CN205027588U - 用于水质监测的在线自动过滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于水质监测的在线自动过滤系统，包括主机壳体、转盘模块、动力模块、过滤器固定模块、两组密封对接模块、回收导槽、回收盒。由于本实用新型主要由转盘模块、动力模块、过滤器固定模块等模块组成，模块化程度高，可以自行根据需求，增减功能模块，不仅可以与自动分析仪同步连用，对水样进行过滤，亦可作为单独的过滤装置，连接实验室的水质监测仪器，操作者可以通过软件直接控制或者内置程序全自动抽取水样进行过滤。

Description

用于水质监测的在线自动过滤系统

技术领域

本实用新型涉及水质过滤及水质监测技术领域，特别是涉及一种用于水质监测的在线自动过滤系统。

背景技术

水质监测对于水污染控制、保护水环境具有重要意义。不同的水体中包含的各种不溶性悬浮物质，如悬浮固体、泥沙、黏土及藻类等，这些物质是形成水质浑浊度的主要原因。而水质监测中的化学指标如氨氮、磷酸盐等多采用分光光度法，当进样的水质浊度较大时，就会对检测结果产生较大的干扰，影响结果准确度，因此去除水中悬浮物对保证分光光度法检测水质参数的准确度、提高检测效率具有重要意义。

目前国内水质监测工作一般包括现场采样——实验室检测、原位监测（如浮标、岸基监测站等）和监测船走航监测的方式。实验室检测多采用人工过滤的方式，在样品量较大的情况下，手动过滤方式费时费力，时效性差；岸基监测站、浮标监测等原位监测与船舶走航监测，要么未采用任何过滤形式，要么采用一级或二级滤芯等形式过滤，连续使用过滤效果变差，容易造成滤芯和管路堵塞以及样品交叉污染，直接影响设备的运行和监测结果。鉴于目前水样过滤技术仍然存在诸多的缺陷，设计一款长寿命、稳定、连续运行的过滤系统显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于水质监测的在线自动过滤系统，可以快速、高效、自动化地实现水质过滤功能，无需人工操作完成全自动化进样过滤与用后过滤器收集工作。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型是一种用于水质监测的在线自动过滤系统，包括主机壳体、转盘模块、动力模块、过滤器固定模块、两组密封对接模块、回收导槽、回收盒；

所述的转盘模块包括转盘壳体、十字拨动转动器；所述的十字拨动转动器中央具有一个转轴，十字拨动转动器通过该转轴可旋转的安装在转盘壳体的中央；所述的转盘壳体内设有螺旋形导槽，该螺旋形导槽的出口延伸出转盘壳体外；

所述的动力模块包括传导动力元件固定架、侦测挡板、第一减速电机、第一红外传感器；所述的传导动力元件固定架安装在主机壳体内，侦测挡板安装在第一减速电机的输出轴上，第一减速电机固定在传导动力元件固定架上，第一减速电机输出轴与十字拨动转动器上的转轴套接，第一红外传感器发射端、接收端分别安装在传导动力元件固定架上且位于侦测挡板的两侧；

所述的过滤器固定模块包括第二减速电机、接触式开关、过滤器固定转动盘、更换导轨块、第二红外传感器；所述的第二减速电机安装在主机壳体内，过滤器固定转动盘的中央固定套接在第二减速电机的输出轴上，过滤器固定转动盘的外缘设有多个用于容置过滤器的凹槽且该凹槽可与转盘模块上转盘壳体内螺旋形导槽的出口衔接；所述的更换导轨块安装在主机壳体内且位于过滤器固定转动盘的一侧，第二红外传感器的发射端和接收端分别安装在主机壳体内且位于过滤器固定转动盘的上、下方；

