CN105366858B - 野外救灾、消防净水系统 - Google Patents

野外救灾、消防净水系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种野外救灾、消防净水系统，系统包括自吸泵、压缩空气机、除沙器、袋式过滤单元、多介质过滤单元、活性炭过滤单元、超滤单元、生活水箱、双重杀菌装置和纯水箱，自吸泵的出水端通过气液混合三通与除沙器的进水端连接，压缩空气机通过气液混合三通与除沙器的进水端连接；除沙器的出水端与袋式过滤单元的进水端连接，袋式过滤单元的出水端与多介质过滤单元的进水端连接，多介质过滤单元的出水端与活性炭过滤单元的进水端连接，活性炭过滤单元的出水端与超滤单元的进水端连接，超滤单元的出水端与生活水箱的进水端连接，生活水箱的出水端与双重杀菌装置进水端连接，双重杀菌装置出水端与纯水箱连接。本发明具备良好的净水，寿命长。

Description

野外救灾、消防净水系统
技术领域
本发明涉及净水领域。
背景技术
由于人类活动、自然灾害等原因对饮用水源造成不同程度污染，通常使野外作业、探险旅游、抗震救灾的人员的饮用水水质较难得到保证。野外和灾害地区情况复杂，水质各种各样，水中溶解性物质成分难分辨，浓度难分辨，在野外作业特别是抗震救灾之类行动，为了保证队伍人员的身体健康，现有的净水系统净化的饮用水并不可靠。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种野外救灾、消防净水系统，具备良好的净水效果，使用寿命长。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
野外救灾、消防净水系统，包括自吸泵、压缩空气机、除沙器、袋式过滤单元、多介质过滤单元、活性炭过滤单元、超滤单元、生活水箱、双重杀菌装置和纯水箱，所述自吸泵的出水端通过气液混合三通与除沙器的进水端连接，所述压缩空气机通过气液混合三通与除沙器的进水端连接；所述除沙器的出水端与袋式过滤单元的进水端连接，所述袋式过滤单元的出水端与多介质过滤单元的进水端连接，所述多介质过滤单元的出水端与活性炭过滤单元的进水端连接，所述活性炭过滤单元的出水端与超滤单元的进水端连接，所述超滤单元的出水端与生活水箱的进水端连接，所述生活水箱的出水端与双重杀菌装置进水端连接，所述双重杀菌装置出水端与纯水箱连接。结构简单，净水效果优良。
本发明更进一步的改进方案，所述自吸泵的进水端通过水源进水管与水源连接，所述水源进水管串接有电加热器，可以及时消融冰块，有效消融管道或装置内部随冰水进入的冰块对系统的影响。
本发明更进一步的改进方案，所述气液混合三通包括三个端口，分别为气液混合进水端、气液混合进气端和气液混合出水端，三个端口的口径比为3:1:2；且所述气液混合进水端与气液混合进气端之间的轴线夹角为30-40°；所述气液混合出水端与除沙器之间的连接管路的侧壁上蛟龙螺旋式连通若干气液加速支管，所述气液加速支管与连接水管中的水流方向夹角为5-10°，所述气液加速支管的进气端与压缩空气机出气端连接。通过压缩空气内通入的高压、高速气体可以强化除沙器的工作效率，另外，当系统无需净水时，先关闭自吸泵和除砂器，然后保持压缩空气的继续导入，排空整个系统内部水管的水，待各压力传感器显示系统内部主要部件内的水排空时，再关闭压缩空气机，防止天气寒冷造成的系统内部水结冰导致的胀管爆管现象。
