CN101509849B - 水质水量在线监测前处理管路系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水质水量在线监测前处理管路系统，用于样水采样分析前的预处理，具有提供气压清洗的空气反吹单元、用于抽取源水的取水单元、用于清洗室内外管路水藻及杂质的自动清洗单元、用作源水采样前预处理的预处理单元、及为采样分析取水配样的配水单元，所述配水单元包括过滤单元；所述的空气反吹单元、取水单元、自动清洗单元、预处理单元、配水单元均相连接，具有结构合理，系统严密，实现全自动、全天候在线监测的技术效果，可确保样水分析的代表性及准确性。

Description

水质水量在线监测前处理管路系统

技术领域

本发明涉及一种水质水量监测管路系统，更具体涉及一种全自动、全天候在线监测的水质水量前处理管路系统。

背景技术

为保证水样采样的代表性，在水质采样前需要先得到纯净的不含固体颗粒、悬浮物等杂质的样水，才能保证后面水质分析仪对样水的准确、稳定、均匀的测定分析，因此需在采样前对水质作预先处理，而且还需保障能全自动、全天候地实现在线监测。目前，国内针对这样的水质水量自动在线监测系统还未见于专利文献及其他公知技术中，尚处于空白。

发明内容

本发明的目的正是针对现有技术存在的技术缺陷，提出一种能够全自动、全天候地实时在线监测的水质水量前处理管路系统，该装置系统可保障被分析的水质具备较强的代表性和准确性，并使水质分析仪得到有效保护而不受损。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种水质水量在线监测前处理管路系统，用于全自动、全天候地实时在线监测水质水量，保证水质水量分析的代表性及准确性，其包括有一提供气压清洗的空气反吹单元；一用于抽取源水的取水单元；一用于清洗室内外管路水藻及杂质的自动清洗单元；一用作源水采样前预处理以去除杂质的预处理单元；以及一为采样分析取水配样的配水单元，所述配水单元包括过滤单元；所述的空气反吹单元、取水单元、自动清洗单元、预处理单元、配水单元均相连接，其中：所述空气反吹单元包括相连接的无油空压机、气感传感器、电动球阀及至少一个电磁阀；所述取水单元包括相连接的取水头、过滤水源的管道过滤器、至少一个源水泵以及分别控制每一个源水泵的至少一个电动球阀；所述自动清洗单元包括相连接的至少一个电动球阀、药剂桶、计量泵、清水箱、清水箱底部的加热装置、清水加压泵及电磁阀；所述预处理单元包括相连接的至少一个电动球阀、探头监测池、与电动球阀相接的流量计、固液分离器、与固液分离器相接的溢流沉淀池、与溢流沉淀池相接的样水箱，以及分别为固液分离器、溢流沉淀池、样水箱控制水流启闭的至少一个电动球阀；所述配水单元包括相连接的至少一个源水加压泵、与源水加压泵连接的水压传感器、与水压传感器连接的流量计以及过滤单元。

本发明进一步的技术措施是，述中的过滤单元由过滤器、至少一个电磁阀以及取样杯构成。

上述的固液分离器设有源水进水管、出水管以及底部由电磁阀控制启闭的排空管。

上述的溢流沉淀池设有源水进水管、出水管及电动球阀。

上述的样水箱通过进水管与溢流沉淀池的出水管连通，其设有出水管以及上部的溢流管。

上述清水箱、探头监测池、溢流沉淀池均内设有监测高\低液位状况的液位装置。

上述的液位装置是指液位传感器。

上述的空气反吹单元、取水单元、自动清洗单元、预处理单元、配水单元均设有可应急关闭的手动调节阀。

本发明与现有技术相比，具有以下显著的进步和突出的特点：全自动、全天候地实现在线监测，无需人工现场操作，通过中央控制台操作即可，使采样的水质具备最佳的代表性以及准确性，同时保护水质分析仪不受损，具有广阔的市场前景及较高的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明系统的整体结构示意图；

