RU2746199C2 - Detachable filter holder of modular type for performing water filtration in field conditions - Google Patents

Detachable filter holder of modular type for performing water filtration in field conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2746199C2
RU2746199C2 RU2019123896A RU2019123896A RU2746199C2 RU 2746199 C2 RU2746199 C2 RU 2746199C2 RU 2019123896 A RU2019123896 A RU 2019123896A RU 2019123896 A RU2019123896 A RU 2019123896A RU 2746199 C2 RU2746199 C2 RU 2746199C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
filter holder
filtration
container
field conditions
Prior art date
Application number
RU2019123896A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019123896A (en
RU2019123896A3 (en
Inventor
Сергей Владимирович Гонтарев
Сергей Александрович Мошаров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Priority to RU2019123896A priority Critical patent/RU2746199C2/en
Publication of RU2019123896A publication Critical patent/RU2019123896A/en
Publication of RU2019123896A3 publication Critical patent/RU2019123896A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2746199C2 publication Critical patent/RU2746199C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D35/00Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/30Filter housing constructions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state

Abstract

FIELD: water treatment.SUBSTANCE: invention is intended for water filtration in field conditions. Filter holder consists of sealed container of opaque material consisting of upper and lower parts and annular seals. Each of the parts consists of combined together: perforated base, light shutter and cover. Light gates are installed before and after filter. At the inlet and outlet of the filter holder there are holes for tight connection of the filtered liquid supply device and removal of filtrate and installation of sealed plugs. Device has an RFID-tag with an antenna for non-contact data recording / reading.EFFECT: simplified filtering of water samples, increased accuracy of measurements due to exclusion of illumination during filtration, reduced requirements for personnel performing filtration and transportation.1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для фильтрации взвешенных частиц (в том числе микроводорослей) в морских и пресных водоемах при измерении концентрации хлорофилла «а» и других органических и неорганических компонентов природных вод.The proposed invention relates to the field of instrumentation and can be used for filtering suspended particles (including microalgae) in sea and fresh waters when measuring the concentration of chlorophyll "a" and other organic and inorganic components of natural waters.

Природная вода представляет собой сложную систему, состоящую из водной среды и взвешенных частиц различного происхождения и размеров. Частицы могут быть как живыми объектами, так и минеральной и органической взвесью. Исследование состава взвеси имеет научное и практическое значение. В целях исследования состава взвеси производится ее фильтрация на фильтрах различной пористости.Natural water is a complex system consisting of an aqueous medium and suspended particles of various origins and sizes. Particles can be both living objects and mineral and organic suspensions. The study of the suspension composition is of scientific and practical importance. In order to study the composition of the suspension, it is filtered on filters of various porosities.

Известны устройства [1, 2] для выделения на фильтре микроводорослей для последующего определения концентрации хлорофилла. В данных устройствах хлорофилл при фильтрации подвергается паразитной засветкой посторонними источниками света. При этом в результаты измерений вносятся неконтролируемые ошибки вследствие частичного фоторазрушения хлорофилла.Known devices [1, 2] for the allocation of microalgae on the filter for subsequent determination of the concentration of chlorophyll. In these devices, chlorophyll is subjected to parasitic illumination during filtration by extraneous light sources. In this case, uncontrollable errors are introduced into the measurement results due to the partial photodegradation of chlorophyll.

Наиболее близкой к предполагаемому изобретению является установка вакуумной фильтрации SIMAS [3], устройство которой показано на фиг. 1. Схема содержит в себе один или несколько фильтродержателей с верхней емкостью для воды, вакуумный ресивер для сбора фильтрата и вакуумный насос, создающий перепад давления на фильтре.Closest to the proposed invention is the vacuum filtration unit SIMAS [3], the device of which is shown in Fig. 1. The circuit contains one or several filter holders with an upper water tank, a vacuum receiver for collecting the filtrate and a vacuum pump that creates a pressure drop across the filter.