本发明更进一步的改进方案，包括辅助进水端，用于稀化气液混合进水端进入的浑水，所述辅助进水端与气液混合进水端之间的夹角为30-40°，所述辅助进水端与气液混合进气端之间的夹角为30-40°。当自吸泵抽取的水源足够浑浊时，可以配合打开辅助进水端，辅助进水管导入干净的水，稀释浑浊水，从而减轻除砂器的工作压力。
本发明更进一步的改进方案，所述袋式过滤单元包括第一袋式过滤装置和第二袋式过滤装置，所述多介质过滤单元包括第一多介质过滤装置和第二多介质过滤装置，所述活性炭过滤单元第一活性炭过滤装置和第二活性炭过滤装置；所述袋式过滤单元进水端与第一压力传感器连接，所述第一压力传感器分别与第一袋式过滤装置和第二袋式过滤装置连接；所述多介质过滤单元进水端与第二压力传感器连接，所述第二压力传感器分别与第一多介质过滤装置和第二多介质过滤装置连接；所述活性炭过滤单元进水端与第三压力传感器连接，所述第三压力传感器分别与第一活性炭过滤装置和第二活性炭过滤装置连接。通过第一水压力传感器、第二水压力传感器和第三水压力传感器可以实时监控水预处理单元内部各组成部分的水净化使用状态，必要时可以根据压力传感器的数值一备一用或者直接模块化更换。
本发明更进一步的改进方案，所述超滤单元的出水端分为超滤一级出水端和超滤二级出水端，所述超滤一级出水端和超滤二级出水端分别与生活水箱连接，且分别存储在生活水箱内的一级水存储箱和二级水存储箱内；还包括反洗泵，所述反洗泵的进水端与二级水存储箱的出水端连接，所述反洗泵的出水端与超滤单元的进水端回流连接。生活水箱内存储的水，在达到可用级别水时，比如洗衣服、洗澡、洗菜时，可使用二级水，如需饮用可使用一级水；在此基础之上，可将二级水通过反吸泵与超滤单元回流连接，进一步过滤，得到更多的一级水。
本发明更进一步的改进方案，所述一级水存储箱的出水端通过高压泵与反渗透装置的进水端连接，所述反渗透装置的出水端分为反渗透第一出水端和反渗透第二出水端，所述反渗透第一出水端与双重杀菌装置进水端连接，所述反渗透第二出水端与一级水存储箱回流连接。从反渗透装置第一出水端出来的水在双重杀菌装置的配合下，可用得到纯净级别用水，从反渗透装置第二出水端出来的水可用回流至一级水存储箱，以此获得更多的纯净级别的用水，提高净水质量和效率。
本发明更进一步的改进方案，所述除沙器包括倒圆锥式弹性螺旋管和螺旋管高度调节支架，所述倒圆锥式弹性螺旋管底部与除沙器壳体底部固定，所述倒圆锥式弹性螺旋管的每圈螺旋管至少与两个连接组件水平连接，每个连接组件分别与螺旋管高度调节支架连接，通过调节螺旋管高度调节支架改变倒圆锥式弹性螺旋管的相对高度和相对半径；所述倒圆锥式弹性螺旋管沿螺旋管管壁均匀分布设置若干微米孔，所述倒圆锥式弹性螺旋管的上部进口与气液混合三通出口连接，所述倒圆锥式弹性螺旋管的底部出口与排沙口连接，所述倒圆锥式弹性螺旋管的微米孔中流出的水经汇流与袋式过滤单元连接。倒圆锥式弹性螺旋管和螺旋管高度调节支架的配合，可通过螺旋管高度调节支架调节倒圆锥式弹性螺旋管的相对高度和相对半径实现除沙效率和除沙效果之间的选择。
本发明更进一步的改进方案，所述除沙器的出水端与袋式过滤单元之间设有储水加热箱，所述储水加热箱内设置有温度测量单元、电加热辅助单元和太阳能热交换单元，所述温度测量单元与电加热辅助单元控制连接，所述电辅助加热单元和太阳能热交换单元与太阳能热水箱进、出水管串接。可以保障进入预处理单元及其下游装置中的水温，以免过低水温或不稳定水温造成设备的损坏和净化效果的降低。长时间过低水温可以导致净化设备的损坏，不稳定的水温会导致设备管路及过滤毛细管的热胀冷缩，造成设备的毛细管的堵塞和水质的不稳定。
