CN103698194B - 一种水样抽滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水样抽滤装置，旨在提供一种可自动清除聚集在过滤层表面上的泥沙，有效解决泥沙聚集到过滤层的空隙内难以清除，造成过滤层失效的水样抽滤装置。它包括抽真空设备，储液容器，自适应浮动承载装置及自上而下依次设置在储液容器内的水样存储腔体，自清洗腔体及抽真空腔体；储液容器内设有的上、下隔层，上隔层分隔水样存储腔体与自清洗腔体，下隔层分隔自清洗腔体与抽真空腔体。上隔层上设有第一通水孔。下隔层上设有第二通水孔，且第二通水孔内设有过滤层。抽真空设备通过抽真空管道与抽真空腔体相连通。下隔层顶面上设有竖直排水通道，储液容器外侧面上设有与竖直排水通道相通的出水通道。竖直排水通道内设有柱状阀芯。

Description

一种水样抽滤装置

技术领域

本发明涉及一种过滤装置，具体涉及一种水样抽滤装置。

背景技术

自从人们了解到海洋营养元素的存在之后，一直都在关注它对海洋环境的影响；特别是20世纪80年代后，海洋环境科学得到快速发展，以海洋营养盐元素为对象的研究课题，成为海洋有机研究的前沿“热点”之一。在对海洋营养盐及微量金属的研究过程中需要应用到过滤装置，通过过滤装置将海水中的泥沙滤除，避免泥沙中的营养盐元素及微量金属干扰到海水中的海洋营养盐及微量金属的研究。

目前的过滤装置在过滤海水泥沙的过程中，海水中的泥沙容易聚集在过滤层表面上，将过滤层堵塞使海水过滤效率降低；尤其是在对大量的海水进行过滤的过程中，由于的泥沙将过滤层堵塞，使海水过滤无法继续进行，需要将容器中的海水排尽，并通过人工对过滤层进行清洗或更换滤纸后，才能够将海水注入容器中继续对海水进行过滤，这不仅极大的降低了海水的过滤效率，而且由于聚集在过滤层表面上的泥沙没有及时的清理，使得泥沙进一步聚集到过滤层的空隙内难以清除，而造成过滤层失效的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的过滤装置在过滤海水的过程中，无法及时的清除聚集在过滤层表面上的泥沙不仅降低了海水的过滤效率，而且使得泥沙进一步聚集到过滤层的空隙内难以清除，而造成过滤层失效的问题，提供一种能够自动清除聚集在过滤层表面上的泥沙，保证海水的过滤效率，并有效解决泥沙聚集到过滤层的空隙内难以清除，而造成过滤层失效的问题。

本发明的技术方案是：

一种水样抽滤装置，包括抽真空设备，储液容器，设置在储液容器自适应浮动承载装置及自上而下依次设置在储液容器内的水样存储腔体，自清洗腔体及抽真空腔体；所述水样存储腔体与自清洗腔体之间通过设置在储液容器内的上隔层分隔，自清洗腔体与抽真空腔体通过设置在储液容器内的下隔层分隔；所述上隔层上设有连通水样存储腔体与自清洗腔体的第一通水孔，下隔层上设有连通自清洗腔体与抽真空腔体的第二通水孔，且第二通水孔内设有过滤层；所述抽真空设备通过抽真空管道与抽真空腔体相连通；

所述自适应浮动承载装置包括设置在水样存储腔体内的浮力装置，设置在抽真空腔体内、位于第二通水孔正下方的浮动储水容器及连接浮动储水容器与浮力装置的竖直导杆，所述上、下隔层上分别设有与竖直导杆适配的导套，所述浮力装置的浮力大于浮力装置，竖直导杆和浮动储水容器的重力之和；所述浮动储水容器上端开口，浮动储水容器底面设有出水口，浮动储水容器内、位于出水口上方设有遮盖出水口的配重压片，配重压片的底面上设有橡胶密封垫片，橡胶密封垫片的一侧延伸至配重压片外，且位于配重压片外侧的橡胶密封垫片固定在浮动储水容器底面上；所述抽真空腔体底面上、位于出水口正下方设有上端开口的过滤水收集容器，且过滤水收集容器内设有竖直顶杆，该竖直顶杆位于出水口正下方，且竖直顶杆的上端位于过滤水收集容器的上方；

