專利名稱：一種自動反沖洗組合過濾器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種過濾器，特別是關于一種引黃滴灌用自動反沖洗組合過濾器。
背景技術：
黃河流域多屬干旱、半干旱地區，水資源短缺的問題一直嚴重制約著工農業的發展。尤其是近年來黃河可供水量呈逐年遞減趨勢。黃河上中游來水偏少、下游地區連年干旱少雨，需水量不斷增加，水資源供需矛盾更為突出。黃河水少、沙多，過去的引黃灌溉大多是地面漫灌，不僅出現渠道沖刷和淤積的問題，更嚴重的是大量寶貴的水資源被浪費，加劇了黃河水資源的緊張和短缺。滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約IOmm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉，因其精量、可控的特點被認為是目前干旱缺水地區最有效的一種節水灌溉方式，水的利用率可達95%。滴灌的節水、節肥、省工、保持土壤結構、改善產品品質、增產增效等優點被廣泛認同，在實際應用中已臻于成熟。隨著黃河流域工農業的迅速發展、黃河水資源供需矛盾的日益突出，采用引黃滴灌成為解決這些問題的重要途徑。 而且，內蒙古自治區新增“四個千萬畝”節水灌溉、寧蒙黃河水權轉換等一批重大工程的實施過程中，引黃滴灌技術也有著舉足輕重的作用。引黃必定引沙，對于容易堵塞的滴灌技術來說，解決水質的問題成為使用該項技術的重中之重。滴灌系統堵塞的突出表現為灌水器的堵塞，其主要原因在于灌水器流道尺寸一般只有0. 5 1. 2mm，黃河水中的懸浮物、溶解鹽、化學沉淀、有機物、微生物等雜質都極易引起灌水器的堵塞。灌水器堵塞已成為引黃滴灌技術推廣應用中的關鍵性障礙問題，它解決的好壞直接決定著滴灌系統的使用壽命和應用效益。雖然自1971年第一屆國際滴灌會議在以色列召開以來，大量的科研學者試圖從合理配置過濾設備、周期性酸和氯的處理以及灌水器迷宮流道優化設計等多方面來解決滴灌系統堵塞問題，但依然未能很好地解決，主要原因在于滴灌灌水器堵塞的機理不明。目前幾乎所有數據顯示灌溉水質與灌水器堵塞密切相關，水源中懸浮顆粒物的存在是導致滴灌系統堵塞的直接因素，黃河水質復雜，同一般的高含沙水源存在明顯的不同，其中含有大量表面附著一層微生物膜的泥沙顆粒、豐富的氮磷營養元素以及微生物，而其它高含沙水源僅僅是含懸浮沙顆粒，這使得引黃滴灌系統的灌水器堵塞控制技術存在明顯的不同。過濾也是解決泥沙問題的重要方法，應用較多的過濾器有砂過濾器、濾網過濾器、旋流水砂分離器和疊片式過濾器等幾種類型，國內外也有部分開發了適宜高含沙水源的過濾器產品，如新疆天業(集團)有限公司李雙全等(專利號ZL200520133926.4)公開了一種反沖洗組合過濾器，通過反沖洗可以減少泥沙堵塞過濾器的影響，但其為手動控制反沖洗，不能通過罐體內壓力的變化直接進行自動反沖洗，反沖洗可控性不強。山西省運城市水利科學研究所孫新忠等(專利號 ZL200520024929. 4)公開了一種離心篩網一體式微灌過濾器，解決了現有技術中離心篩網組合式過濾器存在的過濾效果不好，結構復雜等問題，但是仍僅限于介質和篩網二級過濾， 過濾效果未能達到最好。最為重要的是，對于黃河這種特殊水質需要同時控制水源中的泥沙、微生物、有機質才能從根本上解決灌水器堵塞問題，開發適宜引黃的組合式過濾器已成為目前急需解決的問題。

