一种高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置及其浓缩方法

技术领域

本发明涉及溶液浓缩设备技术领域，特别是涉及一种高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置及其浓缩方法。

背景技术

浓缩技术是一种广泛应用于工业生产中的技术，利用太阳能来进行溶液的浓缩已经有悠久的历史，譬如在海边滩涂晒盐就是用的这种技术。然而这种传统的利用太阳能进行溶液的浓缩技术需要占地面积较大，难以适用于现代化的工业生产。

随着科技的不断发展，现有技术中也随之出现了一些利用太阳能实现浓缩技术的设备，如授权公告号为CN 204563628 U的专利提出了一种太阳能循环蒸发浓缩装置，又或是授权公告号为CN 204307377 U的专利提出了一种基于太阳能加热的浓缩装置等等。

虽然上述专利均能够实现利用溶液的浓缩，但是在实际使用过程中，由于阳光照射的方向是不断变化的，然而上述两个设备中的蒸发装置均不能实现旋转的技术效果，所以都存在太阳能利用效率不高的问题。

因此，本领域亟需一种高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置及其浓缩方法，用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置及其浓缩方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，通过转动驱动装置能够使得蒸发器保持转动，以此来增长太阳对于蒸发器的照射时间，从而提高对于溶液浓缩的工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置，包括浓缩液收集盘，所述浓缩液收集盘上转动连接有蒸发器，所述蒸发器连接有转动驱动装置，所述转动驱动装置用于带动所述蒸发器转动；

所述浓缩液收集盘上设有进液管和出液管，所述进液管穿过所述蒸发器，所述进液管的出液口位于所述蒸发器的上端，所述出液管的进液口位于所述浓缩液收集盘的表面上，所述出液管的出液口和所述进液管的进液口分别连接于储液罐上，所述出液管上设有过滤槽；

所述浓缩液收集盘上连接有雨水导出管，所述雨水导出管用于将雨水导出。

优选的，所述蒸发器为锥形结构，所述蒸发器的侧壁上设有多个环形蒸发槽，所述蒸发器的外壁上涂有太阳能吸热涂料。

优选的，所述进液管的出液口处设有喷淋头。

优选的，所述转动驱动装置包括旋转筒和驱动电机，所述旋转筒固定于所述蒸发器的下端，所述旋转筒穿过所述浓缩液收集盘，所述旋转筒通过传动带与驱动电机的输出轴传动连接。

优选的，所述旋转筒通过若干个连接杆与所述蒸发器固定连接。

优选的，所述旋转筒的外侧壁上设有环形凹槽，所述驱动电机的输出轴上设有皮带轮，所述传动带的两侧分别套设在所述环形凹槽和所述皮带轮上。

优选的，所述蒸发器的下端设有若干个万向轮，所述万向轮能够在所述浓缩液收集盘上转动。

优选的，所述过滤槽设有依次设有若干个滤网。

优选的，所述进液管上设有循环泵和进液阀；

所述出液管上设有出液阀；

所述雨水导出管上设有雨水导出阀。

本发明还公开了一种基于上述的高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置的浓缩方法，包括以下步骤：

正常工作时，关闭雨水导出管，打开进液管和出液管，储液罐中的溶液从进液管的进液口流入，随后溶液从进液管的出液口流出并喷洒到蒸发器上，在此过程中，转动驱动装置会带动蒸发器保持转动，从蒸发器流出的溶液会通过出液管再次流入到储液罐中，从而完成一个浓缩循环；重复若干次浓缩循环，直至储液罐中的溶液达到预计浓度；

当下雨时，关闭进液管和出液管，打开雨水导出管，浓缩液收集盘中的雨水会从雨水导出管处流出。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、旋转的蒸发器可以在方向不断变动的阳光照射中最大限度地采集太阳能；

2、太阳能吸热涂料可以较大限度的将太阳能转化为热能，以蒸发待浓缩液中的水；

3、蒸发器外表面设置的环形蒸发槽，可以增加蒸发器的表面积以增大最大阳光照射的面积和提高蒸发的速度；

4、本发明无需采用其他能源，仅需一个驱动电机即可带动蒸发器旋，所以还具备环保、节能、高效和节省用地等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置的结构示意图；

