野外手动应急供水系统及供水方法与流程

文档序号:25543524发布日期:2021-06-18 20:40来源:国知局

技术特征:

1.野外手动应急供水系统,其特征在于,包括依次通过管道相连通的大颗粒过滤器、手动隔膜泵、消毒剂消毒单元、手动抽吸泵、深度净化单元以及装配在末端管道上的产水阀,其中:

所述大颗粒过滤器包括用于安置于水源中的多孔底阀和套在所述多孔底阀外部的布袋,所述多孔底阀通过管道与所述手动隔膜泵的进水口相连通;

所述消毒剂消毒单元包括一折叠水箱,所述折叠水箱的顶部设有消毒剂添加口以添加消毒剂,所述折叠水箱的进水口通过管道与所述手动隔膜泵的出水口相连通,所述折叠水箱的出水口通过管道与所述手动抽吸泵的进水口相连通;

所述深度净化单元包括主过滤器和用于支撑所述主过滤器的折叠架,所述主过滤器内置一体式滤芯,所述主过滤器的进水口通过管道与所述手动抽吸泵的出水口相连通,所述主过滤器的出水口通过管道与所述产水阀相连通。

2.如权利要求1所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述手动隔膜泵可拆卸固定于支架上,所述手动隔膜泵为大通量手动隔膜泵。

3.如权利要求1所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述折叠架包括第一支腿、第二支腿和安装框,其中所述第一支腿、第二支腿的底部均固定有定位脚,所述第一支腿的顶部与所述第二支腿的顶部通过插槽和插销连接,所述安装框通过插槽和插销固定在所述第二支腿上,所述主过滤器的顶部固定在所述安装框上,所述过滤器的底部固定在所述第二支腿上的安装槽;所述手动抽吸泵安装于所述第一支腿上。

4.如权利要求1所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述主过滤器包括筒体、连接于所述筒体顶部开口上的密封盖,和设置在所述筒体内壁上用于安装所述一体式滤芯的滤芯安装支架,其中所述滤芯安装支架的外缘与所述筒体内壁密封连接,中心形成有出水的集水孔,所述一体式滤芯的顶部由密封盖密封,中心形有中心空腔,所述中心空腔与所述集水孔相连通;

所述一体式滤芯为多层复合滤芯,包括多层依次紧密连接的空心圆柱形过滤层,由外及内依次为陶瓷层、复合吸附层、防护层和活性炭层,所述活性炭层中心形成空腔,所述复合吸附层由多孔材料和粘结剂挤压而成,所述防护层的材质为kdf和ats吸附树脂,所述多孔材料为沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝的一种或多种的混合物;

所述一体式滤芯外径为40mm-160mm,空腔直径为5mm-10mm,所述陶瓷层的厚度为3mm-8mm、复合吸附层的厚度为5mm-30mm,所述防护层的厚度为5mm-20mm,所述活性炭层的厚度为5mm-20mm,所述一体式滤芯的长度为80mm-400mm。

5.如权利要求4所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述沸石粉为经由盐酸处理的改性沸石粉,所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土或两种混合型,所述高岭土采用煅烧高岭土,所述氧化铝采用活性氧化铝,所述石墨烯为氧化石墨烯、石墨烯、阴离子改性石墨烯、氧化还原石墨烯中的一种或者多种;

所述陶瓷层的材质为天然硅藻陶瓷

所述活性炭层的材料为椰壳碳,所述活性碳为载银活性碳;

所述kdf和ats的比例为(1:0.2)~(1:30)。

6.如权利要求3所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述供水系统还包括便携箱;所述便携箱包括第一收纳模块和第二收纳模块,所述第一收纳模块内形成有分别用于固定支架、所述手动隔膜泵、所述管道的卡槽,所述支架用于支撑手动隔膜泵,所述第二收纳模块内形成有分别用于固定所述第一支腿、所述第二支腿、所述安装框、所述过滤器的卡槽。

7.如权利要求4所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述活性炭层通过以下步骤制备:

活性炭与纳米银溶胶超声10-90min,真空40-80℃下干燥1-5h后,进行挤压成型,其中:活性炭粉末粒径高于200目,纳米银粒子粒径为100-600nm;

挤压成型分为4个阶段:

第一阶段:在温度为50℃~150℃,压力为0.5mpa~1.5mpa的条件下,挤压1h~3h;

第二阶段:在温度为100℃~300℃,压力为3mpa~5mpa的条件下,挤压2h~4h;

第三阶段:在温度为200℃~350℃,压力为4mpa~7mpa的条件下,挤压3h~6h;

第四阶段:在温度为100℃~300℃,压力为5mpa~8mpa的条件下,挤压2h~4h;

得到的挤压滤芯在模具内自然降温到20-30℃,得到活性炭层;

所述复合吸附层由多孔材料混合物和粘接剂经过研磨、零价铁改性、高密度挤压而成,所述多孔材料为沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝中的一种或多种混合,所述多孔材料的微孔孔径大小为0.01μm~10μm,研磨后颗粒粒径目数高于200目,所述粘接剂为聚丙烯腈或超高分子量聚乙烯;

