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场分淡化

阅读:549发布:2021-07-08

专利汇可以提供场分淡化专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 淡化 设备极其简单、造价极其低廉、使用极其方便、淡化能耗和淡 化成 本均极低的 海 水 (或苦咸水)淡化方法。在有 电场 的大空间内排列若干接电源的淡构,从而使得该大空间被分成若干个交替相间的有电场小空间和没有电场小空间。把需要进行淡化的 海水 (或苦咸水)导入该大空间内,分别导出有电场小空间内的淡化水和没有电场小空间内的变浓海水(或苦咸水),使得淡化水与变浓海水(或苦咸水)分离。,下面是场分淡化专利的具体信息内容。

1.一种(或苦咸水)淡化方法。金属皮和金属层分别接两电源的两端。其特征是:运用本发明发明人发现的“采用电源电场(或电源电场、感应电场)的叠加,把一大的空间分成若干个交替相间的有电场小空间和没有电场小空间,把需要进行淡化的海水(或苦咸水)导入该大空间内,使得有电场小空间内的离子只能单向通过有电场小空间和没有电场小空间的界面进入到无电场小空间,分别导出有电场小空间内的淡化水和没有电场小空间内的变浓海水(或苦咸水),从而使得淡化水与变浓海水(或苦咸水)分离。”的淡化机理。用若干个淡构(淡构数量依本文相关表述确定)、一口方箱、一方箱盖、一块固板和一支(或多支)导框构成一台淡化器。淡化器中的淡构是由若干块析片、(2倍淡构中析片数量-2)块的矩形直面上板、(2倍淡构中析片数量-2)块的矩形直面下板、(2倍淡构中析片数量-2)块的边部构成的长方体结构(下面把在平行(或重合)于淡化器中轴线的直线上简称为轴向;把在均垂直于轴向而彼此又相互垂直的两条直线上分别简称为:横向和纵向。在轴向、横向和纵向的长度分别简称为轴长、横长和纵长。在轴向、横向和纵向的位置分别简称为:轴位、横位和纵位)。析片侧面在轴横面内。在淡构中,非片由一金属皮、二绝缘层、二金属层和二绝缘皮构成。绝缘层、绝缘皮、金属皮和金属层均为轴长相同的矩形直板状结构(非片是指:不在淡构纵向两端的析片。下同),绝缘层、绝缘皮、金属皮和金属层的侧面均在轴横面内。金属层是横纵截面为三波形状的金属皮(以下把三角波的两边及该两边所代表的侧面分别简称为:X和W);X与金属皮的夹角为σ(σ依本文表述确定。X和W的横长和纵长越小越好),σ小于W与金属皮的夹角β(σ和β朝向相同。
β≤90°)。两金属层横长相等,两金属层横向同端错开、同端横位之间距离的横长等于淡构中析片间距×tg σ。金属皮为直面板,金属皮的横长等于在析片中的两金属层重叠部分的横长,金属皮的横向两端横位是两金属层重叠部分横向两端横位。绝缘层和绝缘皮的横长均等于金属层横长,一绝缘层和一绝缘皮的横向两端横位是一金属层横向两端横位,另一绝缘层和另一绝缘皮的横向两端横位是另一金属层横向两端横位。绝缘皮使得析片外表面平整光滑并起绝缘作用。金属皮和金属层之间的绝缘层起填充连粘和绝缘作用。绝缘皮、绝缘层、金属皮和金属层的纵长依本文表述和材料(或工艺)确定。在纵向,非片的正中间是金属皮、金属皮两侧分别是一绝缘层、绝缘层外侧分别是一金属层、每一金属层的外表面是一绝缘皮。在淡构中,端片外侧金属层为直面板、横长等于淡构横长(端片是指:在淡构纵向两端的析片。下同)。端片的其它设置与非片的设置相同。在同一淡构中,所有析片上的X彼此平行、W也彼此平行。一析片中的金属层X上的垂线均能到达并垂直于与之相对的另一析片上金属层相对应X上。同一析片上的金属层不能在上端和下端连续成一整体(上端指轴向迎着水流的一端,下端指轴向背着水流的一端。下同);在同一淡构中,所有析片的轴位相同、横位相同。同一淡构中的析片纵向彼此间距相等、侧面彼此平行成一列排列成一长方体;在淡构制作中,如果工艺和制作条件允许,W处最好没有金属层。在淡构中,在同一淡构中的析片数量最好为奇数;在同样的条件下,同一淡构中的析片越多越好;析片的轴长、横长和纵长依本文表述并依所选定的材料(或工艺)确定。淡构中的析片横向两端及两轴横两侧面均有空缺,除上述中没有绝缘皮、金属层、绝缘层和金属皮处的空缺外,在每一上述空缺的对面析片上的相对应位置上也有一个空缺,该空缺除纵位与对面空缺不同外,其余与其对面空缺完全相同,该空缺是用减薄析片两端新空缺处的绝缘皮厚度和增加析片金属皮轴横区域绝缘皮厚度来实现。边部是一轴纵向截面为矩形的中空直柱体,中空柱体只有一底;底的外侧横位是紧挨金属皮横向端横位,底是一矩形开孔型泡沫塑料直板片(也可以是其它相同功能材料。对开孔型泡沫塑料的要求与下述对开孔型泡沫塑料栅片中的开孔型泡沫塑料表述相同,但孔径可以稍大一点),底的横长(即:厚度)数据越小越好。中空直柱体的外侧轴长、外侧横长和外侧纵长是上板与下板间的间距轴长、淡构中的析片间距×tgσ、两相邻析片空缺处间的纵长(上板和下板的表述在下面),中空直柱体的内空腔纵位、上端轴位和外侧横位是相邻两析片绝缘皮纵位、上板下端轴位和析片轴向边横位。中空直柱体的四壁均是矩形绝缘材料直面板结构,侧壁和底的内侧壁均是一外表面有绝缘皮的直面板结构金属层。两相邻析片间的两端均有一边部。边部与析片、上板和下板接成一整体。在淡构中,边部的横长一般等于析片间距×tgσ+0.01~0.05cm;此时,增加部分的轴位、内侧横位和纵位是边部上述部分轴位、析片横向两端横位和析片横向中心纵位,增加部分的轴长、横长和纵长等于边部上述部分轴长、0.01~0.05cm和析片横向中心的纵长;增加部分的外表面也是外表面有绝缘层的直板金属层,增加部分上的金属层与原有的边部金属层为一体(也可不为一体,分别接地,具体设置依电场分析决定)。为了提高边部的蔽电作用,也可使边部中的中空之柱体的横长增加0.01~0.2cm,使得边部的底再向内微伸(相应的变化比较简单不赘述)。在淡构中,也可把析片中的金属皮横长变为淡构横长(不推荐使用);析片中的金属层也可变成直板(不推荐使用)。在淡构中,所有析片金属皮横向两端均可加(或不加)一蔽电金属皮,蔽电金属皮的纵位及纵长与析片金属皮相同,蔽电金属皮的其余设置与边部的轴横侧壁的设置相同(由增设蔽电金属皮而引起的相应部分的细小改变比较简单不赘述)。蔽电金属皮与析片金属皮、析片金属层和边部金属层均电不导通,蔽电金属皮接地(接地的具体设置依电场分析确定。为表述简便,在本文表述中的“金属皮”除特别提及蔽电金属皮外,均指析片金属皮。“金属层”除特别提及边部金属层外,均指析片金属层)。上板的纵长、轴长、横长为淡构中析片横向两端部间距纵长、
0.1~5cm、淡构中析片间距×tgσ(或淡构中的析片间距×tgσ+0.01~0.2cm);下板的纵长、轴长、横长为淡构中析片横向两端部间距纵长、0.3~5cm、淡构中析片间距×tgσ(或淡构中的析片间距×tgσ+0.01~0.2cm)。上板和下板的表面部分区域上有起电通路作用的金属层(具体设置依据本文表述,非常简单不赘述)。上板和下板的侧面在轴纵面内。上板的上端轴位、外侧横位是析片上端轴位、析片轴向边横位,上板的纵向两端纵位是两相邻析片相对侧面纵位,上板的纵向两端在两析片之间。下板的下端轴位和外侧横位是析片下端轴位、析片轴向边横位,下板的纵向两端纵位是两相邻析片相对侧面纵位,下板的纵向两端在两析片之间。上板和下板的纵向两端与析片轴横向侧面相接并成一体。
析片轴横侧面与上板轴纵侧面、下板轴纵侧面垂直。淡构中的下板外侧、端片外侧有凸出块条,凸出块条厚0.1~0.3cm、轴长0.1~0.5cm,凸出块条下端轴位是淡构下端轴位向上
0.1~0.8cm处;整个块条截面相同,环绕淡构成一整圈。凸出块条圈也可根据需要设计在下板和端片的底部(具体设置非常简单不赘述)。在淡构中,也可只设置两块上板和两块下板,此时,上板的纵长、轴长、横长为淡构两端片外侧纵长、0.2~5cm、0.01~0.1cm;下板的纵长、轴长、横长为淡构两端片外侧纵长、0.5~5cm、0.01~0.1cm。上板的上端轴位、内侧横位和两端纵位是析片上端轴位、析片轴向边横位、析片长方体两端纵位,下板的下端轴位、内侧横位和两端纵位是析片下端轴位、析片轴向边横位、析片长方体两端纵位;此时边部的轴长等于析片轴长,其它相应变化非常简单不赘述。a、b、c、d、e和f分别指:端片外侧金属层、一半数金属层、另一半数金属层、一半数金属皮、另一半金属皮和边部金属层。b、c、d和e的确定:从一端片内侧金属层开始把端片内侧金属层和所有非片金属层依序交替分别标为b和c(同一支非片上的两金属层只能标b和c中的一个),从一端片金属皮开始把所有析片金属皮依序交替标为d和e。在淡构中,a彼此电导通、b彼此电导通、c彼此电导通、d彼此电导通、e彼此电导通、f彼此电导通,a、b、c、d、e和f彼此间电不导通。a与a色皮导线电导通。b与b色皮导线电导通,c与c色皮导线电导通,d与d色皮导线电导通,e与e色皮导线电导通。f与f色皮导线电导通。a色皮导线接方箱或接地(最好是紧贴绝缘层侧接地),f色皮导线接方箱或接地(一般是内壁接水流侧接地。f也可不接地。
具体设置依电场分析确定)。不同析片上的同一颜色绝缘皮导线接电源同样一极(即:要就都是正极、或要就都是负极。对“不同一极”的理解类推),同一析片上的金属层和金属皮导线接电源的不同一极。b色和c色皮导线分别接一支(或一组)电源两端,d色和e色皮导线分别接另一支(或一组)电源两端。b和c金属层电源在两析片间产生的电场应大于d和e金属皮电源产生的电场(也有小于的时候。最后设置依据电场分析的结果确定)。淡构可这样实现:按金属皮的大小裁剪好金属皮,再把一面有三角波条纹的塑料板裁剪成金属层大小,确定好金属层和金属皮的相互位置,在金属皮的两面上粘上(或其它方法固定)一面有三角波条纹的塑料板,裁剪好开孔型泡沫塑料片,确定好析片在淡构中的位置,把一半数的金属皮与一金属丝片焊接导通,另一半数的金属皮与另一金属丝片焊接导通。把上述结构放入模具内,用塑料注塑(或其它工艺)制作出上述结构的其它部分(注意把与析片焊接的金属丝片(或其它)注塑(或其它工艺)在上板(或下板)内),再把该结构有金属层的地方喷涂(或浸泡)上电导电液(在喷涂析片三角波部分时,最好采用喷液与X外段成不小于90°角喷涂),去掉(或不喷涂上)不应该金属连接处的导电液并进行电镀(注意电镀时不使开孔型泡沫塑料片的孔被堵)。把a、b、c、d、e和f分别焊上一a色、一b色、一c色、一d色、一e色和一f色皮导线,最后通过浸塑(或其它工艺)使金属层外表面和焊点有绝缘层并使金属层外表面平整光滑(开孔型泡沫塑料片的孔如果易被绝缘层堵,此处就不要绝缘层、或采用金属化层构成的绝缘层(具体做法与下面的表述相同))。
