方式中，至少一个离岸波浪能转换器子系统是多个离岸波浪能转换器子系统。

38、根据本技术的另一方面，提供了一种用于使用由至少一个波浪能转换器(wec)子系统供应的加压盐水来操作反渗透脱盐子系统的方法。该方法包括将加压盐水从至少一个wec子系统供应至液压泵，将加压盐水从液压泵供应至反渗透池，将渗透物从反渗透池供应至储液器(reservoir)，将咸水从反渗透池供应至液压马达以操作液压马达，液压马达驱动液压泵，将咸水从液压马达供应至排放口，操作液压连接在至少一个wec子系统与液压马达之间的阀。响应于由反渗透池供应至液压马达的咸水的压力低于预定压力，该方法包括打开阀以将加压盐水从至少一个wec子系统供应至液压马达，以及响应于由反渗透池供应至液压马达的咸水的压力高于预定压力，该方法包括关闭阀。

39、在一些实施方式中，该方法还包括使用设置在至少一个wec子系统与液压泵之间的预处理子系统过滤加压盐水。

40、在一些实施方式中，至少一个wec子系统是多个wec个子系统。

41、在本技术的另一方面，提供了一种用于制造壳体的方法，该方法包括提供空的、折叠的壳体，提供由两部分组成的泡沫，将由两部分组成的泡沫注入壳体的内部以进行膨胀并且至少部分地填充壳体，以及响应于由两部分组成的泡沫膨胀，壳体呈预定形状。

42、在一些实施方式中，由两部分组成的泡沫是基于氨基甲酸酯的泡沫。

43、在本技术的另一方面，提供了一种超滤装置组件，该超滤装置组件包括浮子和连接至浮子的超滤装置。超滤装置包括外壳和设置在外壳中的超滤膜。超滤装置连接至浮子，使得在使用中：超滤装置浸没在水中；并且超滤装置响应于浮子随着波浪移动而移动，引起超滤膜抵靠彼此摩擦，从而清洁超滤膜。

44、在一些实施方式中，刚性构件将超滤装置连接至浮子。

45、在一些实施方式中，绳将超滤装置连接至浮子。

46、在一些实施方式中，拖板连接至超滤装置。

47、在一些实施方式中，超滤膜是中空纤维超滤(hfuf)膜。

48、还提供了一种用于通过反渗透(ro)将水脱盐的系统，该系统包括上面所描述的超滤装置组件和流体连接至超滤装置以从超滤装置接收过滤水的ro池。

49、在一些实施方式中，用于通过ro将水脱盐的系统还包括连接至浮子的液压缸。超滤装置流体连接在液压缸与ro池之间。响应于浮子随着波浪移动，液压缸将过滤水从超滤装置泵送至ro池。

50、根据本技术的另一方面，提供了一种用于通过反渗透(ro)将水脱盐的系统，该系统包括用于泵送盐水的泵和流体连接至该泵的ro脱盐子系统。ro脱盐子系统包括：液压连接在液压泵下游的ro池，该ro池具有进水端口、咸水排出端口和渗透物排出端口，进水端口流体连接至泵以从泵接收盐水，咸水排出端口经由第一管道流体连接至排放口；以及冲洗阀，该冲洗阀选择性地液压连接在咸水排出端口与排放口之间，以用于经由第二管道将咸水排出端口与排放口选择性地流体连通。响应于冲洗阀被打开，供应至进水端口的盐水的压力降低到盐水的渗透压以下，从而增加供应至进水端口的盐水的流动速率。

51、在一些实施方式中，用于通过ro将水脱盐的系统还包括能量回收泵送装置，该能量回收泵送装置包括泵和操作地连接至泵的液压马达。该泵是液压泵。第一管道将咸水供应至液压马达。

52、在一些实施方式中，泵是活塞泵。第一管道将咸水供应至活塞泵以致动活塞泵。

53、在一些实施方式中，用于通过ro将水脱盐的系统还包括操作地连接至泵以致动泵的离岸波浪能转换器子系统。

54、在一些实施方式中，排放阀液压连接在咸水排出端口与第一管道之间。排放阀限制至第一管道的咸水的流量，使得在冲洗阀关闭的情况下，供应至进水端口的盐水的压力高于盐水的渗透压。

55、在一些实施方式中，排放阀液压连接在咸水排出端口与第二管道之间。排放阀调节至第二管道的水的流量。

56、在一些实施方式中，压力交换器液压连接在咸水排出端口与第一管道之间。冲洗阀流体连接至压力交换器的上游的咸水排出端口。压力交换器将水供应至进水端口。

57、在一些实施方式中，冲洗阀致动器操作地连接至冲洗阀以用于间歇地打开冲洗阀。

58、在一些实施方式中，泵是活塞泵。第一管道将咸水供应至活塞泵以致动活塞泵。活塞泵操作地连接至冲洗阀致动器以致动冲洗阀致动器。

59、在一些实施方式中，活塞泵机械地致动冲洗阀致动器。

60、在一些实施方式中，活塞泵液压地致动冲洗阀致动器。

61、在一些实施方式中，蓄压器流体地连接在泵与进水端口之间。蓄压器响应于冲洗阀被打开而将盐水供应至进水端口。

62、根据本技术的另一方面，提供了一种用于操作反渗透脱盐子系统的方法，该方法包括将盐水供应至反渗透池，并且间歇地打开冲洗阀以从渗透物生产模式切换到冲洗模式。在渗透物生产模式下，该方法包括：将渗透物从反渗透池供应至储液器；以及在冲洗阀被关闭的情况下，将咸水从反渗透池经由第一管道供应至排放口。在冲洗模式下，该方法包括：通过打开冲洗阀将咸水从反渗透池经由第二管道供应至排放口，从而将供应至反渗透池的盐水的压力降低到盐水的渗透压以下，从而增加供应至反渗透池的盐水的流动速率。

63、在本描述中，表述“总体上水平地”是指在浮子静止漂浮在平静的静水上的情况下与地平线在正45度或负45度之间。

64、本技术的实现方式各自都具有上述目的和/或方面中的至少一个，但是不一定具有上述目的和/或方面的全部。应当理解，由于试图实现上述目的而导致的本技术的一些方面可能不满足该目的和/或可能满足本文中未具体列举的其他目的。

65、本技术的实现方式的附加和/或替选特征、方面和优势将通过以下描述、附图和所附权利要求书变得明显。