所述复合吸附层通过以下步骤:

步骤1,将沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝中的一种或多种混合,得到混合物;

步骤2,将上述混合物进行充分研磨,控制研磨得到的混合粉末的颗粒粒径目数高于200目,优选为300~500目;

步骤3,对步骤2得到的研磨混合物粉末进行纳米铁改性:a,常温下将混合粉末在淀粉含量3%-15%、亚铁离子含量1%-10%、ph为7-11的水溶液中浸泡20-30分钟后取出烘干;

b,将步骤a中的烘干粉末在在ph为8-10的硼氢化钠水溶液中浸泡3-15分钟后取出晾干;

c,将步骤b中的晾干粉末在氮气保护条件下以50-130℃/h的升温速率加热至约300-500℃,保温1-5小时,降温至150℃以下,取出自然降温,得到改性混合粉末;

步骤4,将步骤3得到的改性混合粉末在300℃~500℃的条件下干燥5h~10h;

步骤5,向步骤4得到的干燥改性混合粉末中加入目数高于200目的粘接剂,混合均匀,

步骤6,将步骤5得到的混合物挤压成型,所述挤压成型分为4个阶段:

第一阶段:在温度为50℃~150℃,压力为0.5mpa~1.5mpa的条件下,挤压1h~3h;

第二阶段:在温度为100℃~300℃,压力为3mpa~5mpa的条件下,挤压2h~4h;

第三阶段:在温度为200℃~350℃,压力为4mpa~7mpa的条件下,挤压3h~6h;

第四阶段:在温度为100℃~300℃,压力为5mpa~8mpa的条件下,挤压2h~4h;

步骤7,将步骤6得到的挤压滤芯在模具内自然降温到20-30℃,得到复合吸附层。

8.如权利要求1所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述主过滤器包括壳体,所述壳体的侧壁上形成有进水口,所述壳体的底部形成有出水口,所述壳体与所述一体式滤芯之间形成入水通道,所述一体式滤芯中心形成供水流流出的中心空腔;

所述壳体内底部设有用于密封固定所述一体式滤芯底部的托盘,所述托盘的外缘密封固定于所述壳体的内壁上,所述托盘的中心形成有与所述中心空腔相对应的集水孔,所述壳体顶部固定有密封压紧一体式滤芯顶部的压块;

所述壳体包括底部为漏斗形结构的筒体以及可拆卸装配在所述筒体顶部的顶盖,所述托盘为扁圆柱形,所述顶盖的外部固定有外伸杆。

9.如权利要求8所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述应急供水过滤器还包括位于所述中心空腔内的连接管,所述连接管的顶部封口底部开口,所述连接管的侧壁上形成有多个开孔,所述连接管的底部形成有外螺纹,所述托盘的集水孔上形成有内螺纹,所述连接管的底部通过螺纹连接在所述集水孔内,所述连接管的顶部形成有外螺纹,所述压块的中心形成有为贯通的螺纹孔,所述连接管的顶部通过螺纹连接在所述螺纹孔内;

所述托盘上形成有与所述的一体式滤芯对应的凹槽,所述的托盘底部形成有加强筋,或者所述集水孔环周形成有加强筋;

所述中心空腔的两端分别形成有上止口和下止口,所述压块为与所述上止口相匹配密封的圆柱形结构,所述托盘上形成有与所述下止口相匹配密封的凸台。

10.如权利要求1所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述手动隔膜泵包括泵体本体,所述泵体本体的两侧均密封装配有一端盖,所述泵体本体和每一所述端盖之间均密封装配一膜片,所述泵体本体及其两侧的端盖和膜片通过压紧机构锁紧,每一所述膜片受摇杆驱动机构往复形变,其中:

所述泵体本体和两侧的所述膜片围合形成密封的驱动腔以及与所述驱动腔互不连通的进料腔和出料腔,所述摇杆驱动机构的驱动端位于所述驱动腔内,所述泵体本体上形成有与进料腔相连通的进料口和与所述出料腔相连通的出料口;

每一所述端盖内形成有一凹腔以及分别与所述凹腔相连通的进料通道和出料通道,每一所述凹腔与对应的膜片之间密封连接形成用于贮存流体的封闭腔体,所述封闭腔体的体积随所述膜片的形变发生变化,每一所述进料通道通过固定在相应膜片上的进料单向阀将所述进料腔和相应所述封闭腔体相连通,每一所述出料通道通过固定在相应膜片上的出料单向阀将相应所述封闭腔体和出料腔相连通;

所述进料口和出料口沿流体输送方向分别设置于泵体本体两侧,摇杆驱动机构在与流体输送相垂直的方向驱动膜片移动发生形变。

11.如权利要求10所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述泵体本体的底部固定有底座,所述底座上设有固定螺栓孔;

所述泵体本体、端盖和膜片平行配合,所述膜片的外形轮廓与所述端盖的内侧壁外形轮廓和所述泵体本体的两侧壁外形轮廓相同;

