CN101104122A - 流动现场专用快速过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于石油和石化以及水体环境监测与医药制酒饮料化工等行业现场截获水或其它液体中悬浮物的过滤检测装置，主要由高压引流母接头、高压转低稳压取样器、过滤头、伸缩式量筒、快插洗液杯、洗盐油加压球、洗盐油流程阀管总成、带手柄油壬、高压引流总成、过滤水位自控阀等组成。它可在现场有压流程中密闭隔氧取样并隔氧稳压过滤，可现场快速洗盐油和室内批量洗盐油，可自动计量滤液和控制过滤停止。它解决了多年来悬浮物过滤无法在现场以密闭隔氧方式进行问题，更从根本上解决了多年来悬浮物检测无法杜绝二次悬浮物产生导致检测结果偏大的国内外技术难题。它使用方便快捷，用于现场密闭隔氧取样和稳压过滤使检测结果更真实准确。

Description

流动现场专用快速过滤器

技术领域：本发明是一种用于石油和石化以及水体环境监测与医药制酒饮料化工等行业现场截获水或其它液体中悬浮物的过滤检测装置。

背景技术：所谓悬浮物是指在水(或其它液体)中间和水表面及水底的絮状和颗粒状的杂质，其杂质又包括机械杂质和物理、化学反应杂质。由于存在物理、化学反应杂质，因此，当被测水样与空气接触或放置时间过长时，均会产生二次悬浮物。它也直接关系到悬浮物检测的真实性和准确性。因此，各国家各行业在制定检测悬浮物的操作标准时均在寻求解决该问题的最佳方案。即从被测水或其它液体中截获(过滤)悬浮物时应尽量现场直接进行，并做到取样和过滤的全过程密闭隔氧，以避免取出水样并过滤时，水样与空气中的氧等其它成分发生化学反应，也由于存在物理反应，要求做到取样到过滤的时间短，以避免二次悬浮物的产生。而目前，国内外的悬浮物检测装置通常有微孔薄膜过滤器(3万元内)和进口的库尔特粒径测定仪与进口的激光粒度仪等(售价在40～63万元)。但使用上述仪器设备，都存在一个共同的问题，即都必须从很远(几米至上千公里)的现场用常用装水的塑料壶取回被测水样。其取样到过滤全过程中水样均与空气接触(俗称曝氧)，且时间长并各不一致，因而必产生二次悬浮物，从而使悬浮物的检测值偏大不准确。因此，其现行的仪器设备在取样并过滤等全过程中存在如下多年欲解决而无法解决的问题和缺陷。

①取样时与空气接触的曝氧问题(期望能实现以密闭隔氧方式取出水样)。

②过滤时与空气接触的曝氧问题(期望能实现密闭隔氧状态下过滤)。

③从取样到过滤的时间间隔过长并各不相同的问题(期望能现场取样并同时过滤)。

④因取因样点多，过滤工作量大，使洗盐油工作量异常大的问题(期望能实现现场洗盐油或批量洗盐油)。

发明内容：

要解决的技术问题：本发明为了克服上述四项问题和缺陷而提供一种新的流动现场专用快速过滤器，使其完全解决如下技术问题：①能从现场有压流程中密闭隔氧取出被测水样。②同时过滤时的过滤压力控制应符合各行业要求的稳定值。③其装置与现场有压流程联接应快速方便。④其装置应符合野外流动现场的特征，做到小巧、方便携带、易操作(滤液计量简单并能自动控制过滤的停止)。⑤能适应特殊行业如石油行业中需方便快捷洗去悬浮物中盐油成分的要求。

解决的技术问题所采用的技术方案：

(一)构成：本发明主要由高压引流母接头、高压转低稳压取样器、过滤头、伸缩式量筒、快插洗液杯、洗盐油加压球、洗盐油流程阀管总成、带手柄油壬、气瓶减压器、高压引流总成、过滤水位自动控阀等组成。

(二)原理：它通过高压转低稳压取样器将现场流程中的有压水样取出并稳定压力后送入装有滤膜的过滤头过滤，并将过滤后的水引入伸缩式量筒计量过滤液的体积，从而完成密闭隔氧式取样和过滤。

