[发明专利]双电层电容海水电磁淡化设备

权利要求书

1.一种双电层电容海水电磁淡化设备；磁圈两端接一交变电源两输出端；采用撑架支撑；其特征在于：制作一芯构；一芯构由二横板、二场板和多芯板构成，横板场板芯板都是一矩形直面板；横板的侧面在横纵向、轴线在纵向，芯构中的两横板侧面竖向正对、一块横板在芯构上端部、另一块横板在芯构下端部；上横下横分别是指在芯构上端部的横板和在芯构下端部的横板；场板芯板的侧面在横竖向、轴线在竖向；芯构中的两场板侧面纵向正对、一块场板在芯构前侧、另一块场板在芯构后侧；前场后场分别是指在芯构前侧的场板和在芯构后侧的场板；芯构中的二场板分别在二横板的纵向两端、二横板纵向在二场板之间、前场后侧与两横板前侧横边相接、后场前侧与两横板后侧横边相接、场板侧面与横板侧面垂直；组件相接是指组件连接处胶接或粘接或焊接或卡扣胶接或卡扣粘接或卡扣焊接或插口胶接或插口粘接或插口焊接或材料本身为一体；芯板竖向在二横板之间、上端边与上横下侧相接、下端边与下横上侧相接，芯板侧面与横板侧面垂直、与场板侧面平行，多芯板沿纵向等间距均匀分布在二场板之间、侧面纵向正对、左侧竖边与横板左侧纵边齐平、右侧竖边在横板横向中央区域；把两场板正对空间分成一浓柱和一淡柱两部分；浓柱淡柱都是一长方体空间，浓柱在两场板正对空间的左侧、长＝场板长、宽＝芯板宽、高＝芯板高、是接受淡柱移出离子的空间，淡柱在两场板正对空间的右侧、长＝场板长、宽＝横板宽-芯板宽、高＝芯板高、是离子移出的空间；在每一场板上都有一场口；场口是一直角梯形开口；场小、场大、场直和场斜分别是指场口的小底边、大底边、直腰边和斜腰边；场小在下端、走向在横向、与下横上侧面齐平、长＝0~2mm、右侧与芯板右侧竖边齐平，场大在上端、走向在横向、与上横下侧面齐平、长＝横板宽-芯板宽+场小长、右侧与横板右侧纵边齐平，场斜与淡柱横竖向侧面上右下左对角线共面、走向在竖斜向、长＝淡柱横竖向侧面上右下左对角线长，场直长＝芯板高、走向在竖向、与芯板右侧竖向边共面或在芯板右侧竖边向左0~2mm处；在前场上设置一淡孔和一浓孔，在后场上设置二进孔；淡孔浓孔进孔都是一圆孔、直径＝所配管件安装直径；淡件由一芯构、二侧构和二端构构成；一侧构由一侧矩和一侧板构成；侧矩是一矩筒；矩筒是指底面为矩形、两端均无底盖的中空直棱柱；侧矩轴线在纵向、上板下板侧面在竖纵向、外板内板侧面在横纵向；上板、下板、外板和内板分别是指侧矩的上侧横纵向壁、下侧横纵向壁、不相接横板的纵竖向壁、相接横板的纵竖向壁；侧板是一矩形直面板、在侧矩内侧、侧面在横纵向或竖斜向，侧板一纵边与侧矩外板内侧相接、另一纵边与侧矩内板内侧相接、两横边与侧矩两端齐平、把侧矩内侧空间上下分隔成上间和下间两个空间；一侧构在芯构的左侧、一侧构在芯构的右侧，侧矩前端和侧板前侧横边与前场后侧相接、后端和侧板后侧横边与后场前侧相接；左构和右构分别是指在在芯构左侧的侧构、在芯构右侧的侧构；在内板上端部每一两芯板之间的对应区域上都设置多入道，在内板下端部每一两芯板之间的对应区域上都设置多出道；入道出道都是一长方形开口、长＝两芯板间距、轴线在纵向，入道在上间、高＝0.5~2mm，出道在下间、