淡构也可采用其它方法去实现。在淡化器中,淡构也可以采用其它相同功能结构。在淡化器中,若干淡构在横纵面上横向成一行(或两行、或多行)成矩形排列在方箱内空腔横纵面的正中区域(下面把所有淡构的上述排列简称为:淡柱。方箱的表述在下面。同样的条件下,同一淡柱中的淡构越多越好。为了表述简便,本文表述没特别指明“两行、或多行”的部分均只涉及一行的情况),淡柱的中轴线与淡化器的中轴线重合。淡柱四侧面与方箱内壁有一定的距离(淡柱四侧面与方箱内壁的距离、两行淡构间的间距依不影响淡化、水流及时导出和水流的流动彼此互不影响及本文的相关表述确定)。淡柱轴纵侧面与方箱轴纵内壁的距离、淡柱轴横侧面与方箱轴横内壁的距离可以不等也可以相等。两处的淡柱轴纵侧面与方箱轴纵内壁的距离相等,两处的淡柱轴横侧面与方箱轴横内壁的距离相等。在两行及以上淡构的淡柱中,两行淡构间的间距一般等于2×淡柱轴横侧面与方箱轴横内壁的距离。在淡柱中,所有淡构的轴位相同,同一行淡构的纵位相同,所有淡构的轴纵侧面彼此平行,淡构间的间距相等。在淡化器中,金属皮横长与两淡构间横长的比值等于淡化器流出的淡化水与浓海水(或苦咸水)比值;金属皮的横长最好不要超过1cm。淡构的轴长、横长和纵长依本文表述和实际需要确定。在实际淡构的设计制作中,①.把淡构作如下改变而其它基本不变构成淡构①(以下把未作改变淡构及所有淡构均简称为淡构,作改变的淡构以淡构加带圈数字表述):淡构全部析片中的金属皮去掉,相邻紧挨的绝缘层合为整体一层,端片内侧金属层改为两层金属层(下面把靠近非片的一层金属层和另外一层金属层分别简称为:非层和内层。本段表述中的金属层均指该两金属层和非片两金属层),非层和内层按上述非片两金属层设置;非片两金属层的横长改为等于析片横长;在淡构①中,同一金属层的X朝向相同且平行;同一析片两金属层的X朝向相反(或不平行)、两金属层的σ相等、两金属层的X成2σ角;所有析片上的两金属层上X所成的“>”形朝同一方向;同一析片的两金属层彼此电不导通。在淡构①中,非层所有X上的垂线均能到达并垂直于与之相邻相对非片上的一金属层的X上,内层所有X上的垂线均能到达并垂直于与之相邻相对的同一块非片上的另一金属层的X上。从一端片内层开始,把所有析片上的金属层依序交替分别标上h、i、j和k,使所有的h电导通、使所有的i电导通、使所有的j电导通、使所有的k电导通。使h、i、j和k彼此间电不导通。把h、i、j和k分别与h色、i色、j色和k色导线电导通,把h色、j色导线接一支(或一组)电源的两端,把i色、k色导线接另一支(或一组)电源的两端,同一析片上的两金属层接电源不同一极,接h、j色导线的电源电压与接i色、k色导线的电源电压相等。适应该结构的上述变化而需要作出的其它改变比较简单不赘述。②.把淡构作如下改变而其它基本不变构成淡构②:两端片金属皮接一只电源,非片金属皮接地(接地必须是同方向侧面;也可一半在一侧,另一半在另一侧;但必须是连续不跳跃的)。同一析片上的两金属层电不导通;相邻两析片上的两相对金属层接同一支(或一组)电源的两端,同一非片中的两金属层接电源不同一极,同一端片中的金属皮和内侧金属层接电源不同一极。适应上述变化而需要作出的其它细小改变比较简单不赘述。
③.把淡构②作如下改变而其它基本不变构成淡构③:把析片中金属层三角波截面板改为直线截面直面板结构(可以看成是:只有X而没有W、且X连成一整体)。把淡构③中的端片内侧金属层、非片和边部按其横纵截面图形与横向成σ角度排列;此时,淡构③中的金属皮、金属层、绝缘皮和绝缘层横向两端纵位相距分别等于金属皮横纵截面长×sin σ、金属层横纵截面长×sinσ、绝缘皮横纵截面长×sin σ和绝缘层横纵截面长×sin σ,其它各部分及淡构中析片的各部分在横纵面长度和边部在横纵面上的长度作相应变化比较简单不赘述;淡构③金属皮电源设置与淡构中的金属层电源设置相同,淡构③金属层电源设置与淡构中的金属皮电源设置相同。在淡构的实际设计制作中,也可采用把淡构分拆成更便于制作的单件,再用单件拼接的方式来实现;此时,在不影响功能的情况下,淡构中单件的相互位置可按工艺要求调整。上述淡构存在的其它变形结构在此不赘述。保留金属皮、金属层及边部要素功能的其它淡构形式在此不列举。为了表述简便,以下的表述中除特别提及淡构①②③外,均只涉及变形前的淡构。淡化器中的方箱上有一口箱体、八条固条、一块外翻边、一支下出水管、一块下出水管法兰盘、一支侧出水管、一块侧出水管法兰盘和两块导板。箱体是一上端口无盖、下端口有底的内空矩形直柱体。箱体的前后壁面在轴横面内、箱体的左右壁面在轴纵面内、箱体的底壁面在横纵面内、箱体的中轴线与淡化器的中轴线重合。箱体内空腔横长、纵长和轴长等于淡构横长+2~25cm、淡构纵长+2~25cm、导框轴长+淡构轴长+压块轴长(箱体内空腔轴长、纵长和横长依本文相关表述确定、壁厚依所选用材料。导框和压块的表述在下面)。箱体壁上有一个下出水口和一个侧出水口。下出水口在箱体下底面壁上,下出水口中心的横位和纵位是箱体内空腔横向和纵向中心,下出水口是圆形(下出水口口径依本文相关表述确定)。侧出水口在箱体一轴纵侧壁上,侧出水口中心的纵位是箱体内空腔纵向中心;侧出水口为圆形,侧出水口下端轴位是箱体下底内壁轴位(侧出水口口径依本文的相关表述确定)。八固条均为宽厚均在0.1~1cm的矩形条。八固条中的四固条焊接在方箱的侧内壁上,该四固条中的两根的长度(即:横长)等于箱体内空腔横长、另两根的长度(即:纵长)等于箱体内空腔纵长,它们的上端轴位均是固板下端轴位(固板的表述在下面),焊接在箱体侧壁内侧上的该四固条为一完整圈。八固条中的另外四固条在方箱的底壁内侧上,该四固条的长度可长可短,具体长度以实际需要本着节约确定,两条固条的内侧纵位分别是导框的外侧纵位,另两条固条的内侧横位分别是导框的外侧横位。外翻边是一内侧的横长和纵长与箱体上端口外侧的横长和纵长相同、截面宽为3~15cm、厚度等于箱体壁厚的矩环形钢片;外翻边侧面在横纵面内。外翻边上有若干个轴向螺栓孔(外翻边的截面宽度尺寸及螺栓孔的数量、直径和位置依实际受情况及法兰盘设计规范确定),外翻边在箱体四周、上端轴位是箱体上端轴位。下出水管是一长5~15cm、内径等于下出水口直径的钢管(下出水管轴长依本文相关表述确定,下出水管外径是在其内径确定后依所选材料),在淡化器中,下出水管中轴线在轴向,下出水口、下出水管、下出水管法兰盘共中轴线。侧出水管是一轴长为5~15cm、内径等于侧出水口直径的钢管(侧出水管轴长依本文相关表述确定,侧出水管外径是在其内径确定后依所选材料),在淡化器中,侧出水管中轴线在横向,侧出水口、侧出水管、侧出水管法兰盘共中轴线。导板为矩形直面板,导板采用钢、或塑料、或其它材料制作。导板侧面在轴横面内;导板的横长、纵长和轴长为箱体内空腔横长、0.05~0.5cm、淡柱轴长-0.5~8cm。导板两端的横位、内侧纵位和上端轴位是箱体两轴横内壁横位、淡柱外侧纵位、比淡柱上端低一固板轴长的轴位。导板两端固定在箱体内壁上成一体。导板只起疏导水流作用,在疏导水流有保障的情况下可以不要。导板也可与横板相接成一整体(横板的表述在下面);此时,导板横向两端可不与箱体横向两内壁相接,导板和横板的轴位、横位和纵位均与原设置相同。在淡柱横向两端与箱体内壁的间距影响到它处水流整体流动时,可在导板两端的下端加一矩形方块以调节该处导出水的流量(设置非常简单不赘述);其它两淡构间的中间区域导板下端也可如此加一小方块来调节两淡构间流量以使得所有两淡构间的流量相等(具体设置非常简单不赘述)。方箱可这样实现:先依上面表述制作出方箱全部构件,再在箱体内壁上焊上固条、导板;在箱体上端口焊上外翻边;下出水管法兰盘焊在下出水管下端口上,下出水管上端口焊在箱体下出水口上;侧出水管法兰盘焊在侧出水管一端口上,侧出水管另一端口焊在箱体侧出水口上。淡化器中也可设置两个(或多个)侧出水口、两支(或多支)侧出水管和两支(或多支)出水管法兰盘,它们的位置设置及其它设置与上述类似不赘述。淡化器中的方箱盖由一块盖板、二块压块、一支进水管和一块进水管法兰盘构成,方箱盖中轴线与淡化器中轴线重合。盖板是横纵截面外轮廓线与外翻边横纵截面外轮廓线同形的矩形钢片。盖板侧面在横纵面内。盖板的横长、纵长和轴长等于外翻边横长、外翻边纵长和箱体壁厚;在盖板周边上有数量、数据和位置与外翻边螺栓孔的数量、数据和位置相同的轴向螺栓孔。盖板上有一个进水口。进水口中心的横位和纵位是盖板的横向中心和纵向中心,进水口为圆形(进水口口径依本文相关表述确定)。压块为矩形柱体(也可是其它结构),压块所用的材料为钢材料,压块的横长、纵长和轴长是淡柱横长、0.5~3cm、2~35cm(具体数据依本文相关表述和结构需要确定),压块的横位、纵向中心纵位是淡柱上端横位、淡柱纵长三等分的中间两位置的纵位(压块数量、位置也可与此不同,其设置要保证压块不影响水流流动顺畅、并能使淡构被压住)。压块上端轴位是盖板下端轴位,盖板与压块成一整体。
