CN102553325B - 一种水下原位过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构简单、便于拆卸的水下原位过滤装置，包括进水管、套接在进水管外的水密外壳和套接在进水管出水口上与水泵连接的水管接头，在进水管进水口设有外过滤网和连接在水密外壳上用以抵住外过滤网的外过滤网压板，在进水管出水口与水管接头之间设有内过滤网，所述水管接头通过固定在水密外壳上的内过滤网压板紧紧挤压住内过滤网。本发明经两次过滤，能够有效地避免水样中气泡、颗粒等对测量仪器的污染，提高测量精度；另外，本发明各部件之间的连接关系简单，易于拆卸，方便清洗。

Description

一种水下原位过滤装置

技术领域

本发明涉及一种过滤装置，具体涉及一种用于水下生化要素、可溶性有色有机物原位或在线监测的过滤装置。

背景技术

目前，对于水体生化要素及可溶性有色有机物等的检测与分析通常采用现场采样、船上或岸上实验室分析相结合的办法，这种方法的缺点在于：所采样品在采集、储存及预处理过程中极易受到污染，从样品采集到最后的检测分析需要一段时间，样品在此期间可能会不可避免地发生某些化学反应而导致化学性能的改变，并进一步影响样品检测的准确性。

现场原位方法则可以缩短样品从采样到检测分析的时间段，使样品得以被及时检测，不仅避免了样品因时间问题而发生的性质改变，还大大提高了检测分析的工作效率，特别对于深海研究而言，这种优势就更为显著。近年来，随着海洋环境学家和生态学家对海洋生态***研究的重视，科研人员已经逐步将海洋生化要素的测量从实验室向现场原位转移，现场原位测量过程中所有的进样及混合过程均是在无人参与的情况下全自动完成，所有的样品在进入自动进样***进行进样及混合显色之前，均需要对其进行在线过滤，滤除其中可能堵塞及污染测量仪的颗粒物等，因此，进样过程中样品的在线过滤在整个水下原位或现场在线测量过程中就显得至关重要。

中国专利ZL 201010172037.4公开了一种水下原位在线过滤装置，该装置包括依次连接的鼓式过滤器、进水泵、电子阀门、孔径小于鼓式过滤器的囊式过滤器组和流量传感器。水样由进水泵泵入后首先经鼓式过滤器处级过滤后由耐腐蚀软管经接口进入到囊式过滤器组，以作进一步过滤，最终水样在流量传感器的控制下进入到检测分析装置。该发明虽然避免了样品在采集、存储及预处理过程中造成的污染问题，但该发明过滤装置结构复杂、不易拆卸，难以清洗。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、便于拆卸的水下原位过滤装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种水下原位过滤装置，包括进水管、水管接头和水密外壳；进水管一端为进水管进水口，另一端为进水管出水口，水管接头套接在进水管出水口上，水密外壳套接在进水管进水口上；在进水管进水口设有外过滤网和固定在水密外壳上用以抵住外过滤网的外过滤网压板，在进水管出水口与水管接头之间设有内过滤网，水管接头通过固定在水密外壳上的内过滤网压板挤压住内过滤网。

优选地，水管接头为阶梯状圆柱结构，包括与水泵连接的连接头和套接在进水管出水口上的接头进水口，连接头与接头进水口连接处设有连接头梯面，所述内过滤网被挤压在进水管出水口和连接头梯面之间。水管接头也可以是其他类似结构，只要能和进水管出水口一起挤压住内过滤网即可。 

优选地，内过滤网压板为圆柱状接头，其下端周缘径向向外设有和水密外壳固定连接的环形凸缘，内过滤网压板的上端周缘径向向内设有能够挤压在连接头梯面上的环形凸缘，内过滤网压板的上端口径相对较小，以能够通过水管接头的连接头为宜。内过滤网压板也并不局限于上述结构，只要能够做到一端和水密外壳连接，一端作用于水管接头并使水管接头挤压住内过滤网即可。