高＝1~15mm；后场左孔和后场右孔分别是指在左构一侧的后场进孔和右构一侧的后场进孔；后场左孔在左构上间对应的后场区域上、浓孔在左构下间对应的前场区域上；后场右孔在右构上间对应的后场区域上、淡孔在右构下间对应的后场区域上；入道竖向在上横下侧，出道竖向在下横上侧；端构由一端矩和一端板构成；端矩是一矩筒、轴线在纵向、二竖板在竖纵向、二平板在横纵向；竖板和平板分别是指端矩竖纵向壁和横纵向壁；端板是一矩形直面板；一端构在前场的前侧、端矩后端口相接在前场前侧、端板连接在端矩前端口上，另一端构在后场的后侧、端矩前端口相接在后场后侧、端板连接在端矩后端口上；前构后构分别是指在芯构前侧的端构和在芯构后侧的端构；组件连接是指组件连接处用螺栓螺孔连接或角码螺栓连接或折边螺栓螺孔连接或并靠置放在一起；在前构上有一淡孔和一浓孔，在后构上有二进孔、一进孔在后构左侧、另一进孔在后构右侧；后构左孔和后构右孔分别是指在左构一侧的进孔和右构一侧的进孔；端构和芯构通过场口水路相通；前构浓孔与前场浓孔水路连接相通，前场浓孔与左构出道、通过左构下间水路相通；前构淡孔与前场淡孔水路连接相通，前场淡孔与右构出道、通过右构下间水路相通；后构左孔与后场左孔水路连接相通，后场左孔与左构入道、通过左构上间水路相通；后构右孔与后场右孔水路连接相通，后场右孔与右构入道、通过右构上间水路相通；制作一磁件；磁件由一磁圈和一铁芯构成；磁圈是一线圈；一铁芯由二竖极、二横轭和一竖轭相接或连接而成；一竖极在铁芯上端部、极面是竖极下侧面，另一竖极在铁芯下端部、极面是竖极上侧面；极面是指竖极未接横轭一端的端面；上极和下极分别是指在铁芯上端部的竖极和在铁芯下端部的竖极；上极极面和下极极面都为矩形、间距＝5~10cm、竖向正对、相同、平行；一横轭在铁芯上端部、另一横轭在铁芯下端部；上轭和下轭分别是指在铁芯上端部的横轭和在铁芯下端部的横轭；上极上端和竖轭上端分别与上轭两侧的下侧面相接、下极下端和竖轭下端分别与下轭两侧的上侧面相接、上极上轭竖轭下轭下极依序相接或连接成一“C”形；磁圈套在铁芯竖轭上；制作二极件；一极件是一板极或块极；一板极由多块极片构成，极片是一导体板或金属板或多孔碳片、表面有氧化膜或绝缘膜或绝缘漆膜，板极中的多块极片电连接在一起；块极是一开孔多孔导体块板或开孔泡沫金属块板或石墨烯块板、表面有氧化膜或绝缘膜或绝缘漆膜，块极开孔孔径≤0.1mm、通孔率≥80％；一双电层电容海水电磁淡化设备由一淡件、一磁件和二极件构成；磁件上极极面紧贴淡件上横上侧面、下极极面紧贴淡件下横下侧面、两极面中心连线与淡件两横板中心连线平行，两场板场口正对空间在两竖极极面正对空间内、淡柱在两竖极极面正对空间内；二极件分别固定在淡件两端构内；磁圈两端分别电连接一交流电源两输出端，两极件分别电连接同一交流电源的两输出端；磁件在两场板场口正对空间内产生磁场、磁感线方向与两竖极极面中心连线平行；两极件与在两场板场口正对空间内的海水构成一双电层电容，双电层电容使在两场板场口正对空间内的海水中产生位移电流，位移电流使得海水中的离子沿淡柱纵向轴线运动、离子运动方向与磁场方向互相垂直；在两场板场口正对空间内，磁件产生的磁场和