一种高效海水淡化装置

技术领域

本发明属于海水淡化设备技术领域，涉及一种高效海水淡化装置。

背景技术

从海水中取得淡水的过程称为海水淡化，是实现水资源利用的开源增量技术。海水淡化利用海水脱盐生产淡水，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。

目前，市场上的海水淡化装置普遍采用海水冻结法、电渗析法、电蒸馏法、反渗透法等，现有的海水淡化装置结构复杂，购置及维护费用高，对于个人或家庭用户来说很难承受；此外，这些设备都是依靠电能进行海水淡化，能耗和成本都较高，很难被广泛应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高效海水淡化装置，本发明能够利用植物蒸腾原理，提高海水淡化的效率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高效海水淡化装置，包括：装置本体，所述装置本体呈圆筒状，所述装置本体的上端设有开口；

凸面玻璃罩，所述凸面玻璃罩固设在开口下方的装置本体内；

锥形管，所述锥形管同轴固设在装置本体内，所述锥形管将装置本体内部从上到下依次分隔成海水腔和泄放腔，所述锥形管的下端同轴固连有泄放管；

进水管，所述进水管的一端固连在装置本体上，所述进水管与海水腔相连通，所述进水管上设有第一电磁阀；

气凝胶吸水柱，所述气凝胶吸水柱通过固定支架竖直固设在海水腔内，所述气凝胶吸水柱呈蘑菇状；

收集机构，所述收集机构设置在装置本体上，所述收集机构能够收集凸面玻璃罩上的蒸汽水；

启闭机构，所述启闭机构设置在泄放管内，所述启闭机构能够启闭泄放管。

在上述的一种高效海水淡化装置中，所述收集机构包括：

环形角钢，所述环形角钢的一折边环设在海水腔的侧壁上，所述环形角钢的折角开口朝向海水腔的侧壁；

储水箱，所述储水箱通过底座固设在装置本体的外侧，所述储水箱内设有储水腔，所述装置本体上开设有第一通孔，所述第一通孔的下侧边与环形角钢的下折边平齐，所述第一通孔通过流水管与储水腔相连通。

在上述的一种高效海水淡化装置中，所述环形角钢的两个折边之间设有环形弯板，所述环形弯板向环形角钢的折角处凹陷。

在上述的一种高效海水淡化装置中，所述储水箱的外侧设有液位计，所述储水箱的底部设有排水管，所述排水管上设有第二电磁阀。

在上述的一种高效海水淡化装置中，所述启闭机构包括：

滑动杆，所述泄放腔的底部设有安装箱，所述滑动杆竖直滑动设置在安装箱的上侧面上，所述滑动杆上固设有橡胶塞，所述橡胶塞位于泄放管的正下方，当滑动杆上下滑动时，至少有一个位置，所述橡胶塞能够将泄放管的下端封堵住；

驱动结构，所述安装箱内设有安装腔，所述驱动结构设置在安装腔内，所述驱动结构能够带动滑动杆竖直上下滑动。

在上述的一种高效海水淡化装置中，所述驱动结构包括：

线圈管，所述线圈管竖直固设在安装腔内，所述线圈管的外侧绕设有通电线圈；

动铁芯，所述动铁芯竖直滑动设置在线圈管内，所述滑动杆的下端穿入安装腔延伸至线圈管内且端部与动铁芯固连；

定铁芯，所述定铁芯固设在位于线圈管内的安装腔底部；

复位弹簧，所述复位弹簧的一端固连在动铁芯上，另一端固连在定铁芯上。

在上述的一种高效海水淡化装置中，所述线圈管的内侧壁上竖直对称设有两个滑槽，所述动铁芯上对称设有两个滑块，两个所述滑块和两个滑槽一一对应，所述滑块滑动设置在相对应的滑槽内。

在上述的一种高效海水淡化装置中，还包括清洁机构，所述清洁机构设置在海水腔内，所述清洁机构包括：

固定块，所述固定块通过固定杆同轴固设在海水腔内；

第一转轴，所述第一转轴转动设置在固定块的下侧面上，所述第一转轴上沿周向倾斜设有若干个转动杆，所述转动杆和位于转动杆正下方的锥形管管壁平行，所述转动杆靠近锥形管内侧壁的一侧设有毛刷，所述毛刷的外端与锥形管的内侧壁相接触；

