CN202158973U - 一种水质采样前处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水质采样前处理装置，包括采水管道，用于将水样抽进所述采水管道的水泵，用于采集经所述采水管道处理后的水样的环境监测分析仪，用于控制所述采水管道、水泵及环境监测分析仪的控制电路。采用本实用新型，能适用于污染源水质的不同水体前处理要求，满足各种监测分析仪器对水质采样的使用要求，减少前处理装置的维护工作量，实现从内部管路到外部管路整体清洗，且操作简单，造价成本低，满足用户的需求。

Description

一种水质采样前处理装置

技术领域

本实用新型涉及污染源水质在线监测领域，尤其涉及一种水质采样前处理装置。

背景技术

污水中含有各种各样的悬浮物和藻类物质，因此如何对这些污水进行采样并在采样过程中不发生流路堵塞等故障，是在线测定中的关键的问题。各种精密水质在线分析仪器对采集水质样品的处理有一定的技术要求，包括对采集样品的颗粒物过滤，采集样品的容积，采集样品的时间控制等等。

目前市场上的水质采样前处理装置多数是由在线分析仪器厂家配套生产，且仅限于特定型号分析仪配套使用。如美国HACH公司生产的AmtaxCompact氨氮分析仪必须配套其生产的Filtrax超滤前处理装置。这些原厂配套的前处理装置不仅市场价格高，安装、操作维护复杂。另外，由于中国的水质状况和国外分析仪器产地的水质状况差异很大，远出乎设计者们的预料。因此，这些仪器在实际运行过程中出现故障频发、使用寿命骤减等诸多问题。

例如，Filtrax超滤前处理装置需要提供空气压缩系统，且必须连续不间断工作，空气压缩泵故障率较高。在油脂含量过高的废水中，过滤膜表面很容易被油脂沾满，导致空气压缩泵工作负荷加重，产生故障。而对于颗粒物杂质较大的污水，则容易刮损过滤膜表面影响使用。因此，未能完全考虑到复杂的污染源水体情况，如制革厂、食品厂等污水处理时都会产生油性泡沫，而市政污水厂的入水口在暴雨天气时会有大量的泥沙杂物，这些都会影响到该前处理装置的正常工作。

又如，TOC4100单流路用悬浊样品前处理装置采用悬浊样品前处理的均化器，工作时间需针对不同的水质情况设定均化时间（粉碎颗粒物时间）以满足使用要求，而均化器对于不同水体的杂质粉碎需要凭经验设定，包括均化器的转速，均化器的工作时间等，在不同的使用环境下需要操作人员根据实际情况操作。采用均化器对较大颗粒物进行粉碎的同时，均化器的叶片会附着粉碎后的悬浮物或藻类，而前处理装置无法对均化器进行自动清洗。另外，前处理器只能针对过滤网面进行冲洗，而无法对整个采水管路进行清洗，在管路较长的使用环境中长期使用时，管路更容易滋生藻类和沉淀悬浮物。

因此设计一种操作简单，造价成本低，适用于污染源水质的不同水体前处理要求，满足各种监测分析仪器对水质采样的使用要求，减少前处理装置的维护工作量，实现从内部管路到外部管路整体清洗的水质采样前处理装置作为水质在线分析仪器的前端预处理设备已经成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种操作简单，造价成本低，适用性强的水质采样前处理装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水质采样前处理装置，包括采水管道，用于将水样抽进所述采水管道的水泵，用于采集经所述采水管道处理后的水样的环境监测分析仪，用于控制所述采水管道、水泵及环境监测分析仪的控制电路。

作为上述方案的改进，所述采水管道包括循环排水管路，虹吸管路及溢流管路；所述循环排水管路两端为进样口及排水口，所述进样口与所述水泵相接；所述虹吸管路两端为第一端口及第二端口，所述第一端口与所述循环排水管路相通，所述第二端口与所述溢流管路相通，所述第一端口高于所述第二端口；所述溢流管路包括前处理管路及溢流排水管路，所述前处理管路呈“L”型，由上至下依次设有采样口，过滤器，电磁阀及溢流排水口，所述第二端口设于所述过滤器与电磁阀之间，所述采样口与所述环境监测分析仪相接；所述电磁阀用于控制所述采水管道内的水流流向，当所述电磁阀关闭时，所述水样沿过滤器流至采样口实施采水操作，当所述电磁阀开启时，所述水样直接由溢流排水口排出实施清洗操作；所述溢流排水管路呈“7”字型，两端为第三端口及第四端口，所述第三端口与所述前处理管路相通并设于所述采样口与过滤器之间，所述第四端口与所述前处理管路相通并设于所述电磁阀与溢流排水口之间。

