深海原位孔隙水采集过滤装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及过滤装置，尤其涉及深海原位孔隙水采集过滤装置。
【背景技术】
[0002]海底沉积物孔隙水的原位采集及现场分析技术，可快速探测孔隙水中CH4、H2S等气体和Cl、SO42等离子的异常及其分布特征，为天然气水合物探查提供快速、高效的地球化学证据，同时孔隙水原位采集技术还可广泛应用于海洋油气和海洋环境调查中。
[0003]目前，孔隙水的提取主要有两种途径，一种是先采集沉积物后，再在实验室进行孔隙水的提取，即非原位的孔隙水提取，通过压榨、离心和真空过滤抽提等一些手段进行，但这些方法均将导致孔隙水中的溶解气体逃逸、有机组分分解、变价离子氧化，难以反映孔隙水的原始成分和信息，特别是溶解气体的信息将消失殆尽。另一种是原位的孔隙水提取；对于沉积物孔隙水的原位采集，研究主要集中于潮间带、湖泊、沼泽地的孔隙水采集，包括离心、压滤、透析、栗吸等方法；对于海洋沉积物原位孔隙水的采集，由于压力、腐蚀等原因，技术难度比较高，加上需动用大的船只。而且，在水深较小时，孔隙水采样量较少，在水深较深的深海，又由于采样器内外压差巨大，导致孔隙水析出速率过大而损坏采集设备。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供深海原位孔隙水采集过滤装置，能调节采水速率，提升过滤效率。
[0005]本发明的目的采用以下技术方案实现:
[0006]深海原位孔隙水采集过滤装置，包括滤芯组件以及用于过滤泥沙并让孔隙水和气体通过的过滤组件，滤芯组件的外表面设有多个间隔设置的凹槽，过滤组件套装于滤芯组件外并与凹槽相对，滤芯组件内设有进水通道、电磁阀和储水室，进水通道的一端与凹槽连通，进水通道的另一端通过电磁阀与储水室连通。
[0007]优选地，储水室的一端连通有一连接水道，该连接水道与进水通道连通并形成入水口，电磁阀的阀门与该入水口相对，且该电磁阀的阀门在封堵入水口和脱离入水口的位置间伸缩切换，对应地，过滤组件内设有供电磁阀的阀门伸缩的伸缩空间。
[0008]优选地，滤芯组件呈圆柱状，进水通道与连接水道相互垂直，储水室沿滤芯组件的径向延伸。
[0009]优选地，滤芯组件呈圆柱状，凹槽呈圆环状且间隔分布于滤芯组件的外圆周表面。
[0010]优选地，滤芯组件呈圆柱状，储水室为两个，并绕滤芯组件的中心轴均匀分布，对应地，电磁阀数量与储水室箱体，并--与储水室相对。
[0011]优选地，过滤组件包括由内至外依次层叠的金属纤维烧结毡网、复合膜和保护网。
[0012]相比现有技术，本发明的有益效果在于:
[0013]本发明通过过滤组件与凹槽的配合，既能降低滤芯组件与深海外部的内外压差，使孔隙水能够通过该压力穿过过滤组件依次进入、凹槽和储水室，又能有效实现泥、水的完全分离，保证泥沙不进入滤芯组件内，不会损坏电磁阀阀门的密封性能，提高使用寿命，更关键是，通过电磁阀的采水开闭控制，能自动调节采水速率，有效解决当内外压差巨大时孔隙水析出速率过大而损坏本过滤装置，在水深较小时又不会因流速过小而采水不足的技术难点，高效地实现原位孔隙水的采集。
【附图说明】
[0014]图1为本发明深海原位孔隙水采集过滤装置的结构示意图；
[0015]图2为本发明过滤组件和凹槽配合的结构示意图。
[0016]图中:1、滤芯组件；11、凹槽；12、进水通道；13、电磁阀；131、阀门；14、储水室；15、连接水道；16、入水口 ；17、伸缩空间；2、过滤组件；21、金属纤维烧结毡网；22、复合膜；
23、保护网。
【具体实施方式】
[0017]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
[0018]如图1?2所示的深海原位孔隙水采集过滤装置，包括滤芯组件I以及用于过滤泥沙并让孔隙水和气体通过的过滤组件2，滤芯组件I的外表面设有多个间隔设置的凹槽11，过滤组件2套装于滤芯组件I外并与凹槽11相对，滤芯组件I内设有进水通道12、电磁阀13和储水室14，进水通道12的一端与凹槽11连通，进水通道12的另一端通过电磁阀13与储水室14连通。进水通道12的数量可根据需要对应设置。
[0019]深海的孔隙水在海水压力作用下先被过滤组件2过滤，使泥沙被阻挡在外，而空隙水和反映孔隙水的原始成分和信息的气体将穿过过滤组件2，再经进水通道12进入滤芯组件I的储水室14存储，以待后续分析。