图2是空气反吹单元的结构示意图；

图3是取水单元的结构示意图；

图4是自动清洗单元的结构示意图；

图5是预处理单元的结构示意图；

图6是配水单元的结构示意图；

图7是过滤单元的结构示意图；

图8是固液分离器的结构示意图；

图9是溢流沉淀池的结构示意图；

图10是样水箱的结构示意图。

图中：101、空气反吹单元；102、取水单元；103、自动清洗单元；104、预处理单元；105、配水单元，106、过滤单元；1、无油空压机；2、气感传感器；3、电动球阀；4、电磁阀；5、电磁阀；6、电磁阀；7、取水头；8、管道过滤器；9、电动球阀；10、电动球阀；11、源水泵；12、电动球阀；13、源水泵；14、电动球阀；15、固液分离器；16、溢流沉淀池；17、样水箱；18、源水加压泵；19、源水加压泵；20、水压传感器；21、流量计；22、电动球阀；23、电动球阀；24、电动球阀；25、电动球阀；26、流量计；27、电动球阀；28、探头监测池；29、电动球阀；30、药剂桶；31、计量泵；32、清水箱；33、加热装置；34、电动球阀；35、清水加压泵；36、电磁阀；37、电动球阀；38、电动球阀；39、液位传感器；40、液位装置；41、液位装置；42、电动球阀；43、电磁阀；44、电磁阀；45、过滤器；46、手阀；47、溢流管；48、手动调节阀；49、源水进水管；50、出水管；51、排空管；52、源水进水管；53、出水管；54、进水管；55、出水管，56、液位传感器。

具体实施方式

参见图1所示的整体结构示意图，本发明的水质水量在线监测前处理管路系统，是用于全自动、全天候地实时在线监测水质水量，保证水质水量分析的代表性及准确性的装置，该装置由提供气压清洗的空气反吹单元101、用于抽取源水的取水单元102、用于清洗室内外管路水藻及杂质的自动清洗单元103、用作源水采样前预处理以去除杂质的预处理单元104以及为采样分析取水配样的配水单元105构成，空气反吹单元、取水单元、自动清洗单元、预处理单元、配水单元均相连接，配水单元105具有一过滤单元106。

参见图2所示的系统分割而出的空气反吹单元的部分截取图，空气反吹单元101由无油空压机1、气感传感器2、电动球阀3、电磁阀4、电磁阀5、电磁阀6构成；无油空压机1接气感传感器2，气感传感器2接电动球阀3，电动球阀3接电磁阀4，电磁阀5接电动球阀3，电磁阀6接电动球阀3。

参见图3所示的系统分割而出的取水单元的部分截取图，取水单元102由第一系统及第二备用系统构成，其由依次连接的取水头7、过滤水源的管道过滤器8、源水泵11、源水泵13、分别控制每一个源水泵的电动球阀10、电动球阀12以及电动球阀9构成。每个取水头7分别内装有液位传感器56，其中的源水泵13(或源水泵11)作为备用水泵，在其中一个源水泵产生故障时可使用第二个源水泵。

图4是自动清洗单元的结构截取图，自动清洗单元103由依次连接的电动球阀29、清水箱32、清水箱32内设的液位传感器39、清水箱32底部的加热装置33、计量泵31、药剂桶30、电磁阀36、清水加压泵35、电动球阀38、电动球阀24和电动球阀34构成。

图5是预处理单元的部分截取图，预处理单元104由依次连接的电动球阀37、电动球阀25、与电动球阀相接的流量计26、探头监测池28、探头监测池28内设的液位传感器40、电动球阀27、电动球阀14、固液分离器15、与固液分离器相接的溢流沉淀池16、溢流沉淀池16内设的液位传感器41、与溢流沉淀池相接的样水箱17，以及分别为固液分离器、溢流沉淀池、样水箱控制水流启闭的电动球阀42、电动球阀22、电动球阀23构成。

图6是配水单元的部分截取图，配水单元105由第一系统的源水加压泵18、第二备用系统的源水加压泵19、水压传感器20、与水压传感器20连接的流量计21以及过滤单元106构成，源水加压泵18与源水加压泵19分别与水压传感器20、流量计21相接，流量计21与过滤单元106相接。

图7是过滤单元的部分截取图，过滤单元106中的过滤器45接电磁阀44，电磁阀43接取样杯。

本发明系统中，空气反吹单元、取水单元、自动清洗单元、预处理单元、配水单元中的管道均设有可应急关闭的手动调节阀48。

如图8所示，固液分离器15设有源水进水管49、出水管50以及底部由电磁阀控制启闭的排空管51，该装置通过旋流作用将被测水样中粒径0.1毫米以上的固体颗粒物清除掉，使采样水不含杂质，确保采样的代表性。

如图9与图10所示，溢流沉淀池16设有源水进水管52、出水管53及电动球阀14(见图9)，样水箱17通过进水管54与溢流沉淀池16的出水管53连通，其设有出水管55以及上部的溢流管47(见图10)。溢流沉淀池16主要是保证水样能够平稳的沉降，沉降后的上部清液能够溢流到右池的样水箱17中，再经过样水箱17的二次沉降后由增压泵泵入到监测站的检测源水管路。

