CN104874213B - 一种微灌用水驱动过滤与反清洗装置及过滤与反清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微灌用水驱动过滤与反清洗装置，包括两个罐体，以及与两个罐体连接的进水管、反清洗管、排污管以及排水管，两个罐体各通过一个隔膜式水驱动二位三通阀与所述进水管、排污管连通，罐体内部由托板隔成上下两个腔体，托板上设置有叠片式滤水帽，位于上方的腔体为布水室，布水室内放置有过滤介质。本发明同时提供了一种过滤与反清洗装置，过滤时两个罐体并联工作对水进行过滤，反清洗时两个罐体在不同阀门和隔膜式水驱动二位三通阀的联合作用下通过水驱动方式进行交替工作，完成对罐体的清洗。本发明将过滤与排沙结合起来的方式处理高含沙水以解决微灌堵塞问题，过滤效果好、水头损失小、安装使用方便、工作安全可靠并且价格便宜。

Description

一种微灌用水驱动过滤与反清洗装置及过滤与反清洗方法

技术领域

本发明涉及一种微灌用水驱动过滤与反清洗装置与过滤与反清洗方法，属于节水灌溉技术领域。

背景技术

微灌属现代节水灌溉新技术，具有省水、节能、增产等许多优点。但微灌的特点是使用过水流道或孔口很小的滴头、微喷头和滴灌带等灌水器，它们很容易被灌溉水中的各种污物堵塞，造成微灌系统灌水不均匀，致使作物得不到充分和及时供水而减产。微灌工程实践表明，即使在微灌系统中安装有筛网过滤器，能把水中的固体砂粒等污物清除掉，但对水中的藻类、微生物、细菌团，各种化学絮凝物等污物，不能完全清除，照样会引起灌水器堵塞，因此必须安装能清除藻类、微生物等污物的过滤装置，以满足微灌水质要求。我国自1974年引进微灌技术以来，研制了筛网过滤器、砂过滤器等微灌水处理设备，但用于微灌的水驱动反清洗过滤装置规格品种极少，不能完全满足国内微灌发展的要求。利用高含沙水进行微灌的堵塞问题尚未取得突破，高泥沙水的净化技术一直是人们普遍关注的问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种微灌用水驱动过滤与反清洗装置与过滤与反清洗方法，利用水驱动反清洗过滤装置，将过滤与排沙结合起来的方式处理高含沙水以解决微灌堵塞问题，过滤效果好、过滤能力大、水头损失小、安装使用方便、工作安全可靠并且价格便宜。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种微灌用水驱动过滤与反清洗装置，包括顶部设置进水口、底部设置出水口的罐体、进水管以及出水管，所述罐体为2个，分别为罐体Ⅰ和罐体Ⅱ；罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的出水口均与出水管连通，出水管上设置有总控制阀；罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的内部均由托板隔成上下两个腔体，托板上均匀设置有叠片式滤水帽，位于上方的腔体为布水室，位于下方的腔体为集水室，布水室内放置有过滤介质，罐体Ⅰ和罐体Ⅱ均设有用于填充过滤介质的装料口；罐体Ⅰ的进水口安装有隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ，罐体Ⅱ的进水口安装有隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ和隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的三个口分别为A口、B口和C口，当隔膜式水驱动二位三通阀的隔膜处于正常状态时，其A口和B口连通，当隔膜变形时，其B口和C口连通；隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ与隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的B口分别与罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的进水口连通，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ与隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的A口均与进水管连通，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的C口通过反清洗阀Ⅰ与反清洗管连通，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的C口通过反清洗阀Ⅱ与反清洗管连通，反清洗管通过排污阀与排污管连通。

罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的内部均设置有布水管，布水管与进水口连通。

进水管上设置有压力表。

出水管上设置有水表。

进水管上设置有排气阀。

叠片上的流槽尺寸不大于0.5mm，叠片间的间距不大于0.3mm。

本发明还提供了一种基于上述装置的过滤与反清洗方法，包括过滤过程和反清洗过程，过滤过程包括以下步骤：

(1-1)保持排污阀、反清洗阀Ⅰ和反清洗阀Ⅱ关闭，打开总控制阀，水从进水管引入；

(1-2)水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ与隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的A口进入，经由B口分别进入罐体Ⅰ和罐体Ⅱ，通过罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的过滤介质过滤后，进入罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的集水室；

(1-3)罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的集水室中的水从出水管流出用于微灌；

反清洗过程包括以下步骤：

(2-1)保持总控制阀关闭、排污阀打开，关闭反清洗阀Ⅰ，打开反清洗阀Ⅱ，水从进水管引入；

(2-2)水经由隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的A口进入罐体Ⅰ，经过过滤介质过滤进入罐体I的集水室，再在压力作用下进入出水管，从罐体Ⅱ的出水口进入罐体Ⅱ，对罐体Ⅱ进行清洗；