發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種自適應調控能力強，能夠有效解決過濾器堵塞和水質過濾程度不夠等問題的引黃滴灌用自動反沖洗組合過濾器。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于它包括砂石過濾器罐體、水沙旋流器、篩網過濾器、葉輪攪拌器和塵沙罐；所述砂石過濾器罐體通過罐體支撐架支撐；所述砂石過濾器罐體的頂部設置有進沙口、反沖洗出水口和進排氣閥；所述水沙旋流器包括設置在所述砂石過濾器罐體內的水沙旋流器罐體，所述水沙旋流器罐體的底部排出口穿出所述砂石過濾器罐體的底板連接所述塵沙罐；所述水沙旋流器罐體的頂部封閉且連接一溢流管，所述溢流管的一端伸入所述水沙旋流器罐體內部，另一端連接出流管和反沖洗引流管的交接處，所述出流管和反沖洗引流管的交接處設置有電磁三向閥，所述出流管的兩端設置在所述砂石過濾器罐體內，所述反沖洗引流管的兩端均穿出所述砂石過濾器罐體；所述水沙旋流器罐體上還連接一進水管，所述進水管的另一端穿出所述砂石過濾罐體，且在位于所述砂石過濾罐體外部的所述進水管上設置有控制器和壓力表；所述篩網過濾器有兩個，設置在所述砂石過濾器罐體內，兩個所述篩網過濾器的底部均連接一排水管，兩所述排水管的另一端均穿出所述砂石過濾器罐體的底板，且在兩所述排水管位于所述砂石過濾器罐體外部的端部上設置有壓力表和電磁閥；所述反沖洗引流管的兩端均穿出所述砂石過濾器罐體對應連接在所述篩網過濾器的所述排水管上； 所述葉輪攪拌器包括設置在所述砂石過濾器罐體內的兩個葉輪，兩個所述葉輪均分別連接一轉軸，兩個所述轉軸均穿過所述砂石過濾器罐體的底部連接一傳動齒輪，兩個所述傳動齒輪之間設置有傳動鏈，其中一個所述傳動齒輪通過傳動軸連接變速箱，所述變速箱連接電動機，所述電動機固定在所述砂石過濾器罐體上；所述塵沙罐為一圓筒形罐體，通過塵沙罐支撐架支撐，所述塵沙罐的一端封閉，且其上設置有一排沙閥，所述塵沙罐的另一端連接一端蓋，所述沙塵罐的上中部通過連接法蘭連接所述水沙旋流器罐體的底部排出口。所述水沙旋流器罐體的上部是圓柱體，中部是錐角較大的圓錐體，下部是錐角較小的圓錐體。所述溢流管位于所述水沙旋流器罐體內的一段外壁設置有攪拌圓錐；所述溢流管的內徑為250mm，所述溢流管的壁厚為22mm 24mm。所述進水管與所述水沙旋流器罐體連接的端口截面形狀為漸開線形。所述篩網過濾器的外層為篩網，所述篩網內裝有菱形鐵柵欄和鋼骨架。所述砂石過濾器罐體的頂部設置有吊耳；所述塵沙罐的端蓋上設置有拉手。本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點1、本發明包括砂石過濾器罐體， 砂石過濾器罐體內設置有水沙旋流器和篩網過濾器，因此，能夠對黃河水源中多種粒徑的顆粒物(包括泥沙、微生物等)以及有機質等進行三級過濾，使出流水質得到明顯提升，使灌水器的堵塞率較現有的過濾措施降低60%以上。2、本發明水沙旋流器罐體的上部是圓柱體，中部是錐角較大的圓錐體，下部是錐角較小的圓錐體，中下部的兩級設置，使用厚壁溢流管，且溢流管外壁設有攪拌錐，因此，可以減少短路流對分離效果的影響，有效控制泥沙， 使水沙分離更快捷、更徹底。3、本發明可根據砂石過濾器罐體內的壓差，通過進水管上設置的控制器控制排水管上的電磁閥關閉和電磁三向閥方向轉換，使通過溢流管的水經反沖洗引流管進入排水管，再經過篩網過濾器和砂石后由反沖洗出水口排出，從而達到對篩網過濾器和砂石進行反沖洗的目的，并且可以對反沖洗開始的時間有精確地控制。4、本發明的砂石過濾器罐體內設置有兩個攪拌葉輪，攪拌葉輪能夠提高反沖洗的效率。5、本發明砂石過濾器罐體下方的塵沙罐可整體拆卸為一單獨個體，使結構變得更簡單，操作更方便，可提高裝置的使用壽命。6、本發明進水管與水沙旋流器罐體連接的端口截面形狀為漸開線形， 因此，可以減少短路流對分離效果的影響，使分離更徹底。7、本發明的水沙旋流器的排出口直徑很小，因此，可以減少負壓區空氣柱的體積，減小汽蝕的危害。本發明結構設置巧妙，操作方便，自適應調控能力強，過濾效果好，并且能夠自動反沖洗，有效解決了過濾器堵塞和水質過濾程度不夠等問題，可廣泛用于引黃滴灌過程中。


