技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及水凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種農(nóng)村微咸水太陽能凈化裝置。

背景技術(shù)：
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淡水資源的短缺、水質(zhì)日益惡化、區(qū)域性和季節(jié)性缺水等使得微咸水的開發(fā)利用越來越急迫。目前，國內(nèi)外微咸水開發(fā)利用主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)耗水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、人畜飲用、工業(yè)用水等，常用的微咸水處理技術(shù)有蒸餾法、電滲析法、反滲透法、冷凍法、電吸附法和納濾法。在上述微咸水淡化技術(shù)中，大量的能源消耗是必不可少的，如何使能源供給方式高效、清潔和環(huán)境友好一直是淡化處理技術(shù)的研究熱點(diǎn)，利用太陽能供能是解決微咸水淡化處理過程中能源消耗大理想方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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鑒于此，有必要設(shè)計一種低成本且充分利用太陽能凈水的農(nóng)村微咸水太陽能凈化裝置。

一種農(nóng)村微咸水太陽能凈化裝置，包括：蒸發(fā)冷凝容器、光伏供能裝置、加熱系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、清洗裝置、膜過濾裝置、凈水容器、微咸水容器、三級過濾裝置；其中，光伏供能裝置用于光伏轉(zhuǎn)換并為加熱系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、清洗裝置供電，清洗裝置用于清洗蒸發(fā)冷凝容器內(nèi)部，微咸水由微咸水容器經(jīng)三級過濾裝置、控制系統(tǒng)流入蒸發(fā)冷凝容器，冷凝水及水蒸氣由蒸發(fā)冷凝容器的凈水出口流入膜過濾裝置，膜過濾裝置出口連接凈水容器；

三級過濾裝置從上往下設(shè)有4個腔室，頂層腔室設(shè)有進(jìn)水口，頂層腔室和次層腔室之間設(shè)有第一級過濾層，次層腔室和三層腔室之間設(shè)有第二級過濾層，三層腔室和底層腔室之間設(shè)有第三級過濾層，底層腔室下部設(shè)有出水口；第一級過濾層、第二級過濾層、第三級過濾層的過濾孔徑依次降低；

蒸發(fā)冷凝容器包括：內(nèi)膽、外套層、集水環(huán)，內(nèi)膽上部為半球形，內(nèi)膽半球形以下的部分置于透明外套層內(nèi)，內(nèi)膽半球形以下的部分與外套層之間為真空夾層，內(nèi)膽中上部設(shè)有凈水出口，內(nèi)膽下部設(shè)有微咸水入口，集水環(huán)傾斜設(shè)置在內(nèi)膽中上部，且集水環(huán)下端位于凈水出口處，集水環(huán)用于將凝結(jié)在內(nèi)膽上部內(nèi)表面的水導(dǎo)流到凈水出口；

加熱系統(tǒng)包括：吸熱層、聚光透鏡、電加熱裝置；吸熱層帖服在內(nèi)膽中、下部的外壁上，聚光透鏡設(shè)置在內(nèi)膽與外套層的夾層中、下部，且聚光透鏡的焦點(diǎn)在吸熱層上，電加熱裝置與光伏供能裝置電性連接，電加熱裝置加熱端設(shè)置在內(nèi)膽下部且與內(nèi)膽保持距離；

冷凝系統(tǒng)包括：半導(dǎo)體制冷器、水泵、換熱盤管、振動裝置、冷卻介質(zhì)；換熱盤管貼在內(nèi)膽頂部外壁上，換熱盤管、半導(dǎo)體制冷器和水泵通過管路連接并形成封閉的循環(huán)系統(tǒng)，水泵與光伏供能裝置電性連接，上述循環(huán)系統(tǒng)中裝有冷卻介質(zhì)，振動裝置設(shè)置在內(nèi)膽頂部中心處，通過振動加速凝結(jié)水匯集；

控制系統(tǒng)包括：水位傳感器、單片機(jī)、電磁閥、四通閥；水位傳感器設(shè)置在內(nèi)膽下部，電磁閥設(shè)置在微咸水容器與蒸發(fā)冷凝容器之間的進(jìn)水管路上，單片機(jī)接收水位傳感器的信號并控制電磁閥；當(dāng)探測到內(nèi)膽中的水位低于安全最低水位時，單片機(jī)控制電磁閥開啟，為內(nèi)膽補(bǔ)充微咸水，當(dāng)探測到內(nèi)膽中的水位高于最高水位時，單片機(jī)控制電磁閥關(guān)閉；

