一種新型無能耗取水機的製作方法

2023-09-09 18:48:30 1

專利名稱：一種新型無能耗取水機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空氣取水機，尤其是一種應用於高溫乾旱地區的新型無能耗空氣吸附式取水機。
背景技術：
水是一切生命賴以生存、社會經濟發展不可缺少和不可替代的重要自然資源和環境要素。地球上的淡水含量僅佔全球總水量的2. 53%，其中87. 8%為分布在高山和兩極地區的固體冰川，難以被人們利用，人類能直接利用的淡水取自地下水、湖泊淡水和河床水。但是，現代社會的人口增長、工農業生產活動和城市化的急劇發展，對有限的水資源及水環境產生了巨大的衝擊。隨著環境的日益惡化，這些淡水資源正變得越來越稀缺，尤其是在沙漠和海島地區。在沙漠、海洋和缺水地區確保持續有效的淡水供應，是人類在這些地區所有活動的先決條件和迫切需要解決的問題。解決上述地區的淡水供應問題的傳統方法包括交通運輸、開採地下水和海水淡化三種途徑。交通運輸成本較高，地下水開採及海水淡化，由於其技術、成本及環境要求限制而不適合廣泛使用。科研結果顯示,空氣中的水量約為14 OOOkm3,在沿海臨河地區，空氣溼度最大，水分容易獲取。充分利用空氣中的水蒸氣，將其收集起來即可達到取水的目的。即使在乾旱的沙漠地區，大氣中仍有超過10g/m3的水蒸氣，可以進行利用，並且沙漠、乾旱地區晝夜溫差大的同時，溼度差異也很大。從空氣中取水的方法主要有四種方法。(I)機械方法通過將溼空氣壓縮，提高溼空氣中的水蒸氣分壓力，使冷凝溫度高於環境溫度，通過冷凝而獲得淡水。該方法耗能巨大，實用價值差。(2)製冷結露法將溼空氣的溫度降到露點溫度以下，使水蒸氣結露而獲得淡水。製冷結露法能量轉換環節多、耗能高、取水效率低，應用價值不高。(3)吸收法通過吸收劑溶液吸收空氣中的水分，加熱被稀釋的吸收劑溶液，被吸收的水分變成水蒸氣通過冷凝而獲得淡水。(4)吸附法利用固體吸附劑吸附空氣中的水分，加熱吸附劑使吸附的水分脫附，脫附的水蒸氣經過冷凝而獲得淡水。相比之下，吸附式空氣取水方法具有系統裝置簡單、體積小、效率高的優點，具有更大的可行性。但是通常的吸附式空氣取水設備採用機械或電力作為能源，成本較高。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種成本低、取水效果好的新型無能耗取水機。為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是一種新型無能耗取水機，其特徵在於包括支架、設在支架頂部的進氣倉和設在支架底部的集水槽，進氣倉的底部與吸附管的頂端連通，吸附管的底端與集水槽連通，集水槽的底部設有儲水瓶；吸附管傾斜設置在支架上，並且吸附管內設有改性矽膠。[0008]其中，所述支架由相互鉸接的下固定座和承載吸附管的傾斜託板組成；並且吸附管與水平線夾角為40° -50°。其中，所述進氣倉由相互鉸接的上活動封蓋和下固定封蓋組成。其中，所述吸附管為多根，其由粘覆有改性矽膠的載板和設在載板外圍的半圓形玻璃罩板組成。其中，所述集水槽的兩端各設有一個氣壓風門。採用上述技術方案所產生的有益效果在於本實用新型根據矽膠的吸水性，以及矽膠在不同溫度下的吸水和解析的特性，利用改性矽膠和沙粒的混合物作為吸附劑，在夜晚和白天分別進行對水蒸氣的吸附和解析，從而把水蒸氣液化收集，達到乾旱地區取水的目的。本實用新型具有結構簡單、投資小、無汙染、取水效果好的特點，具有較好的經濟意義和社會意義。