再用加压球向已装入蒸馏水或无铅汽油并已插入过滤头的快插洗液杯施压，或用真空泵与洗盐油阀管总成从过滤头下部的短胶管处抽真空，让蒸馏水或无铅汽油流过滤膜而洗去悬浮物中的盐或油。最后按行业的要求用其它设备进行烘干、恒重并计算出悬浮物的含量，从而完成悬浮物检测。

(三)所采用的技术方案由如下各技术方案集合完成：

1、用高压转低稳压取样器从现场有压流程中密闭隔氧式取出水样，并稳定取出水样的压力：

(a)在现场安装统一的取样接口：安装统一的接口是为了方便高压转低稳压取样器与现场的有压流程进行快速连接。安装位置为各行业所确定的各野外现场取样点。其设计充分利用了各行业流程中都通用的取样口阀门出口的1/4″(英寸)的母管扣的特点。将高压引流母接头的一端设计为1/4″公管扣，可与流程取样点阀门的1/4″母管扣相连接；将它的另一端设计为光洁的内孔，以方便高压转低稳压取样器与之密封连接。

对原取样口或接头已焊死在管线上或无法卸掉的，可从取样口最近的压力表处安装统一的接口。其方法是关上阀门，卸下压力表，装上高压引流总成，再将已卸下的压力表装到高压引流总成上即可。其总成的进口端设计为与国内压力表通用的公丝扣M12×1.5相联接的母丝扣；其出口端同上设计为光洁的内孔，以方便高压转低稳压取样器与之密封连接；其总成的中端开有一孔并有M12×1.5的母丝扣，用于安装已从取样口最近处卸下的压力表。

(b)将高压转低稳压取样器与高压引流母接头连接：它的作用是将各行业流程中的高压流体密闭隔氧取出并稳定流出的压力0.14Mpa。它的前端设计有带手柄的由壬，由壬的前端设计有带密封圈的导流头。旋转由壬，导流头进入高压引流母接头中光洁的内孔，打开取样口的阀门就可将流程中的高压液体导入上述取样器。

高压转低稳压取样器的设计核心是巧妙地将2个气瓶减压器串联使用。每个减压器与目前市场销售的气瓶减压器相同，其作用是第一个减压器将流体中的压力0.2～20Mpa减为中低压0.2～0.4Mpa，第二个减压器的作用是将中低压减压并稳定在0.14Mpa。所不同的是第二个减压器的外型和输入输出压力与第一个不同并小很多；设计中，第一个减压器的出口与第二个减压器的进口相连。所做的设计改进是将每个减压器的出口压力调定后，用螺钉将出口压力调节栓锁死以固定各自的出口(输出)压力。

2、将密闭隔氧取出的水样再以密闭隔氧和低稳压方式进行过滤：

(c)将高压转低稳压取样器与过滤头相连：它的作用是将上述0.14Mpa的流出水样导入过滤头并以密闭隔氧和低稳压方式进行过滤。高压转低稳压取样器的出口处和过滤头的顶部入口处均设计有快速接头(目前市场上均可采购到)。用长胶管插入各自的快速接头即可将水样导入过滤头；过滤头中已装有滤膜，滤膜在装入之前已编好号并称出质量(恒重)；旋开过滤头上部通用常见的排空阀，让导入的水流满过滤头滤膜上部而排出空气后关闭排空阀。此时，由于滤膜的阻力，滤膜上部的压力急升为0.14Mpa。在此密闭隔氧和低稳定压力0.14Mpa的状态下，水样受恒压作用流过滤膜，滤膜上就截获了水样中的悬浮物。