清洗裝置包括一個矩形框架，矩形框架的側(cè)壁和底梁上分別帶有橫向和縱向的毛刷，橫向毛刷與內(nèi)膽內(nèi)壁接觸，縱向毛刷與內(nèi)膽底面接觸，矩形框架下端中軸通過防水軸承轉(zhuǎn)動固定在內(nèi)膽里，微咸水入口與四通閥相連，四通閥的一個進(jìn)水口連接前述電磁閥，四通閥的另一個進(jìn)水口連接清洗液供應(yīng)裝置，四通閥的下側(cè)出口為排污口；在平時凈水時，四通閥的排污口和連接清洗液供應(yīng)裝置的進(jìn)水口關(guān)閉；當(dāng)需要清洗時，關(guān)閉微咸水流入口，打開連接清洗液供應(yīng)裝置的進(jìn)水口以送入清洗液，之后啟動清洗裝置，通過旋轉(zhuǎn)刷掉內(nèi)膽的污垢，之后打開排污口排出污水，如此反復(fù)清洗2～3次。

優(yōu)選的，光伏供能裝置為光伏電池板及與其電性連接的光伏逆變器。

優(yōu)選的，振動裝置采用振動電機(jī)。

優(yōu)選的，內(nèi)膽底面上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)軌，清洗裝置下端設(shè)有與環(huán)形導(dǎo)軌配合的滑塊。

優(yōu)選的，第一級過濾層采用不銹鋼濾網(wǎng)，第二級過濾層采用濾布，第三級過濾層采用活性炭。

本發(fā)明充分利用太陽能來凈化微咸水，既減少了能源消耗又減輕了村民負(fù)擔(dān)，淡化處理后水可做為灌溉、清潔用水等。

附圖說明：

附圖1是一幅較佳實施方式的農(nóng)村微咸水太陽能凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是一幅較佳實施方式的光伏供能裝置、冷凝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3是一幅較佳實施方式的蒸發(fā)冷凝容器、清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖4是一幅較佳實施方式的集水環(huán)的截面示意圖。

圖中：蒸發(fā)冷凝容器1、光伏供能裝置2、聚光透鏡31、清洗裝置6、膜過濾裝置7、凈水容器8、微咸水容器9、三級過濾裝置10、內(nèi)膽11、外套層12、集水環(huán)13、凈水出口14、微咸水入口15、光伏電池板21、光伏逆變器22、半導(dǎo)體制冷器41、水泵42、換熱盤管43、振動裝置44、電磁閥51、四通閥52、毛刷61、防水軸承62、排污口521、環(huán)形導(dǎo)軌111。

具體實施方式：

為了便于讀圖，附圖1、3中省略了冷凝系統(tǒng)，附圖3中還省略了聚光透鏡。

如附圖1～4所示，一種農(nóng)村微咸水太陽能凈化裝置，包括：蒸發(fā)冷凝容器1、光伏供能裝置2、加熱系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、清洗裝置6、膜過濾裝置7、凈水容器8、微咸水容器9、三級過濾裝置10；其中，光伏供能裝置2用于光伏轉(zhuǎn)換并為加熱系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、清洗裝置6供電，清洗裝置6用于清洗蒸發(fā)冷凝容器1內(nèi)部，微咸水由微咸水容器9經(jīng)三級過濾裝置10、控制系統(tǒng)流入蒸發(fā)冷凝容器1，冷凝水及水蒸氣由蒸發(fā)冷凝容器1的凈水出口14流入膜過濾裝置7，膜過濾裝置7出口連接凈水容器8；

三級過濾裝置10從上往下設(shè)有4個腔室，頂層腔室設(shè)有進(jìn)水口，頂層腔室和次層腔室之間設(shè)有第一級過濾層，次層腔室和三層腔室之間設(shè)有第二級過濾層，三層腔室和底層腔室之間設(shè)有第三級過濾層，底層腔室下部設(shè)有出水口；第一級過濾層、第二級過濾層、第三級過濾層的過濾孔徑依次降低；