极件产生的位移电流相位差＝180⁰；用设置两极件和磁圈两端与交流电源两输出端的具体接法，使得淡柱内沿淡柱纵向轴线运动的离子所受到的洛仑兹力的方向从淡柱指向浓柱；后构进孔与供水池或供水箱出水口管道连接，前构浓孔与废水池或废水箱进水口管道连接，前构淡孔与蓄水池或蓄水箱进水口管道连接；海水从后构进孔、后场进孔、左构和右构的上间、左构和右构的入道、进入到淡件两横板间，在淡件两横板间的流向与磁件产生的磁场磁感线平行、与极件产生的位移电流的方向垂直，由于淡柱内海水中的离子受到从淡柱指向浓柱的洛仑兹力作用、离子不断地从淡柱内的海水中运动到浓柱内的海水中，使得当海水从上横下侧流到下横上侧时、淡柱下端部海水中没有离子而变成淡化水、浓柱下端部海水中的离子增多而变成浓海水；没有离子的淡化水从右构出道、右构下间、前场淡孔、前构淡孔、流入蓄水池或蓄水箱，离子增多的浓海水从左构出道、左构下间、前场浓孔、前构浓孔、流入废水池或废水箱；用一淡件、一磁件、二极件、一设备管路、一设备电路和一撑架构成一双电层电容海水电磁淡化设备；芯构由二横板、二场板、多芯板、二位板和四托板构成；一左构由一侧矩、一侧板和二位板构成；一端构由一端矩、一端环、一端板和二端固构成；在淡件上设置一气孔，气孔是一圆孔、直径＝所配管件安装直径；一板极由多极片、多极接、多极垫、多极筒、二片线和一极线构成；块极由一开孔多孔导体块板或开孔泡沫金属块板和一极线构成；片线和极线都是一导线；双电层电容海水电磁淡化设备的设计淡化量＝0.25×两场板间距×淡件中的位移电流/淡柱横宽，上式中设计淡化量的单位为吨/小时、两场板间距的单位为米、淡件中的位移电流的单位为千安、淡柱横宽的单位为米；设备管路：由一恒压阀H、二流量开关S1/S2、五水阀K1/K2/K3/K4/K5、一电磁阀F、一电导率仪L探头安装管和一进排气阀Q组成；水阀K1/K2/K3/K4/K5是球阀或闸阀；电磁阀K1采用无压和常闭电磁阀；后场左孔与后构左孔管道连接、后构左孔连接管连接水阀K2出水口，后场右孔与后构右孔管道连接、后构右孔连接管连接水阀K3出水口，水阀K2/K3进水口连接管分别连接甲通两端口、甲通的另一端口连接管连接水阀K1出水口；甲通是一三通；水阀K1进水口连接管连接恒压阀H出水口，恒压阀H进水口连接管连接电磁阀F出水口，电磁阀F进水口连接管连接供水池或供水箱出水口；前构浓孔与前场浓孔管道连接、前构浓孔连接管连接水阀K4进水口、水阀K4出水口连接管连接流量开关S1进水口、流量开关S1出水口连接管连接废水池或废水箱进水口；前构淡孔与前场淡孔管道连接、前构淡孔连接管连接水阀K5进水口、水阀K5出水口连接管连接流量开关S1进水口，流量开关S1出水口连接管连接乙通，乙通一端口连接电导率仪L探头安装管、另一端口连接管连接蓄水池或蓄水箱进水口；乙通是一三通；气孔连接一圆管，圆管另一端口连接一进排气阀Q，进排气阀安装在淡件上侧；设备电路：由一熔断器R、一开关G、一接触器M、二流量开关S1/S2、一电磁阀F、一电导率仪L、一单相变压器B、一磁件T和二极件J组成；开关G进线端接电源两端，熔断器R接在开关G进线端和电源出线端之间的正极电源线上；电磁