移动式太阳能反渗透高压泵装置的制作方法

本发明涉及太阳能海水淡化技术领域，尤其是一种移动式太阳能反渗透高压泵装置。

背景技术：

太阳能是用之不尽、取之不竭的可再生能源，清洁无毒且无环境污染，而缺水干旱的地区，往往都是太阳能资源丰富的地区；在太阳能辐射强烈的季节，也正好是需求淡水最多的季节。

因此，利用太阳能海水淡化不失为一项利国利民并有利于环境的工程，未来的太阳能海水淡化技术，在近期内将仍以蒸馏方法为主；利用太阳能发电进行海水淡化，虽在技术上没有太大障碍，但在经济上仍不能跟传统海水淡化技术相比拟；人们进一步认识到，太阳能海水淡化装置的根本出路应是与常规的现代海水淡化技术紧密结合起来，取之先进的制造工艺和强化传热传质新技术，使之与太阳能的具体特点结合起来，实现优势互补，才能极大地提高太阳能海水淡化装置的经济性，才能为广大用户所接受，也才能进一步推动我国的太阳能海水淡化技术向前发展。

有机朗肯循环简称ORC是一种新型环保型的发电技术，ORC技术在低温热功转换过程中有显著的优点和广阔的应用前景，可以广泛应用于各种低温热能领域，如废热回收、太阳能集热、地热等，其工作原理为：利用被低温加热的有机热媒对膨胀机做功进而带动膨胀机旋转。

反渗透高压泵是反渗透海水淡化的核心动力部件，一般采用电能直接驱动反渗透高压泵，将浓海水送入反渗透膜进行淡化处理，其耗功巨大；而如果采用ORC系统的膨胀机直连的形式驱动反渗透高压泵选择，又存在膨胀机运转不稳定，直接影响反渗透高压泵的工作效率，同时还存在反渗透高压泵超速冲毁反渗透膜的危害。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种在反渗透高压泵超速时能够紧急停机的移动式太阳能反渗透高压泵装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

移动式太阳能反渗透高压泵装置，包括太阳能集热器、蒸发器、膨胀机、反渗透高压泵、冷凝器和工质泵，其特征在于：还包括设置在热媒管道上的电磁三通阀和设置在膨胀机上的转速传感器，所述电磁三通阀入口连接蒸发器出口，所述电磁三通阀出口分别连接膨胀机入口和冷凝器入口，所述膨胀机通过联轴器或皮带与反渗透高压泵连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述蒸发器出口管道上设有温度传感器，所述冷凝器入口管道上设有压力传感器Ⅰ，所述膨胀机入口管道上设有压力传感器Ⅱ。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述工质泵的转速和所述电磁三通阀的转换均由控制器控制，所述温度传感器、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ和转速传感器测量的数据均由控制器采集处理并输出至显示器显示，所述显示器采用触摸屏。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述移动式太阳能反渗透高压泵装置还包括储液罐，所述储液罐入口连接冷凝器出口，所述储液罐出口连接工质泵入口。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述热媒采用有机工质R245fa或R123液体，所述储液罐出口设有将热媒导入膨胀机润滑部位的润滑油泵。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述移动式太阳能反渗透高压泵装置还包括在膨胀机超速时进行报警的报警装置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述移动式太阳能反渗透高压泵装置集成在矩形框架内，所述矩形框架底部设有滚轮，并且矩形框架顶部设有吊耳。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明采用膨胀机直接驱动反渗透高压泵运转，比电驱动效率更高，采用太阳能进行集热，有效保护环境的同时使本发明使用起来更加方便，在使用过程中如出现膨胀机或者高压泵超速时能够紧急停机，避免设备损坏。

本发明通过实时监测由蒸发器加热的热媒参数，控制具有合格参数的热媒进入膨胀机，使膨胀机的工作效率达到最优，工况更稳定；本发明利用工质泵调节热媒的流量，在一定范围内能够控制膨胀机的转速，提高膨胀机的稳定性；本发明采用控制器自动控制调节膨胀机的转速，减少人工成本，避免操作失误；本发明采用能够作为膨胀机润滑油的有机工质R245fa或R123液体作为热媒，既能对膨胀机做功又能对膨胀机进行润滑，简化了膨胀机的润滑系统；本发明设置在矩形框架内方便移动，能够在野外独立使用。