下面详述本发明系统的流路控制流程，其具体操作步骤为：

一.室外取源水：

管道取源水：电动球阀10、源水泵11或电动球阀12、源水泵13开，电动球阀14、电动球阀25开，其他关。

取源水不间断，电动球阀10、源水泵11和电动球阀12、源水泵13两管道每8个小时可调节交替一次，即可互相切换；当其中一套泵阀出现故障，则自动启动另一套泵阀，并长开至故障排除。

通过液位装置41监测溢流沉淀池16中的高\低液位，从而判断前面管路泵阀是否发生了故障，当始终无高液位时，可以判断两套管路的取样泵发生故障，当两套取样泵故障时，则系统停止工作。

二.室内仪器加源水：

使用加压泵系统一时源水加压泵18、电磁阀43开；当出现故障，则自动启动备用的加压泵系统二，此时源水加压泵19、电磁阀43开，同时系统故障报警。

每次测试提前5分钟启动源水加压泵18或源水加压泵19，排空管道积水，然后仪器取样。

采用水压传感器20来判断前面的管路以及源水加压泵是否发生故障，如果发生则系统故障报警。

通过溢流沉淀池16的低液位来保护加压泵。

三.加清水：

1.电动球阀29开，同时通过液位装置监测高\低液位，当高液位时电动球阀29关闭，当低液位时电动球阀29开启，保证清水箱32内有清水当除藻和清洗清水箱时不执行此项。

2.当高低液位都无时，系统故障报警，表明控制进水的电动球阀29有故障。

四.室内管路清洗-清洗配水单元

气压清洗室内管路：无油空压机1、电动球阀3、电磁阀5开，其他关。

清水清洗室内管路：清水加压泵35、电动球阀38开，其他关。

水气混合清洗室内管路：无油空压机1、电动球阀3、电磁阀5、清水加压泵35、电动球阀38开，其他关；

水气清洗过滤单元：采用水、气混合洗滤芯，时长5分钟，无油空压机1、电动球阀3、电磁阀6、清水加压泵35、电动球阀38、电磁阀44开，其他关。

1.室内管路每天清洗一次，先气洗3分钟，再水、气混合洗3分钟，最后水洗3分钟。

所有的清洗时间可调，可根据实际情况确定时长。

低液位保护清洗加压泵，低液位时判断加压泵有故障，此时不启动加压泵，同时系统故障报警；

故障判断采用压力传感器的数据判断，当清洗时压力无明显跳动，可判断管道故障和/或空压机故障。

五.室外管路清洗-清洗取水单元

清洗室外管路，两天清洗一次，先采用水、气混合清洗，无油空压机1、电动球阀3、电磁阀4、电动球阀9、电动球阀24、清水加压泵35开，其他关时长10分钟；然后气洗5分钟，无油空压机1、电动球阀3、电磁阀4、电动球阀9开，其他关；最后水洗3分钟，电动球阀9、电动球阀24、清水加压泵35开，其它关。

清洗周期可调，清洗时长可调。

故障判断采用压力传感器和液位装置，压力应有明显跳动，一段时间后液位也应该有所变化，如无明显跳动和/或变化，则判断管道故障和/或空压机故障。

六.管路除藻：

加清水时，电动球阀29开，同时加有除藻药物的药剂桶30的计量泵31开，利用除藻药物清除管路水藻，并根据该计量，在一定时间后切断电源，关闭计量泵31以切断药水；到达高液位时流量计21关，无油空压机1、电动球阀3、电磁阀36开启搅拌2分钟，开启加热装置33，温度传感器检测温度到达70～80度时，则停止加热装置33。

室外管路除藻-取水单元除藻：通过水、气混合清洗，时长10分钟，清水加压泵35、电动球阀24、电动球阀9、无油空压机1、电动球阀3、电磁阀4开，其他关；然后气洗5分钟，无油空压机1、电动球阀3、电磁阀4、电动球阀9开，其他关；最后水洗3分钟，电动球阀9、电动球阀24、清水加压泵35开，其它关。

室内管路除藻-配水单元除藻：清水加压泵35、电动球阀38开，开启至清水箱32低液位时关闭，当高液位时电动球阀29关闭，当低液位时电动球阀29开启，保证清水箱32内有清水；然后气洗配水单元5分钟，无油空压机1、电动球阀3、电磁阀5开；最后水洗3分钟，清水加压泵35、电动球阀38开，其它关。