作为上述方案的改进，所述控制电路包括：用于控制所述水质采样前处理装置操作模式的模式控制器，所述操作模式包括自动采样、手动采样及清洗；用于根据采样要求设定采样时间的时控开关；用于控制所述采水管道内电磁阀开闭的时间继电器；用于控制所述水泵开闭的控制继电器。

作为上述方案的改进，所述模式控制器包括：用于根据所述采样触发器的信号或时控开关控制所述时间继电器及控制继电器进行自动采样操作的自动采样单元；用于根据实际情况控制所述时间继电器及控制继电器进行实时采样的手动采样单元；用于控制所述时间继电器及控制继电器清洗所述水质采样前处理装置的清洗单元。

作为上述方案的改进，所述环境监测分析仪上设有用于触发所述控制电路进行采样的采样触发器。

作为上述方案的改进，所述循环排水管路内径为32㎜；所述前处理管路内径为20㎜。

作为上述方案的改进，所述循环排水管路上还设有压力表及截止阀。

实施本实用新型的有益效果在于：用户通过所述控制电路的模式控制器选择适当的功能模式，包括自动采样、手动采样、清洗等。不同模式均有一套独立的控制流程，所述模式控制器根据不同的模式控制所述时间继电器及控制继电器以实现对所述水泵及采水管道上的电磁阀的开闭控制。当选择自动采样模式时，所述水质采样前处理装置根据所述采样触发器或时控开关触发采样操作，所述控制继电器闭合触发水泵开启，此时所述电磁阀开启，实施采样管道的冲洗，然后所述时间继电器控制所述电磁阀关闭以实现环境监测分析仪采集水样，最后所述控制继电器断开触发水泵停止工作，所述时间继电器控制所述电磁阀开启，将所述采水管道中的存水放空后关闭所述电磁阀，其中采样时间由所述时间继电器自动控制；当选择手动采样模式时，所述控制继电器闭合触发水泵开启，所述电磁阀处于开通状态，实施采样管道的冲洗，然后所述时间继电器控制所述电磁阀关闭以实现环境监测分析仪采集水样，此时需要将模式转换至自动采样才能终止采样过程，所述控制继电器断开触发水泵停止工作，所述时间继电器控制所述电磁阀开启，将所述采水管道中的存水放空后关闭所述电磁阀；当选择清洗模式时，所述控制继电器闭合触发水泵开启，所述电磁阀处于开通状态，实施采样管道的冲洗，直至将模式转换至自动采样才能终止清洗过程。本实用新型能够直接使用监测分析仪器上的采样触发器控制以触发采样，也可以使用时控开关针对不同的监测分析仪器设定采样时间，满足各种监测分析仪器对水质采样的使用要求，减少前处理装置的维护工作量，实现从内部管路到外部管路整体清洗，操作简单，造价成本低，满足用户的需求。

附图说明

图1是本实用新型一种水质采样前处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种水质采样前处理装置中采水管道2的结构示意图；

图3是本实用新型一种水质采样前处理装置中控制电路1的第一实施例结构示意图；

图4是本实用新型一种水质采样前处理装置中控制电路1的第二实施例结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

图1是本实用新型一种水质采样前处理装置的结构示意图，包括：

采水管道2，用于在所述控制电路1的控制下变更流通渠道。

水泵3，与所述采水管道2相连，用于将水样抽进所述采水管道2。

环境监测分析仪4，与所述采水管道2相连，用于采集经所述采水管道2处理后的水样。

控制电路1，与所述采水管道2，水泵3及环境监测分析仪4分别相连，用于控制所述采水管道2，水泵3及环境监测分析仪4。

图2是本实用新型一种水质采样前处理装置中采水管道2的结构示意图。

如图2所示，所述采水管道2包括循环排水管路21，虹吸管路22及溢流管路23。

所述循环排水管路21两端为进样口211及排水口212，所述进样口211与所述水泵3相接。

所述虹吸管路22两端为第一端口221及第二端口222，所述第一端口221与所述循环排水管路21相通，所述第二端口222与所述溢流管路23相通。所述第一端口221高于所述第二端口222，这有利于利用虹吸原理将所述进样口211水样流入所述溢流管路23，实现较大颗粒物的固液分离。