所述压紧机构包括固定在泵体本体外侧的泵体本体定位耳环、固定在所述端盖上的端盖定位耳环,穿过所述泵体本体定位耳环和端盖定位耳环、两端利用锁紧螺母紧固的螺纹连接杆

每一所述驱动腔、进料腔和出料腔的两侧壁面均设置有侧壁凹环,三个所述侧壁凹环分别与形成在膜片相应面上的三个膜片凸环配合密封

每一所述端盖为外凸壳体结构,每一所述凹腔、进料通道和出料通道的侧壁面上均形成有端盖凹环,三个所述所述端盖凹环与形成在所述膜片相应面上的三个膜片凸环配合密封。

12.如权利要求11所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述摇杆驱动机构包括一端位于所述驱动腔内另一端从泵体本体穿出的摇杆结构、受所述摇杆结构驱动沿轴向往复移动的联轴件、分别固定在所述联轴件两端以驱动相应所述膜片发生正向形变的支撑卡盘i以及通过弹性的支撑连杆固定于相应所述端盖上以驱动相应所述膜片发生反向形变的支撑卡盘ii,其中所述支撑连杆、支撑卡盘i、支撑卡盘ii联轴件同轴装配;

每一所述端盖的凹腔中心设有定位孔以固定所述支撑连杆的一端,所述支撑连杆的另一端依次穿过形成在所述支撑卡盘i、膜片和支撑卡盘ii上的中心孔固定在所述联轴件的端部上;

所述支撑卡盘i和支撑卡盘ii为形状大小相同的圆盘形结构,均包括卡盘a面和卡盘b面,其中每一所述卡盘a面朝向所述膜片,所述支撑卡盘i的卡盘b面形成有供所述联轴件端部插入的腔体,所述支撑卡盘ii的卡盘b面形成有供所述支撑连杆端部插入的空腔

所述卡盘a面主体为平面,边缘为环形曲面结构,所述卡盘b面为辐射状轮毂结构。

13.如权利要求11所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,每一所述膜片上形成有单向圆环凸起使其发生正向和反向的形变;

每一所述膜片的两面分别为膜片a面和膜片b面,其中单向圆环凸起形成在所述膜片a面上,所述膜片b面朝向泵体本体一侧,所述膜片a面与所述支撑卡盘ii同心配合,所述膜片b面与所述支撑卡盘i同心配合。

14.如权利要求12所述的野外手动应急供水系统,其特征在于,所述摇杆结构包括驱动件和固定于所述驱动件顶部的手动摇杆,所述驱动件通过转动机构与所述泵体本体转动连接,所述驱动件底部为驱动端,所述驱动端位于所述驱动腔内与所述联轴件固定连接,所述驱动件的顶部从形成在所述泵体本体上的顶部开孔穿出;

所述转动机构包括对称固定在所述顶部开孔两侧的两个定位件和穿过所述定位件和所述驱动件且两端利用螺母固定的定位螺栓;

所述驱动端为马鞍状结构,所述联轴件位于所述马鞍状结构的中部空隙内,所述联轴件的中部通过螺栓螺母固定于所述马鞍状结构上;

所述马鞍状结构上形成有两个同轴的贯穿孔,所述联轴件的中心沿其径向形成有一联轴通孔,固定螺栓穿过贯穿孔、联轴通孔配合螺母将所述马鞍状结构与所述联轴件固定在一起;所述手动摇杆为细长杆件,其顶部为握柄形,其底部插接于形成在所述驱动件顶部的插槽内。

15.如权利要求1-14中任一项所述野外手动应急供水系统的供水方法,其特征在于,包括以下步骤:

将大颗粒过滤器置于水源中,水源中的大颗粒物经由大颗粒过滤器过滤除去后,在大通量手动隔膜泵的作用下,水流进入折叠水箱内,通过消毒剂添加口向折叠水箱内添加消毒剂灭菌,灭菌完成后,打开手动抽吸泵,消毒后的水进入到主过滤器内,经由一体式滤芯的过滤后,从产水阀排出。


技术总结
本发明公开了一种野外手动应急供水系统及供水方法,所述野外手动应急供水系统包括依次通过管道相连通的大颗粒过滤器、手动隔膜泵、消毒剂消毒单元、手动抽吸泵、深度净化单元以及装配在末端管道上的产水阀,其中:所述大颗粒过滤器包括用于安置于水源中的多孔底阀和套在所述多孔底阀外部的布袋;所述消毒剂消毒单元包括一折叠水箱,所述折叠水箱的顶部设有消毒剂添加口以添加消毒剂;所述深度净化单元包括主过滤器和用于支撑所述主过滤器的折叠架,所述主过滤器内置一体式滤芯。所述应急供水系统通量大,产水质好。

技术研发人员:刘明亚;张凯;魏世超;毕远伟;杜鹃
受保护的技术使用者:核工业理化工程研究院
技术研发日:2019.12.12
技术公布日:2021.06.18
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