进水管是一轴长为5~15cm、内径等于进水口直径的钢管(进水管轴长依本文相关表述确定,进水管外径是在其内径确定后依所选材料)。在淡化器中,进水管中轴线在轴向,进水口、进水管、进水管法兰盘共中轴线。方箱盖可这样实现:取一块钢板,把其裁剪成长度和宽度均等于外翻边长度和宽度的矩形,在上面钻上螺栓孔,再把压块焊在盖板下端面壁上。把进水管上端口焊上进水管法兰盘,进水管下端口焊在进水口上。方箱、方箱盖和其它金属构件制作好后要做浸塑、或喷漆、或其它措施,使它们的表面上有一层防腐绝缘层。淡化器中的导框由一支框体和一只漏板构成,导框的中轴线与淡化器的中轴线重合(多支导框时为重合或平行。本文没有具体提及多支导框时均指一支导框时的情况。多支导框时的描述与一支导框时的描述类似不赘述)。框体是一底面为矩形、上下均无底面壁的中空直柱体,框体的前壁和后壁的壁面在轴横面内、框体的左壁和右壁的壁面在轴纵面内。框体的轴长、外侧横长和外侧纵长等于5~50cm、淡柱横长+0.2~1cm、淡柱纵长+0.2~1cm(框体的轴长要大于侧管直径),导框壁厚依材料和工艺确定。漏板是一其上有数量等于淡构数量通孔的矩形直面板,漏板的侧面在横纵面内。漏板的横长和纵长等于箱体内空腔横长、框体底面矩形外侧纵长,漏板上的通孔与淡柱中的淡构下端相对,通孔与淡柱中淡构下端横位和纵位相同,通孔是上下相通的开口,通孔的内侧横长和纵长等于淡构下端口外侧横长和纵长。
漏板在框体的上端并与框体的上端口相接成整体,漏板和框体纵位相同。漏板的横长也可采用等于箱体内空腔横长-1/2×(箱体内空腔横长-框体横长);此时,漏板非与侧口相对端与同端框体侧面横位相同。导框的材料为塑料、或其它材料。在下框材料采用塑料时,下框的单独实现通过注塑(或其它工艺)完成。淡化器中的固板是一块外形为矩形的漏花板状结构。固板由两矩形直面横板、两矩形直面纵板和数量等于淡柱中的2倍淡构数量的条丝构成,固板的侧面在横纵面内。横板的横长、纵长和轴长等于箱体内空腔横长、方箱轴横面内壁和淡柱轴横面侧间纵长、0.01~0.5cm;横板的两端横位、外侧纵位和轴位是箱体轴纵面内壁横位、箱体纵横面内壁纵位和固板轴位,两横板侧面在横纵面内;横板在方箱轴横面内壁和淡柱轴横面外侧之间。纵板的横长、纵长和轴长等于方箱轴纵面内壁和淡柱轴纵面外侧之间的横长-1/2同一行淡构间距、横板内侧间距纵长(或淡构纵长)、0.01~
0.5cm。纵板的外侧横位、两端纵位和轴位是箱体轴纵面内壁横位、两横板内侧纵位和固板轴位,两纵板侧面在横纵面内。纵板在方箱轴纵面内壁和淡柱轴纵面外侧之间。条丝的横长、纵长和轴长等于0.01~0.5cm(要尽量小)、淡构纵长、横板轴长,条丝的中轴线在纵向,横向成一行,条丝两端纵位是横板内侧纵位,条丝上端轴位是固板上端轴位。条丝的内侧横位分别在淡构的每一轴纵侧面横位;每一根条丝均紧贴旁边的淡构侧面。条丝两端与横板内侧相接成一整体。条丝的功能也可用在横板内侧加与淡构纵向两端相对应的卡口替代。
在淡化器中,固板上端轴位与淡柱上端轴位相同。固板的材料为塑料、或金属、或其它材料。
固板通过冲压、或注塑、或其它实现。在淡柱中的不只一行淡构时,此时,每一行淡构均要用独立的导框,每一独立的导框下端的箱体底面上均应设置一下出水口(必要时也要焊上下出水管和下出水管法兰盘或相同(或类似)的功能结构);每一行淡构的轴横侧面均应有一导板,此时导板的其它设置与上述导板相同;每两行淡构之间也应有上述横板,该横板的纵长等于2×上述横板纵长(也可以是其它数据),其它设置与上述横板相同。在淡化器中,也可采用没有析片的淡构④,淡构④是一上下均无底的中空长方体结构:两栅片为淡构④的两相对轴纵面侧壁,淡构④的另两轴横面侧壁为塑料(或其它)侧壁;淡构④的下部边框和塑料侧壁外侧下部也有一整圈与淡构一样的凸出块条(边框表述在下面),块条圈的其它设置与淡构块条圈相同。栅片的轴长和纵长等于淡构④轴长和纵长,栅片的横长依材料、工艺和本文表述确定;栅片由一边框和若干页构成,边框是由塑料(或外表面有绝缘材料的金属)条柱围城的矩形,边框条柱截面为矩形(或近似矩形)(边框宽厚数据越小越好);矩形边框在页的四周,页是外表面有绝缘材料的导体金属材料柱条丝薄片;页的金属部分横纵截面为V线形、或弧线形、或半圆形、或三角形、或圆形、或菱形、或其它截面图形。
页的横纵截面为三角形、或半圆形、或圆形、或菱形、或其它截面图形。页横纵截面与页金属部分横纵截面最好采用不同形。页横纵截面和页金属部分横纵截面的设置原则是:在离子导入侧,要使得在该侧的页表面能积聚显电性感应电荷(即:离子),使得栅片电场、该侧页表面显电性感应电荷电场能抵消电极结构电场(电极结构及其它的表述在下面);在离子导出侧,要使得该侧页表面不积聚显电性感应电荷,离子导入侧显电性感应电荷电场、电极结构电场不能抵消该侧表面附近的栅片电场。在栅片中,页横纵截面最大尺寸越小越好。页在横纵截面内成两排(或一排、或多排)均匀分布在边框内,页轴向两端接边框轴向两内边,两页间有一小缝,缝横纵截面最大尺寸应不大于页横纵截面最小尺寸;所有页垂直投影到平行于栅片侧面的面上的投影是一无缝整体,相邻页之间在该投影上有重叠、该重叠宽度越窄越好,页彼此间电导通。在两排及以上页的栅片中,页截面可不为同一截面图形,页的金属部分截面也可不为同一截面图形。在页金属部分截面为V线形、或弧线形、或其它类似截面时,页金属部分凸面朝向栅片同一侧面;在页截面为菱形、或其它类似截面时,页一对角线上的两棱朝向栅片侧面。在淡构④中,两栅片的页金属部分凸面相对(也可采用页金属部分非凸面相对,不过此时电源设置与采用凸面相对时正好相反。为了表述简便,没有特别提及非凸面相对时,本文的表述只涉及页凸面相对)。在页截面为半圆形、页金属部分截面为弧线半圆、页为两排时,栅片可这样实现的:算好页和边框的轴长、横长和纵长,确定好页和边框的轴位、横位和纵位;用金属板分别冲压出只有一排页和只有一半横长边框构成的半栅片两支,把两支半个栅片通过浸塑(或其它)使页和边框外层为塑料(或其它)、并使页的截面变成“半圆”形(即:弧线半圆截面“页”的内凹部分被填满),再把两个半个栅片焊接(或粘贴加焊接)在一起并使它们电导通;通过喷漆或其它措施使焊点外表面有绝缘层。上述其它页截面栅片的实施与上述实施类似不赘述。栅片也可采用多孔金属材料(或其它类似材料)制作的无机金属膜矩形片块。金属膜片块的轴长和纵长等于淡构④的轴长和纵长、横长依材料厚度。多孔金属材料的最大孔径应在0.1μm左右(也可以是其它数据,但小一点比较好。要尽量选择导电性能好、尽可能薄、通孔率高、高孔密度和均匀孔径分布的直面板材料),多孔金属材料的孔是可让离子从栅片一侧运动到另一侧的开孔。该种淡构④中的两栅片循下述途径接电源两极:先依电极结构电源电场确定通过栅片的离子,再依栅片让带与栅片多孔金属材料上净电荷的相反电荷离子通过来确定;此处的电源电压越高越好。该种栅片的栅片电源的其它设置与前述栅片电源设置相同。该种栅片可这样实现:把多孔金属材料按上述栅片的轴长和纵长裁剪成矩形块,运用阳极氧化工艺处理(或其它方法和工艺)使得金属膜片块的表面和孔壁面有由氧化层构成的绝缘层(在金属膜片块的表面和孔壁有绝缘层时,此道工序可不要)。该种栅片也可这样实现:把开孔型泡沫塑料直板片按上述栅片的轴长和纵长裁剪成矩形片(对“开孔”的理解和对开孔型泡沫塑料的要求与多孔金属材料栅片中的表述相同)。选择的开孔型泡沫塑料,应尽量使电镀后的孔径满足“最大孔径应在0.1μm左右”的要求,其它对多孔金属材料的要求也应尽可能地满足。用电镀导电液浸泡矩形塑料块,再把矩形塑料块进行电镀,运用阳极氧化工艺处理(或其它方法和工艺)使得塑料片块电镀层的表面和孔壁面有由氧化层构成的绝缘层。栅片还可以采取其它方式实施(例如:采用上面的塑料、电镀、加绝缘皮实施前一种栅片)。栅片也可采用其它相同功能结构替代(例如:离子交换膜)。淡构④可这样实现:把两只栅片放入模具中注塑(或其它工艺)出淡构④其余部分。在采用淡构④的淡化器中,要增加二支横下板,横下板的尺寸数据与横板相同,横下板的轴位、横位和纵位是上述导板下端轴位、横板横位和横板纵位。增加二支纵下板,纵下板的尺寸数据与纵板相同,纵下板的轴位、横位和两端纵位是上述导板下端轴位、纵板横位和横下板内侧纵位。把两导板改成端片和边部加上下板一样的结构,此时的上下板轴长要尽可能短(建议采用淡构①端片和边部加上下板结构。导板也可用端片加边部轴纵壁结构(不建议使用)。以下的表述均只涉及导板采用端片和边部加上下板结构)。导板的横长等于箱体内空腔横长-0.5~6cm,导板的横位是箱体内空腔横向正中,导板的其它尺寸与上述导板尺寸基本相同,导板的其它设置与端片和边部加上下板完全相同。导板内侧绝缘皮上也可加与淡柱中的淡构④纵向两端相对应的卡口。导板、横板、横下板和同侧的箱体壁相接部分成一体(以下把该结构简称为电极结构),纵下板焊接在箱体内壁上。在淡构④淡化器中,淡柱轴纵侧面与方箱轴纵面内壁的距离等于两导板之间的间距×tgσ+0.01~0.2cm(也可以是其它设置);淡构④两端外侧与导板相接部分不能让海水(或苦咸水)进入(采用涂密封膏、或其它手段);淡构④中的栅片、导板上的金属皮、内层金属层和外侧金属层分别焊上有绝缘皮的导线,栅片和导板上没有绝缘层的地方(例如焊点)有绝缘层(采用喷漆、或其它措施)。在电极结构中,导板中的金属皮、内侧金属层和外侧金属层彼此电不导通,金属皮和金属层与其它导体构件电不导通;内侧金属层导线与一支直流电源两端相接、金属皮导线与一支直流电源两端相接、同一淡构④中两栅片导线接同一支电源两端,全部的栅片导线与一支(或一组)直流电源相接,电极结构电场(即:导板金属皮电源和内侧金属层电源在淡构④中产生的合电场)与栅片电场(即:栅片电源在淡构④内产生的电场)走向相反(也可相同,最终以电场分析结果确定。为了表述简单,本文表述只涉及相反),电极结构电场应大于栅片电场(也有小于的时候。最后设置依据电场分析的结果确定),电极结构中的金属皮电源和金属层电源的其它设置与析片中的电源设置相同。导板外侧金属层接地(具体做法与端片相同)。在淡柱为两行或多行淡构④时,每行淡构④均应有两导板,不同行淡构④之间的两相邻导板间应增加一横下板,两导板、一横板和一横下板成一整体。