一種具備自清洗功能可用于原位海水過濾的裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可將原位海水進(jìn)行過濾的帶有儲水皮囊的過濾裝置，該過濾裝置具有自清洗功能。它由海水泵、皮囊、濾芯和閥門等部件構(gòu)成。該過濾裝置可作為原位分析測試儀器的進(jìn)樣裝置。過濾時，海水通過該過濾裝置進(jìn)入后續(xù)的原位分析測試儀器。當(dāng)過濾裝置堵塞后，控制流路，使皮囊中儲存的水反向流動，對濾芯進(jìn)行沖洗；通過控制流路，可使皮囊多次充水和排水，從而對濾芯進(jìn)行多次清洗。該過濾裝置具有自清洗的功能，它與原位分析測試儀器在海底長期使用時，可有效延長原位分析測試儀器的水下作業(yè)時間，可在海洋探測【技術(shù)領(lǐng)域】得到有效的利用。
【專利說明】一種具備自清洗功能可用于原位海水過濾的裝置及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋探測領(lǐng)域，具體涉及一種可將原位海水進(jìn)行過濾的帶有儲水皮囊的過濾裝置，該過濾裝置具有自清洗功能。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋探測技術(shù)的發(fā)展，流動注射、紫外分光、激光拉曼、質(zhì)譜、氣相色譜等技術(shù)先后開始被應(yīng)用于深海海洋以開展海水成分的原位測試。深海原位分析檢測技術(shù)是對傳統(tǒng)采樣后分析的海洋研究方法的重大突破。鑒于海水中的懸浮顆粒物可能會堵塞深海原位分析檢測儀器的進(jìn)樣口并影響測試精度，因此常常需要在對海水進(jìn)樣檢測前進(jìn)行預(yù)過濾。另外海水過濾裝置本身使用一段時間后，濾芯也可能會出現(xiàn)堵塞。而目前現(xiàn)有的一些海水過濾裝置，通常都不具備自清洗功能。具備自清洗功能的過濾裝置可以長期使用，可有效延長深海原位分析儀器的水下作業(yè)時間。所以，本發(fā)明可以在海洋探測【技術(shù)領(lǐng)域】得到有效的利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種具備自清洗功能的原位海水過濾裝置，可有效克服水下長時間工作導(dǎo)致的海水懸浮顆粒物對過濾裝置濾芯的堵塞，延長水下作業(yè)時間。
[0004]本發(fā)明利用反沖洗原理，使用具有伸縮性的皮囊存儲的水反向沖洗濾芯。
[0005]本發(fā)明提出的一種具備自清洗功能可用于原位海水過濾的裝置，由進(jìn)水管1，進(jìn)水閥2，第一海水泵3，皮囊5，儲水閥6，螺栓7，上端蓋8，密封圈9，過濾筒體10，濾芯11，出水管12，出水閥13，流速檢測器14，排污管15，排污閥16，第二海水泵17和下端蓋18組成，其中:
環(huán)形濾芯11豎直放置于過濾筒體10內(nèi)，濾芯11和過濾筒體10上端通過上端蓋8固定,濾芯11和過濾筒體10下端通過下端蓋18固定，所述濾芯11將過濾筒體10分隔成內(nèi)容腔和外容腔，所述內(nèi)容腔為濾芯11內(nèi)壁與上端蓋8和下端蓋18組成的空間，所述外容腔為濾芯11外壁、過濾筒體10、上端蓋和下端蓋18組成的空間；
進(jìn)水管I依次通過進(jìn)水閥、第一海水泵3和上端蓋8與內(nèi)容腔連通；出水管12 —端連接外容腔一側(cè)下部，另一端依次通過流速檢測器14、出水閥13和管道連接原位分析檢測儀器20 ;排污管15依次通過排污閥16、第二海水泵17和下端蓋18與內(nèi)容腔連通；皮囊5通過儲水閥6接于外容腔頂部。本發(fā)明中，內(nèi)容腔上端還連通有第一溢流閥4，外容腔下端還連通有第二溢流閥19。
[0006]本發(fā)明中，環(huán)形的濾芯11與過濾筒體10連接處通過O型圈密封。
[0007]本發(fā)明提出的具備自清洗功能可用于原位海水過濾的裝置的使用方法，具體步驟為:
(I)將所述用于過濾的裝置裝配及連接好后，內(nèi)部充滿水，然后將該過濾裝置隨原位分析檢測儀器放入深海工作位置，此時，所述用于過濾的裝置的進(jìn)水閥2、第一溢流閥4、儲水閥6、出水閥13、排污閥16和第二溢流閥19均處于關(guān)閉狀態(tài)，同時第一海水泵3和第二海水泵17亦處于關(guān)閉狀態(tài)；皮囊5中充滿水；
(2)進(jìn)行用于過濾的裝置自清洗，用原位的海水將所述裝置中先前充滿的水洗出，降低用于過濾的裝置中預(yù)先充滿的水對后續(xù)檢測的影響；
(3)清洗完成后，打開進(jìn)水閥2和出水閥13，開啟第一海水泵3，進(jìn)行過濾和向原位分析檢測儀器20進(jìn)樣，原位分析檢測儀器20開始工作；
(4)通過流速檢測器14檢測流量，當(dāng)流量檢測顯示濾芯可能被顆粒物堵塞時，原位分析檢測儀器暫停工作，進(jìn)行用于過濾的裝置的自清洗，主要是利用皮囊中的儲水反沖洗濾芯，利用水泵對皮囊充水，如此重復(fù)多次清洗濾芯；
(5 )所述用于過濾的裝置自清洗完成后，繼續(xù)進(jìn)行過濾和向原位分析檢測儀器進(jìn)樣，原位分析檢測儀器繼續(xù)工作，工作中發(fā)現(xiàn)濾芯堵塞，則重復(fù)步驟(4)進(jìn)行所述用于過濾的裝置自清洗。
[0008]本發(fā)明中，所述用于過濾的裝置的自清洗，具體步驟如下:
(1)濾芯反沖洗操作，即:關(guān)閉第一海水泵3，關(guān)閉進(jìn)水閥2和出水閥13，打開排污閥16和儲水閥6，啟動第二海水泵17，此時有水從外容腔透過濾芯11向內(nèi)容腔流動，從而對濾芯11進(jìn)行反沖洗；
(2)當(dāng)皮囊5儲存的水耗盡后，進(jìn)行皮囊充水操作，即:關(guān)閉第二海水泵17，關(guān)閉排污閥16，打開進(jìn)水閥2，開啟第一海水泵3，向皮囊5充水，皮囊5充滿水后，關(guān)閉第一海水泵3，關(guān)閉進(jìn)水閥2 ；
(3 )重復(fù)步驟(I)濾芯反沖洗操作和步驟(2 )皮囊充水操作各3-5次，完成過濾裝置的自清洗，關(guān)閉儲水閥6。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:可在水下原位實(shí)現(xiàn)過濾裝置的自動清洗，延長了過濾裝置的使用壽命。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、功能可靠、易于制作，利于后續(xù)原位分析檢測儀器對海水組分進(jìn)行長期檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中，1.進(jìn)水管,2.進(jìn)水閥,3.第一海水泵,4.第一溢流閥,5.皮囊,6.儲水閥，7.螺栓，8.上端蓋，9.密封圈，10.過濾筒體，11.濾芯，12.出水管，13.出水閥，14.流速檢測器，15.排污管，16.排污閥，17.第二海水泵，18.下端蓋，19.第二溢流閥，20.原位分析檢測儀器。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0013]實(shí)施例1:
如圖1所示，所述裝置由進(jìn)水管1，進(jìn)水閥2，第一海水泵3，第一溢流閥4，皮囊5，儲水閥6，螺栓7，上端蓋8，密封圈9，過濾筒體10，濾芯11，出水管12，出水閥13，流速檢測器14，排污管15，排污閥16，第二海水泵17，下端蓋18和第二溢流閥19組成。
[0014]將環(huán)形的濾芯11置于過濾筒體10中，并通過上端蓋8和下端蓋18固定，用密封圈密封，組成內(nèi)容腔和外容腔，其中，內(nèi)容腔由環(huán)狀濾芯11內(nèi)壁與上端蓋8和下端蓋18限制；外容腔由濾芯11外壁和過濾筒體10內(nèi)壁與上端蓋8和下端蓋18限制。