附图说明

图1是本发明立体结构示意图；

图2是本发明原理流程示意图；

其中，1、蒸发器，2、冷凝器，3、膨胀机，4、工质泵，5、储液罐，6、电磁三通阀，7、温度传感器，8、压力传感器Ⅰ，9、压力传感器Ⅱ，10、转速传感器，11、润滑油泵，12、反渗透高压泵，13、太阳能集热器，14、矩形框架，15、滚轮，16、控制器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1、图2所示，移动式太阳能反渗透高压泵装置，包括太阳能集热器15、蒸发器1、膨胀机3、反渗透高压泵12、冷凝器2和工质泵4，还包括设置在热媒管道上的电磁三通阀6，所述电磁三通阀6入口连接蒸发器1出口，所述电磁三通阀6出口分别连接膨胀机3入口和冷凝器2入口，由蒸发器1加热的热媒可选择进入膨胀机3做功或是直接进入冷凝器2，其流动方向由电磁三通阀6进行切换，在热媒由膨胀机3切换进入冷凝器2后，膨胀机3便失去动力，之后膨胀机3转速便迅速下降；转速传感器10设置在膨胀机3上或者设置在高压泵12上，用于实时监测膨胀机3和高压泵12的转速；所述膨胀机3通过联轴器或皮带与反渗透高压泵12连接，膨胀机3机械驱动反渗透高压泵12运转，高压泵12的转速与膨胀机3的转速成线性关系，采用机械驱动比用电驱动反渗透高压泵12更加有效率，并且节省了发电机的费用；所述蒸发器1采用太阳能集热的方式利用太阳能，太阳能作为清洁能源还具有方便取得的特点，为本发明的可移动式提供方便。

如图1、图2所示，蒸发器1出口管道上设有温度传感器7，温度传感器7实时监测由蒸发器1加热的热媒的温度；冷凝器2入口管道上设有压力传感器Ⅰ8，压力传感器Ⅰ8实时监测进入冷凝器2的热媒压力；膨胀机3入口管道上设有压力传感器Ⅱ9，压力传感器Ⅱ9实时监测进入膨胀机3的热媒压力；这样无论热媒处于怎样的流动方向，均能得到由蒸发器1加热后的温度和压力参数，根据热媒的温度和/或压力参数，控制热媒是否进入膨胀机3做功，保证膨胀机3能够稳定高效的运行，从而保证膨胀机3所带动的反渗透高压泵12运转的稳定性。

如图1、图2所示，工质泵4的转速和电磁三通阀3的转换均由控制器16控制，温度传感器7、压力传感器Ⅰ8、压力传感器Ⅱ9和转速传感器10测量的数据均由控制器16采集处理并输出至显示器显示，显示器采用触摸屏。

如图1、图2所示，所述移动式太阳能反渗透高压泵装置还包括储液罐5，所述储液罐5入口连接冷凝器2出口，所述储液罐5出口连接工质泵4入口；从膨胀机3出来的热媒进入冷凝器2中被冷凝为具有一定过冷度的液体，随后进入储液罐5中进行缓冲，工质泵4将储液罐5中的热媒送到蒸发器1中完成下一循环。

如图1、图2所示，所述热媒采用有机工质R245fa或R123液体，有机工质R245fa或R123液体可以直接作为膨胀机3的润滑油，储液罐5出口设有将热媒导入膨胀机3润滑部位的润滑油泵11，从而实现对膨胀机3的润滑。

如图1、图2所示，所述移动式太阳能反渗透高压泵装置还包括在膨胀机3超速时进行报警的报警装置，当膨胀机3超速后报警装置自动开启，以提醒工作人员注意。

如图1、图2所示，所述移动式太阳能反渗透高压泵装置全部集成在矩形框架14内，所述矩形框架14底部设有滚轮15，并且矩形框架14顶部设有吊耳；移动式太阳能反渗透高压泵作为一个整体存在与矩形框架14内，在使用时无需组装，使用方便；矩形框架14底部的滚轮15方便在平地上移动，同时滚轮15所占用的空间将矩形框架14腾空一定高度，方便叉车对矩形框架14叉起移动；矩形框架14顶部设有吊耳，方便用于吊车吊运。

如图1、图2所示，本发明所述膨胀机3为透平膨胀机或者螺杆膨胀机。