为了进一步减少水样中的杂物，使过滤更加彻底，进水管进水口的直径大于或等于进水管出水口的直径，外过滤网的直径大于等或于内过滤网的直径，进水管进水口与进水管出水口的直径比例优选为2:1；进水管进水口与进水管出水口之间的距离优选为进水管进水口直径的大小；更优选地，外过滤网的孔径大于或等于内过滤网的孔径，可以根据不同的水质，选择不同的外过滤网和内过滤网的孔径，如用于近海水体中营养盐测量时，外过滤网孔径选0.1mm，内过滤网的孔径选0.02mm。

为了增强水下原位过滤装置的密封性，避免采集到的样品被污染，进水管进水口与外过滤网之间设有外过滤网垫圈，进水管出水口与内过滤网之间设有内过滤网垫圈。为了进一步增强这种密封效果，进水管进水口和进水管出水口外缘各设有一个或多个环形槽，环形槽内设有密封圈，密封圈的数量没有任何限制，一般情况下，在进水管进水口和进水管出水口上各设有两个密封圈，也可以设任意多个密封圈。

优选地，连接头上设有倒钩形螺纹，以便于和进水泵或更加精细的过滤器水密连接。

内过滤网压板和外过滤网压板可拆卸地固定在水密外壳上。为了增强外过滤网和内过滤网的可拆卸性，使其容易清洗，外过滤网压板和内过滤网压板最好采用螺钉固定的方式与水密外壳固定连接，除此之外，也可以采用其他方式，如卡接固定。拆卸掉外过滤网压板就可以轻易拿出外过滤网，拆卸掉内过滤网压板就可以轻易拿出内过滤网。

进水管为阶梯状圆柱结构。为了减少进水管内壁对水的阻力，进水管内部进水通道大致为平截头圆锥体状滑面结构。

对于不同的水质，根据被采样品的化学性质，可以改变水下原位过滤装置的制作材料，例如对海水、工业废水等水质，外过滤网和内过滤网均采用具有硬度高、耐腐蚀等特点的钛粉末烧结过滤板。除此之外，本发明的进水管和水管接头大小也可以根据过滤工作的需要进行改变，例如进水管的轴向长度为48mm，水管接头的轴向长度为45mm。

本发明在使用时，水管接头的连接头与水泵入口连接，外过滤网直接与现场水体接触，水泵工作时，被采水样首先经过外过滤网的过滤，将水体中较大孔径颗粒物及气泡过滤掉，然后经过内过滤网时进行再次过滤，最后经两次过滤的水样进入水泵。水泵的参数根据被采水样进行设置，例如用于近海水体中营养盐测量时，水泵的进样速度设定在0.25mL/s~0.75 mL/s范围之内。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

本发明采用内外过滤网两重过滤装置，能够有效地避免水样中气泡、颗粒等对测量仪器的污染，提高测量精度，确保原位或现场在线测量的可行性和可靠性，同时能够有效的避免水样预处理过程中易受到沾污等缺点。本发明各部件主要靠内过滤网压板、外过滤网压板和水密外壳连接，只要解除此三者之间的连接，其内部部件便可以轻易拆卸下来，便于对内、外过滤网进行清洗。本发明不仅可以用于河流、湖泊以及近岸或深远海水体中生化要素以及有色物质等的原位采样过滤，而且还可以用于工业废水等环境监测***中，具有广阔的应用市场以及很好的应用前景。 

附图说明

图1为本发明剖面结构示意图；

图2为本发明水管接头剖面结构示意图。

具体实施方式

实施例1   

如图1、图2所示，本发明的水下原位过滤装置包括进水管7、套接在进水管7外的水密外壳9和套接于进水管7上部的水管接头8，进水管7整体为阶梯状圆柱结构，其外径大的一端为进水管进水口71，外径小的一端为进水管出水口72，为了减少进水管7内壁对水的阻力，进水管7内部进水通道大致为平截头圆锥体状滑面结构。水管接头8为中空的阶梯状圆柱结构，其外径小的一端为连接头81，外径大的一端为接头进水口82，连接头81与接头进水口82连接处设有连接头梯面83，连接头81上设有倒钩型螺纹，接头进水口82套接在进水管出水口72上，进水管进水口71则套接在水密外壳9内。