圖1是本發明整體結構示意2是本發明局部剖面示意3是本發明葉輪攪拌器和塵沙罐結構示意圖
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。如圖1、圖2所示，本發明包括砂石過濾器罐體1、水沙旋流器2、篩網過濾器3、葉輪攪拌器4和塵沙罐5。本發明的砂石過濾器罐體1通過罐體支撐架6支撐。砂石過濾器罐體1的斜上方設置有進沙口 11，進沙口 11上設置有端蓋12，與進沙口 11相對的砂石過濾器罐體1頂部設置反沖洗出水口 13。砂石過濾器罐體1的頂部中心處設置有進排氣閥14，進排氣閥14 兩邊對稱設有吊耳15。本發明的水沙旋流器2設置在砂石過濾器罐體1的內部，水沙旋流器2包括水沙旋流器罐體21，水沙旋流器罐體21的上部是圓柱體，中部是錐角較大的圓錐體，下部是錐角較小的圓錐體。水沙旋流器罐體21的底部排出口穿出砂石過濾器罐體1的底板連接塵沙罐5。水沙旋流器罐體21的頂部封閉且連接一溢流管22，溢流管22的一端伸入水沙旋流器罐體21內部，且在該段的溢流管22管壁外側設置有攪拌圓錐23。溢流管22的另一端連接出流管M與反沖洗引流管25的交接處，出流管M和反沖洗引流管25的交接處設置有電磁三向閥26，出流管M的兩端設置在砂石過濾器罐體1內，反沖洗引流管25的兩端均穿出砂石過濾器罐體1。水沙旋流器罐體21上還連接一進水管27，進水管27的另一端側向切線穿出砂石過濾罐體1，且在位于砂石過濾罐體1外部的進水管27上設置有控制器28 和壓力表四。本發明的篩網過濾器3有兩個，對稱設置在砂石過濾器罐體1的內部、水沙旋流器 2的左右兩側，篩網過濾器3的外層為篩網31，篩網31內裝有菱形鐵柵欄和鋼骨架32。兩個篩網過濾器3的底部均連接一排水管33，兩排水管33的另一端均穿出砂石過濾器罐體1 的底板，且在兩排水管33位于砂石過濾器罐體1外部的端部上設置有壓力表34和電磁閥 35。反沖洗引流管25的兩端均穿出砂石過濾器罐體1，對應連接在篩網過濾器3的兩排水管33上。如圖1、圖2、圖3所示，本發明的葉輪攪拌器4包括兩個葉輪41，兩個葉輪41對稱設置在砂石過濾器罐體1的內部、水沙旋流器2的前后兩側，兩個葉輪41均分別連接一轉軸42，兩個轉軸42均穿過砂石過濾器罐體1的底部連接一傳動齒輪43，兩個傳動齒輪43 之間設置有傳動鏈44，其中一個傳動齒輪43通過傳動軸連接變速箱45，變速箱45連接電動機46，電動機46通過承載框47固定在沙石過濾器罐體1上。葉輪攪拌器4工作原理是 通過變速箱45來改變電動機46的轉速，并將動力傳送給傳動齒輪43和轉軸42，進而驅動葉輪41進行攪拌。本發明的塵沙罐5為一圓筒形罐體，通過塵沙罐支撐架7支撐，塵沙罐5的一端封閉，且其上設置有一排沙閥51，運行過程中可以通過不間斷的打開塵沙閥51進行不間斷排沙，以延長清沙周期。塵沙罐5的另一端通過螺栓連接一端蓋52，端蓋52上設置有一拉手 53，沙塵罐5的上中部通過連接法蘭M連接水沙旋流器罐體21的底部排出口。上述實施例中，本發明的溢流管22采用厚壁溢流管，溢流管22的管壁是現有技術中溢流管管壁厚度的115% 125%。當溢流管的內徑d = 250mm時，現有技術中的溢流管壁厚一般為IOmm 20mm，本發明溢流管22的壁厚約為22mm 24mm ；并且本發明溢流管22 位于水沙旋流器罐體21內的一段外壁設置有攪拌圓錐23，因此，可以大幅度減少短路流對分離效果的影響。