连动结构，所述连动结构设置在第一转轴和滑动杆之间，所述连动结构能够利用滑动杆的上下滑动带动第一转轴转动。

在上述的一种高效海水淡化装置中，所述连动结构包括：

螺母，所述螺母通过连接杆同轴固设在第一转轴的正下方；

封板，所述滑动杆的上端延伸至螺母的上方且端部与封板固连，所述滑动杆的外侧设有外螺纹，所述滑动杆和螺母螺纹连接。

在上述的一种高效海水淡化装置中，所述开口边沿内设有环形板，所述环形板上放置有凸透镜。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、将装置放置在阳光充足的位置，启动启闭机构将泄放管关闭，再通过进水管向海水腔内加入海水，使水位上升至气凝胶吸水柱的中部以上，由于气凝胶的特殊结构，利用毛细现象使海水快速迁移至气凝胶吸水柱的顶部，然后扩散至蘑菇头周边，太阳光将蘑菇头上的水分蒸发成水蒸汽，水蒸汽凝聚在凸面玻璃罩上，然后通过收集机构将其收集起来，由于海水不断地被抽吸至气凝胶吸水柱的顶部且被快速分散开来，提高了太阳光的蒸发效率，加快了海水淡化的速度；

2、当水蒸汽上升至凸面玻璃罩上后，凝聚形成小水滴，然后沿着凸面玻璃罩的弧面向四周流动至环形角钢内，最后在环形角钢内不断聚集成流，最后从第一通孔上的流水管流入储水腔内，将淡水储存起来，避免环形角钢内的淡水溢出至海水腔内，操作简单；

3、由于环形角钢的两个折边之间设有环形弯板，使凸面玻璃罩流下的淡水直接向海水腔的侧壁移动，快速流动至流水管内，避免淡水残留在环形角钢的折角处；

4、通过液位计可以观察储水箱内的淡水容量，当储水腔内的淡水达到一定容量后，打开第二电磁阀，将淡水从排水管排出，避免储水腔内水位高于流水管的高度，影响环形角钢内的淡水流入；

5、初始状态，滑动杆位于最上端，此时橡胶塞接触并挤压泄放管的下端，将泄放管的下端封堵住，当海水腔底部的沉积盐较多时，沉积盐会随着锥形管下滑至泄放管的上端附近，启动驱动结构，带动滑动杆竖直向下滑动，使橡胶塞远离泄放管的下端，将沉积盐排出至泄放腔内，降低海水腔内的盐浓度，提高海水的蒸发效率；

6、初始状态，通电线圈处于通电状态，根据电磁感应原理，推动动铁芯竖直向上滑动，此时复位弹簧被拉伸，滑动杆向上滑动，使滑动杆上的橡胶塞始终接触并挤压泄放管的下端，将泄放管封堵住，当需要打开泄放管时，断开通电线圈上的电流，动铁芯失去向上的推力，再加上复位弹簧的作用，使其快速向下滑动，带动滑动杆向下滑动，使橡胶塞远离泄放管的下端，泄放管被打开，操作简单，省时省力；

7、动铁芯上的滑块在线圈管内侧壁上的滑槽上滑动，滑槽能够限制滑块的滑动范围，避免动铁芯滑出线圈管，还能限制动铁芯和滑动杆发生转动，影响橡胶塞对泄放管的封堵作用；

8、当需要启闭泄放管时，操作滑动杆上下滑动，通过连动结构，带动第一转轴转动，第一转轴上的转动杆做圆周运动，转动杆上的毛刷不断刷落锥形管内侧壁上的沉积盐，使沉积盐滑落至泄放管内，然后通过泄放管排出至泄放腔内，避免沉积盐堆积在海水腔的底部，影响海水淡化的效率；

9、当滑动杆上下滑动时，由于第一转轴和螺母受到固定块的限制，高度方向不会发生移动，再加上滑动杆和螺母螺纹连接，使螺母和第一转轴能够发生转动，带动毛刷清洁海水腔的底部，结构简单；

10、环形板上放置的凸透镜能够将太阳光集聚至水凝胶吸水柱的顶部，提高光热转化效率，加快水凝胶吸水柱顶部的水分蒸发速度，提高海水淡化效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图1中B-B处的剖视图；

图4是图1中C-C处的剖视图；

图5是图1中D处的局部放大图；

图6是安装箱的结构示意图。

图中，1、装置本体；11、开口；12、环形板；13、凸透镜；14、进水管；141、第一电磁阀；15、第一通孔；151、流水管；16、海水腔；17、泄放腔；171、检修孔；172、检修盖；2、气凝胶吸水柱；21、固定支架；3、凸面玻璃罩；31、环形角钢；32、环形弯板；4、锥形管；5、第一转轴；51、固定块；511、固定杆；52、盐浓度测定仪；53、转动杆；531、毛刷；54、螺母；541、连接杆；6、泄放管；61、橡胶圈；7、滑动杆；71、橡胶塞；72、封板；8、安装箱；81、安装腔；82、线圈管；821、滑槽；822、挡板；83、通电线圈；84、定铁芯；85、动铁芯；851、滑块；86、复位弹簧；9、储水箱；91、储水腔；92、液位计；93、排水管；931、第二电磁阀；94、底座。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至6所示，一种高效海水淡化装置，包括装置本体1、凸面玻璃罩3、锥形管4、进水管14、气凝胶吸水柱2、收集机构和启闭机构。