本发明更进一步的改进方案，太阳能热交换单元包括依次串接的第一换热器、多轮水流缓冲器和第二换热器；所述第一换热器/第二换热器为内空心圆柱体结构，其内部沿轴线和径向方向分布若干两端通透的小管，所述小管外壁与第一换热器/第二换热器的壁面的连接处为密封无泄漏连接；所述多轮水流缓冲器设置于第一换热器和第二换热器之间，所述多轮气流缓冲器内设有多个轮片，通过三根小轴沿轮片的直径方向穿透连接，每根小轴的两端分别装在多轮水流缓冲器内壁上，太阳能水箱的水流经过时，轮片自主旋转。第一换热器、多轮水流缓冲器和第二换热器的设计，可以实现整个热交换的均匀性和彻底性，轮片的设计，第一可以减缓水流，使得水获得充分的减速，实现充足时间的热交换，同时，管道内部的水在经过第一换热器的第一轮换热后的水温产生局部温差，而水流至轮片，推动轮片翻转时，使得水在得到减速的基础之上，还可以起到搅拌水流的作用，化解水流中的局部温差的弊端。
有益效果：本发明提供一种野外救灾、消防净水系统，能够适应恶劣的野外环境，完成高质量、独立自主的净水功能，具备良好的净水效果，且使用寿命长
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
附图2为本发明储水加热箱结构示意图；
附图3为本发明太阳能热交换单元结构示意图；
附图4为本发明除沙器的结构示意图；
附图5为本发明气液混合三通结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1，野外救灾、消防净水系统，包括自吸泵1、压缩空气机2、除沙器3、袋式过滤单元4、多介质过滤单元5、活性炭过滤单元6、超滤单元7、生活水箱8、双重杀菌装置11和纯水箱12，所述自吸泵1的出水端通过气液混合三通与除沙器3的进水端连接，所述压缩空气机2通过气液混合三通与除沙器3的进水端连接；所述除沙器3的出水端与袋式过滤单元4的进水端连接，所述袋式过滤单元4的出水端与多介质过滤单元5的进水端连接，所述多介质过滤单元5的出水端与活性炭过滤单元6的进水端连接，所述活性炭过滤单元6的出水端与超滤单元7的进水端连接，所述超滤单元7的出水端与生活水箱8的进水端连接，所述生活水箱8的出水端与双重杀菌装置11进水端连接，所述双重杀菌装置11出水端与纯水箱12连接，所述双重杀菌装置11包括紫外线和臭氧双重杀菌。
所述自吸泵1的进水端通过水源进水管与水源连接，所述水源进水管串接有电加热器，可以及时消融冰块，有效消融管道或装置内部随冰水进入的冰块对系统的影响。
如图5，所述气液混合三通包括三个端口，分别为气液混合进水端111、气液混合进气端112和气液混合出水端113，三个端口的口径比为3:1:2；且所述气液混合进水端111与气液混合进气端112之间的轴线夹角为30-40°；所述气液混合出水端113与除沙器3之间的连接管路的侧壁上蛟龙螺旋式连通若干气液加速支管，所述气液加速支管与连接管路中的水流方向夹角为5-10°，所述气液加速支管的进气端与压缩空气机2出气端连接。通过压缩空气内通入的高压、高速气体可以强化除沙器的工作效率，另外，当系统无需净水时，先关闭自吸泵和除砂器，然后保持压缩空气的继续导入，排空整个系统内部水管的水，待各压力传感器显示系统内部主要部件内的水排空时，再关闭压缩空气机，防止天气寒冷造成的系统内部水结冰导致的胀管爆管现象。