Представленная на фиг. 1 схема работает следующим образом:Shown in FIG. 1 circuit works as follows:

Фильтр необходимой пористости помещается в фильтродержатель (1) фильтрующего устройства. Фильтруемая вода заливается в верхнюю емкость (2) фильтрующего устройства. Вакуумный насос (3), соединенный вакуумными трубками (4, 5) с вакуумным ресивером (6) и нижними камерами (7) фильтрующих устройств, создает в них разрежение воздуха. Профильтрованная вода сливается в нижнюю камеру (7) фильтрующего устройства и затем по трубкам (5) поступает в вакуумный ресивер (6), где она накапливается.The filter of the required porosity is placed in the filter holder (1) of the filter device. Filtered water is poured into the upper container (2) of the filtering device. The vacuum pump (3), connected by vacuum tubes (4, 5) with the vacuum receiver (6) and the lower chambers (7) of the filtering devices, creates a vacuum in them. Filtered water is drained into the lower chamber (7) of the filtering device and then through pipes (5) enters the vacuum receiver (6), where it is accumulated.

К недостаткам данного способа относятся:The disadvantages of this method include:

- необходимость выполнения работ по установке фильтра в фильтродержатель и его снятие после фильтрования в полевых условиях;- the need to perform work on installing the filter in the filter holder and removing it after filtering in the field;

- засветка светочувствительных компонентов взвеси (хлорофилла и др. фитопигментов) в процессе работы, что может приводить к ошибкам измерений;- exposure of light-sensitive components of suspension (chlorophyll and other phytopigments) during operation, which can lead to measurement errors;

- возможность попадания загрязнений и механического повреждения при манипуляциях с фильтром в полевых условиях;- the possibility of contamination and mechanical damage when manipulating the filter in the field;

- манипуляции с фильтром в процессе фильтрования должны выполняться квалифицированным персоналом;- manipulations with the filter during the filtration process must be carried out by qualified personnel;

- необходимость в дополнительном оборудовании и проведении дополнительных манипуляций в процессе фильтрования, при транспортировке и обработке фильтров.- the need for additional equipment and additional manipulations during the filtration process, during transportation and processing of filters.

Процесс фильтрования в полевых условиях должен сопровождаться фиксацией информации о номере фильтра, даты и времени отбора пробы и фильтрации, географических координатах, объеме профильтрованной жидкости и других сопутствующих параметрах. В настоящее время данная информация располагается отдельно от фильтра, что создает предпосылки для возникновения ошибок при обработке данных.The filtration process in the field should be accompanied by recording information about the filter number, date and time of sampling and filtration, geographic coordinates, volume of filtered liquid and other related parameters. Currently, this information is located separately from the filter, which creates prerequisites for errors in data processing.

Целью предполагаемого изобретения является упрощение работ по фильтрованию проб воды в полевых условиях, повышение точности измерений и снижение требований к квалификации персонала.The aim of the proposed invention is to simplify the work on filtering water samples in the field, improve the accuracy of measurements and reduce the requirements for the qualifications of personnel.

Данная цель предполагаемого изобретения достигается размещением фильтра в индивидуальном светонепроницаемом контейнере, содержащем RFID метку и антенну бесконтактной записи/считывания информации.This object of the proposed invention is achieved by placing the filter in an individual light-tight container containing an RFID tag and a contactless read / write antenna.

Возможность технической реализацииPossibility of technical implementation

Предлагаемое решение представлено на фиг. 2. Устройство состоит из разборного непрозрачного контейнера, в котором помещается фильтр. Контейнер состоит из двух частей - верхней и нижней, соединяемых с помощью винтов (8). Каждая из частей состоит из трех элементов, объединенных вместе: перфорированное основание (9, 10), световой затвор (11, 12) и крышка (13, 14). В нижнем перфорированном основании (10) выполняются канавки для герметизирующих колец. Одно из колец (15) герметизирует фильтр, второе (16) - стык верхней и нижней частей. Крышка верхней части (13) содержит RFID-метку (17) и кольцевую антенну (18). Каналы (19) световых затворов герметично закрываются пробками (20, 21) с уплотнительными кольцами. Пробки исключают загрязнение фильтров и потери отфильтрованного вещества в процессе транспортировки.The proposed solution is shown in Fig. 2. The device consists of a collapsible opaque container in which the filter is placed. The container consists of two parts - upper and lower, connected with screws (8). Each of the parts consists of three elements combined together: a perforated base (9, 10), a light barrier (11, 12) and a cover (13, 14). The bottom perforated base (10) has grooves for sealing rings. One of the rings (15) seals the filter, the second (16) seals the joint between the upper and lower parts. The top cover (13) contains an RFID tag (17) and a ring antenna (18). The channels (19) of the light barriers are hermetically closed with plugs (20, 21) with O-rings. Plugs eliminate filter contamination and loss of the filtered substance during transportation.

