[发明专利]液体压力变送装置及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体输送装置，具体涉及一种液体压力变送装置及设备。

背景技术

反渗透技术是目前海水淡化的主流技术之一，其原理如图5所示：反渗透处理设备200包括一个壳体201，其内部设有反渗透膜202，将海水通过海水进口204输送至反渗透膜202的一侧，在让反渗透膜202阻隔杂质的同时迫使水分子通过，即可得到从淡水出口205流出的淡水。同时，剩余的海水形成浓海水，从与海水进口204同侧的浓海水出口206排出。

为了完成海水的输送，储存原海水的储水池和淡水设备之间安装有输送泵203。反渗透膜202的孔径极小，需要向海水侧施加较大的压力才能够使水分子顺利通过，因此上述输送泵203需要能够提供一定的输送压力才能保证反渗透淡化过程的顺利进行。

现有技术中，离心泵和柱塞泵都可以实现液体增压输送。其中，离心泵的原理为利用真空来吸入液体并增压输出，其输出压力有限，因此在压力要求较高时不得不采用多级离心泵联用的方式，成本高、维护困难且效率较低。柱塞泵采用驱动机构带动柱塞在输送缸内往复运动，使得柱塞将液体吸入或压出输送缸，其可以达到较高的输送压力，因此在反渗透系统中具有良好的应用前景。

传统的柱塞泵结构如图4所示，该柱塞泵300包括输送缸301、电机302、偏心轮(或曲轴)303、摇臂306、连杆304和柱塞305。运行时，电机302通过偏心轮303、摇臂306和连杆304的传动作用驱动柱塞305在输送缸301内往复运动。输送缸301的一端设有两个单向阀，一个向输送缸内开放而另一个向输送缸外开放。当柱塞泵工作时，柱塞305在输送缸301内往复运动，使得输送缸301内产生负压或正压，让待输送液体通过单向阀被吸入输送缸301或被压出输送缸301。

上述柱塞泵中，输送液体的压力需要依靠电机持续做功来维持。当需要提供高输送压力时，电机需要提供更高的功率来使柱塞克服压力从而将待输送液体压出；并且，运行过程中电机需要一直保持这样的高功率，不仅能耗高，也容易发生损坏。

进一步，反渗透处理设备200这样的压力液体处理设备中，由于反渗透膜202的海水侧表面上一直保持较高压力，海水中的部分水分子在压力作用下透过膜的晶格间隙渗出形成淡水输出，该过程损失的压力较小(约10％左右)，因此其从浓海水出口206排出的浓海水仍然具有较高的压力(约为海水进口204压力的90％左右)。如果该携有大量能量的高压浓海水直接排出，则会造成大量能量损失(按淡水回收率40％计算，排放能量约占进口能量的50％～60％)，使反渗透系统的能耗增加，导致获得淡水的成本大幅度提高。现有技术中，通常采用安装能量回收系统来降低反渗透系统的能耗。

目前技术的能量回收系统分为两类：一类是“流体非接触装置”，另一类是“流体接触式装置”。但无论是哪一类能量回收系统，均存在以下弊端：

1、需要在高压泵之外，另增加一套独立的能量回收装置，结构复杂，投资大、维护、运行成本高。

2、“流体非接触”类能量回收装置是通过叶轮、轴之类机械装置将浓海水中携带的能量，转化传递给高压泵主轴，减少高压泵主轴的功率消耗达到能量回收的目的，装置的能量转化效率低，且受浓海水的流量、压力影响大，当流量降低到一定程度时就会失去能量回收效果。

3、“流体非接触”类能量回收装置是通过携带压力的浓海水驱动，将新鲜海水输送到高压泵输出端，通过减少高压泵的输出流量达到回收能量的目的，需在能量回收装置与高压泵之间安装增压泵，以平衡两个水路之间的压力差，其投资大、控制系统复杂，且效果受浓海水的流量、压力影响大。

4、能量回收系统的运行、维护要求高，需专业技术人员才能维修，故大多在中大型反渗透系统中才安装，而小型(日产200吨淡水以下)海水淡化装置中很少使用，因此小型海水淡化装置通常不带有能量回收系统，能量利用效率低。

发明内容

为解决反渗透系统中的液体高压变送和排放浓水能量回收问题，提供一种能够有效回收压力液体能量的液体压力变送装置及设备，本发明采用了如下技术方案：