包括辅助进水端，用于稀化气液混合进水端111进入的浑水，所述辅助进水端与气液混合进水端之间的夹角为30-40°，所述辅助进水端与气液混合进气端112之间的夹角为30-40°。当自吸泵抽取的水源足够浑浊时，可以配合打开辅助进水端，辅助进水管导入干净的水，稀释浑浊水，从而减轻除砂器的工作压力。
所述袋式过滤单元4包括第一袋式过滤装置和第二袋式过滤装置，所述多介质过滤单元5包括第一多介质过滤装置和第二多介质过滤装置，所述活性炭过滤单元6第一活性炭过滤装置和第二活性炭过滤装置；所述袋式过滤单元4进水端与第一压力传感器连接，所述第一压力传感器分别与第一袋式过滤装置和第二袋式过滤装置连接；所述多介质过滤单元5进水端与第二压力传感器连接，所述第二压力传感器分别与第一多介质过滤装置和第二多介质过滤装置连接；所述活性炭过滤单元6进水端与第三压力传感器连接，所述第三压力传感器分别与第一活性炭过滤装置和活性炭过滤装置连接。通过第一水压力传感器、第二水压力传感器和第三水压力传感器可以实时监控水预处理单元内部各组成部分的水净化使用状态，必要时可以根据压力传感器的数值一备一用或者直接模块化更换。
所述超滤单元7的出水端分为超滤一级出水端和超滤二级出水端，所述超滤一级出水端和超滤二级出水端分别与生活水箱8连接，且分别存储在生活水箱8内的一级水存储箱和二级水存储箱内；还包括反洗泵，所述反洗泵的进水端与二级水存储箱的出水端连接，所述反洗泵的出水端与超滤单元7的进水端回流连接。生活水箱内存储的水，在达到可用级别水时，比如洗衣服、洗澡、洗菜时，可使用二级水，如需饮用可使用一级水；在此基础之上，可将二级水通过反吸泵与超滤单元回流连接，进一步过滤，得到更多的一级水。
所述一级水存储箱的出水端通过高压泵9与反渗透装置10的进水端连接，所述反渗透装置10的出水端分为反渗透第一出水端和反渗透第二出水端，所述反渗透第一出水端与双重杀菌装置11进水端连接，所述反渗透第二出水端与一级水存储箱回流连接。从反渗透装置第一出水端出来的水在双重杀菌装置的配合下，可用得到纯净级别用水，从反渗透装置第二出水端出来的水可用回流至一级水存储箱，以此获得更多的纯净级别的用水，提高净水质量和效率。
如图4，所述除沙器3包括倒圆锥式弹性螺旋管31和螺旋管高度调节支架32，所述倒圆锥式弹性螺旋管31底部与除沙器壳体33底部固定，所述倒圆锥式弹性螺旋管31的每圈螺旋管至少与两个连接组件水平连接，每个连接组件分别与螺旋管高度调节支架连接，通过调节螺旋管高度调节支架改变倒圆锥式弹性螺旋管31的相对高度和相对半径；具体，通过上下方向移动横杆，改变倒圆锥式弹性螺旋管31的相对高度，通过左右方向移动竖杆，改变倒圆锥式弹性螺旋管31的相对半径。所述倒圆锥式弹性螺旋管31沿螺旋管管壁均匀分布设置若干微米孔，所述倒圆锥式弹性螺旋管31的上部进口与气液混合出水端连接，所述倒圆锥式弹性螺旋管31的底部出口与排沙口连接，所述倒圆锥式弹性螺旋管31的微米孔中流出的水经汇流与袋式过滤单元4连接。倒圆锥式弹性螺旋管31和螺旋管高度调节支架32的配合，可通过螺旋管高度调节支架调节倒圆锥式弹性螺旋管31的相对高度和相对半径实现除沙效率和除沙效果之间的选择。
如图2，所述除沙器3的出水端与袋式过滤单元4之间设有储水加热箱17，所述储水加热箱17内设置有温度测量单元171、电加热辅助单元172和太阳能热交换单元173，所述温度测量单元171与电加热辅助单元172控制连接，所述电加热辅助单元172和太阳能热交换单元173与太阳能热水箱进、出水管串接。可以保障进入预处理单元及其下游装置中的水温，以免过低水温或不稳定水温造成设备的损坏和净化效果的降低。长时间过低水温可以导致净化设备的损坏，不稳定的水温会导致设备管路及过滤毛细管的热胀冷缩，造成设备的毛细管的堵塞和水质的不稳定。
