一种单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置的制作方法

本技术涉及超声自清洁装置，具体为一种单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置。

背景技术：

1、单兵便携式野战制水设备对机动性要求高，从而对设备的体积和重量也有极高要求。从制水设备的发展现状看，相关单位均采用多种制水技术组合，通过模块化设计，以满足不同水源水质处理要求以及不同供水量要求，从而提高野战制水设备的适用性、可靠性。超滤膜是单兵便携式净水设备中的一种重要模块，一般是净水的最后一个环节。但超滤膜在使用过程中会慢慢被污染，导致超滤膜的过滤效果下降，因此需要对pvdf类的超滤膜进行清洗。

2、超滤膜清洗的方法有多种，超声清洗是一种可以起到深度洁净和杀菌双重作用的物理清洗方法。针对超滤膜净水装置的超声清洗方法不少，但大多以离线式清洗方式为主，在线自清洁方法还未见报道。

3、离线清洗虽然可以提高清洗洁净度，但通常需要拆卸超滤膜装置，从便利性和清洁实时性等方面存在明显不足。相对而言，在线清洗的好处则是可以起到实时防护作用，不需要拆卸超滤膜外壳即净化仓，极大地降低了拆卸带来的人工成本，提高了清洁的便利性和实时性。

4、就安装方式而言，当前超声清洗主要以外夹式和外插式为主，但上述设计方法大多适用于体积不受限制的开放式应用场合，如集装箱式净水装置、离线式清洗场合，不适合单兵便携式净水装置的在线清洗。

5、相较外夹式和外插式超声清洗方式，内置式超声清洗方式则有着显著优点，除了体积上不会与制水设备的其他部件形成干涉外，内置式清洗对超滤膜直接进行超声空化作用，避免了外部安装引起的超声能量损失，从而提高了防护效果。

6、为了满足内置式在线清洗的需要，超声装置除了体积和重量需要尽可能小而轻外，对超声换能器性能也同样提出了更高要求，包括波束宽度、流线型外形、声功率等方面。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置，解决了上述背景技术中所提到的问题。

2、本实用新型提供如下技术方案：一种单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置，包括：净化仓、超滤膜、进口端盖、出口端盖、进水管、净水排出管、污水排出管、超声换能器、内置支架、防水功率传输电缆以及超声功率放大器，进口端盖和出口端盖连接在净化仓的两端，进水管穿过进口端盖进入净化仓内部，内置支架连接在净化仓内的进口端盖上，进水管位于净化仓内的一端连接内置支架，内置支架连接超声换能器，内置支架上开设有连通进水管的排水口，防水功率传输电缆穿过进口端盖电连接超声换能器以及置于净化仓外侧的超声功率放大器，超声换能器与超声功率放大器构成的超声发生系统，无需拆卸，可以在线随时工作，确保清洗的时长和清洗效果。超滤膜置于净化仓内部超声换能器的下方，净水排出管和污水排出管穿过出口端盖，进口端盖方向为净化仓的水流上游端，出口端盖方向为净化仓的水流下游端，利用净水装置工作时净化水流动特性，克服净化仓空间狭小对超声装置体积要求高的困难，根据超滤膜柔性多层占据净化仓空间大的特点，设计了一种椭球型超声换能器及其支架，与净化仓、超声波功率放大器等构成一个整体形成本单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置。

3、作为本实用新型所述单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置的一种可选方案，其中：防水功率传输电缆通过水密连接器固定于进口端盖上。

4、作为本实用新型所述单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置的一种可选方案，其中：超声换能器和内置支架均与净化仓内壁存在一定间隙，从而有利于水流通过。

5、作为本实用新型所述单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置的一种可选方案，其中：超声换能器和超滤膜之间存在一定间隙。避免超声换能器和超滤膜直接接触，从而防止超声换能器发生谐振频率漂移或辐射阻抗突变，影响其功率输出并降低自清洁效果。

6、作为本实用新型所述单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置的一种可选方案，其中：超声换能器为具有宽波束声场辐射特性的换能器，并且，超声换能器为椭球型，可以确保净化仓内部和净化仓水流下游位置声场完全覆盖，以保证有限空间下的自清洁效果。椭球型超声换能器，其类似水滴型外形可以减少水流阻力，其宽波束特性结合水流流动，可以极大提高净化仓内表面和超滤膜的清洁效果，延长超滤膜拆卸周期，减少拆卸频次，提高超滤膜工作寿命。

7、作为本实用新型所述单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置的一种可选方案，本装置为在线装置，可以根据净水装置工作需要，既可以连续工作也可以间隙性工作，以确保自清洁效果。

8、本实用新型具备以下有益效果：

9、1、该单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置是一种可在线、实时、免拆卸、效果好、低成本的自清洁装置。

10、2、该单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置可以通过实时工作减少超滤膜堵塞风险，延长超滤膜工作寿命，降低超滤膜拆卸频次。

11、3、该单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置可以随时工作，以确保自清洁效果和足够长的清洗时间。

12、4、该单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置实现了自清洁功能但不增加净水装置的体积，仅仅通过装置内的局部调整即增加净化仓的长度可满足超声换能器安装需求。

13、5、该单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置通过自清洁装置与净水装置融为一体，可通过程序控制超声开启时间和净水时间，可以实现错位工作，降低功耗要求，无需外接电源，使得净水装置的自清洁变得更容易实现，尤其在野外资源限制的条件下。

14、6、该单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置内置式相较于外夹式等传统设计方法，让超声直接作用于超滤膜，减少了超声能量损失，提高了清洗效果。

1.一种单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置，其特征在于，包括：净化仓（1）、超滤膜（2）、进口端盖（3）、出口端盖（4）、进水管（5）、净水排出管（6）、污水排出管（7）、超声换能器（8）、内置支架（9）、防水功率传输电缆（10）以及超声功率放大器（11），

2.根据权利要求1所述的单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置，其特征在于：防水功率传输电缆（10）通过水密连接器（12）固定于进口端盖（3）上。

3.根据权利要求1所述的单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置，其特征在于：超声换能器（8）和内置支架（9）均与净化仓（1）内壁存在一定间隙。

4.根据权利要求1所述的单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置，其特征在于：超声换能器（8）和超滤膜（2）之间存在一定间隙。

5.根据权利要求1所述的单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置，其特征在于：超声换能器（8）为具有宽波束声场辐射特性的换能器。

6.根据权利要求1所述的单兵便携式净水装置用内置式超声自清洁装置，其特征在于：超声换能器（8）为椭球型。