CN104132837A - 一种水质在线分析仪预处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水质在线分析仪的预处理装置，解决现有技术容易破坏进样控制阀、更易堵塞过滤器以及使用场所受自来水限制等问题。本发明包括进水管、排水管、初级过滤器、精密过滤器、射流器、管路分支件、常闭电磁阀、第一常开电磁阀以及第二常开电磁阀，进水管经过初级过滤器与管路分支件的第1个口连接，管路分支件的第2个口通过常闭电磁阀与射流器的喷嘴连接，射流器的扩散室与排水管连接，管路分支件的第3个口通过第一常开电磁阀与精密过滤器下方的出入口连接，精密过滤器下方的出入口还通过第二常开电磁阀与射流器吸入室连接。本装置可实时向水质在线分析仪供给经过两级过滤的水样，并可实现两级过滤网的分别自动清洗。

Description

一种水质在线分析仪预处理装置

技术领域

本发明涉及环境监测、工业过程用水等领域的水质在线分析仪的预处理装置,属于一种水质在线分析仪的预处理设备。

背景技术

现有的水质在线分析仪的预处理一般是由外接水泵抽取待测水样到预处理装置，通过预处理装置过滤系统滤掉水样中的各种固体杂质，如污泥、悬浮物等，然后把过滤后的水样送至在线分析仪器。目前大部分厂家生产的预处理器至少有一级过滤并且带有冲洗装置，而且都是用自来水冲洗滤网。也有个别厂家的预处理器根本没有设计冲洗装置，无冲洗装置的预处理器，在使用过程中滤网很快就会被堵塞，无法正常使用。

公开号CN103278358A、公开日为2013年09月04日的发明专利申请,公开了一种水质在线分析仪前置预处理器，包括进、出水管路和过滤器，所述的进水管路和出水管路之间连接射流器，所述过滤器底部由管道并联连接进样夹管阀和反冲洗夹管阀，所述夹管阀管道连接射流器的吸入室。其存在如下不足：一、在客户使用此过滤系统的过程中，有零部件损坏时，无法实现快速更换，也即此预处理器不适合生产使用；二、在进样夹管阀前端无过滤器，水样的泥沙等杂质会堵塞甚至破坏夹管阀，使其根本无法正常工作；三、过滤器的底部是平面，水样中的泥沙等污物易沉积在底部平面上，容易堵塞过滤器的出入口，也会导致一些成分测量数据的不准确。

公开号CN101430312、公开日为2009年05月13日的发明专利申请,公开了一种水质在线检测方法及系统，其中水质在线检测方法，包括以下步骤：a,取样步骤，取得被测环境下的水样，并通过进水管输入预处理装置；b,预处理步骤，从所述进水管以一定角度流出的水样冲着通过过滤网，进入储水腔内；c,测量步骤，从所述储水腔中取出待测水样；分析待测水样，从而得到水样的参数。其存在的最大的不足：在线分析仪器所安装区域大部分没有自来水，也就无法通过自来水实现反冲洗过滤，因而使用环境受到限制。

发明内容

本发明的目的是：提供一种水质在线分析仪预处理装置,解决现有水质在线分析仪预处理装置容易堵塞甚至破坏进样夹管阀(电磁阀)、更易堵塞过滤器以及使用场所受自来水限制、人工维护量大等技术问题。

本发明的技术解决方案是：

水质在线分析仪预处理装置，包括进水管、排水管、精密过滤器以及射流器，其特殊之处在于：所述水质在线分析仪预处理装置还包括初级过滤器、管路分支件、常闭电磁阀、第一常开电磁阀以及第二常开电磁阀，所述进水管经过初级过滤器与管路分支件的第1个口连接，所述管路分支件为三通管件或者四通管件，管路分支件的第2个口通过常闭电磁阀与射流器的喷嘴连接，射流器的扩散室与排水管连接，管路分支件的第3个口通过第一常开电磁阀与精密过滤器下方的出入口连接，精密过滤器下方的出入口还通过第二常开电磁阀与射流器的吸入室连接。

作为本发明的一种改进，上述初级过滤器为旁通过滤器，旁通过滤器的入口与进水管连接，旁通过滤器的直通出口连接球阀，旁通过滤器的过滤后水样出口与管路分支件的第1个口相连接，所述旁通过滤器具备自动冲洗功能。