如图3，太阳能热交换单元173包括依次串接的第一换热器174、多轮水流缓冲器175和第二换热器176；所述第一换热器174/第二换热器176为内空心圆柱体结构，其内部沿轴线和径向方向分布若干两端通透的小管，所述小管外壁与第一换热器174/第二换热器176的壁面的连接处为密封无泄漏连接；所述多轮水流缓冲器175设置于第一换热器174和第二换热器176之间，所述多轮气流缓冲器175内设有多个轮片177，轮片通过三根小轴沿轮片177的直径方向穿透连接，每根小轴的两端分别装在多轮水流缓冲器175内壁上，太阳能水箱的水流经过时，轮片177自主旋转。第一换热器174、多轮水流缓冲器175和第二换热器176的设计，可以实现整个热交换的均匀性和彻底性，轮片的设计，第一可以减缓水流，使得水获得充分的减速，实现充足时间的热交换，同时，管道内部的水在经过第一换热器的第一轮换热后的水温产生局部温差，而水流至轮片，推动轮片翻转时，使得水在得到减速的基础之上，还可以起到搅拌水流的作用，化解水流中的局部温差，所带来对净化带来的弊端。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.野外救灾、消防净水系统，其特征在于：包括自吸泵(1)、压缩空气机(2)、除沙器(3)、袋式过滤单元(4)、多介质过滤单元(5)、活性炭过滤单元(6)、超滤单元(7)、生活水箱(8)、双重杀菌装置(11)和纯水箱(12)，所述自吸泵(1)的出水端通过气液混合三通与除沙器(3)的进水端连接，所述压缩空气机(2)通过气液混合三通与除沙器(3)的进水端连接；所述除沙器(3)的出水端与袋式过滤单元(4)的进水端连接，所述袋式过滤单元(4)的出水端与多介质过滤单元(5)的进水端连接，所述多介质过滤单元(5)的出水端与活性炭过滤单元(6)的进水端连接，所述活性炭过滤单元(6)的出水端与超滤单元(7)的进水端连接，所述超滤单元(7)的出水端与生活水箱(8)的进水端连接，所述生活水箱(8)的出水端与双重杀菌装置(11)进水端连接，所述双重杀菌装置(11)出水端与纯水箱(12)连接；所述气液混合三通包括三个端口，分别为气液混合进水端(111)、气液混合进气端(112)和气液混合出水端(113)，三个端口的口径比为3:1:2；且所述气液混合进水端(111)与气液混合进气端(112)之间的轴线夹角为30-40°；所述气液混合出水端(113)与除沙器(3)之间的连接管路的侧壁上蛟龙螺旋式连通若干气液加速支管，所述气液加速支管与连接管路中的水流方向夹角为5-10°，所述气液加速支管的进气端与压缩空气机(2)出气端连接；
所述自吸泵(1)的进水端通过水源进水管与水源连接，所述水源进水管串接有电加热器。
2.根据权利要求1所述的野外救灾、消防净水系统，其特征在于：包括辅助进水端，用于稀化气液混合进水端(111)进入的浑水，所述辅助进水端与气液混合进水端之间的夹角为30-40°，所述辅助进水端与气液混合进气端(112)之间的夹角为30-40°。