[0015]進(jìn)水管I與內(nèi)容腔連接，該進(jìn)水管路中連接有進(jìn)水閥2和第一海水泵3。進(jìn)水閥2的作用是控制進(jìn)水管路的通斷，第一海水泵3的作用是向內(nèi)容腔泵入海水。
[0016]出水管12與外容腔連接，該出水管路中連接有出水閥13和流速檢測器14。出水閥13的作用是控制出水管路的通斷，流速檢測器14的作用是檢測出水管路中流體的流速或流量。出水管與原位分析檢測儀器20對接。
[0017]排污管15與內(nèi)容腔連接,該排污管路中連接有排污閥16和第二海水泵17。排污閥16的作用是控制排污管路的通斷，第二海水泵17的作用是將內(nèi)容腔中的水向外排出。
[0018]皮囊5通過儲水閥6與外容腔連接。皮囊5的作用是儲水用于對濾芯11進(jìn)行反沖洗以及對裝置內(nèi)的水進(jìn)行沖洗，儲水閥6的作用是控制皮囊5與外容腔間水的連通。
[0019]另外，從安全角度考慮，內(nèi)容腔和外容腔分別連接了可進(jìn)水的第一溢流閥4和可出水的第二溢流閥19。當(dāng)內(nèi)容腔內(nèi)的壓強(qiáng)與外界環(huán)境壓強(qiáng)差值大于溢流閥設(shè)定的壓力值時海水可通過第一溢流閥4進(jìn)入內(nèi)容腔，當(dāng)外容腔的壓強(qiáng)與外界環(huán)境壓強(qiáng)差值大于溢流閥設(shè)定的壓力值時外容腔的水可通過第二溢流閥19排出。
[0020]將過濾裝置按圖所示裝配好并與原位分析檢測儀器20連接好之后，首先將過濾裝置內(nèi)充滿水，包括皮囊也充滿了水，水泵及各閥門關(guān)閉，然后一起布放至海洋工作位置。在工作之前，首先過濾裝置進(jìn)行3次自清洗，主要是用原位的海水將裝置中先前充滿的水洗出。
[0021]清洗完成后，打開進(jìn)水閥2、出水閥13，開啟第一海水泵3，進(jìn)行過濾和向原位分析檢測儀器20進(jìn)樣，原位分析檢測儀器20開始工作。
[0022]當(dāng)過濾過程中發(fā)現(xiàn)流速檢測器14顯示的流量值明顯低于第一海水泵3的額定流量時，說明濾芯11可能被顆粒物堵塞，此時，原位分析檢測儀器暫停工作，進(jìn)行過濾裝置的自清洗。首先進(jìn)行濾芯反沖洗操作，即:過濾裝置關(guān)閉第一海水泵3，關(guān)閉進(jìn)水閥2和出水閥13，打開排污閥16和儲水閥6，啟動第二海水泵17，此時有水從外容腔透過濾芯11向內(nèi)容腔流動，從而對濾芯進(jìn)行反沖洗。當(dāng)皮囊5儲存的水耗盡后，進(jìn)行皮囊充水操作，即:關(guān)閉第二海水泵17，關(guān)閉排污閥16，打開進(jìn)水閥2，開啟第一海水泵3，向皮囊5充水。皮囊5充滿水后，關(guān)閉第一海水泵3，關(guān)閉進(jìn)水閥2。重復(fù)前面的濾芯反沖洗操作和皮囊充水操作3-5次，完成過濾裝置的自清洗，關(guān)閉儲水閥6。
[0023]過濾裝置自清洗完成后，打開進(jìn)水閥2、出水閥13，開啟第一海水泵3，繼續(xù)進(jìn)行過濾和向原位分析檢測儀器20進(jìn)樣，原位分析檢測儀器20繼續(xù)工作。工作中發(fā)現(xiàn)濾芯堵塞，則如前所述進(jìn)行過濾裝置自清洗。
【權(quán)利要求】
1.一種具備自清洗功能可用于原位海水過濾的裝置，由進(jìn)水管(1)，進(jìn)水閥(2)，第一海水泵(3)，皮囊(5)，儲水閥(6)，螺栓(7)，上端蓋(8)，密封圈(9)，過濾筒體(10)，濾芯(11)，出水管(12)，出水閥(13)，流速檢測器(14)，排污管(15)，排污閥(16)，第二海水泵(17)和下端蓋(18)和組成，其特征在于: 環(huán)形濾芯(11)豎直放置于過濾筒體(10 )內(nèi)，濾芯(11)和過濾筒體(10 )上端通過上端蓋(8)固定，濾芯(11)和過濾筒體(10)下端通過下端蓋(18)固定，所述濾芯(11)將過濾筒體(10)分隔成內(nèi)容腔和外容腔，所述內(nèi)容腔為濾芯(11)內(nèi)壁與上端蓋(8)和下端蓋(18)組成的空間，所述外容腔為濾芯(11)外壁、過濾筒體(10)、上端蓋和下端蓋(18)組成的空間； 