所述的两组密封对接模块相对而设且分别位于转盘模块与过滤器固定模块之间，它包括密封压紧接头、舵机；所述的舵机与密封压紧接头连接；

所述的回收导槽和回收盒皆安装在主机壳体内，回收导槽的入口与过滤器固定模块的更换导轨块衔接，回收导槽的出口与回收盒衔接。

所述的转盘壳体由转盘上壳体和转盘下壳体构成；所述的转盘上壳体扣接在转盘下壳体上，在两者之间形成一个容置过滤器的空间，在转盘上壳体和转盘下壳体相对的内壁上皆设有螺旋形导槽且螺旋形导槽的槽形相对，构成一个引导过滤器移动的导轨。

采用上述方案后，由于本实用新型无需工作人员在现场操作，节省运行费用和人力成本，可广泛用于海洋、河流、湖泊、水库、水厂、排污口等水质指标的监测，包括人工水质监测和在线自动监测仪器。该实用新型中的螺旋状滤膜槽结构和转盘的协同工作可以实现滤膜的自动化更换，保证水质过滤质量。滤膜尺寸可根据过滤水量进行调整。

本实用新型具有以下优势：1.过滤系统所用的过滤器为标准孔径和直径的针筒式过滤器，通用性强，无需特殊定制，成本低廉，易于采购；2.系统自动化程度高，无需人工操作即可实现水样的在线连续过滤；3.单次可连续运行时间较长，过滤量大，并可根据需要调整过滤膜尺寸，可有效减少维护次数并降低维护成本；4.系统不仅可以适用于实验室等条件良好的室内环境，也可以适用于浮标、浮台等长期气候恶劣、晃动剧烈的户外环境，适用范围广；5.该装置还有专门的过滤器回收结构，可以有效的对用后耗材进行回收，以免耗材对环境造成不良影响，更加符合户外无人操作环境下的使用要求；6.过滤系统模块化程度高，可以自行根据需求，增减功能模块：不仅可以与自动分析仪同步连用，对水样进行过滤；亦可作为单独的过滤装置，连接实验室的水质监测仪器，操作者通过软件直接控制或者内置程序全自动抽取水样进行过滤。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型的整体效果图

图2为本实用新型的俯视图

图3为本实用新型的后视图

图4为本实用新型的左剖视图

图5为本实用新型的右剖视图

图6A为本实用新型转盘模块的轴测图；

图6B为本实用新型转盘模块中转盘上壳体的轴测图；

图7为本实用新型动力模块的轴测图；

图8为本实用新型过滤器固定模块的轴测图；

图9为本实用新型密封对接模块的轴测图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是一种用于水质监测的在线自动过滤系统，包括主机壳体1、转盘模块2、动力模块3、过滤器固定模块4、两组密封对接模块5、回收导槽6、回收盒7、控制电路板8。

如图6A、图6B、图4所示，所述的转盘模块2包括转盘壳体21、十字拨动转动器22。所述的转盘壳体21由转盘上壳体211和转盘下壳体212构成；所述的转盘上壳体211扣接在转盘下壳体212上，在两者之间形成一个容置过滤器的空间，在转盘上壳体211和转盘下壳体212相对的内壁上皆设有螺旋形导槽2111、2121且螺旋形导槽2111、2121的槽形相对，构成一个引导过滤器移动的导轨，螺旋形导槽2111、2121的出口延伸出转盘壳体21外。所述的十字拨动转动器22中央具有一个转轴221，十字拨动转动器22通过该转轴221可旋转的安装在转盘壳体21的中央。

如图7、图4所示，所述的动力模块3包括传导动力元件固定架31、侦测挡板32、第一减速电机33、第一红外传感器34。所述的传导动力元件固定架31安装在主机壳体1内，侦测挡板32安装在第一减速电机33的输出轴上，第一减速电机33固定在传导动力元件固定架31上，第一减速电机33输出轴与十字拨动转动器22上的转轴221（如图6A所示）套接，第一红外传感器34的发射端和接收端分别安装在传导动力元件固定架31上且位于侦测挡板32的两侧。