3.根据权利要求1所述的野外救灾、消防净水系统，其特征在于：所述袋式过滤单元(4)包括第一袋式过滤装置和第二袋式过滤装置，所述多介质过滤单元(5)包括第一多介质过滤装置和第二多介质过滤装置，所述活性炭过滤单元(6)包括第一活性炭过滤装置和第二活性炭过滤装置；所述袋式过滤单元(4)进水端与第一压力传感器连接，所述第一压力传感器分别与第一袋式过滤装置和第二袋式过滤装置连接；所述多介质过滤单元(5)进水端与第二压力传感器连接，所述第二压力传感器分别与第一多介质过滤装置和第二多介质过滤装置连接；所述活性炭过滤单元(6)进水端与第三压力传感器连接，所述第三压力传感器分别与第一活性炭过滤装置和第二活性炭过滤装置连接。
4.根据权利要求1所述的野外救灾、消防净水系统，其特征在于：所述超滤单元(7)的出水端分为超滤一级出水端和超滤二级出水端，所述超滤一级出水端和超滤二级出水端分别与生活水箱(8)连接，且超滤一级出水和超滤二级出水分别存储在生活水箱(8)内的一级水存储箱和二级水存储箱内；还包括反洗泵，所述反洗泵的进水端与二级水存储箱的出水端连接，所述反洗泵的出水端与超滤单元(7)的进水端回流连接。
5.根据权利要求4所述的野外救灾、消防净水系统，其特征在于：所述一级水存储箱的出水端通过高压泵(9)与反渗透装置(10)的进水端连接，所述反渗透装置(10)的出水端分为反渗透第一出水端和反渗透第二出水端，所述反渗透第一出水端与双重杀菌装置(11)进水端连接，所述反渗透第二出水端与一级水存储箱回流连接。
6.根据权利要求1所述的野外救灾、消防净水系统，其特征在于：所述除沙器(3)包括倒圆锥式弹性螺旋管(31)和螺旋管高度调节支架(32)，所述倒圆锥式弹性螺旋管(31)底部与除沙器壳体(33)底部固定，所述倒圆锥式弹性螺旋管(31)的每圈螺旋管至少与两个连接组件水平连接，每个连接组件分别与螺旋管高度调节支架连接，通过调节螺旋管高度调节支架改变倒圆锥式弹性螺旋管(31)的相对高度和相对半径；所述倒圆锥式弹性螺旋管(31)沿螺旋管管壁均匀分布设置若干微米孔，所述倒圆锥式弹性螺旋管(31)的上部进口与气液混合出水端连接，所述倒圆锥式弹性螺旋管(31)的底部出口与排沙口连接，所述倒圆锥式弹性螺旋管(31)的微米孔中流出的水经汇流与袋式过滤单元(4)连接。
7.根据权利要求1所述的野外救灾、消防净水系统，其特征在于：所述除沙器(3)的出水端与袋式过滤单元(4)之间设有储水加热箱(17)，所述储水加热箱(17)内设置有温度测量单元(171)、电加热辅助单元(172)和太阳能热交换单元(173)，所述温度测量单元(171)与电加热辅助单元(172)控制连接，所述电加热辅助单元(172)和太阳能热交换单元(173)与太阳能热水箱进、出水管串接。
8.根据权利要求7所述的野外救灾、消防净水系统，其特征在于：太阳能热交换单元(173)包括依次串接的第一换热器(174)、多轮水流缓冲器(175)和第二换热器(176)；所述第一换热器(174)/第二换热器(176)为内空心圆柱体结构，其内部沿轴线和径向方向分布若干两端通透的小管，所述小管外壁与第一换热器(174)/第二换热器(176)的壁面的连接处为密封无泄漏连接；所述多轮水流缓冲器(175)设置于第一换热器(174)和第二换热器(176)之间，所述多轮水流缓冲器(175)内设有多个轮片(177)，轮片(177)通过三根小轴沿轮片(177)的直径方向穿透连接，每根小轴的两端分别装在多轮水流缓冲器(175)内壁上，太阳能热水箱的水流经过时，轮片(177)自主旋转。
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