3、将过滤后的水引入伸缩式量筒并自动控制过滤停止和计量过滤液体积：

(d)将过滤头的短胶管与伸缩量筒相连：它的作用是将从过滤头过滤后的水引入量筒内，并自动控制过滤停止和计量出过滤水样的体积。量筒盖中心设计有一个带密封圈的通孔，插入过滤头下部的短胶管后就可导入过滤后的水引入量筒内。量筒的盖上还设计有一个过滤水位自控阀；阀由一个顶端嵌有半球形橡胶件的浮筒和一个上部开有导气孔的滑筒组成。浮筒可在滑筒内上下滑动，当其滑动到滑筒的上部时，半球形橡胶件将封闭滑筒上部的导气孔。当水样进入时，导气孔是打开的，与外界空气相连通，使其滤膜下部的压力为0Mpa，此时滤膜上部的压力为0.14Mpa，如此保证了过滤的压力(流动压差)为0.14Mpa；当滤后水样体积达到石油行业要求的1000ml时，浮筒在滑筒内滑动到滑筒上部的导气孔下端，半球形橡胶件将导气孔封死，由于其导气孔下端设计为位于量筒的总容积1000ml的高度处，此时过滤后的水没有盛装的空间，压力急升为0.14Mpa，与滤膜上部的0.14Mpa相平衡，没有流动压差即过滤压力为0Mpa，因此过滤被自动控制停止。

量筒设计为伸缩式。内筒上端外部设计有公丝扣，丝扣下面设计有密封圈；外筒下端设计有母丝扣和密封面。使用时拉出外筒，量筒变长，再左手握定外筒，右手握住内筒并逆时针旋转，此时外筒母丝口与内筒的公丝扣相连并通过密封圈密封，量筒总容积设计为1000ml。

上述(a)至(d)的综合设计满足了在现场的有压流程中密闭隔氧取出水样并密闭隔氧稳压过滤的这一主要技术要求。能适应现场的流动特性。而现行的所有过滤仪器和悬浮物检测装置均无法在现场密闭隔氧取样并密闭隔氧稳压过滤。因此，本发明从根本上解决了多年来未解决的杜绝“二次悬浮物”产生的问题，从而使取样过滤结果更真实可靠，更符合现场流程的实际。

3、对过滤后截获在滤膜上的悬浮物进行快速洗盐油：

(e)现场洗盐油：由于石油行业的特殊要求需将悬浮物中的盐油洗去。本发明洗去盐油的方法是①将快插洗液杯插入过滤头，开始倒入蒸馏水至满150毫升时，上好洗液杯盖。②将洗盐油加压球插入液杯盖，1分钟内挤压加压球3次，蒸馏水受压流过滤膜时，溶解并带出悬浮物中的盐，至此即完成洗盐。③同上述步骤，用无铅汽油代替蒸馏水即可洗去油。

上述洗盐油加压球为常见的医院中量血压的血压计上的加压皮球。

(f)室内批量洗油盐：由于现场取样(检测)点多，分布广，检测周期短(每周或每日循环检测一次)而使检测量异常大。因此需每次上现场时多检测几个取样点。本设计为每次上现场可检测5-10个检测点(通常为6个现场检测点)。因此过滤头有6个，每个均可现场截获不同取样点的悬浮物后带回到室内进行批量洗盐油。其方法是①将上述已截获不同取样点悬浮物的6个过滤头分别与洗盐油流程阀管总成相接，并联好真空泵抽真空。②6个快插洗液杯分别插入6个过滤头中，并分别倒入蒸馏水，至均满150毫升时，打开卸荷阀，开始自动批量抽真空洗盐，5～10分钟自动完成批量洗盐。③完成洗盐后，再依次向6个已流完蒸馏水的插洗液杯中倒入无铅汽油，打开卸荷阀，开始自动批量抽真空洗油，10～30分钟自动完成批量洗油。

在上述①中，过滤头的下端设计有可通过短胶管的破口槽，以确保短胶管与洗盐油流程阀管总成相接时，过滤头仍能平稳地放在检测台上。

上述(e)和(f)的综合设计解决了现场快速简单洗盐油和室内批量洗盐油的问题。而目前洗油盐的方法，只能是一对一的洗盐油。因此本发明大幅度地减轻了原有的工作强度，也大幅度地提高了工效。

