CN105749599A - 一种水动反冲洗滤网过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水动反冲洗滤网过滤器，包括电磁复位机构、水轮驱动机构、排污组件、进水腔、中间腔、过滤腔和控制器；排污组件包括排污管、封盖和污水进口；水轮驱动机构包括水轮、水轮外壳、排水口、水轮进水管和喷嘴；电磁复位机构包括衔铁、电磁铁、弹簧、限位块和触力传感器；进水腔为空心圆柱体，进水腔连接有进水管，所述进水管上设置有进水压力传感器；中间腔为中空梅花柱形结构，中间腔的中心为中空圆柱体，中心圆柱体的内壁和排污管的外壁紧密接触；中空圆柱体的圆周外围设有与孔口相对应的圆管状的连接通道；过滤腔包括过滤外壳和滤芯；本发明结构紧凑，水力驱动，周期性波动反冲洗，冲洗效率高。

Description

一种水动反冲洗滤网过滤器
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其是涉及一种水动反冲洗滤网过滤器。
背景技术
滤网过滤器是农业微灌系统与工业水处理应用最广泛的一种过滤设备。目前工程应用时，大多通过多过滤器组合的方式实现滤网的反冲洗，连接管路及阀门较多，整体机构较为松散、庞大，自动控制系统较为复杂，总体造价高，局部水头损失较大，反冲洗时对系统正常工作影响较大，工作效率相对较低。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种水动反冲洗滤网过滤器，该过滤器结构简单、紧凑，反冲洗效率高。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种水动反冲洗滤网过滤器，包括电磁复位机构、水轮驱动机构、排污组件、进水腔、中间腔、过滤腔和控制器；
所述排污组件包括排污管、封盖和污水进口；所述排污管依次穿过进水腔中心、中间腔中心到达过滤腔顶面，排污管靠近过滤腔顶面的一端为封闭端，另一端为自由出水端；所述排污管位于进水腔内的管段侧面垂直固定有封盖，所述封盖与进水腔底面紧密接触；所述排污管位于中间腔内的管段侧面开有污水进口；所述封盖和污水进口位于排污管的轴线同侧，且封盖和污水进口轴向中心剖面重合；
所述水轮驱动机构包括水轮、水轮外壳、排水口、水轮进水管和喷嘴；所述水轮外壳为空心圆环体，水轮外壳套在排污管前端外侧，且水轮外壳底面固定在进水腔的顶面；所述水轮外壳下边缘开有排水口；所述水轮进水管的出水口穿过水轮外壳侧壁连接喷嘴；所述水轮位于水轮外壳内；所述喷嘴与水轮的叶片之间留有间隙；水轮进水管上还设有电磁阀；
所述排污管中轴线上方设有电磁复位机构；所述电磁复位机构包括衔铁、电磁铁、弹簧、限位块和触力传感器；所述电磁铁后端固定在水轮外壳的顶面；所述衔铁位于电磁铁前方；所述弹簧缠绕在衔铁上；所述限位块固定在排污管的最前端外壁上；限位块与封盖中心纵剖面重合；所述衔铁前端下边缘设有触力传感器；所述触力传感器下边缘与排污管上边缘的距离小于限位块超出排污管的距离；
所述进水腔为空心圆柱体，进水腔连接有进水管，所述进水管上设置有进水压力传感器；所述进水腔的底面开设有至少两个孔口；所述进水腔底面连接中间腔顶面；所述中间腔为中空梅花柱形结构，中间腔的中心为中空圆柱体，中心圆柱体的内壁和排污管的外壁紧密接触；所述中空圆柱体的圆周外围设有与孔口相对应的圆管状的连接通道；所述排污管通过排污通道与连接通道相连；所述中间腔末端连接过滤腔；所述过滤腔包括过滤外壳和滤芯；所述过滤外壳内部设有与连接通道相对应的多个滤芯；所述滤芯为圆柱管状结构；所述过滤外壳上还设有出水管；所述出水管上设有出水压力传感器；所述触力传感器、电磁阀、进水压力传感器和出水压力传感器均与控制器连接。
进一步的，所述进水腔的底面围绕其中轴线均匀开有多个孔口；所述孔口、连接通道和滤芯的数量相同，且三者连线与中轴线平行。
进一步的，所述孔口为3个，彼此间互成120°。
进一步的，所述衔铁的纵断面为工字型。
进一步的，所述喷嘴位于水轮下缘叶片的切线沿线上。
进一步的，所述水轮进水管的进口与进水腔相通。
进一步的，所述水轮进水管的进口与进水管相通。
进一步的，所述进水管位于进水腔的侧壁圆周上，出水管位于过滤外壳的侧面圆周上。
进一步的，所述进水管位于进水腔的侧壁圆周上，出水管位于过滤外壳的底面上。
本发明的有益效果：
本发明所述水动反冲洗滤网过滤器，通过电磁复位机构、水轮驱动机构、排污组件、进水腔、中间腔、过滤腔和控制器等部件的巧妙设计，使得过滤器的驱动、监测、过滤、排污等装置紧凑结合，总体结构简单；该过滤器通过水力驱动，不需要外加动力；通过电磁复位机构、多个传感器、电磁阀的相互配合，使得过滤器能够自动实现过滤功能和反冲洗功能的方便转换，能够不停机对滤芯进行自动反冲洗及独立排污；反冲洗时，滤芯处于周期性波动反冲洗状态，冲洗工作效率高；排污系统在电磁复位机构作用下，能够精确复位。相对于多过滤器的组合模式，其连接管道、管件及阀门少，水头损失小，总体造价低，对系统正常工作影响较小。
附图说明
图1是本发明所述水动反冲洗滤网过滤器的平面投影图。
图2是图1中滤芯处于过滤状态的A-A剖面图。
图3是图2中I处放大图。