所述溢流管路23包括前处理管路231及溢流排水管路232，所述前处理管路231呈“L”型，由上至下依次设有采样口2311，过滤器2312，电磁阀2313及溢流排水口2314，所述第二端口222设于所述过滤器2312与电磁阀2313之间，所述采样口2311与所述环境监测分析仪4相接。

所述溢流排水管路232呈“7”字型，两端为第三端口2321及第四端口2322，所述第三端口2321与所述前处理管路231相通并设于所述采样口2311与过滤器2312之间，所述第四端口2322与所述前处理管路231相通并设于所述电磁阀2313与溢流排水口2314之间。

所述电磁阀2313用于控制所述采水管道2内的水流流向。

当所述电磁阀2313开启时，所述水样沿进样口211进入所述循环排水管路21，由所述第一管口221沿所述虹吸管路22从第二管口222流出，并流经所述前处理管路231的电磁阀2322，最后由所述溢流排水口2314流出，完成冲洗或放水的操作。

当所述电磁阀2313关闭时，所述水样沿进样口211进入所述循环排水管路21，由所述第一管口221沿所述虹吸管路22从第二管口222流出，并流经所述前处理管路231的过滤器2312，由采样口2311采集水样，同时水样补充进入所述溢流排水管路232并由所述溢流排水口2314流出，完成采样过程。另外，水样不断地进入再流出，循环往复，构成一流循环，有效地去除水面油花及细小悬浮颗粒等杂物。

需要说明的是，用户可以通过更换过滤器的滤网目数实现不同仪器的对采样水体的要求。

更佳地，所述循环排水管路内径为32㎜，所述前处理管路内径为20㎜。由于进样口211和排水口212直接与水泵3连接，水泵3的进水流量和压力较大，因此采样内径为32㎜的管效果更佳。

更佳地，所述循环排水管路上还设有用于测量所述水泵3的进水压力的压力表213及用于截至水样进入的截止阀214。

更佳地，采水管道2采用乙烯基的聚合物质PVC材料，具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性，并对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。

图3是本实用新型一种水质采样前处理装置中控制电路1的第一实施例结构示意图，所述控制电路1包括：

模式控制器11，用于控制所述水质采样前处理装置的操作模式。所述模式控制器11与所述时控开关12，时间继电器13及控制继电器14分别相连，当用户选择适当的模式后，按照各模式的规则控制所述时控开关12，时间继电器13及控制继电器14运行。

所述操作模式包括自动采样、手动采样及清洗等。

时控开关12，用于根据采样要求设定采样时间。

所述时控开关12具有丰富的时间段参数设定组合，可以满足不同的所述环境监测分析仪4对采样时间的控制要求，能够以天或星期循环且多时段的控制所述水质采样前处理装置的开闭，时间设定范围为1min~168h，每天可设置8~16组。一般设定时间的规则为：在所述环境监测分析仪4采样时间之前2~3min为开始时间，并根据不同的所述环境监测分析仪4的不同采样时间设定结束时间，结束时间至少要延迟2~3min。

时间继电器13，用于控制所述采水管道2内电磁阀2313的开闭。

控制继电器14，用于控制所述水泵3的开闭。

需要说明的是，所述环境监测分析仪4上设有用于触发所述控制电路1进行采样的采样触发器。所述采样触发器可触发与所述采样触发器相连的控制电路1进行采样操作，当所述环境监测分析仪4上不具备采样触发器时，可使用所述时空开关12设定时间以满足不同的所述环境监测分析仪4对采样时间的控制要求。

图4是本实用新型一种水质采样前处理装置中控制电路1的第二实施例结构示意图，所述模式控制器11包括：

自动采样单元111，用于根据所述采样触发器的信号或时控开关12控制所述时间继电器13及控制继电器14进行自动采样操作。

选择自动采样模式时，所述水质采样前处理装置根据所述采样触发器或时控开关12所设定的时间触发采样操作。当到达采样时间时，所述控制继电器14闭合触发水泵3开启，此时所述时间继电器13控制所述电磁阀2313开启10~20s以实施采样管道2的冲洗。然后，所述时间继电器13控制所述电磁阀2313关闭2~5min以实现环境监测分析仪采集水样。最后所述控制继电器14断开触发水泵3停止工作，所述时间继电器13控制所述电磁阀2313开启10~20s，将所述采水管道2中的存水放空后关闭所述电磁阀2313，其中采样时间由所述时间继电器13自动控制。