有益效果：与现行的悬浮物过滤检测仪器相比较，本发明完全满足了在现场有压流程中密闭隔氧取出水样并密闭隔氧稳压过滤的技术要求。从根本上彻底解决了多年来未解决的检测(过滤)悬浮物时无法杜绝二次悬浮物产生而使检测结果偏大的这一国内外技术难题。同时还解决了现场快速简单洗盐油和室内批量洗盐油的问题。而现行仪器的洗油盐时，只能是一对一的洗盐油。因此本发明也明显地减轻了原有的工作强度，更大幅度地提高了工效。

本发明适应了现场的流动特性，明显地减轻了原有的工作强度和提高了工效，更重要的是杜绝二次悬浮物产生并明显地提高了悬浮物检测结果(过滤)的真实性和准确性。

附图说明：

以下将结合附图1、2、3对本发明作进一步的详细描述：

图1为流动现场专用快速过滤器的现场取样过滤示意图；

图2为流动现场专用快速过滤器的现场洗盐油示意图；

图3为流动现场专用快速过滤器的室内批量洗盐油示意图；

本发明图1、2、3中各部件编号是：高压引流母接头(1)、高压转低稳压取样器(2)、过滤头(3)、伸缩式量筒(4)、快插洗液杯(5)、洗盐油加压球(6)、洗盐油流程阀管总成(7)、带手柄油壬(8)、气瓶减压器(9)、高压引流总成(10)、过滤水位自控阀(11)。

具体实施方式：

(一)构成：本发明主要由高压引流母接头(1)、高压转低稳压取样器(2)、过滤头(3)、伸缩式量筒(4)、快插洗液杯(5)、洗盐油加压球(6)、洗盐油流程阀管总成(7)、带手柄油壬(8)、气瓶减压器(9)、高压引流总成(10)、过滤水位自动控阀(11)等组成。

(二)原理：它通过高压转低稳压取样器(2)将流程中的有压水样取出并稳定压力后送入装有滤膜的过滤头(3)进行过滤，并将过滤后的水引入伸缩式量筒(4)中计量过滤液的体积，从而完成密闭隔氧式取样和过滤。

用洗盐油加压球(6)向已装入蒸馏水或无铅汽油并已插入过滤头(3)的快插洗液杯(5)内施压，或用真空泵和洗盐油阀管总成(7)从过滤头的下部的短胶管处抽真空，让蒸馏水或无铅汽油流过滤膜而洗去悬浮物中的盐或油。最后按行业的要求用其它设备进行烘干、恒重并计算出悬浮物的含量，从而完成悬浮物的检测。

(三)所采用的技术方案由如下各技术方案集合完成：

以下参见图1的左半部分：

1、用高压转低稳压取样器(2)从现场有压流程中以密闭隔氧方式取出水样并稳定取出水样的压力：

(a)在现场安装统一的取样接口：安装统一的接口是为了方便高压转低稳压取样器(2)与现场的有压流程进行快速连接。安装位置为各行业所需的野外取样点。其设计充分利用了各行业流程中都通用的取样口阀门出口均有的1/4″(英寸)的母管扣的特点。将高压引流母接头(1)的一端1/4″公管扣与流程取样点阀门的1/4″母管扣连接；另一端为光洁的内孔，可方便高压转低稳压取样器(2)与之密封连接。

对原取样口或接头已焊死在管线上或无法卸掉的，可从取样口最近的压力表处安装统一的接口。其方法是关上阀门，卸下压力表，装上高压引流总成(10)(其附图可省略)，再将已卸下的压力表装到高压引流总成(10)上即可。其总成的进口端设计为与国内压力表通用的公丝扣M12×1.5相联接的母丝扣；其出口端同上设计为光洁的内孔，以方便高压转低稳压取样器(2)与之密封连接；其总成(10)的中端开有一孔并有M12×1.5的母丝扣，用于安装已从取样口最近处卸下的压力表。

(b)将高压转低稳压取样器(2)与高压引流母接头(1)连接：它的作用是将各行业流程中的有压流体密闭隔氧取出并稳定流出的压力0.14Mpa，它的前端设计有带手柄的由壬(8)，由壬(8)的前端设计有带密封圈的导流头，旋转由壬(8)，导流头进入高压引流母接头(1)中光洁的内孔，打开取样口的阀门就可将流程中的高压液体导入上述取样器(2)。