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖中，1、上活動封蓋，2、下固定封蓋，3、吸附管，4、支架，5、集水槽，6、氣壓風門，7、
儲水瓶。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖1所示為本實用新型的結構示意圖。本實用新型採用太陽能熱水器式結構，包括支架4、設在支架4頂部的進氣倉和設在支架4底部的集水槽5，進氣倉的底部與吸附管3的頂端連通，吸附管3的底端與集水槽5連通，集水槽5的底部設有儲水瓶7 ;吸附管3傾斜設置在支架4上，並且吸附管3內設有改性矽膠。其中，支架4由相互鉸接的下固定座和承載吸附管3的傾斜託板組成；並且吸附管3與水平線夾角為40° -50° ;進氣倉由相互鉸接的上活動封蓋I和下固定封蓋2組成，並且採用耐熱性好的材料製成，白天時取水機密封效果好，減少內部熱量從壁面的散失，產水量大；吸附管3為多根，其由粘覆有改性矽膠的載板和設在載板外圍的半圓形玻璃罩板組成，半圓形玻璃罩板可以使採光角度增大，矽膠覆層周圍設計為深色，加強吸熱，提高矽膠溫度，矽膠覆層上表面與玻璃罩板下表面之間的容積設置的小些，有利於增大產水量，並且吸附管內採用單層矽膠擺放，吸附解吸效果較好；集水槽5的兩端各設有一個氣壓風門6。本實用新型合理有效利用沙漠晝夜溫差大的特殊自然條件，將大氣作為水源，運用簡單的原理，有效解決沙漠缺水問題，避免了從遠處調水的不便；本實用新型一方面採用環境友好的原材料加工，且使用最簡便的方法獲取水源，與同類產品相比大大節省了環境成本；另一方面從空氣獲得的淡水可用於乾旱地區人民的生活以及沙漠化的治理，這對乾旱地區的環境生態保護具有重要的意義，值得推廣。本實用新型的工作原理改性矽膠(如氯化鎂含量為1%的改性矽膠)，除了具有矽膠本身的物理吸附活性中心以外，還具有引入氯化鎂後產生的絡合吸附活性中心，因此改性矽膠的平均吸溼量遠遠大於未改性矽膠，因此，本實用新型採用改性矽膠。[0021]本實用新型為單元組合式結構，可以較大的提高太陽能吸收效率，並且提高吸附管3內固體吸附劑的產水率。其中，活動封蓋I由有機玻璃塑形而成，可實現封蓋的定軸開關。其主要動作有夜晚，活動封蓋I開啟，與裝置集水槽5兩端的氣壓風門6實現導流，使矽膠與外界空氣充分接觸，提高矽膠單位時間吸水速率；白天，活動封蓋I關閉，整個取水機實現密閉。採用有機玻璃可以增加陽光的通過量，以用來增加內部溫度。固定封蓋2與支架4連為一體，採用鋼板製作成半圓柱空腔，其空腔與吸附管3導通。吸附管3為取水機的重要組成部分，其截面形狀為半圓形空腔，上表面為有機玻璃材質，下平面是承載矽膠的粗糙面。上表面玻璃罩板設計為圓弧狀，可以避免由於太陽轉動角度，而導致的採光不足問題。吸附管3與水平線夾角呈40° -50°，以便使太陽光直射。白天陽光可通過玻璃罩板射到吸附管3內，提升吸附管3的內部溫度，從而使矽膠中吸收的水分充分蒸發並在表面凝結。支架4為角鐵焊接而成，其中固定封蓋2和集水槽5固定在支架4上，並且吸附管3與水平線之間的傾斜角度由支架4進行調節。集水槽5的截面為V型結構，當吸附管3內壁有水凝結後，由於吸附管3擺放有一定傾角，水會由吸附管3自上而下流動並且匯集，直至流到集水槽5處。V型結構的好處一方面是減少阻力，加速流動；另一方面則是可以最大量的減少水在集水槽5上的殘餘量，增大一周期的水產量。