手动采样单元112，用于根据实际情况控制所述时间继电器13及控制继电器14进行实时采样。

选择手动采样模式时，所述控制继电器14闭合并触发水泵3开启，所述电磁阀2313处于开通状态，实施采样管道2的冲洗。10~20s后，所述时间继电13控制所述电磁阀2313关闭以实现环境监测分析仪采集水样，此时需要将模式转换至自动采样才能终止采样过程。手动采样终止后，所述控制继电器14断开并触发水泵3停止工作，所述时间继电器13控制所述电磁阀2313开启10~20s，将所述采水管道2中的存水放空后关闭所述电磁阀2313。

清洗单元113，用于控制所述时间继电器13及控制继电器14实时清洗所述水质采样前处理装置。

选择清洗模式时，所述控制继电器14闭合并触发水泵3开启，此时，所述电磁阀2313处于开通状态，实施所述采样管道2的冲洗，直至将模式转换至自动采样才能终止清洗过程。

由上可知，用户通过所述控制电路1的模式控制器11选择适当的功能模式，包括自动采样、手动采样、清洗等。所述模式控制器11根据不同的模式控制所述时间继电器13及控制继电器14以实现对所述水泵3及采水管道2上的电磁阀2313的开闭控制。同时，本实用新型能够直接使用监测分析仪器4上的采样触发器控制以触发采样，也可以使用时控开关12针对不同的监测分析仪器4设定采样时间，满足各种监测分析仪器4对水质采样的使用要求，减少前处理装置的维护工作量，实现从内部管路到外部管路整体清洗，操作简单，造价成本低，满足用户的需求。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，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，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种水质采样前处理装置，其特征在于，所述水质采样前处理装置包括采水管道，用于将水样抽进所述采水管道的水泵，用于采集经所述采水管道处理后的水样的环境监测分析仪，用于控制所述采水管道、水泵及环境监测分析仪的控制电路。

2.如权利要求1所述的水质采样前处理装置，其特征在于，所述采水管道包括循环排水管路，虹吸管路及溢流管路；

所述循环排水管路两端为进样口及排水口，所述进样口与所述水泵相接；

所述虹吸管路两端为第一端口及第二端口，所述第一端口与所述循环排水管路相通，所述第二端口与所述溢流管路相通，所述第一端口高于所述第二端口；

所述溢流管路包括前处理管路及溢流排水管路，所述前处理管路呈“L”型，由上至下依次设有采样口，过滤器，电磁阀及溢流排水口，所述第二端口设于所述过滤器与电磁阀之间，所述采样口与所述环境监测分析仪相接；

所述电磁阀用于控制所述采水管道内的水流流向，当所述电磁阀关闭时，所述水样沿过滤器流至采样口实施采水操作，当所述电磁阀开启时，所述水样直接由溢流排水口排出实施清洗操作；

所述溢流排水管路呈“7”字型，两端为第三端口及第四端口，所述第三端口与所述前处理管路相通并设于所述采样口与过滤器之间，所述第四端口与所述前处理管路相通并设于所述电磁阀与溢流排水口之间。

3.如权利要求1或2所述的水质采样前处理装置，其特征在于，所述控制电路包括：

用于控制所述水质采样前处理装置操作模式的模式控制器，所述操作模式包括自动采样、手动采样及清洗；

用于根据采样要求设定采样时间的时控开关；

用于控制所述采水管道内电磁阀开闭的时间继电器；

用于控制所述水泵开闭的控制继电器。

4.如权利要求3所述的水质采样前处理装置，其特征在于，所述模式控制器包括：

用于根据所述采样触发器的信号或时控开关控制所述时间继电器及控制继电器进行自动采样操作的自动采样单元；

用于根据实际情况控制所述时间继电器及控制继电器进行实时采样的手动采样单元；

用于控制所述时间继电器及控制继电器清洗所述水质采样前处理装置的清洗单元。

5.如权利要求3所述的水质采样前处理装置，其特征在于，所述环境监测分析仪上设有用于触发所述控制电路进行采样的采样触发器。

6.如权利要求2所述的水质采样前处理装置，其特征在于，

所述循环排水管路内径为32㎜；

所述前处理管路内径为20㎜。

7.如权利要求2或6所述的水质采样前处理装置，其特征在于，所述循环排水管路上还设有压力表及截止阀。

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