以下参见图1的左上部分的虚线方框中内容：

高压转低稳压取样器(2)的实施核心是巧妙地将2个气瓶减压器(9)串联使用。每个减压器(9)与目前市场销售的气瓶减压器相同，其作用是第一个减压器(9)将流体中的压力0.25～20Mpa减为中低压0.2～0.4Mpa，第二个减压器(9)的作用是将中低压减压并稳定在0.14Mpa。所不同的是第二个减压器的外型和输入输出压力与第一个不同并小很多；第一个减压器(9)的出口与第二个减压器的进口相连。所做的设计和实施改进是将每个减压器(9)的出口压力调定后，用螺钉将出口压力调节栓锁死以固定各自的出口(输出)压力。

以下参见图1的右半部的上半部分：

2、将密闭隔氧取出的水样再以密闭隔氧和低稳压方式进行过滤：

(c)将高压转低稳压取样器(2)与过滤头(3)相连：它的作用是将上述0.14Mpa的流出水样导入过滤头(3)并以密闭隔氧和低稳压方式进行过滤。高压转低稳压取样器(2)的出口处和过滤头(3)的顶部入口处均设计有快速接头(目前市场上均可采购到)。用长胶管插入各自的快速接头即可将水样导入过滤头(3)；过滤头(3)中已装有滤膜，滤膜在装入之前已编好号并称出质量(恒重)；旋开过滤头(3)上部的通用常见的排空阀，让导入的水充满过滤头的滤膜上部从而排出空气后关闭排空阀。此时，由于滤膜的阻力，滤膜上部的压力急升为0.14Mpa。在此密闭隔氧并低稳压0.14Mpa的状态下，水样受恒压流过滤膜，滤膜就截获了水样中的悬浮物。

以下参见图1的右半部分的虚线方框中内容：

3、将过滤后的水引入伸缩式量筒(4)并自动控制过滤停止和计量过滤液体积：

(d)将过滤头的短胶管与伸缩量筒(4)相连：它的作用是将从过滤头(3)过滤后的水引入量筒(4)内，并自动控制过滤停止和计量出过滤水样的体积。量筒(4)的盖中心设计有一个带密封圈的通孔，插入过滤头下部的短胶管后就可导入过滤后的水。量筒(4)的盖上还设计有一个过滤水位自控阀(11)；阀(11)由一个顶端嵌有半球形橡胶件的浮筒和一个上部有导气孔的滑筒组成。浮筒可在滑筒内上下滑动，当其滑动到滑筒的上部时，半球形橡胶件将封闭滑筒上部的导气孔。当水样进入时，导气孔是打开的，与外界空气相连通，使其滤膜下部的压力为0 Mpa，此时滤膜上部的压力为0.14Mpa，如此保证了过滤的压力(流动压差)为0.14Mpa；当滤后水样体积达到石油行业要求的1000ml时，浮筒在滑筒内滑动到滑筒上部的导气孔上，半球形橡胶件将导气孔封死，由于其导气孔下端设计为位于量筒的总容积1000ml的高度处，此时过滤后的水没有盛装的空间，压力急升为0.14Mpa，与滤膜上部的0.14Mpa相平衡，没有流动压差即过滤压力为0 Mpa，因此过滤被自动控制停止。

量筒(4)设计为伸缩式。量筒的内筒上端外部设计有公丝扣，丝扣下面设计有密封圈；量筒的外筒下端设计有母丝扣和密封面。使用时拉出外筒，量筒(4)变长，再左手握定外筒，右手握住内筒并逆时针旋转，此时外筒母丝口与内筒的公丝扣相连并通过密封圈密封，伸缩式量筒(4)总容积设计为1000ml。

