CN204251433U - 一种车载多功能制供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载多功能制供水系统。本实用新型包括洗消用水模块、饮用水模块、药用水模块和排水模块；洗消用水模块包括依次由管路连接的潜水泵、精密过滤器和陶瓷超滤膜组件；饮用水模块包括由管路连接的高压泵和一级反渗透膜组件；药用水模块包括由管路连接的二级反渗透膜组件和离子交换树脂；陶瓷超滤膜组件的出水管路分别连接洗消用水供水阀和高压泵，一级反渗透膜组件出水管路分别连接饮用水供水阀和二级反渗透膜组件，离子交换树脂出水管路安装药用水供水阀。本实用新型通过对灾害现场污染原水进行净化处理，并根据不同需求生产制备洗消用水、饮用水和药用水等不同水质的水。

Description

一种车载多功能制供水系统

技术领域

本实用新型涉及水处理技术及车载技术领域，更具体的说，是涉及一种车载多功能制供水系统。

背景技术

当今时代，自然灾害和突发事件时有发生，使灾区人民的生命财产安全受到极大威胁。我国是自然灾害及突发事故多发国家。建国以来，因地震死亡30余万人，伤残近百万人，包括1976年唐山地震(死亡24.2万人，伤16.4万人)、2008年汶川大地震(死亡6万多人，伤40多万人，失踪近2万人)和2010年玉树地震(死亡2698人，失踪270人)。另外，全国崩塌、滑坡、泥石流灾害点有41万多处，每年因灾死亡近千人；沙尘暴、冰雹、暴风雪、低温冻害等其他灾害损失也相当严重；人为灾难事故也频繁发生，各类矿难、职业中毒事件亦有上升趋势；枪击和爆炸等恐怖袭击的范围和方式有扩大的趋势。自然灾害和突发事故严重威胁着社会公共安全和人民生命健康。据统计，我国近年来每年自然灾害造成的经济损失多达1000亿元，常年受灾人口达2亿人次。随着环境等因素的不断变化，自然灾害和突发事件还会继续，而由于对自然科学研究的局限性，人类对许多自然灾害现象还认识不清，尚未能完全掌握它们的起因和规律，对自然灾害无法做出准确的预报，更无法在灾害来临前有所准备。因此，只有尽快控制灾情，才能减小灾害对人类社会的破坏。灾害发生后，灾害救援的效率显得尤为重要，及时有效的救援对控制次生灾害、减少生命财产损失均有重要意义，如何快速有效地进行灾害救援已经成为世界各国关注焦点。我国地域辽阔、地质复杂、气候多变、人口众多，灾害发生后，环境破坏严重，导致现场水源污染，不能直接作为灾害救援用水，供水不足可造成救援力量的战斗力被削弱，导致救援工作效率低下，因此快速、有效地解决灾害救援用水是灾害救援工作中的关键问题之一。