上述實施例中，進水管27與水沙旋流器罐體21連接的端口截面形狀為漸開線形， 也可以減少短路流對分離效果的影響。上述實施例中，水沙旋流器罐體21的底部排出口直徑很小，可以減少負壓區內空氣柱的體積，減小汽蝕的危害。上述實施例中，水沙旋流器罐體21上連接的進水管27上設置的控制器觀用于控制兩個篩網過濾器3底部連接的排水管33上設置的電磁閥35，以及出流管M和反沖洗引流管25的交接處設置的電磁三向閥26。本發明的具體工作流程如下。1)砂石過濾器罐體1內通過進沙口 11預置有砂石8，運行時，將進沙口 11關閉；2)待過濾的水源由進水管27切向進入水沙旋流器2內，流體的壓力能轉換為流體的動能在水沙旋流器罐體21內部高速旋轉，流體運動過程中產生的強大離心力場，使混合物中密度(或直徑)較大的組分(粗相)在離心力的帶動下沿水沙旋流器2向下通過連接法蘭M進入塵沙罐5，擰開沙塵罐5與端蓋52上的連接螺栓，通過拉手53拉開端蓋52，將大顆粒排除；運行過程中亦可通過不間斷的打開塵沙閥51進行不間斷排沙，以延長清沙周期。3)密度(或直徑)較小的組分(輕相)在旋轉運動的同時向上運移，形成內旋流從溢流管22排出，經出流管M散落到砂石過濾器罐體1內的砂石8上；4)流體經砂石8過濾后到達兩個篩網過濾器3，經兩個篩網過濾器3過濾后通過兩個篩網過濾器3底部連接的排水管33排出，得到過濾后的水。5)當砂石過濾器罐體1內由于堵塞引起壓力升高到設定值時，進水管27上設置的控制器28控制排水管33上的電磁閥35關閉和電磁三向閥沈方向轉換，使通過溢流管 22的水經反沖洗引流管25進入排水管33，再經過篩網過濾器3和砂石8后由反沖洗出水口 13排出，從而達到對篩網過濾器3和砂石8進行反沖洗的目的，反沖洗時間為lOmin，反沖洗周期為lh。在上述過程中，可以通過進排氣閥14調節砂石過濾器罐體1內的壓力，通過進水管27上設置的壓力表四、兩排水管33位于砂石過濾器罐體1外部的端部上設置的壓力表 34，分別讀取進、出口的壓力值。上述各實施例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、連接方式等都可以有所變化，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發明的保護范圍之外。
權利要求
1.一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于它包括砂石過濾器罐體、水沙旋流器、篩網過濾器、葉輪攪拌器和塵沙罐；所述砂石過濾器罐體通過罐體支撐架支撐；所述砂石過濾器罐體的頂部設置有進沙口、反沖洗出水口和進排氣閥；所述水沙旋流器包括設置在所述砂石過濾器罐體內的水沙旋流器罐體，所述水沙旋流器罐體的底部排出口穿出所述砂石過濾器罐體的底板連接所述塵沙罐；所述水沙旋流器罐體的頂部封閉且連接一溢流管，所述溢流管的一端伸入所述水沙旋流器罐體內部，另一端連接出流管和反沖洗引流管的交接處，所述出流管和反沖洗引流管的交接處設置有電磁三向閥，所述出流管的兩端設置在所述砂石過濾器罐體內，所述反沖洗引流管的兩端均穿出所述砂石過濾器罐體；所述水沙旋流器罐體上還連接一進水管，所述進水管的另一端穿出所述砂石過濾罐體，且在位于所述砂石過濾罐體外部的所述進水管上設置有控制器和壓力表；所述篩網過濾器有兩個，設置在所述砂石過濾器罐體內，兩個所述篩網過濾器的底部均連接一排水管，兩所述排水管的另一端均穿出所述砂石過濾器罐體的底板，且在兩所述排水管位于所述砂石過濾器罐體外部的端部上設置有壓力表和電磁閥；所述反沖洗引流管的兩端均穿出所述砂石過濾器罐體對應連接在所述篩網過濾器的所述排水管上；所述葉輪攪拌器包括設置在所述砂石過濾器罐體內的兩個葉輪，兩個所述葉輪均分別連接一轉軸，兩個所述轉軸均穿過所述砂石過濾器罐體的底部連接一傳動齒輪，兩個所述傳動齒輪之間設置有傳動鏈，其中一個所述傳動齒輪通過傳動軸連接變速箱，所述變速箱連接電動機，所述電動機固定在所述砂石過濾器罐體上；所述塵沙罐為一圓筒形罐體，通過塵沙罐支撐架支撐，所述塵沙罐的一端封閉，且其上設置有一排沙閥，所述塵沙罐的另一端連接一端蓋，所述沙塵罐的上中部通過連接法蘭連接所述水沙旋流器罐體的底部排出口。