所述下隔层顶面上设有往下延伸的竖直排水通道，储液容器外侧面上设有与竖直排水通道相通的出水通道，所述竖直排水通道内、位于竖直排水通道与出水通道的交接口处设有柱状阀芯，柱状阀芯上、位于出水通道上方和下方分别设有与竖直排水通道配合的密封圈，竖直排水通道内、位于柱状阀芯上方和下方分别设有限位挡块，竖直排水通道底面与柱状阀芯之间设有复位弹簧；所述竖直排水通道的底面设有竖直导向通孔，所述柱状阀芯底面上设有竖直连杆，竖直连杆的下端穿过竖直导向通孔，且竖直连杆的下端设有连动挡板；所述浮动储水容器外侧面设有往竖直连杆方向延伸的水平连动挡杆，且水平连动挡杆的端部位于连动挡板的正上方。

本方案的水样抽滤装置在过滤海水的过程中可以自动清除聚集在过滤层表面上的泥沙，保证海水的过滤效率；并有效解决泥沙聚集到过滤层的空隙内难以清除，而造成过滤层失效的问题。

作为优选，第一通水孔上端口边缘设有往上延伸的导流套，导流套内设有竖直转轴，竖直转轴中部设有密封罩体，且竖直转轴与密封罩体之间通过轴承相连接，所述密封罩体通过连接杆与上隔层连接；竖直转轴上部、位于导流套内设有叶轮，竖直转轴下部往下延伸至自清洗腔体内，且竖直转轴下部、位于自清洗腔体内设有径向延伸的径向杆，径向杆上设有竖直往下延伸的刷毛，且刷毛的下端靠近过滤层上。本方案结构可以进一步提高清除聚集在过滤层表面上的泥沙的能力。

作为优选，第二通水孔内、位于过滤层下方设有用于支撑过滤层的网状隔层。本方案结构中的网状隔层用于支撑过滤层，保证过滤层的结构不被破坏。

作为优选，水样存储腔体的底部设有排水口，且排水口处设有开关阀。

作为优选，过滤水收集容器的底部设有排水管道，该排水管道穿过储液容器内壁并位于储液容器外，且位于储液容器外侧的排水管道上设有开关阀。

本发明的有益效果是：具有可自动清除聚集在过滤层表面上的泥沙，保证海水的过滤效率的特点；并可有效解决泥沙聚集到过滤层的空隙内难以清除，而造成过滤层失效的问题。

附图说明

图1是本发明的一种水样抽滤装置的一种结构示意图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是图1中B处的局部放大图。

图4是本发明的一种水样抽滤装置在实际使用过程中的一种结构示意图。

图中：储液容器1，水样存储腔体2，上隔层3，自清洗腔体4，下隔层5，出水通道6，抽真空腔体7，过滤水收集容器8，竖直顶杆9，排水管道10，浮力装置11，竖直导杆12，排水口13，浮动储水容器14，抽气口15，导流套16，叶轮17，竖直转轴18，密封罩体19，第一通水孔20，径向杆21，刷毛22，过滤层23，第二通水孔24，水平连动挡杆25，限位挡块26a、26b，柱状阀芯27，竖直排水通道28，复位弹簧29，竖直连杆30，连动挡板31，配重压片32，橡胶密封垫片33，出水口34。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种水样抽滤装置，包括抽真空设备，储液容器1，设置在储液容器自适应浮动承载装置及自上而下依次设置在储液容器内的水样存储腔体2，自清洗腔体4及抽真空腔体7。水样存储腔体的底部设有排水口13，且排水口处设有开关阀。抽真空设备通过抽真空管道与抽真空腔体相连通，具体说是，储液容器1外侧面上设有与抽真空腔体7相连通的抽气口15，所述抽真空设备通过抽真空管道与抽气口相连接。

水样存储腔体2与自清洗腔体4之间通过设置在储液容器内的上隔层3分隔。自清洗腔体4与抽真空腔体7通过设置在储液容器内的下隔层5分隔。上隔层3上设有连通水样存储腔体2与自清洗腔体4的第一通水孔20。第一通水孔上端口边缘设有往上延伸的导流套16。导流套竖直设置。导流套内设有竖直转轴18。竖直转轴中部设有密封罩体19，且竖直转轴与密封罩体之间通过轴承相连接。密封罩体通过连接杆与上隔层连接。竖直转轴18上部、位于导流套16内设有叶轮17。竖直转轴18下部往下延伸至自清洗腔体4内，且竖直转轴下部、位于自清洗腔体内设有径向延伸的径向杆21。径向杆上设有竖直往下延伸的刷毛22，且刷毛的下端靠近过滤层上。下隔层5上设有连通自清洗腔体4与抽真空腔体7的第二通水孔24，且第二通水孔内设有过滤层23。该过滤层是由纤维构成的具有大量孔隙的过滤层。第二通水孔位于第一通水孔正下方。第二通水孔内、位于过滤层下方设有用于支撑过滤层的网状隔层。