阀F线圈两端接开关G出线端；电导率仪L电源端接开关G出线端；流量开关S1/S2、接触器M线圈串接，串接的两端接开关G出线端；接触器进线端接开关G出线端、出线端接单相变压器B进线端；两极件J分别接单相变压器B的两出线端；磁件T磁圈两端分别接单相变压器B出线端；在淡柱内沿淡柱纵向轴线运动的离子所受到的洛仑兹力的方向不是从淡柱指向浓柱时，采用下列两种方法之一：不改变极件与交流电源输出端的连接、改变磁圈两端与交流电源两输出端的具体接法；不改变磁圈两端与交流电源两输出端的连接、改变两极件极线与交流电源输出端的具体接法；一撑架由二托档、二压档、四竖梁、四横梁、四纵梁、四底脚、四档码、二件板、四竖码和一壳网构成；撑架横宽＝双件横宽＋（15~45cm）、纵长＝双件纵长＋（20~80cm）、竖高＝双件竖高＋（10~30cm）、压档托档间距＝铁芯竖高－（2~10mm）、托档外侧距离＝铁芯横宽－（0~8cm）；双件是指组装在一起的一磁件和一淡件；托档压档都是一段铝合金型材、具体长度和截面尺寸依实际需要和下面的表述设定，竖梁横梁纵梁都是一条材；条材是一矩型材或矩筒材或铝合金型材或直角型材或万能钢或角钢或T型材或C型钢、具体长度和截面形状及尺寸依实际需要选定，条材之间的连接或相接采用型钢连接件或型材底座连接件或型钢底座或型材底座或型钢三角片或型材三角片或支架连接件或螺杆螺孔连接或C型钢连接件或焊接、具体连接或相接方式依实际需要选定；四竖梁在撑架的四角、轴线在竖向、上端齐平、下端齐平，纵梁在纵向两竖梁之间、轴线在纵向、两端与竖梁相接或连接，横梁在横向两竖梁之间、轴线在横向、两端与竖梁相接或连接；二横梁和二纵梁在撑架上端部、交替围成一上框，上框是一矩形框、横梁纵梁竖梁上端齐平；二横梁和二纵梁在撑架中下部、交替围成一下框，下框是一矩形框、横梁纵梁上侧面齐平、下侧面与竖梁下端距离＝5~30cm；下框二横梁的左侧都有一组孔、两下框横梁左侧组孔纵向正对，下框二横梁的右侧都有一组孔、两下框横梁右侧组孔纵向正对；同一下框横梁左侧组孔和右侧组孔的外侧距离＝铁芯横宽-（1~8cm）、四组孔中心围成的矩形分布在下框横梁的中央区域；一组孔是一圆孔或由二圆孔组成，圆孔直径＝3~10mm；采用二圆孔时，二圆孔间距＝1~3cm、中心连线在横向；一托档在撑架左侧、用螺栓固定在下框二横梁的左侧组孔上，另一托档在撑架右侧、用螺栓固定在下框二横梁的右侧组孔上，托档轴线在纵向、两端部在下框二横梁上侧、纵向两端分别与下框二横梁横竖向外侧齐平；档码由一档平和一档立构成；档平档立都是一矩形直面板；档平横宽＝压档宽+（0~2cm）、纵长＝2~15cm、侧面在横竖向，每一档平上都有一组孔，组孔在档平的正中央；档立横宽＝档平横宽、竖高＝2~15cm、侧面在横竖向；档平一横边与档立一横边相接，档平档立两侧齐平、侧面垂直；档立相接或连接在上框横梁的内侧，档平下侧面与上框横梁下侧面共面或平行；上框横梁左侧都有一档码，两上框横梁左侧档码纵向正对、组孔的横向位置与下框横梁左侧组孔横向位置相同、档平纵向正对；上框横梁右侧都有一档码，两上框横梁右侧档码纵向正对、组孔的横向位置与下框横梁右侧组孔横向位置相同、档