每7天除藻一次要求除藻周期可调，控制时长可调。

七.清洗清水箱32：

1.电动球阀29、电磁阀36、无油空压机1、电动球阀3先开1分钟后电动球阀34开；电动球阀29、电磁阀36、无油空压机1、电动球阀3、电动球阀34同开时长5分钟后，电动球阀34开2分钟。

2.每7天清洗一次要求清洗周期可调，控制时长可调。

八.清洗溢流沉淀池16、样水箱17和探头监测池28：

1.清水加压泵35、电动球阀37先开2分钟后，电动球阀27、电动球阀22、电动球阀23、电动球阀42开；

2、清水加压泵35、电动球阀37、电动球阀22、电动球阀23、电动球阀27、电动球阀42同开，时长5分钟；

3、清水加压泵35、电动球阀37关两分钟后，电动球阀22、电动球阀23、电动球阀27、电动球阀42关；

4、每3天清洗一次要求清洗周期可调，控制时长可调。

九、执行清洗或除藻命令时系统不执行测试命令。

十.每根管道均设有手动调节阀，正常状态下常开，遇紧急情况无法电控时可手动关闭。

以上内容是结合具体的主要实施方式所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员在不脱离本发明构思的前提下，所作出的其他若干技术精确、美化的推演或替换，都应当属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水质水量在线监测前处理管路系统，用于全自动、全天候地实时在线监测水质水量，保证水质水量分析的代表性及准确性，其特征在于：包括一提供气压清洗的空气反吹单元(101)；一用于抽取源水的取水单元(102)；一用于清洗室内外管路水藻及杂质的自动清洗单元(103)；一用作源水采样前预处理的预处理单元(104)；以及一为采样分析取水配样的配水单元(105)，所述配水单元(105)包括过滤单元(106)；所述的空气反吹单元、取水单元、自动清洗单元、预处理单元、配水单元均相连接，其中：

所述空气反吹单元(101)包括相连接的无油空压机(1)、气感传感器(2)、电动球阀(3)及至少一个电磁阀；

所述取水单元(102)包括相连接的取水头(7)、过滤水源的管道过滤器(8)、至少一个源水泵以及分别控制每一个源水泵的至少一个电动球阀；

所述自动清洗单元(103)包括相连接的至少一个电动球阀、药剂桶(30)、计量泵(31)、清水箱(32)、清水箱底部的加热装置(33)、清水加压泵(35)及电磁阀(36)；

所述预处理单元(104)包括相连接的至少一个电动球阀、探头监测池(28)、与电动球阀(25)相接的流量计(26)、固液分离器(15)、与固液分离器相接的溢流沉淀池(16)、与溢流沉淀池相接的样水箱(17)，以及分别为固液分离器、溢流沉淀池、样水箱控制水流启闭的至少一个电动球阀；

所述配水单元(105)包括相连接的至少一个源水加压泵、与源水加压泵连接的水压传感器(20)、与水压传感器连接的流量计(21)以及过滤单元(106)。

2.根据权利要求1所述的水质水量在线监测前处理管路系统，其特征在于：所述的过滤单元(106)由过滤器(45)、至少一个电磁阀以及取样杯构成。

3.根据权利要求1所述的水质水量在线监测前处理管路系统，其特征在于：所述的固液分离器(15)设有源水进水管、出水管以及底部由电磁阀控制启闭的排空管。

4.根据权利要求1所述的水质水量在线监测前处理管路系统，其特征在于：所述的溢流沉淀池(16)设有源水进水管、出水管及电动球阀(14)。

5.根据权利要求1所述的水质水量在线监测前处理管路系统，其特征在于：所述的样水箱(17)通过进水管与溢流沉淀池(16)的出水管连通，其设有出水管以及上部的溢流管。

6.根据权利要求1所述的水质水量在线监测前处理管路系统，其特征在于：所述清水箱(32)、探头监测池(28)、溢流沉淀池(16)均内设有监测高\低液位状况的液位装置。

7.根据权利要求6所述的水质水量在线监测前处理管路系统，其特征在于：所述的液位装置为液位传感器。

8.根据权利要求1所述的水质水量在线监测前处理管路系统，其特征在于：所述的空气反吹单元、取水单元、自动清洗单元、预处理单元、配水单元均设有可应急关闭的手动调节阀(48)。

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