所述装置本体1呈圆筒状，所述装置本体1的上端设有开口11。

所述凸面玻璃罩3固设在开口11下方的装置本体1内。

所述锥形管4同轴固设在装置本体1内，所述锥形管4将装置本体1内部从上到下依次分隔成海水腔16和泄放腔17，所述锥形管4的下端同轴固连有泄放管6。

所述进水管14的一端固连在装置本体1上，所述进水管14与海水腔16相连通，所述进水管14上设有第一电磁阀141。

所述气凝胶吸水柱2通过固定支架21竖直固设在海水腔16内，所述气凝胶吸水柱2呈蘑菇状。

优选的，所述气凝胶吸水柱2的顶部覆设有多巴胺银离子层，能够提高光热转化效率。

所述收集机构设置在装置本体1上，所述收集机构能够收集凸面玻璃罩3上的蒸汽水。

所述启闭机构设置在泄放管6内，所述启闭机构能够启闭泄放管6。

将装置放置在阳光充足的位置，启动启闭机构将泄放管6关闭，再通过进水管14向海水腔16内加入海水，使水位上升至气凝胶吸水柱2的中部以上，由于气凝胶的特殊结构，利用毛细现象使海水快速迁移至气凝胶吸水柱2的顶部，然后扩散至蘑菇头周边，太阳光将蘑菇头上的水分蒸发成水蒸汽，水蒸汽凝聚在凸面玻璃罩3上，然后通过收集机构将其收集起来，由于海水不断地被抽吸至气凝胶吸水柱2的顶部且被快速分散开来，提高了太阳光的蒸发效率，加快了海水淡化的速度。

具体来说，所述收集机构包括环形角钢31和储水箱9。

所述环形角钢31的一折边环设在海水腔16的侧壁上，所述环形角钢31的折角开口朝向海水腔16的侧壁。

所述储水箱9通过底座94固设在装置本体1的外侧，所述储水箱9内设有储水腔91，所述装置本体1上开设有第一通孔15，所述第一通孔15的下侧边与环形角钢31的下折边平齐，所述第一通孔15处连接有流水管151，所述流水管151的另一端延伸至储水箱9内，所述第一通孔15通过流水管151与储水腔91相连通。

当水蒸汽上升至凸面玻璃罩3上后，凝聚形成小水滴，然后沿着凸面玻璃罩3的弧面向四周流动至环形角钢31内，最后在环形角钢31内不断聚集成流，最后从第一通孔15上的流水管151流入储水腔91内，将淡水储存起来，避免环形角钢31内的淡水溢出至海水腔16内，操作简单。

具体来说，所述环形角钢31的两个折边之间设有环形弯板32，所述环形弯板32向环形角钢31的折角处凹陷。

由于环形角钢31的两个折边之间设有环形弯板32，使凸面玻璃罩3流下的淡水直接向海水腔16的侧壁移动，快速流动至流水管151内，避免淡水残留在环形角钢31的折角处。

具体来说，所述储水箱9的外侧设有液位计92，所述储水箱9的底部设有排水管93，所述排水管93上设有第二电磁阀931。

通过液位计92可以观察储水箱9内的淡水容量，当储水腔91内的淡水达到一定容量后，打开第二电磁阀931，将淡水从排水管93排出，避免储水腔91内水位高于流水管151的高度，影响环形角钢31内的淡水流入。

具体来说，所述启闭机构包括滑动杆7和驱动结构。

所述泄放腔17的底部设有安装箱8，所述滑动杆7竖直滑动设置在安装箱8的上侧面上，所述滑动杆7上固设有橡胶塞71，优选地，所述橡胶塞71的上端呈上小下大的锥形，所述橡胶塞71位于泄放管6的正下方，当滑动杆7上下滑动时，至少有一个位置，所述橡胶塞71能够将泄放管6的下端封堵住。

所述安装箱8内设有安装腔81，所述驱动结构设置在安装腔81内，所述驱动结构能够带动滑动杆7竖直上下滑动。

初始状态，滑动杆7位于最上端，此时橡胶塞71接触并挤压泄放管6的下端，将泄放管6的下端封堵住，当海水腔16底部的沉积盐较多时，沉积盐会随着锥形管4下滑至泄放管6的上端附近，启动驱动结构，带动滑动杆7竖直向下滑动，使橡胶塞71远离泄放管6的下端，将沉积盐排出至泄放腔17内，降低海水腔16内的盐浓度，提高海水的蒸发效率。