進(jìn)水管(1)依次通過進(jìn)水閥、第一海水泵(3 )和上端蓋(8 )與內(nèi)容腔連通；出水管(12 )一端連接外容腔一側(cè)下部，另一端依次通過流速檢測器(14)、出水閥(13)和管道連接原位分析檢測儀器(20);排污管(15)依次通過排污閥(16)、第二海水泵(17)和下端蓋(18)與內(nèi)容腔連通；皮囊(5)通過儲水閥(6)接于外容腔頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備自清洗功能可用于原位海水過濾的裝置，其特征在于內(nèi)容腔上端還設(shè)有第一溢流閥(4 )，外容腔下端還設(shè)有第二溢流閥(19 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備自清洗功能可用于原位海水過濾的裝置，其特征在于環(huán)形的濾芯(11)與過濾筒體(10)連接處通過0型圈密封。
4.一種如權(quán)利要求1所述的具備自清洗功能可用于原位海水過濾的裝置的使用方法，其特征在于具體步驟為: (1)將所述用于過濾的裝置裝配及連接好后，內(nèi)部充滿水，然后將該過濾裝置隨原位分析檢測儀器放入深海工作位置，此時，所述用于過濾的裝置的進(jìn)水閥(2)、第一溢流閥(4)、儲水閥(6)、出水閥(13)、排污閥(16)和第二溢流閥(19)均處于關(guān)閉狀態(tài)，同時第一海水泵(3)和第二海水泵(17)亦處于關(guān)閉狀態(tài)；皮囊(5)中充滿水； (2)進(jìn)行用于過濾的裝置自清洗，用原位的海水將所述裝置中先前充滿的水洗出，降低用于過濾的裝置中預(yù)先充滿的水對后續(xù)檢測的影響； (3)清洗完成后，打開進(jìn)水閥(2)和出水閥(13)，開啟第一海水泵(3)，進(jìn)行過濾和向原位分析檢測儀器(20)進(jìn)樣，原位分析檢測儀器(20)開始工作； (4)通過流速檢測器(14)檢測流量，當(dāng)流量檢測顯示濾芯可能被顆粒物堵塞時，原位分析檢測儀器暫停工作，進(jìn)行用于過濾的裝置的自清洗，主要是利用皮囊中的儲水反沖洗濾芯，利用水泵對皮囊充水，如此重復(fù)多次清洗濾芯； (5 )所述用于過濾的裝置自清洗完成后，繼續(xù)進(jìn)行過濾和向原位分析檢測儀器進(jìn)樣，原位分析檢測儀器繼續(xù)工作，工作中發(fā)現(xiàn)濾芯堵塞，則重復(fù)步驟(4)進(jìn)行所述用于過濾的裝置自清洗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用方法，其特征在于所述用于過濾的裝置的自清洗，具體步驟如下: (1)濾芯反沖洗操作，即:關(guān)閉第一海水泵(3)，關(guān)閉進(jìn)水閥(2)和出水閥(13)，打開排污閥(16 )和儲水閥(6 )，啟動第二海水泵(17 )，此時有水從外容腔透過濾芯(11)向內(nèi)容腔流動，從而對濾芯(11)進(jìn)行反沖洗； (2)當(dāng)皮囊(5)儲存的水耗盡后，進(jìn)行皮囊充水操作，即:關(guān)閉第二海水泵(17)，關(guān)閉排污閥(16)，打開進(jìn)水閥(2)，開啟第一海水泵(3)，向皮囊(5)充水，皮囊(5)充滿水后，關(guān)閉第一海水泵(3)，關(guān)閉進(jìn)水閥(2)； (3 )重復(fù)步驟(1)濾芯反沖洗操作和步驟(2 )皮囊充水操作各3-5次，完成過濾裝置的自清洗，關(guān)閉儲水閥(6)。
【文檔編號】G01N1/34GK104383737SQ201410675652
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】季福武, 米智楠, 楊群慧, 周懷陽, 王虎, 楊標(biāo), 韋婧, 金璐 申請人:同濟(jì)大學(xué)