[0020]为更可靠地通断控制孔隙水的进入，储水室14的一端连通有一连接水道15，该连接水道15与进水通道12连通并形成入水口 16，电磁阀13的阀门131与该入水口 16相对，且该电磁阀13的阀门131在封堵入水口 16和脱离入水口 16的位置间伸缩切换，对应地，过滤组件2内设有供电磁阀13的阀门131伸缩的伸缩空间17。
[0021]当电磁阀13处于断电状态时，无电磁力产生，弹簧力将使阀门131封堵入水口 16，即阀门131关闭，此时孔隙水无法进入储水室14。当电磁阀13通电后，电磁线圈产生电磁力使阀门131脱离入水口 16，即阀门131打开，由于压力差原因，外部孔隙水将穿过过滤组件2进入储水室14，此时进行孔隙水的采集。采集完孔隙水后，电磁阀13断电，阀门131关闭，采水结束。
[0022]为使孔隙水能更均匀地穿入过滤组件2，滤芯组件I呈圆柱状，则过滤组件2将对应设为圆管状，以包裹滤芯组件1，在此基础上:
[0023]作为其中一个优选的实施例，进水通道12与连接水道15相互垂直，储水室14沿滤芯组件I的径向延伸，以使进水通道12与连接水道15的衔接处形成供电磁阀13的阀门131良好地密封封堵的空间，且更利于在滤芯组件I内合理布局储水室14和电磁阀13。
[0024]作为另一个优选的实施例，凹槽11呈圆环状且间隔分布于滤芯组件I的外圆周表面，环形的凹槽11将形成过滤组件2的支撑面，既提供了摩擦力，能缓解深海压差，又能使穿过过滤组件2的孔隙水能顺利通过凹槽11流入进水通道12。
[0025]作为第三个优选的实施例，为提升采水容量和控制采水污染，储水室14为两个，并绕滤芯组件I的中心轴均匀分布，以使孔隙水的速率均衡，对应地，电磁阀13数量与储水室14箱体，并一一与储水室14相对。
[0026]为有效过滤泥沙，过滤组件2包括由内至外依次层叠的金属纤维烧结毡网21、复合膜22和保护网23。该过滤组件2也能调节过滤速率，防止压差过大而使孔隙水过快进入滤芯组件I内，其中，金属纤维烧结毡网21可由不锈钢材质制成，金属纤维烧结毡网21为整个过滤组件2提供了强度支撑、调节压差和控制流速作用，保护网23用于保护复合膜22，复合膜22可采用以聚氯乙烯、聚脂、聚四氟乙烯、聚碳酸脂等多种聚合物为主的复合型过滤膜。
[0027]对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.深海原位孔隙水采集过滤装置，其特征在于，包括滤芯组件以及用于过滤泥沙并让孔隙水和气体通过的过滤组件，滤芯组件的外表面设有多个间隔设置的凹槽，过滤组件套装于滤芯组件外并与凹槽相对，滤芯组件内设有进水通道、电磁阀和储水室，进水通道的一端与凹槽连通，进水通道的另一端通过电磁阀与储水室连通。2.根据权利要求1所述的深海原位孔隙水采集过滤装置，其特征在于，储水室的一端连通有一连接水道，该连接水道与进水通道连通并形成入水口，电磁阀的阀门与该入水口相对，且该电磁阀的阀门在封堵入水口和脱离入水口的位置间伸缩切换，对应地，过滤组件内设有供电磁阀的阀门伸缩的伸缩空间。3.根据权利要求2所述的深海原位孔隙水采集过滤装置，其特征在于，滤芯组件呈圆柱状，进水通道与连接水道相互垂直，储水室沿滤芯组件的径向延伸。4.根据权利要求1所述的深海原位孔隙水采集过滤装置，其特征在于，滤芯组件呈圆柱状，凹槽呈圆环状且间隔分布于滤芯组件的外圆周表面。5.根据权利要求1所述的深海原位孔隙水采集过滤装置，其特征在于，滤芯组件呈圆柱状，储水室为两个，并绕滤芯组件的中心轴均匀分布，对应地，电磁阀数量与储水室箱体，并 与储水室相对。6.根据权利要求1?5任一项所述的深海原位孔隙水采集过滤装置，其特征在于，过滤组件包括由内至外依次层叠的金属纤维烧结毡网、复合膜和保护网。
【专利摘要】本发明公开了深海原位孔隙水采集过滤装置，包括滤芯组件以及用于过滤泥沙并让孔隙水和气体通过的过滤组件，滤芯组件的外表面设有多个间隔设置的凹槽，过滤组件套装于滤芯组件外并与凹槽相对，滤芯组件内设有进水通道、电磁阀和储水室，进水通道的一端与凹槽连通，进水通道的另一端通过电磁阀与储水室连通。本发明能调节采水速率，提升过滤效率。
【IPC分类】C02F1/44
【公开号】CN105152272
【申请号】CN201510570634
【发明人】陈道华, 刘广虎, 程思海, 赵宏宇, 吴宣志, 雷知生, 刘纪勇
【申请人】广州海洋地质调查局
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月9日