优选地，所述泄放管6内侧壁的下端边沿上设有橡胶圈61，当橡胶塞71向上移动至接触泄放管6的下端时，橡胶塞71和橡胶圈61接触并挤压变形，提高泄放管6的封堵效果。

具体来说，所述驱动结构包括线圈管82、动铁芯85、定铁芯84和复位弹簧86。

所述线圈管82竖直固设在安装腔81内，所述线圈管82的外侧绕设有通电线圈83，所述通电线圈83与外部电源电连接。

所述动铁芯85竖直滑动设置在线圈管82内，所述滑动杆7的下端穿入安装腔81延伸至线圈管82内且端部与动铁芯85固连。

所述定铁芯84固设在位于线圈管82内的安装腔81底部。

所述复位弹簧86的一端固连在动铁芯85上，另一端固连在定铁芯84上。

初始状态，通电线圈83处于通电状态，根据电磁感应原理，推动动铁芯85竖直向上滑动，此时复位弹簧86被拉伸，滑动杆7向上滑动，使滑动杆7上的橡胶塞71始终接触并挤压泄放管6的下端，将泄放管6封堵住，当需要打开泄放管6时，断开通电线圈83上的电流，动铁芯85失去向上的推力，再加上复位弹簧86的作用，使其快速向下滑动，带动滑动杆7向下滑动，使橡胶塞71远离泄放管6的下端，泄放管6被打开，操作简单，省时省力。

具体来说，所述线圈管82的内侧壁上竖直对称设有两个滑槽821，所述动铁芯85上对称设有两个滑块851，两个所述滑块851和两个滑槽821一一对应，所述滑块851滑动设置在相对应的滑槽821内。

动铁芯85上的滑块851在线圈管82内侧壁上的滑槽821上滑动，滑槽821能够限制滑块851的滑动范围，避免动铁芯85滑出线圈管82，还能限制动铁芯85和滑动杆7发生转动，影响橡胶塞71对泄放管6的封堵作用。

具体来说，本装置还包括清洁机构，所述清洁机构设置在海水腔16内，所述清洁机构包括固定块51、第一转轴5和连动结构。

所述固定块51通过固定杆511同轴固设在海水腔16内。

所述第一转轴5转动设置在固定块51的下侧面上，所述第一转轴5上沿周向倾斜设有若干个转动杆53，所述转动杆53和位于转动杆53正下方的锥形管4管壁平行，所述转动杆53靠近锥形管4内侧壁的一侧设有毛刷531，所述毛刷531的外端与锥形管4的内侧壁相接触。

所述连动结构设置在第一转轴5和滑动杆7之间，所述连动结构能够利用滑动杆7的上下滑动带动第一转轴5转动。

当需要启闭泄放管6时，操作滑动杆7上下滑动，通过连动结构，带动第一转轴5转动，第一转轴5上的转动杆53做圆周运动，转动杆53上的毛刷531不断刷落锥形管4内侧壁上的沉积盐，使沉积盐滑落至泄放管6内，然后通过泄放管6排出至泄放腔17内，避免沉积盐堆积在海水腔16的底部，影响海水淡化的效率。

具体来说，所述连动结构包括螺母54和封板72。

所述螺母54通过连接杆541同轴固设在第一转轴5的正下方。

所述滑动杆7的上端延伸至螺母54的上方且端部与封板72固连，所述滑动杆7的外侧设有外螺纹，所述滑动杆7和螺母54螺纹连接。

当滑动杆7上下滑动时，由于第一转轴5和螺母54受到固定块51的限制，高度方向不会发生移动，再加上滑动杆7和螺母54螺纹连接，使螺母54和第一转轴5能够发生转动，带动毛刷531清洁海水腔16的底部，结构简单。

具体来说，所述开口11边沿内设有环形板12，所述环形板12上放置有凸透镜13。

环形板12上放置的凸透镜13能够将太阳光集聚至水凝胶吸水柱2的顶部，提高光热转化效率，加快水凝胶吸水柱2顶部的水分蒸发速度，提高海水淡化效率。

优选地，所述装置本体1侧壁的底部开设有检修孔171，所述检修孔171上可拆卸设有检修盖172。可以打开检修盖172，通过检修孔171可以清理泄放腔17内的沉积盐，还能疏通堵塞的泄放管6，简单实用。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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专利和简化描述，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专利的限制。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。