3、对过滤后截获在滤膜上的悬浮物进行快速洗盐油：

以下详见图2：

(e)现场洗盐油：由于石油行业的特殊要求需将悬浮物中的盐油洗去。本发明洗去盐油的方法是①将快插洗液杯(5)插入过滤头(3)，开始倒入蒸馏水至满150毫升时，上好洗液杯盖。②将洗盐油加压球(6)插入液杯盖，1分钟内挤压加压球(6)3次，蒸馏水受压流过滤膜时，溶解并带出悬浮物中的盐，至此即完成洗盐。③同上述步骤，用无铅汽油代替蒸馏水即可洗去油。

以下详见图3：

(f)室内批量洗油盐：由于现场取样(检测)点多，分布广，检测周期短(每周或每日循环检测一次)而使检测量异常大。因此每次上现场需多检测几个取样点。本设计为每次上现场可检测5-10个检测点(通常为6个现场检测点)。因此设计过滤头(3)有6个，每个均可现场截获不同取样点的悬浮物后带回到室内进行批量洗盐油。其方法是①将上述已截获不同取样点悬浮物的6个过滤头(3)分别与洗盐油流程阀管总成(7)相接，并联好真空泵抽真空。②6个快插洗液杯(5)分别插入6个过滤头(3)中，并分别倒入蒸馏水，至均满150毫升时，打开卸荷阀，开始自动批量抽真空洗盐，5～10分钟自动完成批量洗盐。③完成洗盐后，再依次向6个已流完蒸馏水的插洗液杯(5)中倒入无铅汽油，打开卸荷阀，开始自动批量抽真空洗油，10～30分钟自动完成批量洗油。

在上述①中，过滤头(3)的下端设计有可通过短胶管的破口槽，以确保短胶管与洗盐油流程阀管总成(7)相接时，过滤头仍能平稳地放在检测台上。

Claims (1)

1.一种主要由高压引流母接头(1)、高压转低稳压取样器(2)、过滤头(3)、伸缩式量筒(4)、快插洗液杯(5)、洗盐油加压球(6)、洗盐油流程阀管总成(7)、带手柄油壬(8)、气瓶减压器(9)、高压引流总成(10)、过滤水位自控阀(11)等组成的用于石油和石化以及各城镇水体环境监测与医药制酒饮料化工等行业现场截获水或其它液体中悬浮物的现场过滤检测装置，其特征是：

a、高压引流母接头(1)的一端设计为与工业流程取样口通用的阀门相联接的1/4″公管扣，另一端设计为光洁的内孔。

b、高压转低稳压取样器(2)设计为一个气瓶减压器(9)与另一个气瓶减压器(9)相串接，将工业流程中的高压流体以密闭隔氧方式转为低压流体，并稳定为0.14Mpa的出口压力。

c、高压转低稳压取样器(2)的高压引流端设计有带手柄的由壬(8)与高压引流母接头(1)相连，将高压流体以快速密闭隔氧方式导入高压转低稳压取样器(2)。

d、过滤头(3)下部设计有短胶管，短胶管可插入伸缩量筒(4)的量筒盖的中心通孔中，也可插入洗油盐阀管总成(7)中并通过过滤头(3)下端的破口槽。

f、伸缩式量筒(4)设计为内筒与外筒拉伸式，内筒上部外端有公扣与外筒下端母扣相连并可通过密封圈密封。

g、过滤水位自动控制阀(11)设计在伸缩量筒(4)的量筒盖上，由顶端嵌有半球形橡胶件的浮筒和上部开有通气孔的滑筒组成，浮筒可在滑筒内滑动至滑筒上端时橡胶件可封闭通气孔，通气孔的高度位于量筒(4)的总容积1000ml处。

h、快插洗液杯(5)可插入过滤头(3)，洗盐油加压球(6)又可插入快插洗液杯(5)的盖中。

i、洗盐油阀管总成(7)设计有带8个卸荷阀的8个出口。一次可连接6个过滤头洗盐油，一个出口接真空泵或吸气泵。

j、高压引流总成(10)的进口端设计为与国内压力表通用的公丝扣M12×1.5相联接的母丝扣，其出口端设计为光洁的内孔，其中端开有一孔并有M12×1.5的母丝扣。

Images