В нижнем перфорированном основании выполняется цилиндрическое углубление, соответствующее диаметру фильтра, а в верхнем перфорированном основании выполняется соответствующий цилиндрический выступ. Установка фильтра в углубление исключает его смещение относительно герметизирующего кольца в процессе установки и сборки. Совмещение углубления в нижнем перфорированном основании и выступа в верхнем перфорированном основании в процессе сборки обеспечивает автоматическую центровку верхней и нижней частей и исключения их смещения при транспортировке и выполнении работ.In the lower perforated base, a cylindrical recess is made corresponding to the filter diameter, and in the upper perforated base, a corresponding cylindrical protrusion is made. Installation of the filter into the recess prevents its displacement relative to the sealing ring during installation and assembly. The combination of the recess in the lower perforated base and the protrusion in the upper perforated base during the assembly process provides automatic centering of the upper and lower parts and eliminates their displacement during transportation and work.

Фильтр (22) зажимается между двух частей контейнера с кольцевыми уплотнениями (15, 16), обеспечивающими герметичность установки фильтра. Для исключения попадания света на фильтр подача воды в контейнер и слив фильтрата происходит через два световых затвора (11, 12). Световые затворы (Фиг. 3) представляют собой каналы (23) в виде улитки, выполняемые путем фрезерования. Входная часть канала выполняется в виде отверстия и служит для подачи и слива жидкости в процессе фильтрации. В центре улитки выполняется отверстие (24) для поступления жидкости в перфорированную часть.The filter (22) is clamped between two parts of the container with O-rings (15, 16), which ensure the tightness of the filter installation. To exclude light from entering the filter, water is supplied to the container and the filtrate is drained through two light shutters (11, 12). The light barriers (Fig. 3) are channels (23) in the form of a volute, made by milling. The inlet part of the channel is made in the form of an opening and serves to supply and drain liquid during the filtration process. An opening (24) is made in the center of the cochlea for the fluid to enter the perforated part.

Предотвращение загрязнения фильтра в процессе транспортировки обеспечивается использованием пробок (20, 21) с герметизацией уплотнительными кольцами.Prevention of filter contamination during transportation is ensured by the use of plugs (20, 21) sealed with O-rings.

Устройство работает следующим образом. Фильтр устанавливается в фильтродержатель в чистых лабораторных условиях квалифицированным персоналом. Входное и выходное отверстия защищаются герметичными пробками. На RFID-метку записывается информация о параметрах фильтра (тип и пористость фильтра, вес чистого фильтра и т.д.). К месту проведения измерений герметичные контейнеры с установленными фильтрами могут транспортироваться без повышенных требований к условиям транспортировки. В месте проведения измерений из контейнера удаляются герметичные пробки. Входное отверстие герметично соединяют с каналом подачи фильтруемой воды, а выходное отверстие - с каналом удаления фильтрата. По окончании фильтрации контейнер отсоединяется от фильтровальной установки, а входное и выходное отверстия закрываются пробками.The device works as follows. The filter is installed in the filter holder in a clean laboratory environment by qualified personnel. The inlet and outlet are sealed with sealed plugs. Information about the filter parameters (type and porosity of the filter, weight of a clean filter, etc.) is recorded on the RFID tag. Sealed containers with installed filters can be transported to the place of measurement without increased requirements for transportation conditions. At the place where measurements are taken, the sealed plugs are removed from the container. The inlet is hermetically connected to the filtered water supply channel, and the outlet is connected to the filtrate removal channel. At the end of filtration, the container is disconnected from the filtration unit, and the inlet and outlet openings are closed with plugs.

В процессе фильтрации прибор, в котором установлен данный контейнер, записывает вспомогательную информацию (координаты, время, глубина места фильтрации, соленость, температура и т.д.) на RFID-метку данного контейнера. Информация, записанная в RFID-метку конкретного контейнера, жестко связана с конкретным фильтром, что принципиально исключает ошибки при транспортировке и обработке.During the filtration process, the device in which this container is installed writes auxiliary information (coordinates, time, depth of the filtration site, salinity, temperature, etc.) to the RFID tag of this container. The information recorded in the RFID tag of a specific container is rigidly linked to a specific filter, which fundamentally eliminates errors during transportation and processing.