平纵向正对；一压档在撑架左侧、用螺栓固定在上框两横梁左侧档码上，另一压档在撑架右侧、用螺栓固定在上框两横梁右侧档码上，压档轴线在纵向、两端部在两档码档平上侧、左侧压档与左侧托档竖向正对、右侧压档与右侧托档竖向正对；底脚是一型钢连接件或型材底座连接件或型钢底座或型材底座或脚蹄或调位脚或家具调位脚或调位支架或调位螺丝或调位地脚或调位螺母或调位螺栓或调位脚蹄、相接或连接在竖梁下端部；撑架中能采用竖梁固定在地面，此时不设置底脚；撑架中能增加设置二根或多根竖档，竖档是一段铝合金型材或条材、分别相接或连接在两托档下侧、下端部相接或连接底脚、长度依实际需要设定；采用二根竖档时，二根竖档分别在二托档正中间；采用多根竖档时，多根竖档沿托档均匀对称分布；件板是一矩形直面板、横宽＝10~30cm、竖高＝10~30cm；二件板分别连接安装在撑架前侧和后侧、在上框横梁外侧；前件和后件分别是指在撑架前侧的件板和在撑架后侧的件板；前件设置开关G和电导率仪L的安装开口；熔断器R和接触器M安装在前件后侧；开关G和电导率仪L安装在前件的安装开口上；电磁阀F和单相变压器B安装在托档上；后件设置电磁阀F进水口连接管外接端口、流量开关S1/S2出水口连接管外接端口、进水管外接端口、淡水管外接端口和浓水管的外接端口的安装圆孔；进水管、淡水管和浓水管的外接端口安装在后件上；竖码由一码连和一码卡构成；码连是一矩形直面块、长＝铁芯纵长+2×码卡材厚-（0~15cm）；码卡是一竖高＝3~10cm、侧面在竖纵向的矩形直面板经过两次90⁰折边而成的U形卡，码卡折边线在竖向、由两翼和一底构成、两翼相同、翼长＝2~8cm、底内侧长＝双体纵长；码连与码卡底相接、在码卡底部正中央或两侧与码卡两翼内侧齐平、侧面与底部共面，竖码的具体尺寸依固定双件需要设定；二竖码分别固定安装二托档上，一竖码码连用螺孔螺栓连接固定在左侧托档的左侧竖纵向面上、另一竖码码连用螺孔螺栓连接固定在右侧托档的右侧竖纵向面上，竖码纵向在托档的正中央、码卡在上侧；二竖码固定安装二压档上，一竖码码连用螺孔螺栓连接固定在左侧压档的左侧竖纵向面上、另一竖码码连用螺孔螺栓连接固定在右侧压档的右侧竖纵向面上，竖码在压档的正中央、码卡在下侧；在双电层电容海水电磁淡化设备中，双件在两托档上侧、两压档下侧、四竖码内侧，磁圈在左侧、竖极在右侧；淡件芯构在磁件两竖极之间，上极极面在前场、上位、后场和右构上板之间，下极极面在前场、下位、后场和右构下板之间，上轭下侧紧贴上侧托板上侧、下轭上侧紧贴下侧托板下侧；上位和下位分别是指在芯构上端部的位板、在芯构上端部的位板；在竖码与双件之间填塞放置弹性胶皮垫，压档压紧压实铁芯；壳网是一矩形金属穿孔网，壳网的穿孔面积≥80%；壳网四角剪除、弯折后安装在侧框端框上框外侧，壳网长宽和壳网四角剪除部分的具体尺寸依实际需要设定；侧框和端框分别是指撑架中由竖梁纵梁和竖梁横梁构成的矩形框；后构进孔至后件的连接管及管路中的管件阀件配件用管夹固定在压档下侧、竖直到达后件前侧；前构淡孔至后件前侧的连接管及管路中的管件阀件配件用管夹固定在右侧托档下侧，从前至后、到达撑架后侧后、竖直到达后件前侧；前构浓孔至后件前侧的连接管