人类生存离不开水，而灾害导致的用水困难也会直接影响灾区人民的生存状态，如何快速有效地应对灾害带来的供水难题是世界各国在应对灾害救援时都不得不面临的挑战。研究和开发灾害及突发事件中的应急制供水系统对提高救援效率、保障受灾群众的基本生活、减少损失及确保灾区社会稳定具有重要意义。世界各国都在积极研究开发机动便携的制供水系统，包括车载制供水系统，以便在必要时能够及时到达救援现场，解决供水困难问题。随着灾害救援的不断深入和多样化用水需求，单一的净水技术及设备已无法满足多种水质要求，由多个净水模块组合而成的多功能净水系统成为当代国内外车载净水设备的发展趋势。以多介质过滤和活性炭吸附为预处理，采用超滤和反渗透的集成膜分离净水技术工艺已替代常规的水处理工艺，净水效果大大提高。原水经过膜分离处理后，可以有效地去除水中的有机和无机污染物，同时也降低了传统氯消毒过程中消毒副产物产生的可能性，从产水水质角度来说，更具安全性。而且，车载净水系统的结构紧凑，体积小，重量轻，稳定性强，机动性好，在水处理设备中更具有优越性。正是由于现实状况的迫切需要和水处理技术的不断成熟，目前已研制出针对灾害救援的多种型号的车载水处理设备，有的设备已经在灾害救援现场发挥了重要作用，很大程度上能够缓解用水短缺问题，但同时这些设备也都存在一些缺陷。中国专利201210090643.0介绍了一种车载净水装置，产水流量大，能够满足饮用水需求问题，但是设备不具有排水功能，使得设备停运后导致管路和膜组件内的残留水无法排出，污染膜组件，而且低温环境容易冻坏设备。中国专利200520090660.X介绍的小型一体化净水机的产水量较小，不能满足灾害救援时的用水量需求，而且功能较单一。中国专利201020648907.6介绍的车载净水装置可以制备饮用水，但净水工艺相对简单，不能提供其他需求的用水，无法满足分质产水，造成资源浪费。中国专利201120524510针对已有净水机存在的管路存水滋生细菌及管路冻坏问题，设计了一种通过集成气泵和排水阀实现管路排水功能的膜分离净水机，但该专利只能制备饮用净水，不能提供灾害救援使用的其它用水。已有专利均能为灾害救援提供饮用净水，但有的发明没有很好地解决净水设备长期停用储存产生的二次污染及低温冻坏问题，特别是产水水质单一，不能完全满足灾害救援多种用水需求。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是，克服上述现有技术存在的不足，提供一种车载式多功能制供水系统，能够在灾害发生时机动快速地到达救灾现场，就地进行应急制供水，实现分质供水。

本实用新型车载多功能制供水系统，包括洗消用水模块、饮用水模块、药用水模块和排水模块；

洗消用水模块包括依次由管路连接的潜水泵、精密过滤器和陶瓷超滤膜组件；饮用水模块包括由管路连接的高压泵和一级反渗透膜组件；药用水模块包括由管路连接的二级反渗透膜组件和离子交换树脂；陶瓷超滤膜组件的出水管路分别连接洗消用水供水阀和高压泵，一级反渗透膜组件出水管路分别连接饮用水供水阀和二级反渗透膜组件，离子交换树脂出水管路安装药用水供水阀；

洗消用水模块、饮用水模块和药用水模块均设置有压力表、流量计和压力开关；

排水模块包括进气管路和排水管路，进气管路设置空压机，第一进气阀分别连接精密过滤器的进水管路和进气管路，第二进气阀分别连接高压泵的进水管路和进气管路，第三进气阀分别连接二级反渗透膜组件的进水管路和进气管路，第四进气阀分别连接离子交换树脂的进水管路和和进气管路，第一排水阀分别连接陶瓷超滤膜组排水口和排水管路，第二排水阀分别连接一级反渗透膜组件的排水口和排水管路，第三排水阀分别连接二级反渗透膜组件的排水口和排水管路，第四排水阀分别连接离子交换树脂的排水口和排水管路。

连接洗消用水供水阀的管路、连接饮用水供水阀的管路和连接药用水供水阀的管路分别安装电导率仪。对产水水质进行实时检测，电导率检测结果传输到控制面板上的显示屏上并显示，以方便操作人员通过观察产水水质了解系统运行情况。

所述高压泵与一级反渗透膜组件之间的管路安装药洗阀。

车载多功能净水系统的洗消用水模块、饮用水模块和药用水模块均设置有压力表、流量计和控制阀，为了保证高压运行时超滤和反渗透膜元件可靠运行，每个模块均设计高压保护，即在管路上设计压力开关，当产水压力过高时自动停机。

为保证系统车载运输的强度，框架选用规格为40×40×3mm的工业不锈钢，管路、反渗透膜壳、陶瓷超滤膜壳等元器件的材料均为304不锈钢。超滤、反渗透膜壳均采用螺纹固定，以方便拆卸维修。高压泵、空压机等主要动力设备均与框架底部专门设计的横梁进行螺纹四角固定，横梁选用规格为40×20×2mm的工业不锈钢，以保证稳定支持及固定。

洗消用水模块的潜水泵固定在系统框架的底层，使用时将潜水泵取出，放入原水囊中，使用完毕重新固定在框架上。

陶瓷超滤膜组件为净水工艺的核心部件之一，如果损坏会导致水质出现问题，所以应保证其在车载条件下的稳定。为此，在陶瓷超滤膜组件侧面采用不锈钢金属带紧固，金属带两端则通过螺纹连接固定在框架上，以降低陶瓷膜组件在运输过程中的振动。同时，框架底部专门为陶瓷超滤膜组件设计了底部支撑梁，用以辅助支撑，增加其稳定性。