在淡构④淡化器中,由电极结构提供电场的形式也可采用其它相同功能结构替代。前述淡化器也可由横纵截面方形变成横纵截面圆形:一导板变形为圆柱、另一导板变形为圆筒,圆筒套在圆柱上,在圆筒和圆柱之间再放上环形淡柱。其它变形如此类推,比较简单不再赘述。为了表述简单,本文表述不具体提及均不涉及淡构④。在同一淡化器中,上述淡构有可能部分或全部同时存在;淡构也可能拆分后,在以某种其它淡构为主的淡化器中出现。例如:在非多孔金属材料淡构的淡化器中,在一个到两个(或多个)淡构之间使用一块多孔金属材料栅片。当场分淡化法应用在供水公司、淡化工厂时,上述淡化器可作如下处理变成淡化设施:轴向和横向均在水平面内、纵向在铅锤方向(以下的上方和下方均指在纵向)。淡柱只有一行淡构。淡构侧的凸出块条圈改在淡构下端。取消固板、导框、漏板轴位向下0.2~1cm以下的方箱部分、方箱一轴横面侧壁、侧壁固条和方箱盖上的固块,把方箱的另一轴横面侧壁置于水平面上,使方箱剩下部分及没有固块的方箱盖构成一上端有进水管的水槽结构。在水槽的底部(即:方箱的轴横面侧壁)上方加上与淡柱下方端片相对的卡口(卡口可在原内壁上粘一塑料衬垫实现),卡口的纵位、横位和轴位是淡柱下方端片的纵位、横位和轴位,卡口的深度纵长要尽可能接近端片纵长。淡柱下方端片放在水槽底部的卡口内。增加两导槽。导槽的轴纵截面为两侧壁等纵长的 形,导槽的底面在下方且在轴横面内,导槽的中轴线在横向。导槽甲的上方纵位、上端轴位是水槽底上方纵位、下端轴位,导槽甲上端侧壁与水槽底下端相接成一整体;导槽乙的上方纵位、上端轴位是水槽上方纵位、导槽甲下端轴位,导槽乙上端壁面上有与淡柱中淡构下端相对应的开口;淡构用内空腔截面与漏板上通孔相同的直管与导槽乙开口相接相通。增加一支架。支架是由一矩形条片方框和二倍淡构数量条片构成的漏花结构:
方框在条片的四周,条片轴向两端连接方框内侧;方框外侧横长和内侧轴长等于水槽内空腔横长、端片轴长;条片内侧面横位分别是淡柱上方端片外侧面横位,条片上方纵位是端片上方纵位、支架横向两端横位是水槽边壁横位,支架侧面在轴横面内,支架与水槽相接成一整体。在淡构为淡构④时,水槽底还应有放置导板的凹缺,淡构下方导板紧贴卡口底部;在淡构为淡构②③④时,水槽的两边壁内侧分别有一挡板,挡板的轴长、横长和纵长等于
0.1~0.5cm、导板两端与水槽边壁间距(也可以是其它数据)、水槽的深度,挡板轴位是导板轴位;挡板与水槽成一体。淡化设施的其它设置与淡化器基本相同(表述中未尽的设置非常简单不赘述)。为了表述简便,以下表述中未具体提及淡化设施的地方均只涉及上述淡化器。在淡化器中,导电材料构件彼此电不导通;上述的塑料构件中可加(或部分加、或不加)金属板片条骨架以增强其强度和稳定性;构件中的非接电源的金属导电材料部分(包括塑料构件中的金属板片条骨架)应接地(不影响淡化器工作的部分可不接地)。在淡化器中,析板、栅片、淡构④淡化器中的导板以及其它类似构件中的金属部分上下两端一般无需蔽电措施,在需要时可加一像边部增加部分的蔽电措施。在淡化器中,侧出水口也可设置在箱体底部;侧出水口、侧出水管、侧出水管法兰盘、下出水口、下出水管、下出水管法兰盘也可用其它相同(或类似)功能结构替代;采用导框、下出水口、纵板、横板、导板和侧出水口的分离导流方式也可用其它分离导流方式替代(例如:导框在两淡构间的部分可做成轴纵面为人字形结构)。完成上述工作后,再把上述构件组装成一淡化器。淡化器是这样组装的:先在箱体底部与淡构下框接触的地方放上密封垫,再把导框放入箱体底部的四固条之内,在漏板通孔上放上密封垫,把淡构下端插入漏板上的通孔内,在侧壁固条和导板上端放上密封垫。把固板放在侧壁固条和导板上,把淡构导线引出箱体外(导线从箱体内引出路径很多,这里不赘述)。在外翻边上放上密封垫圈,对好外翻边和方箱盖上螺栓孔,把方箱盖盖在箱体上,用螺栓使箱体和方箱盖连接在一起。在进行海水(或苦咸水)淡化时,b、c和d、e分别接直流电源两端,a和f接地(或接在箱体壁内上);进水管法兰盘接供水管法兰盘,侧出水管法兰盘和下出水管法兰盘分别接两排水管法兰盘。
2.根据权利要求1所述的淡化器。其特征是:上述的数据关系、数据和数据范围是依据表述简便来进行的;在淡化器的实际设计制作中,除了依这些数据关系、数据和数据范围外,还要循下列途径来确定淡化器的最终数据:(一)依据海水(或苦咸水)含盐量、物理学和化学计算结果(或借用电渗析设备中的淡隔室和浓隔室流量设计数据方法),用经验法确定淡化器最终流出的淡化水量与浓海水(或苦咸水)量的比值、下出水管流量和侧出水管流量比值、淡构过流面积与两相邻淡构间过流面积比值等设计值;设计时可依下列公式:
淡化水量与浓海水(或苦咸水)量的比值=下出水管流量和侧出水管流量比值=淡构过流面积与两相邻淡构间过流面积比值。流量=流速×过流面积。流量比值计算可简化为过流面积比值计算。(二)依据淡化器设计所要达到的每秒淡化水量、海水(或苦咸水)含盐量、淡构过流面积与两相邻淡构间过流面积比值、淡化水量与浓海水(或苦咸水)量比值,确定海水(或苦咸水)在淡化器内的流速、淡构的过流面积、两相邻淡构间的过流面积。依据海水(或苦咸水)在淡化器内的流速、淡构的过流面积、两相邻淡构间的过流面积确定箱体的横长和纵长、淡构的横长和纵长、金属皮横长及析片横长。(三)设定析片间的间距。依据设定好间的析片的间距、淡构的横长和纵长,确定淡构中的析片的数量。在淡化器中,析片间的间距纵长越小越好,金属皮横长越小越好。(四)依据海水(或苦咸水)的含盐量、淡化器设计所要达到的每秒淡化水量、物理学和化学计算结果、实际条件的许可,设定金属皮的电源电压。依据设定的金属皮电源电压在析片间产生的电场,并依据电场分析结果,最终确定金属层电源电压。依据设定好的金属皮电源电压和确定好的金属层电源电压确定析
5
片的轴长、箱体内空腔的轴长、淡构的轴长。淡化电压=〔∑1.93×10×每秒淡化水量×海水含盐量比×盐中某种盐含量比×单离子带电荷量×海水电阻率×金属皮横长〕/〔
2
(1-海水含盐量比)×该种盐摩尔质量×淡构轴纵相通面积〕。(金属皮电源电场)+(淡
2 2
化电压/金属皮横长) =(金属层电源电场),Sinσ=金属皮电源电场/金属层电源电场(计算时,其它盐可用NaCl替代。实际使用值应适当放大)。上述过程也可以改成先设定金属层电源电压,再确定金属皮电源电压。(五)在确定进水管、侧出水管和下出水管的相关数据时,要使下出水管、侧出水管的流量和等于进水管流量。在构件中要尽量采用标准件、通用件。以上表述中没指明材料的构件均为钢构件。构件中的钢材料和塑料均可用其它材料替代。进水管、侧出水管和下出水管长度可长可短,一般应尽可能短,但不宜短过实际使用方便需要。(六)在实际设计中,前述中数据和数据范围可能会显得数据太小(或太大)、涵盖太窄,此时应依实际确定数据为最终数据。(七)上述直流电源均可换为交流电源(不推荐使用)。在为交流电源时,所有的交流电源必须同初相、同频率、同波形。

说明书全文

场分淡化

[0001] 本发明涉及一种海水(或苦咸水)淡化方法;尤其是一种运用电学中的电场理论,使得海水(或苦咸水)淡化设备结构极其简单、造价极其低廉、使用极其方便、淡化能耗和成本均极低的场分淡化法。
[0002] 目前已有的海水(或苦咸水)淡化法有:冷凝法、蒸馏法、电渗析法和反渗透法。冷凝法是利用以下原理:当不饱和水溶液的温度降至凝固点时,溶液中开始析出,溶液的浓度不断增大,溶液凝固点不断降低,最后溶液的浓度达到该溶质溶液的饱和浓度时,冰和溶质一起析出。由于这种方法的淡化能耗和成本太高,所以其设备一直未投入生产。蒸馏法是给海水(或苦咸水)加热使海水(或苦咸水)中的水分子先蒸发再冷凝,淡化水与盐分离的淡化方法。证明了“用磁电方法能使淡化水与变浓海水(或苦咸水)分离且去掉了离子(即:海水(或苦咸水)中的杂质)的海水(或苦咸水)就是淡化水”的电渗析法是将具有选择透过性的阳离子交换膜与阴离子交换膜交替排列,组成多个相互独立的隔室;隔室的海水(或苦咸水)被淡化与隔室的海水(或苦咸水)被浓缩相间相隔,在外加电场的作用下,淡水与浓缩水得以分离的淡化方法。电渗析法绝大部分能耗均消耗在与淡化关系不大的膜电阻、滞留层和电化学反应上。反渗透法是利用外加压使海水(或苦咸水)的水分子透过只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水(或苦咸水)与淡水分隔开的淡化方法。在这三种淡化方法中,反渗透法能耗最低,仅为电渗析法的1/2、蒸馏法的1/30;但目前世界上有准确报道的反渗透法淡化设备能耗最低耗电量也达6kwh/T,这还不包括维护设备运行能耗。为了降低淡化能耗和成本,人们不得不使淡化设备结构变得复杂;例如:
利用蒸馏法原理的普通蒸馏到多闪多效蒸馏;设备虽能降低淡化能耗,但却使得设备结构制造越来越复杂、设备投资额度越来越大、设备维修保养成本越来越高。
[0003] 本发明的目的是:提供一种运用电学原理,并使得海水(或苦咸水)淡化设备结构极其简单、造价极其低廉、使用极其方便、淡化能耗和成本均极低的海水场分淡化法。