作为本发明的第二种改进，上述精密过滤器包括储液杯、精密过滤网、取样管、溢流管以及液位开关，精密过滤网位于储液杯的下端的出入口处，储液杯内容纳有取样管，储液杯上固定有液位开关，储液杯的上部联通有溢流管，溢流管的高度高于液位开关。

作为本发明的第三种改进，上述取样管的下端固定有压块，压块的密度大于水样的密度。

作为本发明的第四种改进，上述压块下端面向下设置有n个弧形挡板，n个弧形挡板沿着压块下端边缘均匀设置，相邻两个弧形挡板之间形成入水口，取样管的下端面高于弧形挡板的下端面，n为大于等于2的自然数。

作为本发明的第五种改进，上述储液杯的下半部分呈倒锥形。

作为本发明的第六种改进，上述精密过滤器下方的出入口是位于储液杯下端的一个带内螺纹的圆柱连接座，带内螺纹的圆柱连接座通过管接头分别与第二常开电磁阀和第一常开电磁阀连接，精密过滤网设置在管接头与带内螺纹的圆柱连接座之间。

作为本发明的第七种改进，上述压块通过密封接头固定于取样管的下端，密封接头与压块之间还设置有锥形垫，其使压块牢固的固定在取样管下端。

作为本发明的第八种改进，上述管路分支件为四通管件时，第4个口连接水龙头。

作为本发明的第九种改进，上述旁通过滤器的目数低于精密过滤网的目数。较优的，初级过滤器的目数为40-80目,上述精密过滤网的目数为140-180目。

本发明的工作过程分三部分：进样过程、抽样过程、精密过滤网的冲洗过程。

进样过程：与本发明的预处理装置相连接的水质在线分析仪发送指令启动外接水泵，关闭第二常开电磁阀，常闭电磁阀处于关闭状态,第一常开电磁阀处于打开状态,外接水泵把待检测水样送达预处理装置的进水管，待检测水样流经初级过滤器又依次经管路分支件、第一常开电磁阀、管接头到达精密过滤网，经过精密滤网过滤后，进入储液杯内，当储液杯内水样液面到达液位开关的检测高度时，液位开关向水质在线分析仪的控制系统发出信号，信号反馈到水质在线分析仪，水质在线分析仪器接到信号后，会向外接水泵发出停止抽取水样的指令，此时停止抽取水样。

抽样过程：当水质在线分析仪器向外接水泵发出停止抽取水样的指令后，水质在线分析仪向其内部的取样泵发出指令，经过储液杯内的取样管，把水样抽取到水质在线分析仪内部。

精密过滤网的冲洗过程：当水质在线分析仪停止取样，关闭第一常开电磁阀，打开常闭电磁阀，第二常开电磁阀处于打开状态,同时水质在线分析仪向外接水泵发出抽取水样指令，此时水样又从进水管源源不断的依次通过初级过滤器、常闭电磁阀流向射流器，水样在经过射流器喷嘴时，在吸入室形成负压状态，从而把位于储液杯内的水样经过精密过滤网、管接头、第二常开电磁阀吸入射流器内，由于水样是由上向下快速流动，会把粘附在精密过滤网下表面的杂质冲洗干净，从而起到反冲洗精密过滤网的作用，反冲洗过滤网的水依次经过射流器的混合室、排水管排出预处理装置。

本发明的优点是：

(1)本装置可实时向水质在线分析仪供给经过两级过滤的水样：进样过程实现两级过滤，首先经过目数较低的初级过滤器过滤掉粗杂质,然后通过目数较高的精密过滤网进一步过滤后,水样能够达到水质在线分析仪器的使用要求，不易堵塞电磁阀以及过滤器。其结构简单，便于批量生产，各部分结构都可拆卸,客户在使用过程中维护方便。

(2)本装置可实现对两级过滤网的的自动冲洗：当初级过滤器选用旁通过滤器时，不需自来水，即可实现对初级过滤器的自动冲洗：水样流经旁通过滤器，就会冲刷旁通过滤器的过滤网，从而起到自动冲洗初级过滤器的作用；而对精密过滤网的冲洗，是利用射流器的原理，利用水样本身的排放过程，实现了对精密过滤网的自动冲洗。无需人工维护,并且有效延长了过滤网的使用寿命。因此也无需额外铺设自来水管道，在水处理系统工程施工中，可节省铺设自来水管道的费用。