如图1、图2所示，下隔层5顶面上设有往下延伸的竖直排水通道28。储液容器1外侧面上设有与竖直排水通道相通的出水通道6。竖直排水通道的横截面呈圆形。竖直排水通道28内、位于竖直排水通道与出水通道6的交接口处设有柱状阀芯27。柱状阀芯可沿竖直排水通道上下移动。柱状阀芯横截面呈圆形。柱状阀芯27上、位于出水通道6上方和下方分别设有与竖直排水通道配合的密封圈。竖直排水通道28内、位于柱状阀芯27上方和下方分别设有限位挡块26a、26b，具体说是，竖直排水通道28内、位于出水通道6上方和下方分别设有限位挡块26a、26b。竖直排水通道28底面与柱状阀芯27之间设有复位弹簧29。竖直排水通道的底面设有竖直导向通孔。柱状阀芯27底面上设有竖直连杆30。竖直连杆的下端穿过竖直导向通孔，且竖直连杆的下端设有连动挡板31。复位弹簧套设在竖直连杆上，复位弹簧的下端抵靠在竖直排水通道底面上，复位弹簧的上端抵靠在柱状阀芯上。

自适应浮动承载装置包括设置在水样存储腔体2内的浮力装置11，设置在抽真空腔体7内、位于第二通水孔20正下方的浮动储水容器14及连接浮动储水容器与浮力装置的竖直导杆12。浮力装置为空心塑料浮体。上、下隔层上分别设有与竖直导杆适配的导套。浮力装置11的浮力大于浮力装置，竖直导杆12和浮动储水容器14的重力之和。当浮动储水容器内收集的水的体积大于浮动储水容器的容积的1/2时，浮力装置的浮力小于浮力装置，竖直导杆，浮动储水容器和浮动储水容器内的水的重力之和。浮动储水容器14外侧面设有往竖直连杆30方向延伸的水平连动挡杆25，且水平连动挡杆的端部位于连动挡板31的正上方。

如图1、图3所示，浮动储水容器14上端开口，浮动储水容器14底面设有出水口34。浮动储水容器内、位于出水口上方设有遮盖出水口的配重压片32。配重压片的底面上设有橡胶密封垫片33。橡胶密封垫片的一侧延伸至配重压片外，且位于配重压片外侧的橡胶密封垫片通过螺钉固定在浮动储水容器底面上。抽真空腔体7底面上、位于出水口34正下方设有上端开口的过滤水收集容器8。过滤水收集容器内设有竖直顶杆9。该竖直顶杆位于出水口正下方，且竖直顶杆的上端位于过滤水收集容器的上方。过滤水收集容器的底部设有排水管道10。该排水管道穿过储液容器内壁并位于储液容器外，且位于储液容器外侧的排水管道上设有开关阀。

本发明的水样抽滤装置的具体工作过程中如下：

a，将海水置于水样存储腔体2内，海水通过第一通水孔20流入到自清洗腔体4内。如图1、图2所示，由于浮力装置的浮力大于浮力装置，竖直导杆和浮动储水容器的重力之和，此时浮力装置通过竖直导杆带动浮动储水容器上移；水平连动挡杆25位于连动挡板31上方，柱状阀芯27将出水通道6关闭。

接着，开启抽真空设备对抽真空腔体7进行抽真空。

b，抽真空设备对抽真空腔体进行抽真空，使抽真空腔体处于负压状态；海水通过过滤层23过滤后流入到浮动储水容器14内；

当浮动储水容器内收集的水的体积大于浮动储水容器的容积的1/2时，浮力装置的浮力小于浮力装置，竖直导杆，浮动储水容器和浮动储水容器内的水的重力之和；此时，浮动储水容器下移。

如图2所示，在浮动储水容器14下移的过程中，水平连动挡杆25随之往下移动；当浮动储水容器下移一段行程后，水平连动挡杆将抵靠在连动挡板31上方并带动连动挡板，竖直连杆30及柱状阀芯27一同下移。在柱状阀芯下移过程中将开启出水通道6，此时自清洗腔体内的海水由出水通道流出，而水样存储腔体内的海水将通过导流套16流入到自清洗腔体内，并在导流套16内形成自上而下的水流；导流套内自上而下的水流将驱动叶轮17转动，进而通过竖直转轴及径向杆带动刷毛22将过滤层23表面上的泥沙清除，并随水流一同通过出水通道流出。