如图8、图4所示，所述的过滤器固定模块4包括第二减速电机41、接触式开关42、过滤器固定转动盘43、更换导轨块44、第二红外传感器45。所述的第二减速电机41安装在主机壳体1内，过滤器固定转动盘43的中央固定套接在第二减速电机41的输出轴上，过滤器固定转动盘43的外缘设有多个用于容置过滤器的凹槽431且该凹槽431可与转盘模块2上转盘壳体21内螺旋形导槽2111（如图6A所示）的出口衔接；所述的更换导轨块44安装在主机壳体1内且位于过滤器固定转动盘43的一侧，第二红外传感器45的发射端和接收端分别安装在主机壳体1内且位于过滤器固定转动盘43的上、下方。

如图9所示，所述的两组密封对接模块5相对而设且分别位于转盘模块2与过滤器固定模块4之间，它包括密封压紧接头51、舵机52。所述的舵机52与密封压紧接头51连接。

所述的回收导槽6和回收盒7皆安装在主机壳体1内，回收导槽6的入口与过滤器固定模块4的更换导轨块44衔接，回收导槽6的出口与回收盒7衔接。

本实用新型的工作过程

在线自动过滤系统模块化程度高，可以根据实际现场使用情况集成其他功能（例如：不与其他仪器联用，单纯作为水样抽取过滤设备使用，可以在过滤系统内增加液体抽取模块）；使用前先将多个针筒式过滤器装填入过滤器安放拨动转盘模块2里（将过滤器装入模块前，需将转盘内的十字拨动转动器拨动到如图预定位置），并可以根据实际水质情况设定抽样过滤时间和过滤间隔时间。

步骤1.先将已经用完耗材的过滤器安放拨动转盘模块2从主机壳体1取出，由于第一减速电机33转轴停留在预定的角度方位，转盘模块2安装时已将内部的十字拨动转动器22拨动到预定位置，因此将新装满过滤器的转盘装入主机壳体1上时，转盘模块2内的十字拨动转动器22正好能跟第一减速电机33转轴插入对接。

步骤2.开始启动过滤程序，在第一减速电机33的驱动下十字拨动转动器22将针筒式过滤器拨出，压入到过滤器固定转动盘43的槽间隙内，过程中一直挤压接触式开关42上的开关长杆421，接触式开关42被触压后会一直发生信号通过控制电路使第一减速电机33停止转动，此时过滤器已被固定在槽间隙内，同时两个舵机52倒计时启动。

步骤3.过滤：第一舵机8和舵机52分别驱动密封压紧接头朝向针筒式过滤器两端运动，并使得两组密封对接模块5上的密封压紧接头51上的密封软胶与过滤器两端的锥形头紧密结合，此时控制电路8发送信号至液体输送泵，开始按设定时间进行样品过滤。

步骤4.过滤器导出：设定的过滤时间结束后，第一舵机8和舵机52分别驱动两组密封对接模块5上的密封压紧接头51与过滤器分开，回到最初位置；紧接着在第二减速电机41的驱动下过滤器固定转动盘43带着用后的过滤器转动，当转动的过程中碰到更换导轨块44时过滤器沿更换导轨块44块轨迹滑动，导出过滤器固定转动盘43，掉落入回收导槽6最终进入回收盒7；接触式开关42在过滤器导出后复位。

步骤5.过滤器固定模块4复位：在过滤器导出过滤器固定转动盘43后，过滤器固定转动盘43仍继续转动，当第二红外传感器45的发射端发射的信号透过过滤器固定转动盘43上的侦测孔进入到接收端，第二红外传感器45即发射信号，通过控制电路8停止过滤器固定转动盘43转动。此时过滤器固定转动盘43停止的位置平面上正好有一个槽正对应过滤器被推进来的导槽，用来准备放置下个被推进来的过滤器。

步骤6.停止工作：当过滤器安放转盘里面最后一个过滤器用完后，转盘内的十字拨动转动器22仍然会在第一减速电机33的驱动下继续转动，由于已经没有新的过滤器被压进过滤器固定及更换转盘模块2去触发接触式开关42，第一减速电机33会一直转动，直至第一红外传感器34信号接收端连续两次透过侦测挡板32上的侦测孔侦测到传感器发生端发送的信号，此时第一红外传感器34发送信号至控制电路8，控制电路8停止第一减速电机33和十字拨动转动器22转动并停留在预设的角度方位，同时将信号远程发送至服务终端，提示维护人员添加耗材，这时系统进入待机状态，以减少功耗。