(3)当储液杯内的分析仪器取样管下端设置有压块时，储液杯内水样很少时，由于带有取样管的压块位于储液杯下部，因而分析仪器的取样管也能吸取到水样；也不会因为取样管的弯曲使得取样管的下端口悬在液面上，导致取不到水样的情况发生。

(4)当压块的下端设置有弧形挡板以及入水口时，使得压块不论以何种位置置于水样中，取样管均可取到水样。

(5)当柱形储液杯的下端是锥形时，有利于水样的排空，并且水样中杂质不会沉积在杯底。

(6)当精密过滤网设置在管接头与带内螺纹的圆柱连接座之间时，安装固定方便，自动冲洗效果好。

(7)当管路分支为四通管件且在其一个出口连接一个水龙头时，如果需提取水样另行分析，与在线水质分析仪分析结果进行对比时，无需再到水源地去打水，直接打开水龙头即可接到经过初级过滤的水样。

附图说明

图1为本发明水质在线分析仪预处理装置的的一种结构示意图；

图2为储液杯的一种结构示意图；

图3为射流器的一种结构示意图；

图4为压块的一种结构示意图；

图5为旁通过滤器的一种结构示意图；

其中：1-进水管，2-旁通过滤器，3-球阀，4-四通管件，5-水龙头，6-第一常开电磁阀，7-管接头，8-液位开关，9-储液杯，10-取样管，11-压块，12-精密过滤网，13-溢流管，14-排水管，15-射流器，16-第二常开电磁阀，17-常闭电磁阀，18-入水口，19-密封接头，20-喷嘴，21-吸入口，22-吸入室，23-混合室，24-扩散室，25-旁通过滤器的入口，26-旁通过滤网，27-过滤后水样出口，28-旁通过滤器的直通出口。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明的实施例，用来进一步说明本技术解决方案。本实施例的水质在线分析仪预处理装置是一种经过两级过滤并具有靠自身水样自动冲洗功能的预处理装置，预处理过程由与之相连接的在线水质分析仪器来自动控制。水样通过在线水质分析仪控制的外接水泵进行外部采样，经过预处理装置过滤之后，水样通过储液杯9送至水质在线分析仪器内部进行测量，从而得到所测水样的参数。

如图1所示的在线水质分析仪预处理装置由PVC管连接而成，包括进水管1、排水管14、精密过滤器、射流器15、旁通过滤器2、球阀3、管路分支件、常闭电磁阀17、第一常开电磁阀6以及第二常开电磁阀16，管路分支件为四通管件。

进水管1与旁通过滤器的入口25连接，所述旁通过滤器的直通出口28连接球阀3，旁通过滤器2的过滤后水样出口27与四通管件4的第1个口连接，四通管件4的第2个口通过常闭电磁阀17与射流器15的喷嘴连接，射流器15的扩散室与排水管14连接，四通管件4的第3个口通过第一常开电磁阀6与精密过滤器下方的出入口连接，精密过滤器下方的出入口还通过第二常开电磁阀16与射流器15的吸入室连接，进水管1与旁通过滤器2之间通过活接连接。较佳的，四通管件4的第4个口连接水龙头5，当需提取水样另行分析，要与水质在线分析仪分析结果进行对比时，无需再到水源地去打水，直接打开水龙头5即可接到经过初级过滤的水样；若无此需求，管路分支件选用三通管件即可。

上述旁通过滤器的一种结构如图5所示，旁通过滤器依靠自身结构优势利用水样的流动冲洗旁通过滤网，具体的，旁通过滤器包括旁通过滤器的入口25、旁通过滤网26、过滤后水样出口27和旁通过滤器的直通出口28，旁通过滤网26设置在过滤后水样出口27处。旁通过滤器的直通出口28连接球阀3，用于调节进水管水样的压力，从而调节从过滤后水样出口27流出水样的流量。水样经过进水管1进入旁通过滤器的入口25，冲刷旁通过滤网26，部分水样经过旁通过滤网过滤后经过过滤后水样出口27，到达四通件的第1个口，而大于滤网直径的杂质随部分水样经旁通过滤器的直通出口28流出，流经球阀3，通过管路排出预处理装置。