Герметично закрытый контейнер транспортируется в лабораторию, где выполняется вакуумная сушка фильтра без изъятия его из контейнера. После сушки фильтра контейнер снова герметично закрывается пробками и транспортируется к месту проведения анализа.The hermetically sealed container is transported to the laboratory, where the filter is vacuum dried without removing it from the container. After drying the filter, the container is again sealed with stoppers and transported to the analysis site.

Контейнер герметично закрыт в течение всего цикла измерений за исключением фильтрации и вакуумной сушки, что исключает попадание загрязнений на фильтр, потерю отфильтрованного вещества при механическом воздействии на контейнер в процессе транспортировки. В случае частичного отделения осадка от фильтра он остается в герметичном объеме внутри контейнера.The container is hermetically closed during the entire measurement cycle, except for filtration and vacuum drying, which excludes the ingress of contaminants on the filter, loss of the filtered substance during mechanical action on the container during transportation. In case of partial separation of the sludge from the filter, it remains in an airtight volume inside the container.

К достоинствам данного устройства (способа) можно отнести:The advantages of this device (method) include:

1) Использование непрозрачных светозащищенных контейнеров позволяет избежать засветки светочувствительных компонентов взвеси (хлорофилла) в процессе фильтрования и транспортировки фильтров.1) The use of opaque light-shielded containers avoids the illumination of the light-sensitive components of the suspension (chlorophyll) during the filtration and transportation of filters.

2) Установка фильтров в фильтродержатель контейнера и последующий анализ взвеси, осажденной на фильтрах, производится в чистых лабораторных условиях.2) Installation of filters in the filter holder of the container and subsequent analysis of the suspended matter deposited on the filters is carried out in clean laboratory conditions.

3) Использование контейнера позволяет избежать манипуляций с фильтром в полевых условиях, что исключает его загрязнение и повреждение.3) The use of the container allows avoiding manipulation of the filter in the field, which excludes its contamination and damage.

4) Запись всей вспомогательной сопутствующей информации на накопитель, расположенный в контейнере, позволяет автоматизировать процесс обработки информации и избежать ошибок, связанных с ручной обработкой информации. Запись информации на накопитель производится в виде, удобном для автоматизированной обработки.4) Recording of all auxiliary accompanying information to the drive located in the container allows you to automate the information processing process and avoid errors associated with manual information processing. Information is recorded on the drive in a form convenient for automated processing.

5) Использование контейнеров позволяет значительно упростить процесс фильтрования, повысить стабильность получаемых результатов и снизить требования к персоналу, непосредственно выполняющему фильтрование и транспортировку фильтров в лабораторию.5) The use of containers makes it possible to significantly simplify the filtration process, increase the stability of the results obtained and reduce the requirements for personnel who directly perform filtration and transport filters to the laboratory.

Источники использованной информацииSources of information used

1. Романкевич Е.А., Люцарев С.В. Сбор проб воды и выделение взвеси методом фильтрации // Методы исследования органического вещества в океане. М: Наука, 1980. С. 7-16.1. Romankevich E.A., Lyutsarev S.V. Collection of water samples and separation of suspended matter by filtration // Methods for the study of organic matter in the ocean. M: Nauka, 1980.S. 7-16.

2. Жужиков В. А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. - 3-е изд., дополн. и перераб. - М.: Химия, 1971. - 440 с.2. Zhuzhikov V. A. Filtration. Theory and Practice of Suspension Separation. - 3rd ed., Supplemented. and revised - M .: Chemistry, 1971. - 440 p.

3. http://www.simas.ru/netcat_files/358/585/h_ca308ddb8723a893626ba9c060d7ab343.http: //www.simas.ru/netcat_files/358/585/h_ca308ddb8723a893626ba9c060d7ab34

Claims (1)

Фильтродержатель, состоящий из герметичного контейнера из непрозрачного материала, состоящего из верхней и нижней частей и кольцевых уплотнений, при этом каждая из частей состоит из объединенных вместе: перфорированного основания, светового затвора и крышки, причем световые затворы установлены до и после фильтра, на входе и выходе фильтродержателя выполнены отверстия для герметичного подключения устройства подачи фильтруемой жидкости и удаления фильтрата и установки герметичных пробок, при этом в устройство встроена RFID-метка с антенной для бесконтактной записи/считывания информации.Filter holder, consisting of a sealed container made of opaque material, consisting of upper and lower parts and O-rings, each of the parts consists of combined together: a perforated base, a light barrier and a cover, and the light barriers are installed before and after the filter, at the inlet and the outlet of the filter holder has holes for hermetically connecting the device for feeding the filtered liquid and removing the filtrate and installing sealed plugs, while the device has an RFID tag with an antenna for contactless recording / reading of information.
RU2019123896A 2019-07-23 2019-07-23 Detachable filter holder of modular type for performing water filtration in field conditions RU2746199C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123896A RU2746199C2 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Detachable filter holder of modular type for performing water filtration in field conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123896A RU2746199C2 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Detachable filter holder of modular type for performing water filtration in field conditions