[0004] 本发明的目的可这样实现:运用本发明的发明人发现的“采用电源电场(或电源电场、感应电场)的叠加,把一大的空间分成若干个交替相间的有电场小空间和没有电场小空间,把需要进行淡化的海水(或苦咸水)导入该大空间内,使得有电场小空间内的离子只能单向通过有电场小空间和没有电场小空间的界面进入到无电场小空间,分别导出有电场小空间内的淡化水和没有电场小空间内的变浓海水(或苦咸水),从而使得淡化水与变浓海水(或苦咸水)分离。”的淡化机理。用若干个淡构(淡构数量依本文相关表述确定)、一口方箱、一方箱盖、一块固板和一支(或多支)导框构成一台淡化器。淡化器中的淡构是由若干块析片、(2倍淡构中析片数量-2)块的矩形直面上板、(2倍淡构中析片数量-2)块的矩形直面下板、(2倍淡构中析片数量-2)块的边部构成的长方体结构(下面把在平行(或重合)于淡化器中轴线的直线上简称为轴向;把在均垂直于轴向而彼此又相互垂直的两条直线上分别简称为:横向和纵向。在轴向、横向和纵向的长度分别简称为轴长、横长和纵长。在轴向、横向和纵向的位置分别简称为:轴位、横位和纵位)。析片侧面在轴横面内。在淡构中,非片由一金属皮、二绝缘层、二金属层和二绝缘皮构成。绝缘层、绝缘皮、金属皮和金属层均为轴长相同的矩形直板状结构(非片是指:不在淡构纵向两端的析片。下同),绝缘层、绝缘皮、金属皮和金属层的侧面均在轴横面内。金属层是横纵截面为三波形状的金属皮(以下把三角波的两边及该两边所代表的侧面分别简称为:X和W);X与金属皮的夹角为σ(σ依本文表述确定。X和W的横长和纵长越小越好),σ小于W与金属皮的夹角β(σ和β朝向相同。β≤90°)。两金属层横长相等,两金属层横向同端错开、同端横位之间距离的横长等于淡构中析片间距×tgσ。金属皮为直面板,金属皮的横长等于在析片中的两金属层重叠部分的横长,金属皮的横向两端横位是两金属层重叠部分横向两端横位。绝缘层和绝缘皮的横长均等于金属层横长,一绝缘层和一绝缘皮的横向两端横位是一金属层横向两端横位,另一绝缘层和另一绝缘皮的横向两端横位是另一金属层横向两端横位。绝缘皮使得析片外表面平整光滑并起绝缘作用。金属皮和金属层之间的绝缘层起填充连粘和绝缘作用。绝缘皮、绝缘层、金属皮和金属层的纵长依本文表述和材料(或工艺)确定。在纵向,非片的正中间是金属皮、金属皮两侧分别是一绝缘层、绝缘层外侧分别是一金属层、每一金属层的外表面是一绝缘皮。在淡构中,端片外侧金属层为直面板、横长等于淡构横长(端片是指:在淡构纵向两端的析片。下同)。端片的其它设置与非片的设置相同。
在同一淡构中,所有析片上的X彼此平行、W也彼此平行。一析片中的金属层X上的垂线均能到达并垂直于与之相对的另一析片上金属层相对应X上。同一析片上的金属层不能在上端和下端连续成一整体(上端指轴向迎着水流的一端,下端指轴向背着水流的一端。下同);在同一淡构中,所有析片的轴位相同、横位相同。同一淡构中的析片纵向彼此间距相等、侧面彼此平行成一列排列成一长方体;在淡构制作中,如果工艺和制作条件允许,W处最好没有金属层。在淡构中,在同一淡构中的析片数量最好为奇数;在同样的条件下,同一淡构中的析片越多越好;析片的轴长、横长和纵长依本文表述并依所选定的材料(或工艺)确定。淡构中的析片横向两端及两轴横两侧面均有空缺,除上述中没有绝缘皮、金属层、绝缘层和金属皮处的空缺外,在每一上述空缺的对面析片上的相对应位置上也有一个空缺,该空缺除纵位与对面空缺不同外,其余与其对面空缺完全相同,该空缺是用减薄析片两端新空缺处的绝缘皮厚度和增加析片金属皮轴横区域绝缘皮厚度来实现。边部是一轴纵向截面为矩形的中空直柱体,中空柱体只有一底;底的外侧横位是紧挨金属皮横向端横位,底是一矩形开孔型泡沫塑料直板片(也可以是其它相同功能材料。对开孔型泡沫塑料的要求与下述对开孔型泡沫塑料栅片中的开孔型泡沫塑料表述相同,但孔径可以稍大一点),底的横长(即:厚度)数据越小越好。中空直柱体的外侧轴长、外侧横长和外侧纵长是上板与下板间的间距轴长、淡构中的析片间距×tg σ、两相邻析片空缺处间的纵长(上板和下板的表述在下面),中空直柱体的内空腔纵位、上端轴位和外侧横位是相邻两析片绝缘皮纵位、上板下端轴位和析片轴向边横位。中空直柱体的四壁均是矩形绝缘材料直面板结构,侧壁和底的内侧壁均是一外表面有绝缘皮的直面板结构金属层。两相邻析片间的两端均有一边部。边部与析片、上板和下板接成一整体。在淡构中,边部的横长一般等于析片间距×tgσ+0.01~0.05cm;此时,增加部分的轴位、内侧横位和纵位是边部上述部分轴位、析片横向两端横位和析片横向中心纵位,增加部分的轴长、横长和纵长等于边部上述部分轴长、0.01~0.05cm和析片横向中心的纵长;增加部分的外表面也是外表面有绝缘层的直板金属层,增加部分上的金属层与原有的边部金属层为一体(也可不为一体,分别接地,具体设置依电场分析决定)。为了提高边部的蔽电作用,也可使边部中的中空之柱体的横长增加0.01~0.2cm,使得边部的底再向内微伸(相应的变化比较简单不赘述)。在淡构中,也可把析片中的金属皮横长变为淡构横长(不推荐使用);析片中的金属层也可变成直板(不推荐使用)。在淡构中,所有析片金属皮横向两端均可加(或不加)一蔽电金属皮,蔽电金属皮的纵位及纵长与析片金属皮相同,蔽电金属皮的其余设置与边部的轴横侧壁的设置相同(由增设蔽电金属皮而引起的相应部分的细小改变比较简单不赘述)。蔽电金属皮与析片金属皮、析片金属层和边部金属层均电不导通,蔽电金属皮接地(接地的具体设置依电场分析确定。为表述简便,在本文表述中的“金属皮”除特别提及蔽电金属皮外,均指析片金属皮。“金属层”除特别提及边部金属层外,均指析片金属层)。上板的纵长、轴长、横长为淡构中析片横向两端部间距纵长、0.1~5cm、淡构中析片间距×tg σ(或淡构中的析片间距×tgσ+0.01~0.2cm);下板的纵长、轴长、横长为淡构中析片横向两端部间距纵长、0.3~5cm、淡构中析片间距×tgσ(或淡构中的析片间距×tg σ+0.01~0.2cm)。上板和下板的表面部分区域上有起电通路作用的金属层(具体设置依据本文表述,非常简单不赘述)。上板和下板的侧面在轴纵面内。上板的上端轴位、外侧横位是析片上端轴位、析片轴向边横位,上板的纵向两端纵位是两相邻析片相对侧面纵位,上板的纵向两端在两析片之间。下板的下端轴位和外侧横位是析片下端轴位、析片轴向边横位,下板的纵向两端纵位是两相邻析片相对侧面纵位,下板的纵向两端在两析片之间。上板和下板的纵向两端与析片轴横向侧面相接并成一体。析片轴横侧面与上板轴纵侧面、下板轴纵侧面垂直。淡构中的下板外侧、端片外侧有凸出块条,凸出块条厚0.1~0.3cm、轴长0.1~0.5cm,凸出块条下端轴位是淡构下端轴位向上0.1~0.8cm处;整个块条截面相同,环绕淡构成一整圈。
凸出块条圈也可根据需要设计在下板和端片的底部(具体设置非常简单不赘述)。在淡构中,也可只设置两块上板和两块下板,此时,上板的纵长、轴长、横长为淡构两端片外侧纵长、0.2~5cm、0.01~0.1cm;下板的纵长、轴长、横长为淡构两端片外侧纵长、0.5~5cm、
0.01~0.1cm。上板的上端轴位、内侧横位和两端纵位是析片上端轴位、析片轴向边横位、析片长方体两端纵位,下板的下端轴位、内侧横位和两端纵位是析片下端轴位、析片轴向边横位、析片长方体两端纵位;此时边部的轴长等于析片轴长,其它相应变化非常简单不赘述。a、b、c、d、e和f分别指:端片外侧金属层、一半数金属层、另一半数金属层、一半数金属皮、另一半金属皮和边部金属层。b、c、d和e的确定:从一端片内侧金属层开始把端片内侧金属层和所有非片金属层依序交替分别标为b和c(同一支非片上的两金属层只能标b和c中的一个),从一端片金属皮开始把所有析片金属皮依序交替标为d和e。在淡构中,a彼此电导通、b彼此电导通、c彼此电导通、d彼此电导通、e彼此电导通、f彼此电导通,a、b、c、d、e和f彼此间电不导通。a与a色皮导线电导通。b与b色皮导线电导通,c与c色皮导线电导通,d与d色皮导线电导通,e与e色皮导线电导通。f与f色皮导线电导通。a色皮导线接方箱或接地(最好是紧贴绝缘层侧接地),f色皮导线接方箱或接地(一般是内壁接水流侧接地。f也可不接地。具体设置依电场分析确定)。不同析片上的同一颜色绝缘皮导线接电源同样一极(即:要就都是正极、或要就都是负极。对“不同一极”的理解类推),同一析片上的金属层和金属皮导线接电源的不同一极。b色和c色皮导线分别接一支(或一组)电源两端,d色和e色皮导线分别接另一支(或一组)电源两端。b和c金属层电源在两析片间产生的电场应大于d和e金属皮电源产生的电场(也有小于的时候。最后设置依据电场分析的结果确定)。淡构可这样实现:按金属皮的大小裁剪好金属皮,再把一面有三角波条纹的塑料板裁剪成金属层大小,确定好金属层和金属皮的相互位置,在金属皮的两面上粘上(或其它方法固定)一面有三角波条纹的塑料板,裁剪好开孔型泡沫塑料片,确定好析片在淡构中的位置,把一半数的金属皮与一金属丝片焊接导通,另一半数的金属皮与另一金属丝片焊接导通。把上述结构放入模具内,用塑料注塑(或其它工艺)制作出上述结构的其它部分(注意把与析片焊接的金属丝片(或其它)注塑(或其它工艺)在上板(或下板)内),再把该结构有金属层的地方喷涂(或浸泡)上电导电液(在喷涂析片三角波部分时,最好采用喷液与X外段成不小于90°角喷涂),去掉(或不喷涂上)不应该金属连接处的导电液并进行电镀(注意电镀时不使开孔型泡沫塑料片的孔被堵)。把a、b、c、d、e和f分别焊上一a色、一b色、一c色、一d色、一e色和一f色皮导线,最后通过浸塑(或其它工艺)使金属层外表面和焊点有绝缘层并使金属层外表面平整光滑(开孔型泡沫塑料片的孔如果易被绝缘层堵,此处就不要绝缘层、或采用金属化层构成的绝缘层(具体做法与下面的表述相同))。淡构也可采用其它方法去实现。在淡化器中,淡构也可以采用其它相同功能结构。在淡化器中,若干淡构在横纵面上横向成一行(或两行、或多行)成矩形排列在方箱内空腔横纵面的正中区域(下面把所有淡构的上述排列简称为:淡柱。方箱的表述在下面。同样的条件下,同一淡柱中的淡构越多越好。为了表述简便,本文表述没特别指明“两行、或多行”的部分均只涉及一行的情况),淡柱的中轴线与淡化器的中轴线重合。淡柱四侧面与方箱内壁有一定的距离(淡柱四侧面与方箱内壁的距离、两行淡构间的间距依不影响淡化、水流及时导出和水流的流动彼此互不影响及本文的相关表述确定)。淡柱轴纵侧面与方箱轴纵内壁的距离、淡柱轴横侧面与方箱轴横内壁的距离可以不等也可以相等。两处的淡柱轴纵侧面与方箱轴纵内壁的距离相等,两处的淡柱轴横侧面与方箱轴横内壁的距离相等。在两行及以上淡构的淡柱中,两行淡构间的间距一般等于2×淡柱轴横侧面与方箱轴横内壁的距离。