上述精密过滤器包括储液杯9、精密过滤网12、取样管10、溢流管13以及液位开关8。储液杯9内容纳有取样管10，储液杯9的中上部固定有液位开关8，储液杯9的上部设置有溢流管13，溢流管13的高度高于液位开关8。

储液杯9的一种结构如图2所示，上端为圆柱形，下端为倒圆锥形，水样中杂质不会沉积在杯底,更有利于水样的排空。当水样超过液位开关8所处位置时，控制系统发出指令，位于分析仪器外部的水泵停止抽取水样。当因为不可预知的原因，水样超出液位开关8位置时，水样会通过溢流管13排出预处理装置。

较优的，精密过滤器还包括压块11，所述压块11通过密封接头19固定于取样管10的下端，所述密封接头19与压块11之间还设置有锥形垫。压块11的材质是PTFE，密度大且耐腐蚀，带有取样管10的压块11位于储液杯9下部，当储液杯9内水样很少时，分析仪器的取样管10也能吸取到水样，也不会因为取样管10的弯曲而使得取样管10的下端口悬在液面上。

更优的，如图4，压块11的下端面向下设置有三个弧形挡板，三个弧形挡板沿着压块11下端边缘设置，相邻两个弧形挡板之间形成入水口18，取样管10的下端面高于弧形挡板的下端，即取样管10的下端面没有伸出弧形挡板的下端。弧形挡板与入水口18的设置，使得压块11不论以何种位置置于水样中，取样管10均可以取到水样。

精密过滤网12位于储液杯9的下端的出入口处，具体的，精密过滤器下方的出入口是位于储液杯9下端的一个带内螺纹的圆柱连接座，带内螺纹的圆柱连接座依次通过管接头7和三通件分别与第二常开电磁阀16和第一常开电磁阀6连接，精密过滤网12设置在管接头7与储液杯9下端的带内螺纹的圆柱连接座之间，安装固定方便，自动冲洗效果好。

精密过滤网自动冲洗的核心部件是射流器15。其结构图如图3所示。射流器15一般由喷嘴20、吸入室22和扩散室24三部分组成。其原理是利用水样以高的速度从喷嘴20喷出，高速流动的水样到达吸入室22形成负压，反冲洗的水样由吸入口21被吸入到吸入室22，经过混合室23和扩散室24，以及排出管14，被排出预处理装置，从而起到冲洗滤网的作用。

本发明的工作过程分三部分：进样过程、抽样过程、自动冲洗过程。

进样过程：与本发明的预处理装置相连接的水质在线分析仪发送指令启动外接水泵，关闭第二常开电磁阀16，此时,常闭电磁阀17处于关闭状态,第一常开电磁阀6处于打开状态,外接水泵把待检测水样送达预处理装置的进水管1，手动调节与旁通过滤器的直通出口28相连的球阀3的开度，从而调整过滤后水样的流量，水样经过旁通过滤器2时，大于旁通过滤网直径的杂质随部分水样经旁通过滤器的直通出口28流出，而经旁通过滤网26过滤后的水样从过滤器的过滤后水样出口27流出，又依次经过四通管件4、第一常开电磁阀6、管接头7到达精密过滤网12，经过滤网精密过滤后，进入储液杯9内，当储液杯9内水样液面到达液位开关8的检测高度时，液位开关8向水质在线分析仪的控制系统发出信号，信号反馈到水质在线分析仪，水质在线分析仪器接到信号后，会向外接水泵发出停止抽取水样的指令，此时停止抽取水样。当不可预料的情况发生，储液杯9中水样过多时，可通过溢流口排出预处理装置。进样过程实现两级过滤，首先经过40-80目的旁通过滤器过滤掉粗杂质,然后通过140-180目的精密过滤网12进一步过滤后,水样能够达到水质在线分析仪的使用要求。由于其结构简单，便于批量生产，并且在客户使用过程中的维护方便。

抽样过程：当水质在线分析仪器向外接水泵发出停止抽取水样的指令后，水质在线分析仪向其内部的取样泵发出启动指令，从而经过储液杯9内的取样管10，把水样抽取到水质在线分析仪内部开始检测。由于压块11的密度大于水样的密度，带有取样管10的压块11会沉在储液杯9的下部，当储液杯9中水样不多时，不会使取样管10的下端口弯出水样液面，更不会出现抽取不到水样的情况。