图2为本发明实施例高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置中蒸发器的正视图；

图中：1-蒸发器；2-旋转筒；3-浓缩液收集盘；4-喷淋头；5-进液管；6-出液管；7-储液罐；8-循环泵；9-过滤槽；10-进液阀；11-出液阀；12-驱动电机；13-传动带；14-雨水导出管；15-雨水导出阀；16-连接杆；17-万向轮；18-夹紧轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明的目的是提供一种高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置及其浓缩方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，通过转动驱动装置能够使得蒸发器保持转动，以此来增长太阳对于蒸发器的照射时间，从而提高对于溶液浓缩的工作效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一、

如图1-图2所示，本实施例提供了一种高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置，包括浓缩液收集盘3，浓缩液收集盘3为一个矩形桌面状结构，浓缩液收集盘3的四周设有挡板，以防止浓缩液从浓缩液收集盘3中流出，并且浓缩液收集盘3的下端四角处分别设有一个支腿，用于支撑浓缩液收集盘3，浓缩液收集盘3上转动连接有蒸发器1，蒸发器1连接有转动驱动装置，转动驱动装置用于带动蒸发器1在浓缩液收集盘3的上面转动。

浓缩液收集盘3上设有进液管5和出液管6，其中，进液管5的出液口穿过蒸发器1，并且进液管5的出液口位于蒸发器1的上端。出液管6的进液口位于浓缩液收集盘3的表面上，并且与浓缩液收集盘3的上表面平齐或稍低于浓缩液收集盘3的上表面，这样才能够使浓缩液收集盘3上的浓缩液从出液管6的进液口处流出。出液管6的出液口和进液管5的进液口分别连接于储液罐7上，浓缩液的放入与取出在储液罐7处进行。出液管6上设有过滤槽9，过滤槽9用于过滤一些结晶以及掉落在浓缩液收集盘3上的杂质。

浓缩液收集盘3上连接有雨水导出管14，雨水导出管14的上端进水口与浓缩液收集盘3的表面平齐或低于浓缩液收集盘3的上表面，雨水导出管14用于将雨水导出，雨水最终会从雨水导出管14的下端出水口流出。当然，工作人员还可以在雨水导出管14的下方设置一个收集桶，可以收集雨水。

在实际使用时，工作人员先将待浓缩的液体放入到储液罐7中，然后开启进液管5与出液管6，关闭雨水导出管14。储液罐7中的溶液从进液管5的进液口流入，随后溶液从进液管5的出液口流出并喷洒到蒸发器1上，在此过程中，转动驱动装置会带动蒸发器1保持转动，使得浓缩液能够充分的流到蒸发器1的各个角落，并且还能够有效的增长太阳光的照射时间。从蒸发器1流出的溶液会流入到出液管6中然后从出液管6中流出，并再次流入到储液罐7中，从而完成一个浓缩循环。然后重复若干次浓缩循环，直至储液罐7中的溶液达到预计浓度，最后再从储液罐7中取出预计浓度的浓缩液即可。

当下雨时，关闭进液管5和出液管6，打开雨水导出管14，浓缩液收集盘3中的雨水会从雨水导出管14处流出。

于本实施例中，蒸发器1为一锥形结构的筒体，蒸发器1由上至下直径逐渐增大。蒸发器1的侧壁上设有多个环形蒸发槽，其目的是增加蒸发器1的表面积，使得浓缩液可以在蒸发器1的表面多停留一段时间，以此来提高浓缩效果。蒸发器1的外壁上涂有太阳能吸热涂料，可以较大限度的将太阳能转化为热能以蒸发待浓缩液中的水。

于本实施例中，进液管5的出液口处设有喷淋头4，喷淋头4可以采用市场上的喷头，又或者可以采用一个设有多个孔洞的容器均可。喷淋头4的作用是将来自进液管5的浓缩液均匀的喷洒到蒸发器1上的各个位置处。

于本实施例中，转动驱动装置包括旋转筒2和驱动电机12，旋转筒2固定于蒸发器1的内部下端。旋转筒2穿过浓缩液收集盘3，可以理解的，浓缩液收集盘3上设有对应的中心通孔，并且中心通孔的边缘处也设有向上延伸的挡沿结构，避免浓缩液从中心通孔处流出。旋转筒2通过传动带13与驱动电机12的输出轴传动连接。在实际使用时，启动驱动电机12即可通过传动带13来带动旋转筒2转动。