在淡柱中,所有淡构的轴位相同,同一行淡构的纵位相同,所有淡构的轴纵侧面彼此平行,淡构间的间距相等。在淡化器中,金属皮横长与两淡构间横长的比值等于淡化器流出的淡化水与浓海水(或苦咸水)比值;金属皮的横长最好不要超过1cm。淡构的轴长、横长和纵长依本文表述和实际需要确定。在实际淡构的设计制作中,①.把淡构作如下改变而其它基本不变构成淡构①(以下把未作改变淡构及所有淡构均简称为淡构,作改变的淡构以淡构加带圈数字表述):淡构全部析片中的金属皮去掉,相邻紧挨的绝缘层合为整体一层,端片内侧金属层改为两层金属层(下面把靠近非片的一层金属层和另外一层金属层分别简称为:非层和内层。本段表述中的金属层均指该两金属层和非片两金属层),非层和内层按上述非片两金属层设置;非片两金属层的横长改为等于析片横长;在淡构①中,同一金属层的X朝向相同且平行;同一析片两金属层的X朝向相反(或不平行)、两金属层的σ相等、两金属层的X成2σ角;所有析片上的两金属层上X所成的“>”形朝同一方向;同一析片的两金属层彼此电不导通。在淡构①中,非层所有X上的垂线均能到达并垂直于与之相邻相对非片上的一金属层的X上,内层所有X上的垂线均能到达并垂直于与之相邻相对的同一块非片上的另一金属层的X上。从一端片内层开始,把所有析片上的金属层依序交替分别标上h、i、j和k,使所有的h电导通、使所有的i电导通、使所有的j电导通、使所有的k电导通。使h、i、j和k彼此间电不导通。把h、i、j和k分别与h色、i色、j色和k色导线电导通,把h色、j色导线接一支(或一组)电源的两端,把i色、k色导线接另一支(或一组)电源的两端,同一析片上的两金属层接电源不同一极,接h、j色导线的电源电压与接i色、k色导线的电源电压相等。适应该结构的上述变化而需要作出的其它改变比较简单不赘述。②.把淡构作如下改变而其它基本不变构成淡构②:两端片金属皮接一只电源,非片金属皮接地(接地必须是同方向侧面;也可一半在一侧,另一半在另一侧;但必须是连续不跳跃的)。同一析片上的两金属层电不导通;相邻两析片上的两相对金属层接同一支(或一组)电源的两端,同一非片中的两金属层接电源不同一极,同一端片中的金属皮和内侧金属层接电源不同一极。适应上述变化而需要作出的其它细小改变比较简单不赘述。③.把淡构②作如下改变而其它基本不变构成淡构③:把析片中金属层三角波截面板改为直线截面直面板结构(可以看成是:只有X而没有W、且X连成一整体)。把淡构③中的端片内侧金属层、非片和边部按其横纵截面图形与横向成σ角度排列;此时,淡构③中的金属皮、金属层、绝缘皮和绝缘层横向两端纵位相距分别等于金属皮横纵截面长×sinσ、金属层横纵截面长×sin σ、绝缘皮横纵截面长×sin σ和绝缘层横纵截面长×sin σ,其它各部分及淡构中析片的各部分在横纵面长度和边部在横纵面上的长度作相应变化比较简单不赘述;淡构③金属皮电源设置与淡构中的金属层电源设置相同,淡构③金属层电源设置与淡构中的金属皮电源设置相同。在淡构的实际设计制作中,也可采用把淡构分拆成更便于制作的单件,再用单件拼接的方式来实现;此时,在不影响功能的情况下,淡构中单件的相互位置可按工艺要求调整。上述淡构存在的其它变形结构在此不赘述。保留金属皮、金属层及边部要素功能的其它淡构形式在此不列举。为了表述简便,以下的表述中除特别提及淡构①②③外,均只涉及变形前的淡构。淡化器中的方箱上有一口箱体、八条固条、一块外翻边、一支下出水管、一块下出水管法兰盘、一支侧出水管、一块侧出水管法兰盘和两块导板。箱体是一上端口无盖、下端口有底的内空矩形直柱体。箱体的前后壁面在轴横面内、箱体的左右壁面在轴纵面内、箱体的底壁面在横纵面内、箱体的中轴线与淡化器的中轴线重合。箱体内空腔横长、纵长和轴长等于淡构横长+2~
25cm、淡构纵长+2~25cm、导框轴长+淡构轴长+压块轴长(箱体内空腔轴长、纵长和横长依本文相关表述确定、壁厚依所选用材料。导框和压块的表述在下面)。箱体壁上有一个下出水口和一个侧出水口。下出水口在箱体下底面壁上,下出水口中心的横位和纵位是箱体内空腔横向和纵向中心,下出水口是圆形(下出水口口径依本文相关表述确定)。侧出水口在箱体一轴纵侧壁上,侧出水口中心的纵位是箱体内空腔纵向中心;侧出水口为圆形,侧出水口下端轴位是箱体下底内壁轴位(侧出水口口径依本文的相关表述确定)。八固条均为宽厚均在0.1~1cm的矩形条。八固条中的四固条焊接在方箱的侧内壁上,该四固条中的两根的长度(即:横长)等于箱体内空腔横长、另两根的长度(即:纵长)等于箱体内空腔纵长,它们的上端轴位均是固板下端轴位(固板的表述在下面),焊接在箱体侧壁内侧上的该四固条为一完整圈。八固条中的另外四固条在方箱的底壁内侧上,该四固条的长度可长可短,具体长度以实际需要本着节约确定,两条固条的内侧纵位分别是导框的外侧纵位,另两条固条的内侧横位分别是导框的外侧横位。外翻边是一内侧的横长和纵长与箱体上端口外侧的横长和纵长相同、截面宽为3~15cm、厚度等于箱体壁厚的矩环形钢片;外翻边侧面在横纵面内。外翻边上有若干个轴向螺栓孔(外翻边的截面宽度尺寸及螺栓孔的数量、直径和位置依实际受力情况及法兰盘设计规范确定),外翻边在箱体四周、上端轴位是箱体上端轴位。下出水管是一长5~15cm、内径等于下出水口直径的钢管(下出水管轴长依本文相关表述确定,下出水管外径是在其内径确定后依所选材料),在淡化器中,下出水管中轴线在轴向,下出水口、下出水管、下出水管法兰盘共中轴线。侧出水管是一轴长为5~
15cm、内径等于侧出水口直径的钢管(侧出水管轴长依本文相关表述确定,侧出水管外径是在其内径确定后依所选材料),在淡化器中,侧出水管中轴线在横向,侧出水口、侧出水管、侧出水管法兰盘共中轴线。导板为矩形直面板,导板采用钢、或塑料、或其它材料制作。
导板侧面在轴横面内;导板的横长、纵长和轴长为箱体内空腔横长、0.05~0.5cm、淡柱轴长-0.5~8cm。导板两端的横位、内侧纵位和上端轴位是箱体两轴横内壁横位、淡柱外侧纵位、比淡柱上端低一固板轴长的轴位。导板两端固定在箱体内壁上成一体。导板只起疏导水流作用,在疏导水流有保障的情况下可以不要。导板也可与横板相接成一整体(横板的表述在下面);此时,导板横向两端可不与箱体横向两内壁相接,导板和横板的轴位、横位和纵位均与原设置相同。在淡柱横向两端与箱体内壁的间距影响到它处水流整体流动时,可在导板两端的下端加一矩形方块以调节该处导出水的流量(设置非常简单不赘述);其它两淡构间的中间区域导板下端也可如此加一小方块来调节两淡构间流量以使得所有两淡构间的流量相等(具体设置非常简单不赘述)。方箱可这样实现:先依上面表述制作出方箱全部构件,再在箱体内壁上焊上固条、导板;在箱体上端口焊上外翻边;下出水管法兰盘焊在下出水管下端口上,下出水管上端口焊在箱体下出水口上;侧出水管法兰盘焊在侧出水管一端口上,侧出水管另一端口焊在箱体侧出水口上。淡化器中也可设置两个(或多个)侧出水口、两支(或多支)侧出水管和两支(或多支)出水管法兰盘,它们的位置设置及其它设置与上述类似不赘述。淡化器中的方箱盖由一块盖板、二块压块、一支进水管和一块进水管法兰盘构成,方箱盖中轴线与淡化器中轴线重合。盖板是横纵截面外轮廓线与外翻边横纵截面外轮廓线同形的矩形钢片。盖板侧面在横纵面内。盖板的横长、纵长和轴长等于外翻边横长、外翻边纵长和箱体壁厚;在盖板周边上有数量、数据和位置与外翻边螺栓孔的数量、数据和位置相同的轴向螺栓孔。盖板上有一个进水口。进水口中心的横位和纵位是盖板的横向中心和纵向中心,进水口为圆形(进水口口径依本文相关表述确定)。压块为矩形柱体(也可是其它结构),压块所用的材料为钢材料,压块的横长、纵长和轴长是淡柱横长、0.5~3cm、2~35cm(具体数据依本文相关表述和结构需要确定),压块的横位、纵向中心纵位是淡柱上端横位、淡柱纵长三等分的中间两位置的纵位(压块数量、位置也可与此不同,其设置要保证压块不影响水流流动顺畅、并能使淡构被压住)。压块上端轴位是盖板下端轴位,盖板与压块成一整体。进水管是一轴长为5~15cm、内径等于进水口直径的钢管(进水管轴长依本文相关表述确定,进水管外径是在其内径确定后依所选材料)。在淡化器中,进水管中轴线在轴向,进水口、进水管、进水管法兰盘共中轴线。方箱盖可这样实现:取一块钢板,把其裁剪成长度和宽度均等于外翻边长度和宽度的矩形,在上面钻上螺栓孔,再把压块焊在盖板下端面壁上。把进水管上端口焊上进水管法兰盘,进水管下端口焊在进水口上。方箱、方箱盖和其它金属构件制作好后要做浸塑、或喷漆、或其它措施,使它们的表面上有一层防腐绝缘层。淡化器中的导框由一支框体和一只漏板构成,导框的中轴线与淡化器的中轴线重合(多支导框时为重合或平行。本文没有具体提及多支导框时均指一支导框时的情况。多支导框时的描述与一支导框时的描述类似不赘述)。框体是一底面为矩形、上下均无底面壁的中空直柱体,框体的前壁和后壁的壁面在轴横面内、框体的左壁和右壁的壁面在轴纵面内。框体的轴长、外侧横长和外侧纵长等于5~50cm、淡柱横长+0.2~