自动冲洗过程包括旁通过滤器的冲洗以及精密过滤网的冲洗；

旁通过滤器的冲洗：水样从进水管1流入旁通过滤器入口25时，会冲刷到旁通过滤网26，过滤后水样从出口27流出，而大于滤网直径的杂质随部分水样经旁通过滤器的直通出口28流出，流经球阀3，通过管路排出预处理装置。

精密过滤网的冲洗：当水质在线分析仪停止取样，此时关闭第一常开电磁阀6，打开常闭电磁阀17，第二常开电磁阀16处于打开状态,同时水质在线分析仪向外接水泵发出抽取水样指令，此时水样又从进水管1源源不断的依次通过旁通过滤器2的过滤后水样出口27，常闭电磁阀17流向射流器15，水样在经过射流器15喷嘴时，在吸入室形成负压，从而把位于储液杯9内的水样经过精密过滤网12、管接头7、第二常开电磁阀吸入射流器15内，由于水样是由上向下快速流动，会把粘附在精密过滤网12下表面的杂质冲洗干净，从而起到反冲洗精密过滤网12的作用，反冲洗过滤网的水依次经过射流器15的混合室、排水管14排出预处理装置。

电磁阀的开闭控制既可以由水质在线分析仪的控制系统来自动控制，也可以由手动开关人为控制，控制过程本领域技术人员无需花费创造性劳动即可实现，在此不作赘述。

Claims (10)

1.水质在线分析仪预处理装置，包括进水管、排水管、精密过滤器以及射流器，其特征在于：所述水质在线分析仪预处理装置还包括初级过滤器、管路分支件、常闭电磁阀、第一常开电磁阀以及第二常开电磁阀，所述进水管经过初级过滤器与管路分支件的第1个口连接，所述管路分支件为三通管件或者四通管件，管路分支件的第2个口通过常闭电磁阀与射流器的喷嘴连接，射流器的扩散室与排水管连接，管路分支件的第3个口通过第一常开电磁阀与精密过滤器下方的出入口连接，精密过滤器下方的出入口还通过第二常开电磁阀与射流器的吸入室连接。

2.根据权利要求1所述的水质在线分析仪预处理装置，其特征在于：所述初级过滤器为旁通过滤器，所述旁通过滤器的入口与进水管连接，所述旁通过滤器的直通出口连接球阀，所述旁通过滤器的过滤后水样出口与管路分支件的第1个口相连接。

3.根据权利要求1或2所述的水质在线分析仪预处理装置，其特征在于：所述精密过滤器包括储液杯、精密过滤网、取样管、溢流管以及液位开关，精密过滤网位于储液杯的下端的出入口处，储液杯内容纳有取样管，储液杯上固定有液位开关，储液杯的上部联通有溢流管，溢流管的高度高于液位开关。

4.根据权利要求3所述的水质在线分析仪预处理装置，其特征在于：所述取样管的下端固定有压块，压块的密度大于水样的密度。

5.根据权利要求4所述的水质在线分析仪预处理装置，其特征在于：所述压块下端面向下设置有n个弧形挡板，n个弧形挡板沿着压块下端边缘均匀设置，相邻两个弧形挡板之间形成入水口，取样管的下端面高于弧形挡板的下端面，n为大于等于2的自然数。

6.根据权利要求5所述的水质在线分析仪预处理装置，其特征在于：所述储液杯的下半部分呈倒锥形。

7.根据权利要求6所述的水质在线分析仪预处理装置，其特征在于：所述精密过滤器下方的出入口是位于储液杯下端的一个带内螺纹的圆柱连接座，带内螺纹的圆柱连接座通过管接头分别与第二常开电磁阀和第一常开电磁阀连接，精密过滤网设置在管接头与带内螺纹的圆柱连接座之间。

8.根据权利要求7所述的水质在线分析仪预处理装置，其特征在于：所述压块通过密封接头固定于取样管的下端，所述密封接头与压块之间还设置有锥形垫。

9.根据权利要求8所述的水质在线分析仪预处理装置，其特征在于：所述管路分支件为四通管件时，第4个口连接水龙头。

10.根据权利要求9所述的水质在线分析仪预处理装置，其特征在于：所述初级过滤器的目数为40-80目,所述精密过滤网的目数为140-180目。