2.如權利要求1所述的一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于所述水沙旋流器罐體的上部是圓柱體，中部是錐角較大的圓錐體，下部是錐角較小的圓錐體。
3.如權利要求1所述的一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于所述溢流管位于所述水沙旋流器罐體內的一段外壁設置有攪拌圓錐；所述溢流管的內徑為250mm，所述溢流管的壁厚為22mm 24mm。
4.如權利要求2所述的一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于所述溢流管位于所述水沙旋流器罐體內的一段外壁設置有攪拌圓錐；所述溢流管的內徑為250mm，所述溢流管的壁厚為22mm 24mm。
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于所述進水管與所述水沙旋流器罐體連接的端口截面形狀為漸開線形。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于所述篩網過濾器的外層為篩網，所述篩網內裝有菱形鐵柵欄和鋼骨架。
7.如權利要求5所述的一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于所述篩網過濾器的外層為篩網，所述篩網內裝有菱形鐵柵欄和鋼骨架。
8.如權利要求1或2或3或4或7所述的一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于 所述砂石過濾器罐體的頂部設置有吊耳；所述塵沙罐的端蓋上設置有拉手。
9.如權利要求5所述的一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于所述砂石過濾器罐體的頂部設置有吊耳；所述塵沙罐的端蓋上設置有拉手。
10.如權利要求6所述的一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于所述砂石過濾器罐體的頂部設置有吊耳；所述塵沙罐的端蓋上設置有拉手。
全文摘要
本發明涉及一種自動反沖洗組合過濾器，其特征在于它包括砂石過濾器罐體，砂石過濾器罐體的頂部設置有進沙口、反沖洗出水口和進排氣閥；砂石過濾器罐體內設置有水沙旋流器，其底部排出口穿出砂石過濾器罐體底板連接塵沙罐；水沙旋流器罐體連接的溢流管的一端伸入水沙旋流器罐體內部，另一端連接出流管和反沖洗引流管的交接處，該交接處設置有電磁三向閥，出流管的兩端設置在砂石過濾器罐體內；水沙旋流器罐體上還連接一穿出砂石過濾罐體的進水管；砂石過濾罐體內設置的兩個篩網過濾器的底部均連接一穿出砂石過濾器罐體底板的排水管，反沖洗引流管的兩端均穿出砂石過濾器罐體對應連接在排水管上；砂石過濾器罐體內設置有葉輪，葉輪通過固定在砂石過濾器罐體上的電動機提供動力。
文檔編號B01D36/00GK102512870SQ201210001658
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者馮吉, 張慶龍, 李云開 申請人:中國農業大學