单次过滤时间结束，经过预设的过滤周期，系统将重复2到5的步骤直至过滤器安放拨动转盘模块2里面最后一个针筒式过滤器用完，此时系统将会从步骤5转到步骤6，运行周期结束。

本实用新型的关键技术：

（1）本过滤系统针对所使用的市面通用的0.45μm针筒式过滤器设计了特殊的安放结构——过滤器安放拨动转盘模块2：转盘壳体21由转盘上壳体211和转盘下壳体212构成，转盘上下壳体对应位置均开有特殊的螺旋形导槽，过滤器沿着导槽布满整个壳体，该螺旋形导槽结构与其他安放形式相比，最大利用了有限的容积，空间利用率高，大大的延长了连续运行的样品数量。

（2）为适应螺旋形导槽，十字拨动转动器22上设计有特殊的十字拨动杆结构，十字拨动转动器22固定在转盘壳体1正中间，十字拨动杆转动将壳体里的过滤器顺利平稳的沿着螺旋形导槽拨动出来，同时通过第一红外传感器34、第二红外传感器45准确定位，将过滤器拨动到精确位点。

（3）该过滤器固定转动盘43可以离线安装，过滤系统添加新耗材时只要把装满滤头的转盘带到现场，替换已用完耗材的转盘即可，这大大降低了操作难度、节约了使用者现场更换耗材的时间。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (2)

1.一种用于水质监测的在线自动过滤系统，其特征在于：包括主机壳体、转盘模块、动力模块、过滤器固定模块、两组密封对接模块、回收导槽、回收盒；

所述的转盘模块包括转盘壳体、十字拨动转动器；所述的十字拨动转动器中央具有一个转轴，十字拨动转动器通过该转轴可旋转的安装在转盘壳体的中央；所述的转盘壳体内设有螺旋形导槽，该螺旋形导槽的出口延伸出转盘壳体外；

所述的动力模块包括传导动力元件固定架、侦测挡板、第一减速电机、第一红外传感器；所述的传导动力元件固定架安装在主机壳体内，侦测挡板安装在第一减速电机的输出轴上，第一减速电机固定在传导动力元件固定架上，第一减速电机输出轴与十字拨动转动器上的转轴套接，第一红外传感器发射端、接收端分别安装在传导动力元件固定架上且位于侦测挡板的两侧；

所述的过滤器固定模块包括第二减速电机、接触式开关、过滤器固定转动盘、更换导轨块、第二红外传感器；所述的第二减速电机安装在主机壳体内，过滤器固定转动盘的中央固定套接在第二减速电机的输出轴上，过滤器固定转动盘的外缘设有多个用于容置过滤器的凹槽且该凹槽可与转盘模块上转盘壳体内螺旋形导槽的出口衔接；所述的更换导轨块安装在主机壳体内且位于过滤器固定转动盘的一侧，第二红外传感器的发射端和接收端分别安装在主机壳体内且位于过滤器固定转动盘的上、下方；

所述的两组密封对接模块相对而设且分别位于转盘模块与过滤器固定模块之间，它包括密封压紧接头、舵机；所述的舵机与密封压紧接头连接；

所述的回收导槽和回收盒皆安装在主机壳体内，回收导槽的入口与过滤器固定模块的更换导轨块衔接，回收导槽的出口与回收盒衔接。

2.根据权利要求1所述的用于水质监测的在线自动过滤系统，其特征在于：所述的转盘壳体由转盘上壳体和转盘下壳体构成；所述的转盘上壳体扣接在转盘下壳体上，在两者之间形成一个容置过滤器的空间，在转盘上壳体和转盘下壳体相对的内壁上皆设有螺旋形导槽且螺旋形导槽的槽形相对，构成一个引导过滤器移动的导轨。