蒸發(fā)冷凝容器1包括：內(nèi)膽11、外套層12、集水環(huán)13，內(nèi)膽11上部為半球形，內(nèi)膽11半球形以下的部分置于透明外套層12內(nèi)，內(nèi)膽11半球形以下的部分與外套層12之間為真空夾層，內(nèi)膽11中上部設(shè)有凈水出口14，內(nèi)膽11下部設(shè)有微咸水入口15，集水環(huán)13傾斜設(shè)置在內(nèi)膽11中上部，且集水環(huán)11下端位于凈水出口14處，集水環(huán)13用于將凝結(jié)在內(nèi)膽11上部內(nèi)表面的水導(dǎo)流到凈水出口14；

加熱系統(tǒng)包括：吸熱層、聚光透鏡31、電加熱裝置(未圖示)；吸熱層帖服在內(nèi)膽11中、下部的外壁上，聚光透鏡31設(shè)置在內(nèi)膽11與外套層12的夾層中、下部，且聚光透鏡31的焦點(diǎn)在吸熱層上，電加熱裝置與光伏供能裝置2電性連接，電加熱裝置加熱端設(shè)置在內(nèi)膽11下部且與內(nèi)膽11保持距離；

冷凝系統(tǒng)包括：半導(dǎo)體制冷器41、水泵42、換熱盤管43、振動裝置44、冷卻介質(zhì)；換熱盤管43貼在內(nèi)膽11頂部外壁上，換熱盤管43、半導(dǎo)體制冷器41和水泵42通過管路連接并形成封閉的循環(huán)系統(tǒng)，水泵42與光伏供能裝置2電性連接，上述循環(huán)系統(tǒng)中裝有冷卻介質(zhì)，振動裝置44設(shè)置在內(nèi)膽11頂部中心處，通過振動加速凝結(jié)水匯集；

控制系統(tǒng)包括：水位傳感器、單片機(jī)、電磁閥51、四通閥52；水位傳感器設(shè)置在內(nèi)膽11下部，電磁閥51設(shè)置在微咸水容器9與蒸發(fā)冷凝容器1之間的進(jìn)水管路上，單片機(jī)接收水位傳感器的信號并控制電磁閥51；當(dāng)探測到內(nèi)膽11中的水位低于安全最低水位時，單片機(jī)控制電磁閥51開啟，為內(nèi)膽11補(bǔ)充微咸水，當(dāng)探測到內(nèi)膽11中的水位高于最高水位時，單片機(jī)控制電磁閥51關(guān)閉；

清洗裝置6包括一個矩形框架，矩形框架的側(cè)壁和底梁上分別帶有橫向和縱向的毛刷61，橫向毛刷61與內(nèi)膽11內(nèi)壁接觸，縱向毛刷61與內(nèi)膽11底面接觸，矩形框架下端中軸通過防水軸承62轉(zhuǎn)動固定在內(nèi)膽11里，微咸水入口15與四通閥52相連，四通閥52的一個進(jìn)水口連接前述電磁閥51，四通閥52的另一個進(jìn)水口連接清洗液供應(yīng)裝置，四通閥52的下側(cè)出口為排污口521；在平時凈水時，四通閥52的排污口521和連接清洗液供應(yīng)裝置的進(jìn)水口關(guān)閉；當(dāng)需要清洗時，關(guān)閉微咸水流入口15，打開連接清洗液供應(yīng)裝置的進(jìn)水口以送入清洗液，之后啟動清洗裝置6，通過旋轉(zhuǎn)刷掉內(nèi)膽11的污垢，之后打開排污口521排出污水，如此反復(fù)清洗2～3次。

在本實施方式中，光伏供能裝置2為光伏電池板21及與其電性連接的光伏逆變器22。振動裝置44采用振動電機(jī)。內(nèi)膽11底面上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)軌111，清洗裝置6下端設(shè)有與環(huán)形導(dǎo)軌111配合的滑塊。集水環(huán)13環(huán)部橫截面可為附圖4中a、b、c三種方式之一，即形成低洼的水槽，在方式c中，集水環(huán)13通過與內(nèi)膽11壁面的結(jié)合來形成水槽。第一級過濾層采用不銹鋼濾網(wǎng)，第二級過濾層采用濾布，第三級過濾層采用活性炭。