1cm、淡柱纵长+0.2~1cm(框体的轴长要大于侧管直径),导框壁厚依材料和工艺确定。漏板是一其上有数量等于淡构数量通孔的矩形直面板,漏板的侧面在横纵面内。漏板的横长和纵长等于箱体内空腔横长、框体底面矩形外侧纵长,漏板上的通孔与淡柱中的淡构下端相对,通孔与淡柱中淡构下端横位和纵位相同,通孔是上下相通的开口,通孔的内侧横长和纵长等于淡构下端口外侧横长和纵长。漏板在框体的上端并与框体的上端口相接成整体,漏板和框体纵位相同。漏板的横长也可采用等于箱体内空腔横长-1/2×(箱体内空腔横长-框体横长);此时,漏板非与侧口相对端与同端框体侧面横位相同。导框的材料为塑料、或其它材料。在下框材料采用塑料时,下框的单独实现通过注塑(或其它工艺)完成。淡化器中的固板是一块外形为矩形的漏花板状结构。固板由两矩形直面横板、两矩形直面纵板和数量等于淡柱中的2倍淡构数量的条丝构成,固板的侧面在横纵面内。横板的横长、纵长和轴长等于箱体内空腔横长、方箱轴横面内壁和淡柱轴横面侧间纵长、0.01~0.5cm;横板的两端横位、外侧纵位和轴位是箱体轴纵面内壁横位、箱体纵横面内壁纵位和固板轴位,两横板侧面在横纵面内;横板在方箱轴横面内壁和淡柱轴横面外侧之间。纵板的横长、纵长和轴长等于方箱轴纵面内壁和淡柱轴纵面外侧之间的横长-1/2同一行淡构间距、横板内侧间距纵长(或淡构纵长)、0.01~0.5cm。纵板的外侧横位、两端纵位和轴位是箱体轴纵面内壁横位、两横板内侧纵位和固板轴位,两纵板侧面在横纵面内。纵板在方箱轴纵面内壁和淡柱轴纵面外侧之间。条丝的横长、纵长和轴长等于0.01~0.5cm(要尽量小)、淡构纵长、横板轴长,条丝的中轴线在纵向,横向成一行,条丝两端纵位是横板内侧纵位,条丝上端轴位是固板上端轴位。条丝的内侧横位分别在淡构的每一轴纵侧面横位;每一根条丝均紧贴旁边的淡构侧面。条丝两端与横板内侧相接成一整体。条丝的功能也可用在横板内侧加与淡构纵向两端相对应的卡口替代。在淡化器中,固板上端轴位与淡柱上端轴位相同。固板的材料为塑料、或金属、或其它材料。固板通过冲压、或注塑、或其它实现。在淡柱中的不只一行淡构时,此时,每一行淡构均要用独立的导框,每一独立的导框下端的箱体底面上均应设置一下出水口(必要时也要焊上下出水管和下出水管法兰盘或相同(或类似)的功能结构);每一行淡构的轴横侧面均应有一导板,此时导板的其它设置与上述导板相同;每两行淡构之间也应有上述横板,该横板的纵长等于2×上述横板纵长(也可以是其它数据),其它设置与上述横板相同。在淡化器中,也可采用没有析片的淡构④,淡构④是一上下均无底的中空长方体结构:两栅片为淡构④的两相对轴纵面侧壁,淡构④的另两轴横面侧壁为塑料(或其它)侧壁;淡构④的下部边框和塑料侧壁外侧下部也有一整圈与淡构一样的凸出块条(边框表述在下面),块条圈的其它设置与淡构块条圈相同。栅片的轴长和纵长等于淡构④轴长和纵长,栅片的横长依材料、工艺和本文表述确定;栅片由一边框和若干页构成,边框是由塑料(或外表面有绝缘材料的金属)条柱围城的矩形,边框条柱截面为矩形(或近似矩形)(边框宽厚数据越小越好);矩形边框在页的四周,页是外表面有绝缘材料的导体金属材料柱条丝薄片;页的金属部分横纵截面为V线形、或弧线形、或半圆形、或三角形、或圆形、或菱形、或其它截面图形。页的横纵截面为三角形、或半圆形、或圆形、或菱形、或其它截面图形。页横纵截面与页金属部分横纵截面最好采用不同形。页横纵截面和页金属部分横纵截面的设置原则是:在离子导入侧,要使得在该侧的页表面能积聚显电性感应电荷(即:离子),使得栅片电场、该侧页表面显电性感应电荷电场能抵消电极结构电场(电极结构及其它的表述在下面);在离子导出侧,要使得该侧页表面不积聚显电性感应电荷,离子导入侧显电性感应电荷电场、电极结构电场不能抵消该侧表面附近的栅片电场。在栅片中,页横纵截面最大尺寸越小越好。页在横纵截面内成两排(或一排、或多排)均匀分布在边框内,页轴向两端接边框轴向两内边,两页间有一小缝,缝横纵截面最大尺寸应不大于页横纵截面最小尺寸;所有页垂直投影到平行于栅片侧面的面上的投影是一无缝整体,相邻页之间在该投影上有重叠、该重叠宽度越窄越好,页彼此间电导通。在两排及以上页的栅片中,页截面可不为同一截面图形,页的金属部分截面也可不为同一截面图形。在页金属部分截面为V线形、或弧线形、或其它类似截面时,页金属部分凸面朝向栅片同一侧面;在页截面为菱形、或其它类似截面时,页一对角线上的两棱朝向栅片侧面。在淡构④中,两栅片的页金属部分凸面相对(也可采用页金属部分非凸面相对,不过此时电源设置与采用凸面相对时正好相反。为了表述简便,没有特别提及非凸面相对时,本文的表述只涉及页凸面相对)。在页截面为半圆形、页金属部分截面为弧线半圆、页为两排时,栅片可这样实现的:
算好页和边框的轴长、横长和纵长,确定好页和边框的轴位、横位和纵位;用金属板分别冲压出只有一排页和只有一半横长边框构成的半栅片两支,把两支半个栅片通过浸塑(或其它)使页和边框外层为塑料(或其它)、并使页的截面变成“半圆”形(即:弧线半圆截面“页”的内凹部分被填满),再把两个半个栅片焊接(或粘贴加焊接)在一起并使它们电导通;通过喷漆或其它措施使焊点外表面有绝缘层。上述其它页截面栅片的实施与上述实施类似不赘述。栅片也可采用多孔金属材料(或其它类似材料)制作的无机金属膜矩形片块。
金属膜片块的轴长和纵长等于淡构④的轴长和纵长、横长依材料厚度。多孔金属材料的最大孔径应在0.1μm左右(也可以是其它数据,但小一点比较好。要尽量选择导电性能好、尽可能薄、通孔率高、高孔密度和均匀孔径分布的直面板材料),多孔金属材料的孔是可让离子从栅片一侧运动到另一侧的开孔。该种淡构④中的两栅片循下述途径接电源两极:先依电极结构电源电场确定通过栅片的离子,再依栅片让带与栅片多孔金属材料上净电荷的相反电荷离子通过来确定;此处的电源电压越高越好。该种栅片的栅片电源的其它设置与前述栅片电源设置相同。该种栅片可这样实现:把多孔金属材料按上述栅片的轴长和纵长裁剪成矩形块,运用阳极氧化工艺处理(或其它方法和工艺)使得金属膜片块的表面和孔壁面有由氧化层构成的绝缘层(在金属膜片块的表面和孔壁有绝缘层时,此道工序可不要)。该种栅片也可这样实现:把开孔型泡沫塑料直板片按上述栅片的轴长和纵长裁剪成矩形片(对“开孔”的理解和对开孔型泡沫塑料的要求与多孔金属材料栅片中的表述相同)。选择的开孔型泡沫塑料,应尽量使电镀后的孔径满足“最大孔径应在0.1μm左右”的要求,其它对多孔金属材料的要求也应尽可能地满足。用电镀导电液浸泡矩形塑料块,再把矩形塑料块进行电镀,运用阳极氧化工艺处理(或其它方法和工艺)使得塑料片块电镀层的表面和孔壁面有由氧化层构成的绝缘层。栅片还可以采取其它方式实施(例如:采用上面的塑料、电镀、加绝缘皮实施前一种栅片)。栅片也可采用其它相同功能结构替代(例如:
离子交换膜)。淡构④可这样实现:把两只栅片放入模具中注塑(或其它工艺)出淡构④其余部分。在采用淡构④的淡化器中,要增加二支横下板,横下板的尺寸数据与横板相同,横下板的轴位、横位和纵位是上述导板下端轴位、横板横位和横板纵位。增加二支纵下板,纵下板的尺寸数据与纵板相同,纵下板的轴位、横位和两端纵位是上述导板下端轴位、纵板横位和横下板内侧纵位。把两导板改成端片和边部加上下板一样的结构,此时的上下板轴长要尽可能短(建议采用淡构①端片和边部加上下板结构。导板也可用端片加边部轴纵壁结构(不建议使用)。以下的表述均只涉及导板采用端片和边部加上下板结构)。导板的横长等于箱体内空腔横长-0.5~6cm,导板的横位是箱体内空腔横向正中,导板的其它尺寸与上述导板尺寸基本相同,导板的其它设置与端片和边部加上下板完全相同。导板内侧绝缘皮上也可加与淡柱中的淡构④纵向两端相对应的卡口。导板、横板、横下板和同侧的箱体壁相接部分成一体(以下把该结构简称为电极结构),纵下板焊接在箱体内壁上。在淡构④淡化器中,淡柱轴纵侧面与方箱轴纵面内壁的距离等于两导板之间的间距×tg σ+0.01~0.2cm(也可以是其它设置);淡构④两端外侧与导板相接部分不能让海水(或苦咸水)进入(采用涂密封膏、或其它手段);淡构④中的栅片、导板上的金属皮、内层金属层和外侧金属层分别焊上有绝缘皮的导线,栅片和导板上没有绝缘层的地方(例如焊点)有绝缘层(采用喷漆、或其它措施)。在电极结构中,导板中的金属皮、内侧金属层和外侧金属层彼此电不导通,金属皮和金属层与其它导体构件电不导通;内侧金属层导线与一支直流电源两端相接、金属皮导线与一支直流电源两端相接、同一淡构④中两栅片导线接同一支电源两端,全部的栅片导线与一支(或一组)直流电源相接,电极结构电场(即:导板金属皮电源和内侧金属层电源在淡构④中产生的合电场)与栅片电场(即:栅片电源在淡构④内产生的电场)走向相反(也可相同,最终以电场分析结果确定。为了表述简单,本文表述只涉及相反),电极结构电场应大于栅片电场(也有小于的时候。最后设置依据电场分析的结果确定),电极结构中的金属皮电源和金属层电源的其它设置与析片中的电源设置相同。导板外侧金属层接地(具体做法与端片相同)。在淡柱为两行或多行淡构④时,每行淡构④均应有两导板,不同行淡构④之间的两相邻导板间应增加一横下板,两导板、一横板和一横下板成一整体。在淡构④淡化器中,由电极结构提供电场的形式也可采用其它相同功能结构替代。前述淡化器也可由横纵截面方形变成横纵截面圆形:一导板变形为圆柱、另一导板变形为圆筒,圆筒套在圆柱上,在圆筒和圆柱之间再放上环形淡柱。其它变形如此类推,比较简单不再赘述。为了表述简单,本文表述不具体提及均不涉及淡构④。在同一淡化器中,上述淡构有可能部分或全部同时存在;淡构也可能拆分后,在以某种其它淡构为主的淡化器中出现。例如:在非多孔金属材料淡构的淡化器中,在一个到两个(或多个)淡构之间使用一块多孔金属材料栅片。当场分淡化法应用在供水公司、淡化工厂时,上述淡化器可作如下处理变成淡化设施:轴向和横向均在水平面内、纵向在铅锤方向(以下的上方和下方均指在纵向)。淡柱只有一行淡构。淡构侧的凸出块条圈改在淡构下端。取消固板、导框、漏板轴位向下0.2~1cm以下的方箱部分、方箱一轴横面侧壁、侧壁固条和方箱盖上的固块,把方箱的另一轴横面侧壁置于水平面上,使方箱剩下部分及没有固块的方箱盖构成一上端有进水管的水槽结构。在水槽的底部(即:方箱的轴横面侧壁)上方加上与淡柱下方端片相对的卡口(卡口可在原内壁上粘一塑料衬垫实现),卡口的纵位、横位和轴位是淡柱下方端片的纵位、横位和轴位,卡口的深度纵长要尽可能接近端片纵长。淡柱下方端片放在水槽底部的卡口内。增加两导槽。导槽的轴纵截面为两侧壁等纵长的 形,导槽的底面在下方且在轴横面内,导槽的中轴线在横向。导槽甲的上方纵位、上端轴位是水槽底上方纵位、下端轴位,导槽甲上端侧壁与水槽底下端相接成一整体;导槽乙的上方纵位、上端轴位是水槽上方纵位、导槽甲下端轴位,导槽乙上端壁面上有与淡柱中淡构下端相对应的开口;淡构用内空腔截面与漏板上通孔相同的直管与导槽乙开口相接相通。