(2-3)清洗后的水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的B口进入隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ，在水压力作用下隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的隔膜变形，堵塞隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的A口，使B口和C口连通，水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的C口进入反清洗管，再通过排污管排出；

(2-4)打开反清洗阀Ⅰ，关闭反清洗阀Ⅱ，水从进水管引入；

(2-5)清洗后的水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的B口进入隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ，在水压力作用下隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的隔膜变形，堵塞隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的A口，使B口和C口连通，水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的C口进入反清洗管，再通过排污管排出；

(2-6)重复步骤(2-1)至步骤(2-5)，直到完成两个罐体的清洗。

本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：本发明的微灌用水驱动过滤与反清洗装置设置有隔膜式水驱动二位三通阀，使罐体、进水管和反清洗管连通，能够完成过滤和反清洗两种工作模式。过滤时两个罐体并联工作，反清洗则利用了水驱动方式，以两个罐体交替的方式完成清洗工作，解决了微灌设备由于过滤装置精细而不易人工清洗的难题，利用本发明的微灌用水驱动过滤与反清洗装置进行过滤和反清洗，过滤效果好、水头损失小、安装使用方便、工作安全可靠，并且整个装置容易量产，价格便宜。

附图说明

图1是本发明的微灌用水驱动过滤与反清洗装置的正面结构示意图。

图2是本发明的微灌用水驱动过滤与反清洗装置的侧面结构示意图。

图3是本发明的隔膜式水驱动二位三通阀的结构示意图。

图4是本发明的微灌用水驱动过滤与反清洗装置的原理示意图。

图中：1.1-罐体Ⅰ，1.2-罐体Ⅱ，2-装料口，3-进水口，4-进水管，5-反清洗管，6.1-隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ，6.2-隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ，7-压力表，8-出水管，9-布水管，10-过滤介质，11-叠片式滤水帽，12-托板，13-支腿，14-出水口，15-总控制阀，16-水表，17-排污阀，18-排污管，19-排气阀，20-集水室，21-隔膜，22-连杆，23-止水片，24.1-反清洗阀Ⅰ，24.2-反清洗阀Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种微灌用水驱动过滤与反清洗装置，参照图1、图2和图3，包括顶部设置进水口3、底部设置出水口14的罐体、进水管4以及出水管8，所述罐体为2个，分别为罐体Ⅰ1.1和罐体Ⅱ1.2，罐体Ⅰ和罐体Ⅱ平行安装在一对支腿13上。罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的出水口均与出水管连通，出水管上设置有总控制阀15；罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的内部均由托板12隔成上下两个腔体，托板上均匀设置有叠片式滤水帽11，叠片上的流槽尺寸不大于0.5mm，叠片间的间距不大于0.3mm。位于上方的腔体为布水室，位于下方的腔体为集水室20，布水室内放置有过滤介质10，罐体Ⅰ和罐体Ⅱ均设有用于填充过滤介质的装料口2。

罐体Ⅰ的进水口安装有隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ6.1，罐体Ⅱ的进水口安装有隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ6.2，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ和隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的三个口分别为A口、B口和C口，当隔膜式水驱动二位三通阀的隔膜21处于正常状态时，其A口和B口连通，当隔膜变形时，堵塞A口，连杆22推动使止水片23滑动，使得B口和C口连通。

隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ与隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的B口分别与罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的进水口连通，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ与隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的A口均与进水管连通，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的C口通过反清洗阀Ⅰ24.1与反清洗管连通，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的C口通过反清洗阀Ⅱ24.2与反清洗管5连通，反清洗管通过排污阀17与排污管18连通。

罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的内部均设置有布水管9，布水管与进水口连通，进水管上设置有压力表7，出水管上设置有水表16，进水管上设置有排气阀19。

整个微灌用水驱动过滤与反清洗装置承压罐体的结构型式、计算理论等均参照GB150-1998《钢制压力容器》标准和JB2932-1999《水处理设备技术条件》标准进行分类、定型和进行强度设计，使产品设计有章可循，罐体焊接按照JB4708-2000《钢制压力容器焊接规程》执行，以确保产品质量和工作安全可靠，罐体的防锈防腐处理按JB2536-1980《压力容器油漆、包装和运输》标准和ZBJ98003-87《水处理设备油漆包装》技术标准执行，并改进了部分零部件的材质，既能防止水与罐体表面接触氧化而生成Fe₂O₃，既防止堵塞灌水器，又延长了设备的使用寿命。为满足承压和防腐要求，阀体采用马口铁浇铸成型，活塞缸采用不锈钢材料加工。叠片式滤水帽采用数控机床加工模具。

参照图4，本发明还提供了一种基于上述装置的过滤与反清洗方法，包括过滤过程和反清洗过程，过滤过程包括以下步骤：

(1-1)保持排污阀17、反清洗阀Ⅰ24.1和反清洗阀Ⅱ24.2关闭，打开总控制阀15，水从进水管4引入；

(1-2)水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ6.1与隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ6.2的A口进入，经由B口分别进入罐体Ⅰ1.1和罐体Ⅱ1.2，通过罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的过滤介质过滤后，进入罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的集水室；