在此需要说明的是，驱动电机12可以采用现有的慢速电机，驱动电机12用于使旋转筒2的转速为0.5r/min-10r/min，这样设置的好处是，既能够防止浓缩液被甩出，还能够降低能耗。

此外，为了避免旋转筒2在工作过程中发生径向晃动，浓缩液收集盘3的下端设有三个夹紧杆，夹紧杆的下端设有夹紧轴承18，三个夹紧轴承18在旋转筒2的外侧周向均匀分布，利用三个夹紧轴承18能够对旋转筒2的径向方向进行限位，防止其左右移动。

于本实施例中，旋转筒2通过若干个连接杆16与蒸发器1固定连接，具体设置有两个连接杆16，连接杆16的两端分别焊接于蒸发器1的内壁和旋转筒2的外壁上。当然，本领域技术人员还可以根据实际情况，增设为三个或三个以上个连接杆16均可。

于本实施例中，旋转筒2的外侧壁上设有环形凹槽，驱动电机12的输出轴上设有皮带轮，传动带13的两侧分别套设在环形凹槽和皮带轮上。当启动驱动电机12时，驱动电机12的输出轴会带动皮带轮转动，而皮带轮会通过传动带13来带动设置有环形凹槽的旋转筒2转动，最终带动蒸发器1转动。

于本实施例中，蒸发器1的下端设有若干个万向轮17，具体为3-4个，万向轮17能够在浓缩液收集盘3上转动，进一步的，浓缩液收集盘3上设有一个环形滑道，万向轮17则在环形滑道内滑动，从而防止万向轮17在滑动过程中使蒸发器1发生左右偏移的问题。设置万向轮17有两个好处，其一，能够用于支撑蒸发器1和旋转筒2的重力；其二，能够有效的避免蒸发器1与浓缩液收集盘3之间产生摩擦。

于本实施例中，过滤槽9设有依次设有若干个滤网，且沿着出液管6的进液口到出液口的方向上，各个滤网的孔径逐渐减小。设置过滤槽9的作用有两个，其一，在浓缩过程中，可能会出现结晶，而滤网可以用于过滤掉浓缩液的结晶；其二，由于设备是露天使用的，所以会存在一些杂质掉落到浓缩液收集盘3中，并且会随着浓缩液一同进入到出液管6中，而滤网则可以有效的过滤掉这些杂质。

于本实施例中，进液管5上设有循环泵8和进液阀10，其中循环泵8是为浓缩液提供输送的动力，而进液阀10则可以控制进液管5的流通。

出液管6上设有出液阀11，出液阀11用于控制出液管6的流动。

雨水导出管14上设有雨水导出阀15，雨水导出阀15用于控制雨水导出管14的流通。

进液阀10、出液阀11以及雨水导出阀15可以为手动阀或电动阀均可，优选为电动阀，以便工作人员远程控制。

此外，工作人员完全可以增设一个控制器用于和上述的进液阀10、出液阀11、雨水导出阀15、循环泵8以及驱动电机12等电连接，从而实现工作人员的远程控制。而控制器可以选择单片机控制器或PLC控制器等均可。

实施例二、

本实施例提供了一种基于实施例一的高效利用太阳能的溶液循环浓缩装置的浓缩方法，包括以下步骤：

正常工作时，先向储液罐7中倒入浓度较低的溶液，然后关闭雨水导出管14中的雨水导出阀15，打开进液管5中的进液阀10和出液管6中的出液阀11。储液罐7中的溶液从进液管5的进液口流入，随后溶液从进液管5的出液口流出并通过喷淋头4喷洒到蒸发器1上形成液膜。在此过程中，转动驱动装置会带动蒸发器1保持转动，从蒸发器1流出的溶液会通过出液管6再次流入到储液罐7中，从而完成一个浓缩循环，经过一个浓缩循环之后，浓缩液中的浓度会增大。然后重复若干次浓缩循环，直至储液罐7中的溶液达到预计浓度，最后从储液罐7中取出浓缩液即可。

当下雨时，关闭进液管5中的进液阀10和出液管6中的出液阀11，打开雨水导出管14中的雨水导出阀15，浓缩液收集盘3中的雨水会从雨水导出管14处流出，从而能够对雨水进行收集，并且避免影响正常的浓缩工作。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。