洗消用水模块制备的洗消用水可供现场救援的器材、装备及人员洗消使用。

饮用水模块的高压泵固定方式为底座四角固定，进水口与洗消用水模块的产水相连接，进水通过高压泵加压进入一级反渗透膜组件进行脱盐，制备饮用水。饮用水模块的反渗透膜组件型号为4021，三支串联连接。

药用水模块的二级反渗透膜组件与离子交换树脂串联连接，均通过上部螺纹固定。药用水模块以饮用水模块制备的饮用水为进水，通过反渗透和离子交换深度脱盐制备药用水，用于消毒液配制、器械消毒、分析检测以及伤员伤口清洗。

本实用新型通过对灾害现场污染原水进行净化处理，并根据不同需求生产制备洗消用水、饮用水和药用水等不同水质的水。分质产水的技术工艺设计，满足了不同用水需求，提高了水资源的利用率，避免了水资源浪费，而且系统设计了鼓风排水单元，避免了系统内部的残留水可能造成的二次污染，以及低温环境由于水结冰对结构元器件造成的损坏。

本实用新型采用以精密过滤、超滤、反渗透、离子交换集成水处理技术作为制供水系统净水工艺，其特点是可实现分质产水、供水，集成工艺、水质可靠，车载安装、机动性好。设计的管路水排空系统，可防止设备和管件冻坏，特别适用于灾害救援应急制供水。车载多功能制供水系统采用机电一体化技术以及PLC和触摸屏自动控制显示技术设计，通过传感器、电磁阀、压力开关等对系统中水质参数和运行参数进行在线检测和显示，实现了制供水系统的可视化调节控制，实用性强，操作方便。

附图说明

图1为车载多功能制供水系统的净水工艺流程图；

图2为车载多功能制供水系统的排水工艺流程图；

图3为车载多功能制供水系统的结构主视图；

图4为车载多功能制供水系统的结构俯视图。

图中标号：1-软水囊，2-潜水泵，3-精密过滤器，4-陶瓷超滤膜组件，5-洗消用水供水阀，6-洗消用水流量计，7-高压泵，8-一级反渗透膜组件，9-饮用水供水阀，10-饮用水流量计，11-二级反渗透膜组件，12-离子交换树脂，13-药用水供水阀，14-药用水流量计，15-空压机，16-第一进气阀，17-第一排水阀，18-第二进气阀，19-第二排水阀，20-第三进气阀，21-第三排水阀，22-第四进气阀，23-第四排水阀，24-药洗阀，25-指示面板，26-铭牌面板，27-控制面板，28-电控箱，29-储物箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详述。

为便于说明，将车载多功能制供水系统的工作流程分为净水工艺流程和排水工艺流程分别阐述。

图1为净水工艺流程图。原水囊1中净化处理的原水经潜水泵2增压后，首先进入精密过滤器3进行预处理，去除悬浮物及大颗粒物，然后通过陶瓷超滤膜组件4去除水中的微粒、大分子污染物、微生物和胶体等，产水可供洗消用，通过洗消用水供水阀5和洗消用水流量计6实现洗消用水的供给。洗消用水单元制备的洗消用水也可以作为饮用水单元的进水，通过高压泵7将水加压进入一级反渗透膜组件8，除去水中的可溶性有机盐、有机物、微生物等，制备饮用水，通过饮用水供水阀9和饮用水流量计10实现饮用水的供给。饮用水单元制备的饮用水也可以作为药用水单元的进水，进入二级反渗透膜组件11和离子交换树脂12，进行深度脱盐，制备药用水，并通过药用水供水阀13和药用水流量计14实现药用水的供给。