接着，浮动储水容器14继续往下移动直至柱状阀芯抵靠在柱状阀芯下方的限位挡块上，在这个过程中竖直顶杆9将会顶起橡胶密封垫片33和配重压片32，使浮动储水容器内的水快速的流入到过滤水收集容器内。

c,当浮动储水容器14内的水流出后，浮力装置的浮力将大于浮力装置，竖直导杆和浮动储水容器的重力之和，浮力装置将带动浮动储水容器上移复位；在这个过程中，

通过竖直导杆带动浮动储水容器上移；橡胶密封垫片和配重压片将重新封盖出水口；柱状阀芯在复位弹簧作用下，往上移动直至抵靠在柱状阀芯上方的限位挡块上，此时柱状阀芯重新将出水通道关闭。

d,返回b步骤重复动作；如此每间隔一段时间对过滤层表面上的泥沙清除，并随水流一同通过出水通道流出，保证海水能够顺利的通过过滤层进行过滤，并提高过滤层使用寿命。

Claims (5)

1.一种水样抽滤装置，其特征是，包括抽真空设备，储液容器（1），设置在储液容器内的自适应浮动承载装置及自上而下依次设置在储液容器内的水样存储腔体（2），自清洗腔体（4）及抽真空腔体（7）；所述水样存储腔体与自清洗腔体之间通过设置在储液容器内的上隔层（3）分隔，自清洗腔体与抽真空腔体通过设置在储液容器内的下隔层（5）分隔；所述上隔层上设有连通水样存储腔体与自清洗腔体的第一通水孔（20），下隔层上设有连通自清洗腔体与抽真空腔体的第二通水孔（24），且第二通水孔内设有过滤层（23）；所述抽真空设备通过抽真空管道与抽真空腔体相连通；

所述自适应浮动承载装置包括设置在水样存储腔体内的浮力装置（11），设置在抽真空腔体内、位于第二通水孔正下方的浮动储水容器（14）及连接浮动储水容器与浮力装置的竖直导杆（13），所述上、下隔层上分别设有与竖直导杆适配的导套，所述浮力装置的浮力大于浮力装置，竖直导杆和浮动储水容器的重力之和；所述浮动储水容器（14）上端开口，浮动储水容器底面设有出水口（34），浮动储水容器内、位于出水口上方设有遮盖出水口的配重压片（32），配重压片的底面上设有橡胶密封垫片（33），橡胶密封垫片的一侧延伸至配重压片外，且位于配重压片外侧的橡胶密封垫片固定在浮动储水容器底面上；所述抽真空腔体底面上、位于出水口正下方设有上端开口的过滤水收集容器（8），且过滤水收集容器内设有竖直顶杆（9），该竖直顶杆位于出水口正下方，且竖直顶杆的上端位于过滤水收集容器的上方；

所述下隔层（5）顶面上设有往下延伸的竖直排水通道（28），储液容器外侧面上设有与竖直排水通道相通的出水通道（6），所述竖直排水通道内、位于竖直排水通道与出水通道的交接口处设有柱状阀芯（27），柱状阀芯上、位于出水通道上方和下方分别设有与竖直排水通道配合的密封圈，竖直排水通道内、位于柱状阀芯上方和下方分别设有限位挡块（26a、26b），竖直排水通道底面与柱状阀芯之间设有复位弹簧（29）；所述竖直排水通道的底面设有竖直导向通孔，所述柱状阀芯底面上设有竖直连杆（30），竖直连杆的下端穿过竖直导向通孔，且竖直连杆的下端设有连动挡板（31）；所述浮动储水容器外侧面设有往竖直连杆方向延伸的水平连动挡杆（25），且水平连动挡杆的端部位于连动挡板的正上方。

2.根据权利要求1所述的一种水样抽滤装置，其特征是，所述第一通水孔（20）上端口边缘设有往上延伸的导流套（16），导流套内设有竖直转轴（18），竖直转轴中部设有密封罩体（19），且竖直转轴与密封罩体之间通过轴承相连接，所述密封罩体通过连接杆与上隔层连接；竖直转轴上部、位于导流套内设有叶轮（17），竖直转轴下部往下延伸至自清洗腔体内，且竖直转轴下部、位于自清洗腔体内设有径向延伸的径向杆（21），径向杆上设有竖直往下延伸的刷毛（20），且刷毛的下端靠在过滤层上。

3.根据权利要求1或2所述的水样抽滤装置，其特征是，所述第二通水孔内、位于过滤层下方设有用于支撑过滤层的网状隔层。

4.根据权利要求1或2所述的一种水样抽滤装置，其特征是，所述水样存储腔体的底部设有排水口，且排水口上设有开关阀。

5.根据权利要求1或2所述的一种水样抽滤装置，其特征是，过滤水收集容器的底部设有排水管道，该排水管道穿过储液容器内壁并位于储液容器外，且位于储液容器外侧的排水管道上设有开关阀。