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019123896A RU2019123896A (en) 2021-01-25
RU2019123896A3 RU2019123896A3 (en) 2021-01-25
RU2746199C2 true RU2746199C2 (en) 2021-04-08

Family

ID=74212706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123896A RU2746199C2 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Detachable filter holder of modular type for performing water filtration in field conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2746199C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1716400A1 (en) * 1989-11-28 1992-02-28 Институт Биологии Внутренних Вод Им.И.Д.Папанина Method for determining water quality
WO2001014852A1 (en) * 1999-08-25 2001-03-01 University Of Portsmouth Aquatic passive sampling device and methods for its use
CN103884537A (en) * 2014-04-04 2014-06-25 国家海洋局第三海洋研究所 Extraction method for benthic mini-type alga on coastal water sediment surface
RU2675907C2 (en) * 2016-09-12 2018-12-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им.П.П.Ширшова Российской академии наук Device for vacuum filtration of weighed components of natural water
RU2678653C1 (en) * 2017-08-01 2019-01-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Method and device for concentrating suspended components in water samples

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1716400A1 (en) * 1989-11-28 1992-02-28 Институт Биологии Внутренних Вод Им.И.Д.Папанина Method for determining water quality
WO2001014852A1 (en) * 1999-08-25 2001-03-01 University Of Portsmouth Aquatic passive sampling device and methods for its use
CN103884537A (en) * 2014-04-04 2014-06-25 国家海洋局第三海洋研究所 Extraction method for benthic mini-type alga on coastal water sediment surface
RU2675907C2 (en) * 2016-09-12 2018-12-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им.П.П.Ширшова Российской академии наук Device for vacuum filtration of weighed components of natural water
RU2678653C1 (en) * 2017-08-01 2019-01-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук Method and device for concentrating suspended components in water samples

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019123896A (en) 2021-01-25
RU2019123896A3 (en) 2021-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130220002A1 (en) Membrane separation apparatus, membrane separation apparatus operation method, and evaluation method using the membrane separation apparatus
CN105158023B (en) A kind of autocontrol classified filtering water body recovery technology harvester
DK3329994T3 (en) REACTOR FOR THE ENZYMATIC MACERATION OF BIOGENIC CONSTITUENTS OF A PARTICLE SAMPLE AND USE OF THE REACTOR
ES2244633T3 (en) BIOSENSOR AND DEPOSIT SENSOR FOR MONITORING BIOPELLS AND OTHER DEPOSITS.
CN101218507A (en) System for rapid analysis of microbiological materials in liquid samples
CN105828842A (en) Sample preparation unit and sample preparation device
RU2746199C2 (en) Detachable filter holder of modular type for performing water filtration in field conditions
CN208588728U (en) A kind of water conservancy water quality monitoring and remote supervisory equipment
CN110146334B (en) Underwater automatic time sequence passive sampler and application thereof
CN108827891A (en) Ballast water for ship microalgae cell biology amount detection systems and method
CN109142299B (en) Application method of petroleum wastewater heavy metal ion detection chip
CN107036851B (en) Settling algae collecting device and method for measuring settling rate of algae
US5220825A (en) Apparatus for collecting particulate samples
CN214373587U (en) Plateau water chemistry monitoring devices
CN103499469B (en) Water sample automatic reception filtration unit
US20210172844A1 (en) Underwater sampling devices and methods
US20120085712A1 (en) Filter apparatus and method
CN113242768A (en) Box
KR20230055462A (en) Sampling device for water quality analysis
RU2678653C1 (en) Method and device for concentrating suspended components in water samples
CN105842012A (en) Automatic water filtering and distributing system
BG979U1 (en) Device for collecting phytoplankton samples
RU2675907C2 (en) Device for vacuum filtration of weighed components of natural water
CN214585365U (en) System for measuring water-soluble fluorine in water body
CN115403112B (en) Layered filtering device for water depth suspensions at different layers