及管路中的管件阀件配件用管夹固定在左侧托档下侧，从前至后、到达撑架后侧后、竖直到达后件前侧；管路中的管件阀件配件的具体位置依实际需要设定；水阀K1/K2/K3/K4/K5最终流量值的设定：使水阀K1/K2/K3/K4/K5初始流量值为(0.6~0.8)×设计设定流量值；开启双电层电容海水电磁淡化设备；当电导率仪L电导值不为零时，逐渐减小水阀K3/K5流量值，直到电导率仪L电导值刚为零为止；在电导率仪L电导值为零时，逐渐增加水阀K3/K5流量值，直到电导率仪L电导值刚不为零；恢复到电导值刚不为零前的状况；逐渐增加水阀K1流量值，直到电导率仪L电导值刚不为零；恢复到电导率仪L电导值刚不为零前的状况；反复多次重复上述、直到只要重复上述电导率仪L电导值就不为零；在实际制作中，在同一双电层电容海水电磁淡化设备中，能采用二套或多套撑架，同一撑架上能设置多双件，同一双件能设置在多撑架上；在采用二套或多套撑架时，前件安装在撑架左侧、后件安装在撑架右侧，二套或多套撑架纵向首尾依序紧挨、或成二列或多列并行排列；能用二只单通阀替代进排气阀；单通阀由一圆球、二变通和一直管构成，直管长＝2~5cm，圆球在直管内、变通大口径端口接在直管两端；气孔连接管连接一三通，三通的两端口分别接一单通阀的一变通小口径端；二单通阀直管轴线都在竖向、一只单通阀未接丙通的变通小口径端在上端、另一只单通阀未接丙通的变通小口径端在下端；能用一直码和二角码替代一竖码，此时托档外侧距离＝铁芯横宽；直码是一字连接码或一字连接板；角码是一直角连接件或一直角连接码或直角连接板、一翼在横竖向、另一翼在横纵向；直码的安装位置与码连的安装位置相同，角码的横竖向翼的位置与码卡横竖部分位置相同、横纵向翼安装在托档上侧或压档下侧；能在设备管路中增加设置一流量开关S3和一增压泵；此时供水池或供水箱出水口连接管连接流量开关S3进水口、流量开关S3出水口连接管连接增压泵进水口、增压泵出水口连接管连接电磁阀进水口；流量开关S3线圈和一增压泵线圈串接，串接的两端连接接触器M出线端；能在设备管路中增加设置一压力罐或膨胀罐或气压罐；此时在恒压阀H和水阀K1之间接一三通、三通的一端口连接一压力罐或膨胀罐或气压罐水管接口；流量开关S1/S2/S3能用水流感应开关替代；能在交流电源输出端和开关G之间接一变频器，此时熔断器R接在交流电源输出端和变频器进线端之间的正极电源线上；交流电源能用直流电源或蓄电池或直流输出太阳能电池替代，此时在直流电源或蓄电池或太阳能电池输出端和开关G之间接一逆变器、熔断器R接在直流电源或蓄电池或太阳能电池输出端和逆变器进线端之间的正极电源线上；本发明实施例装配：把托档安装在撑架下框上，在托档上固定装好变压器B，在托档和压档上安装好竖码，在托档上安装上双件；把压档安装在撑架档码上，安装时一定要拧紧螺杆螺母使双件固定，在竖码与双件之间要填塞放置弹性胶皮垫固定住双件；在撑架前侧安装好前件、在撑架后侧安装好后件；按设备管路图装好水管、管件和阀件，按设备电路图在前件上安装上设备电路中的元器件、接线端子和集线端子，注意开关G和电导率仪L要开孔安装；最后在撑架的侧框端框上框外侧安装一剪除弯折好的壳网。