图2为排水工艺流程图。当制供水完成后，系统中会有存水，为了保护系统，需要进行排水操作。空压机15产生的压力空气通过第一进气阀16，进入精密过滤器3和陶瓷超滤膜组件4，元器件及管件中存留水通过第一排水阀17排出，实现了洗消用水单元中存水的排放。空压机15产生的压力空气通过第二进气阀18，进入一级反渗透膜组件8，元器件及管件中存留水通过第二排水阀19排出，实现了饮用水单元中存水的排放。空压机15产生的压力空气通过第三进气阀20，进入二级反渗透膜组件11，元器件及管件中存水通过第三排水阀21排出，实现了药用水单元中二级反渗透膜组件11中存水的排放。空压机15产生的压力气体通过第四进气阀22，进入离子交换树脂12，元器件及管件中存水通过第四排水阀23排出，实现了药用水单元中离子交换树脂7存留水的排放。另外，通过药洗阀24，可以对一级反渗透膜组件8进行药洗。

由于车载空间的局限性，在结构设计中，充分考虑了各单元之间的空间分布，使各元器件的空间分布合理，将经常需要更换滤芯耗材的功能元器件安装固定在前排，以方便安装拆卸，更换滤芯耗材，保证设备便于维修，随时更换，同时也能保证后排元器件出现故障时能够处理和维修。车载多功能制供水系统的各个单元要保证不相互干扰，如动力单元、控制单元、药洗单元、净水单元等，且外形美观。电控箱后面设计储物箱，用于放置耗材、配件及常用工具等。系统采用PLC可编程逻辑控制器来自动实现泵和电磁阀及其它控制元器件的开闭控制，结合排水阀、截止阀和球阀，完成管路、增压泵、高压泵和膜组件和离子交换树脂中存水的排放，自动化程度高。框架材料为304不锈钢，用以安装和支撑各功能元器件。

根据车载多功能制供水系统的净水工艺流程和排水工艺流程，进行了车载多功能制供水系统的结构设计，系统结构示意图分别见图3和图4。车载多功能制供水系统主要由洗消用水模块、饮用水模块、药用水模块组成，各模块之间通过管路连接。压力表和流量计均安装固定在指示面板25上，可以进行实时监测，确保系统在正常压力和流量范围内运行。铭牌面板26显示系统名称、型号、生产制造单位等，控制面板27安装固定有开机运行开关、指示灯和PLC触摸屏等，用来实现系统的正常运行及故障停机和报警。系统运行控制板安装在电控箱28内，另外系统还设计了储物箱29，用于放置常用工具及耗材。

Claims (4)

1.一种车载多功能制供水系统，其特征是，包括洗消用水模块、饮用水模块、药用水模块和排水模块；

洗消用水模块包括依次由管路连接的潜水泵、精密过滤器和陶瓷超滤膜组件；饮用水模块包括由管路连接的高压泵和一级反渗透膜组件；药用水模块包括由管路连接的二级反渗透膜组件和离子交换树脂；陶瓷超滤膜组件的出水管路分别连接洗消用水供水阀和高压泵，一级反渗透膜组件出水管路分别连接饮用水供水阀和二级反渗透膜组件，离子交换树脂出水管路安装药用水供水阀；

洗消用水模块、饮用水模块和药用水模块均设置有压力表、流量计和压力开关；

排水模块包括进气管路和排水管路，进气管路设置空压机，第一进气阀分别连接精密过滤器的进水管路和进气管路，第二进气阀分别连接高压泵的进水管路和进气管路，第三进气阀分别连接二级反渗透膜组件的进水管路和进气管路，第四进气阀分别连接离子交换树脂的进水管路和和进气管路，第一排水阀分别连接陶瓷超滤膜组排水口和排水管路，第二排水阀分别连接一级反渗透膜组件的排水口和排水管路，第三排水阀分别连接二级反渗透膜组件的排水口和排水管路，第四排水阀分别连接离子交换树脂的排水口和排水管路。

2.根据权利要求1所述的车载多功能制供水系统，其特征是，连接洗消用水供水阀的管路、连接饮用水供水阀的管路和连接药用水供水阀的管路分别安装电导率仪。

3.根据权利要求1所述的车载多功能制供水系统，其特征是，高压泵与一级反渗透膜组件之间的管路安装药洗阀。

4.根据权利要求1所述的车载多功能制供水系统，其特征是，所述制供水系统安装于框架；在陶瓷超滤膜组件侧面采用不锈钢金属带紧固，金属带两端则通过螺纹连接固定在框架上。