在进水管进水口71端部设有外过滤网1，为了防止外过滤网1脱落，在外过滤网1的轴向外侧设有与水密外壳9固定连接的外过滤网压板2，外过滤网1在外过滤网压板2的挤压下与进水管7进水口紧密接触。在进水管出水口72处设有内过滤网4，内过滤网4被挤压在进水管出水口72和接头梯面83之间，为了防止水管接头8和内过滤网4滑落，在水管接头8的外部设有内过滤网压板5，内过滤网压板5为圆柱状接头，其下端周缘径向向外设有和水密外壳9固定连接的环形凸缘，内过滤网压板5的上端周缘径向向内设有能够挤压在连接头梯面83上的环形凸缘，内过滤网压板5的上端口径相对较小，能够通过水管接头8 的连接头81。外过滤网压板2和内过滤网压板5采用螺钉固定的方式与水密外壳9固定连接。

在进水管进水口71与外过滤网1之间设有外过滤网垫圈3，在进水管出水口72与内过滤网4之间设有内过滤网垫圈6。在进水管进水口71和进水管出水口72外缘还各设有两个环形槽，环形槽中均设有密封圈10。

外过滤网1的直径为36mm，过滤孔径为100um，内过滤网4的直径为20mm，过滤孔径为20um。进水管7的轴向长度为48mm，水管接头8的轴向长度为45mm。外过滤网1和内过滤网4均采用钛粉末烧结过滤板。

本发明在使用时，水管接头8的连接头81与水泵入口连接，外过滤网1直接与现场水体接触，水泵工作时，被采水样首先经过外过滤网1的过滤，将水体中较大孔径颗粒物及气泡过滤掉，然后经过内过滤网4时进行再次过滤，最后经两次过滤的水样进入水泵。用于近海水体中营养盐测量时，水泵的进样速度在0.25mL/s~0.75 mL/s范围之内。

Claims (8)

1.一种水下原位过滤装置，其特征在于包括进水管（7）、水管接头（8）和水密外壳（9）；进水管（7）一端为进水管进水口（71），另一端为进水管出水口（72），水管接头（8）套接在进水管出水口（72）上，水密外壳（9）套接在进水管进水口（71）上；在进水管进水口（71）设有外过滤网（1）和固定在水密外壳（9）上用以抵住外过滤网（1）的外过滤网压板（2），在进水管出水口（72）与水管接头（8）之间设有内过滤网（4），水管接头（8）通过固定在水密外壳（9）上的内过滤网压板（5）挤压住内过滤网（4）；

水管接头（8）为阶梯状圆柱结构，包括与水泵连接的连接头（81）和套接在进水管出水口（72）上的接头进水口（82），连接头（81）与接头进水口（82）连接处设有连接头梯面（83），所述内过滤网（4）被挤压在进水管出水口（72）和连接头梯面（83）之间；

内过滤网压板（5）为圆柱状接头，其下端周缘径向向外设有和水密外壳（9）固定连接的环形凸缘，其上端周缘径向向内设有能够挤压在连接头梯面（83）上的环形凸缘。

2.根据权利要求1所述的水下原位过滤装置，其特征在于进水管进水口（71）的直径大于或等于进水管出水口（72）的直径，外过滤网（1）的直径大于或等于内过滤网（4）的直径。

3.根据权利要求1所述的水下原位过滤装置，其特征在于外过滤网（1）的孔径大于或等于内过滤网（4）的孔径。

4.根据权利要求1所述的水下原位过滤装置，其特征在于进水管进水口（71）与外过滤网（1）之间设有外过滤网垫圈（3），进水管出水口（72）与内过滤网（4）之间设有内过滤网垫圈（6）。

5.根据权利要求1所述的水下原位过滤装置，其特征在于进水管进水口（71）和进水管出水口（72）外缘各设有一个或多个环形槽，环形槽内设有密封圈（10）。

6.根据权利要求1所述的水下原位过滤装置，其特征在于连接头（81）上设有倒钩形螺纹，进水管（7）为阶梯状圆柱结构。

7.根据权利要求1所述的水下原位过滤装置，其特征在于内过滤网压板（5）和外过滤网压板（2）可拆卸地固定在水密外壳（9）上。

8.根据权利要求1所述的水下原位过滤装置，其特征在于用于近海水体中营养盐测量时，外过滤网的孔径为0.1mm，内过滤网的孔径为0.02mm。

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