(1-3)罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的集水室中的水从出水管8流出用于微灌；

反清洗过程包括以下步骤：

(2-1)保持总控制阀关闭、排污阀打开，关闭反清洗阀Ⅰ，打开反清洗阀Ⅱ，水从进水管引入；

(2-2)水经由隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的A口进入罐体Ⅰ，经过过滤介质过滤进入罐体I的集水室，再在压力作用下进入出水管，从罐体Ⅱ的出水口进入罐体Ⅱ，对罐体Ⅱ进行清洗；

(2-3)清洗后的水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的B口进入隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ，在水压力作用下隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的隔膜变形，堵塞隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的A口，使B口和C口连通，水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的C口进入反清洗管，再通过排污管排出；

(2-4)打开反清洗阀Ⅰ，关闭反清洗阀Ⅱ，水从进水管引入；

(2-5)清洗后的水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的B口进入隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ，在水压力作用下隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的隔膜变形，堵塞隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的A口，使B口和C口连通，水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的C口进入反清洗管，再通过排污管排出；

(2-6)重复步骤(2-1)至步骤(2-5)，直到完成两个罐体的清洗。

Claims (7)

1.一种微灌用水驱动过滤与反清洗装置，包括顶部设置进水口、底部设置出水口的罐体、进水管以及出水管，其特征在于：所述罐体为2个，分别为罐体Ⅰ和罐体Ⅱ；罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的出水口均与出水管连通，出水管上设置有总控制阀；罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的内部均由托板隔成上下两个腔体，托板上均匀设置有叠片式滤水帽，位于上方的腔体为布水室，位于下方的腔体为集水室，布水室内放置有过滤介质，罐体Ⅰ和罐体Ⅱ均设有用于填充过滤介质的装料口；罐体Ⅰ的进水口安装有隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ，罐体Ⅱ的进水口安装有隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ和隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的三个口分别为A口、B口和C口，当隔膜式水驱动二位三通阀的隔膜处于正常状态时，其A口和B口连通，当隔膜变形时，其B口和C口连通；隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ与隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的B口分别与罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的进水口连通，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ与隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的A口均与进水管连通，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的C口通过反清洗阀Ⅰ与反清洗管连通，隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的C口通过反清洗阀Ⅱ与反清洗管连通，反清洗管通过排污阀与排污管连通。

2.根据权利要求1所述的微灌用水驱动过滤与反清洗装置，其特征在于：罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的内部均设置有布水管，布水管与进水口连通。

3.根据权利要求1所述的微灌用水驱动过滤与反清洗装置，其特征在于：进水管上设置有压力表。

4.根据权利要求1所述的微灌用水驱动过滤与反清洗装置，其特征在于：出水管上设置有水表。

5.根据权利要求1所述的微灌用水驱动过滤与反清洗装置，其特征在于：进水管上设置有排气阀。

6.根据权利要求1所述的微灌用水驱动过滤与反清洗装置，其特征在于：叠片上的流槽尺寸不大于0.5mm，叠片间的间距不大于0.3mm。

7.一种基于权利要求1所述微灌用水驱动过滤与反清洗装置的过滤与反清洗方法，其特征在于包括过滤过程和反清洗过程，过滤过程包括以下步骤：

(1-1)保持排污阀、反清洗阀Ⅰ和反清洗阀Ⅱ关闭，打开总控制阀，水从进水管引入；

(1-2)水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ与隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的A口进入，经由B口分别进入罐体Ⅰ和罐体Ⅱ，通过罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的过滤介质过滤后，进入罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的集水室；

(1-3)罐体Ⅰ和罐体Ⅱ的集水室中的水从出水管流出用于微灌；

反清洗过程包括以下步骤：

(2-1)保持总控制阀关闭、排污阀打开，关闭反清洗阀Ⅰ，打开反清洗阀Ⅱ，水从进水管引入；

(2-2)水经由隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的A口进入罐体Ⅰ，经过过滤介质过滤进入罐体I的集水室，再在压力作用下进入出水管，从罐体Ⅱ的出水口进入罐体Ⅱ，对罐体Ⅱ进行清洗；

(2-3)清洗后的水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的B口进入隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ，在水压力作用下隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的隔膜变形，堵塞隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的A口，使B口和C口连通，水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅱ的C口进入反清洗管，再通过排污管排出；

(2-4)打开反清洗阀Ⅰ，关闭反清洗阀Ⅱ，水从进水管引入；

(2-5)清洗后的水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的B口进入隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ，在水压力作用下隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的隔膜变形，堵塞隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的A口，使B口和C口连通，水从隔膜式水驱动二位三通阀Ⅰ的C口进入反清洗管，再通过排污管排出；

(2-6)重复步骤(2-1)至步骤(2-5)，直到完成两个罐体的清洗。