氣壓風門6設在集水槽5的兩端，可實現開關，主要操作動作夜晚，氣壓風門6開啟，與活動封蓋I的開啟相配合，實現取水機內部空氣的導流，有助於矽膠與外界空氣的充分接觸，增大吸水量；白天，氣壓風門6關閉，整個取水機實現密閉，隨著照射溫度升高，有助於矽膠脫水。儲水瓶7用於儲存集水槽5中流出的水，儲水瓶7為活動件，方便拆卸。乾旱或沙漠地區白天與晚上的溫差特別大，隨著晚上溫度的急劇下降，空氣的相對溼度可以由白天時的20%-30%增加到晚上的70%-80%，也就是說晚上空氣中凝聚了大量的水分。本實用新型以一晝夜為一個工作周期，夜晚主要進行水分的吸附，白天主要進行水分的解析。具體如下夜晚，尤其在乾旱地區，氣溫較低，而相對溼度較高。活動封蓋I和氣壓風門6開啟，空氣由活動封蓋I進入吸附管3，並與氣壓風門6實現導流，在該過程中，矽膠對大量流動空氣中的水蒸氣不斷進行吸附。經過一晚上約8小時的連續通風，矽膠便可達到或接近飽和狀態。白天，關閉活動封蓋I和氣壓風門6。太陽光直射在吸附管3上，透過玻璃照射到吸附管3內深色內表面和矽膠上，使內部溫度升高，矽膠開始解析。吸附管3內溫度在光照射下不斷升高，內部也不斷蓄熱，加快矽膠解析；同時，解析出來的水蒸氣由於內部蒸汽壓達到飽和蒸汽壓，當脫附後的水蒸氣接觸低於其露點溫度的玻璃壁面時，便在其上凝結，凝結出的液珠在重力作用下流動至集水槽5，經由引水管進入儲水瓶7儲存。如此經過一晝夜後便將空氣中的水分轉化為液態，進行飲水、沙漠綠化以及滴灌的應用。此外，如果為了實現自動控制以減少人工操作，本實用新型還可以通過增加太陽牆板和控制系統等附件，將手動開合改為時間控制的自動開合。
權利要求1.一種新型無能耗取水機，其特徵在於包括支架(4)、設在支架(4)頂部的進氣倉和設在支架(4)底部的集水槽(5)，進氣倉的底部與吸附管(3)的頂端連通，吸附管(3)的底端與集水槽(5)連通，集水槽(5)的底部設有儲水瓶(7);吸附管(3)傾斜設置在支架(4)上，並且吸附管(3)內設有改性矽膠。
2.根據權利要求1所述的一種新型無能耗取水機，其特徵在於所述支架(4)由相互鉸接的下固定座和承載吸附管(3)的傾斜託板組成；並且吸附管(3)與水平線夾角為40。-50。。
3.根據權利要求1所述的一種新型無能耗取水機，其特徵在於所述進氣倉由相互鉸接的上活動封蓋(I)和下固定封蓋(2)組成。
4.根據權利要求1所述的一種新型無能耗取水機，其特徵在於所述吸附管(3)為多根，其由粘覆有改性矽膠的載板和設在載板外圍的半圓形玻璃罩板組成。
5.根據權利要求1所述的一種新型無能耗取水機，其特徵在於所述集水槽(5)的兩端各設有一個氣壓風門(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種新型無能耗取水機，包括支架、設在支架頂部的進氣倉和設在支架底部的集水槽，進氣倉的底部與吸附管的頂端連通，吸附管的底端與集水槽連通，集水槽的底部設有儲水瓶；吸附管傾斜設置在支架上，並且吸附管內設有改性矽膠。本實用新型根據矽膠的吸水性，以及矽膠在不同溫度下的吸水和解析的特性，利用改性矽膠和沙粒的混合物作為吸附劑，在夜晚和白天分別進行對水蒸氣的吸附和解析，從而把水蒸氣液化收集，達到乾旱地區取水的目的。本實用新型具有結構簡單、投資小、無汙染、取水效果好的特點，具有較好的經濟意義和社會意義。
文檔編號E03B3/28GK202850100SQ20122060750
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者盛遵榮, 武文竹, 孟祥睿 申請人:盛遵榮, 武文竹, 孟祥睿