增加一支架。支架是由一矩形条片方框和二倍淡构数量条片构成的漏花结构:方框在条片的四周,条片轴向两端连接方框内侧;方框外侧横长和内侧轴长等于水槽内空腔横长、端片轴长;条片内侧面横位分别是淡柱上方端片外侧面横位,条片上方纵位是端片上方纵位、支架横向两端横位是水槽边壁横位,支架侧面在轴横面内,支架与水槽相接成一整体。在淡构为淡构④时,水槽底还应有放置导板的凹缺,淡构下方导板紧贴卡口底部;在淡构为淡构②③④时,水槽的两边壁内侧分别有一挡板,挡板的轴长、横长和纵长等于0.1~0.5cm、导板两端与水槽边壁间距(也可以是其它数据)、水槽的深度,挡板轴位是导板轴位;挡板与水槽成一体。淡化设施的其它设置与淡化器基本相同(表述中未尽的设置非常简单不赘述)。为了表述简便,以下表述中未具体提及淡化设施的地方均只涉及上述淡化器。在淡化器中,导电材料构件彼此电不导通;上述的塑料构件中可加(或部分加、或不加)金属板片条骨架以增强其强度和稳定性;构件中的非接电源的金属导电材料部分(包括塑料构件中的金属板片条骨架)应接地(不影响淡化器工作的部分可不接地)。在淡化器中,析板、栅片、淡构④淡化器中的导板以及其它类似构件中的金属部分上下两端一般无需蔽电措施,在需要时可加一像边部增加部分的蔽电措施。在淡化器中,侧出水口也可设置在箱体底部;侧出水口、侧出水管、侧出水管法兰盘、下出水口、下出水管、下出水管法兰盘也可用其它相同(或类似)功能结构替代;采用导框、下出水口、纵板、横板、导板和侧出水口的分离导流方式也可用其它分离导流方式替代(例如:导框在两淡构间的部分可做成轴纵面为人字形结构)。完成上述工作后,再把上述构件组装成一淡化器。淡化器是这样组装的:先在箱体底部与淡构下框接触的地方放上密封垫,再把导框放入箱体底部的四固条之内,在漏板通孔上放上密封垫,把淡构下端插入漏板上的通孔内,在侧壁固条和导板上端放上密封垫。把固板放在侧壁固条和导板上,把淡构导线引出箱体外(导线从箱体内引出路径很多,这里不赘述)。在外翻边上放上密封垫圈,对好外翻边和方箱盖上螺栓孔,把方箱盖盖在箱体上,用螺栓使箱体和方箱盖连接在一起。在进行海水(或苦咸水)淡化时,b、c和d、e分别接直流电源两端,a和f接地(或接在箱体壁内上);进水管法兰盘接供水管法兰盘,侧出水管法兰盘和下出水管法兰盘分别接两排水管法兰盘。上述的数据关系、数据和数据范围是依据表述简便来进行的;在淡化器的实际设计制作中,除了依这些数据关系、数据和数据范围外,还要循下列途径来确定淡化器的最终数据:(一)依据海水(或苦咸水)含盐量、物理学和化学计算结果(或借用电渗析设备中的淡隔室和浓隔室流量设计数据方法),用经验法确定淡化器最终流出的淡化水量与浓海水(或苦咸水)量的比值、下出水管流量和侧出水管流量比值、淡构过流面积与两相邻淡构间过流面积比值等设计值;设计时可依下列公式:淡化水量与浓海水(或苦咸水)量的比值=下出水管流量和侧出水管流量比值=淡构过流面积与两相邻淡构间过流面积比值。流量=流速×过流面积。流量比值计算可简化为过流面积比值计算。(二)依据淡化器设计所要达到的每秒淡化水量、海水(或苦咸水)含盐量、淡构过流面积与两相邻淡构间过流面积比值、淡化水量与浓海水(或苦咸水)量比值,确定海水(或苦咸水)在淡化器内的流速、淡构的过流面积、两相邻淡构间的过流面积。依据海水(或苦咸水)在淡化器内的流速、淡构的过流面积、两相邻淡构间的过流面积确定箱体的横长和纵长、淡构的横长和纵长、金属皮横长及析片横长。(三)设定析片间的间距。依据设定好间的析片的间距、淡构的横长和纵长,确定淡构中的析片的数量。在淡化器中,析片间的间距纵长越小越好,金属皮横长越小越好。(四)依据海水(或苦咸水)的含盐量、淡化器设计所要达到的每秒淡化水量、物理学和化学计算结果、实际条件的许可,设定金属皮的电源电压。依据设定的金属皮电源电压在析片间产生的电场,并依据电场分析结果,最终确定金属层电源电压。依据设定好的金属皮电源电压和确定好的金属层电源电压确定析片的轴
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长、箱体内空腔的轴长、淡构的轴长。淡化电压=〔∑1.93×10×每秒淡化水量×海水含盐量比×盐中某种盐含量比×单离子带电荷量×海水电阻率×金属皮横长〕/〔(1-海
2
水含盐量比)×该种盐摩尔质量×淡构轴纵相通面积〕。(金属皮电源电场)+(淡化电压
2 2
/金属皮横长) =(金属层电源电场),Sin σ=金属皮电源电场/金属层电源电场(计算时,其它盐可用NaCl替代。实际使用值应适当放大)。上述过程也可以改成先设定金属层电源电压,再确定金属皮电源电压。(五)在确定进水管、侧出水管和下出水管的相关数据时,要使下出水管、侧出水管的流量和等于进水管流量。在构件中要尽量采用标准件、通用件。以上表述中没指明材料的构件均为钢构件。构件中的钢材料和塑料均可用其它材料替代。进水管、侧出水管和下出水管长度可长可短,一般应尽可能短,但不宜短过实际使用方便需要。(六)在实际设计中,前述中数据和数据范围可能会显得数据太小(或太大)、涵盖太窄,此时应依实际确定数据为最终数据。(七)上述直流电源均可换为交流电源(不推荐使用)。在为交流电源时,所有的交流电源必须同初相、同频率、同波形。
[0005] 运用电场分析可以得出:接电源的淡构把一有海水(或苦咸水)的大空间(即:箱体内空腔有淡构的轴向区段)隔成了交替相间的有电场和无电场的若干个小空间,在有电场小空间(即:淡构内)内的离子自然要向无电场小空间(即:两淡构之间)内运动。运用中心离子和离子氛理论、电学理论可以得出:在有电场空间内的离子向无电场空间内运动的同时,无电场空间内的离子不会向有电场空间内运动!所以,从淡构内导出的一定会是淡化水,而从淡构外导出的一定会是变浓的海水(或苦咸水)。
[0006] 由于采用了上述原理结构,场分淡化法不仅能把海水(或苦咸水)淡化,而且能使得淡化器的结构极其简单、造价极其低廉、使用极其简便。由于场分淡化法在淡化的过程中不存在相变、不存在电化学反应损耗、不存在离子交换形式、不需要外加压力。所以,场分淡化法的淡化能耗微乎其微,淡化成本可以忽略不计。
[0007] 下面结合本发明淡化器实施例及其附图对本发明作进一步的说明:
[0008] 图1.是本发明淡化器主视图
[0009] 图2.是图1中箱体、淡构等横向相互位置示意图
[0010] 图3.是图1中方箱盖主视图
[0011] 图4.是图1中析片截面结构示意图
[0012] 图5.是图1中方箱主视图
[0013] 1.方箱盖2.进水管3.进水管法兰盘4.盖板5.压块6.方箱7.箱体8.固板9.外翻边10.下出水管11.下出水管法兰盘12.侧出水管13.侧出水管法兰盘14.漏板15.框体16.固条17.淡构18.箱体下底面19.上板20.下板21.凸出块条22.金属皮23.绝缘层24.金属层25.绝缘层26.固条
[0014] 在图1中,框体(15)下端在方箱(6)的箱体(7)底(18)的固条(26)内侧,固条(26)与箱体(7)底(18)相接成一体;漏板(14)在框体(15)上端。淡构(17)下端在漏板(14)的通孔内;淡构(17)的上端在固板(8)条丝和横板围成的网孔内;固板(8)和淡构(17)上端均在压块(5)下方,固板(8)下端四周与固条(16)上方相接。方箱盖(1)盖在方箱(6)上,压块(5)、固板(8)和与漏板(14)共同固定淡构(17)。上板(19)上端和下板(20)下端分别与淡构(17)的上下端同轴位。
[0015] 在图2中,淡柱由九只淡构(17)构成,九只淡构(17)等间距、彼此平行成一行排列,淡柱在方箱(6)的箱体(7)内空腔横纵面的中心区域。图中的淡柱只是示意性的画了一行九只淡构(17),在实际的淡化器中,淡柱可由多行彼此平行的淡构,每一排也不一定是上述的九只淡构(17)构成。图2中,淡柱横向四周均与箱体(7)内壁均有一定的距离。每一支淡构(17)的下方有凸出块条(21),每一支淡构(17)下方的凸出块条(21)正好围成一矩形,四固条(26)在箱体(7)底壁(18)围成一矩形,侧出水管(12)在箱体(7)的横向左侧壁的纵向正中心,侧出水管(12)另一端口接侧出水管法兰盘(13)。
[0016] 在图3中,方箱盖(1)由进水管(2)、进水管法兰盘(3)、盖板(4)和压块(5)等构成。方箱盖(1)中的盖板(4)是与箱体(7)外翻边(9)外侧横长和纵长相等的矩形钢片,盖板(4)正中间有一圆形的进水口,进水管(2)下端口焊在盖板(4)进水口上,进水管(2)上端口焊上进水管法兰盘(3)。在盖板(4)下侧面焊有压块(5),压块(5)的横位和纵位在过淡柱上端的横纵面内。
[0017] 图4是非片结构示意图。把非片在同一侧的绝缘皮(25)、金属层(24)及绝缘层(23)改为直面板结构就是端片的结构示意图。在图4中,非片是七层结构:最外两层是绝缘皮(25)、次外两层是金属层(24)、再次外两层是绝缘层(23)、正中间是金属皮(22)。
[0018] 在图5中,方箱(6)由箱体(7)、外翻边(9)、下出水管(10)、下出水管法兰盘(11)、侧出水管(12)、侧出水管法兰盘(13)、固条(16)(26)等构成。箱体(7)内侧壁有固条(16),底(18)内壁有固条(26)。固条(16)上端轴位是固板(8)下端轴位。四固条(26)在箱体(7)底部(18)内壁的中心区域上、内侧能正好放下框体(15)的下端。在方箱(6)下端壁(18)与框体(15)下端相接部分的正中间有一下出水口。下出水口接下出水管(10)上端口,下出水管(10)下端口接下出水管法兰盘(11)。侧出水口在箱体(7)横向左侧面壁紧贴底部(18),侧出水口接侧出水管(12)一端口,侧出水管(12)另一端口接侧出水管法兰盘(13)。
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