图4是图2的B-B剖面图。
图5是图2的C-C剖面图。
图6是图2的D-D剖面图。
图7是图2的E-E剖面图。
图8是图1中滤芯处于反冲洗状态的A-A剖面图。
图9是图8中II处放大图。
图10是图8的G-G剖面图。
图11是图8的H-H剖面图。
附图标记说明如下：
1-电磁复位机构，2-水轮驱动机构，3-排污组件，4-进水腔，5-中间腔，6-过滤腔，101-衔铁，102-电磁铁，103-弹簧，104-限位块，105-触力传感器，201-水轮，202-水轮外壳，203-排水口，204-水轮进水管，205-喷嘴，206-电磁阀，301-排污管，302-封盖，303-排污通道，303-污水进口，401-进水管，402-进水压力传感器，403-孔口，501-中心圆柱体，502-连接通道，503-排污通道，601-过滤外壳，602-滤芯，603-出水管，604-出水压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1和图2所示，一种水动反冲洗滤网过滤器，包括电磁复位机构1、水轮驱动机构2、排污组件3、进水腔4、中间腔5、过滤腔6和控制器。所述排污组件3包括排污管301、封盖302和污水进口303；所述排污管301依次从穿过进水腔4中心、中间腔5中心到达过滤腔6的顶面，排污管301靠近过滤腔6顶面的一端为封闭端，另一端为自由出水端；所述排污管301位于进水腔4内的管段侧面垂直固定有封盖302，所述封盖302与进水腔4底面紧密接触；所述排污管301位于中间腔5内的管段侧面开有污水进口303；所述封盖302和污水进口303位于排污管301的轴线同侧，且封盖302和污水进口303轴向中心剖面重合。
如图3和图4所示，所述水轮驱动机构2包括水轮201、水轮外壳202、排水口203、水轮进水管204和喷嘴205；所述水轮外壳202为空心圆环体，水轮外壳202套在排污管301前端外侧，且水轮外壳202底面靠近进水腔4的顶面；所述水轮外壳202下边缘开有排水口203；所述水轮进水管204的进水口可以与进水腔4或进水管401相通；所述水轮201位于水轮外壳202内；所述水轮进水管204的出水口穿过水轮外壳202侧壁连接喷嘴205；所述喷嘴205与水轮201的叶片之间留有间隙；所述喷嘴205位于水轮201下缘叶片的切线沿线上；水轮进水管204上还设有电磁阀206。
如图3所示，所述排污管301中轴线上方设有电磁复位机构1；所述电磁复位机构1包括衔铁101、电磁铁102、弹簧103、限位块104和触力传感器105；所述电磁铁102后端固定在水轮外壳202的顶面；所述衔铁101位于电磁铁102前方；所述弹簧103缠绕在衔铁101上；所述限位块104固定在排污管301的最前端外壁上；限位块104与封盖302中心纵剖面重合；所述衔铁101前端下边缘设有触力传感器105；所述触力传感器105下边缘与排污管301上边缘的距离小于限位块104超出排污管301的距离，使得触力传感器105运动至排污管301的旋转圆周范围内时，可以接触到排污管301上的限位块104。
如图2和图5所示，所述进水腔4为空心圆柱体，进水腔4连接有进水管401，所述进水管401上设置有进水压力传感器402；所述进水腔4的底面以圆心为中心，均匀开设有三个孔口403，彼此间互成120°；所述进水管401位于进水腔4的侧壁圆周上；
所述进水腔4底面连接中间腔5顶面；如图6所示，所述中间腔5为中空梅花柱形结构，中间腔5的中心为中空圆柱体501，中心圆柱体501的内壁和排污管301的外壁紧密接触；所述中空圆柱体501的圆周外围设有与孔口403相对应的圆管状的连接通道502；所述排污管301通过排污通道503与连接通道502相连；所述中间腔5末端连接过滤腔6；如图7所示，所述过滤腔6包括过滤外壳601和滤芯602；所述过滤外壳601内部设有与连接通道502相对应的多个滤芯602；所述滤芯602为圆柱管状结构；所述过滤外壳601上还设有出水管603；所述出水管603上设有出水压力传感器604；出水管603位于过滤外壳601的侧面圆周上或底面上。所述孔口403、连接通道502和滤芯602的数量相同，且三者连线与中轴线平行。所述触力传感器105、电磁阀206、进水压力传感器402和出水压力传感器604均与控制器连接，以实现过滤和反冲洗的自动控制。
工作过程：
水动反冲洗滤网过滤器处于过滤状态时，电磁阀206开启，排污组件1的封盖302处于进水腔4底面两个孔口403中间的位置，污水进口303则处于中间腔5的中空圆柱体501的内壁处，正好使滤芯602进口为全开状态，排污通道503为封闭状态，此时源水进入滤芯602内部进行过滤，所有滤芯602都处于过滤状态；过滤后的清水汇集于滤芯602与过滤外壳601之间，随后通过出水管603输出。随着过滤时间的增加，杂质在滤网壁及滤芯602的内部逐渐积累，使得进水与出水的压力差逐渐增大。当检测到进水压力监测装置202与出水压力监测装置404的差值超过预设阀值时，如图8和图9所示，控制器发出指令打开电磁阀206，压力水流从进水腔4进入水轮进水管204，通过喷嘴205喷射在水轮201的叶片上，驱动水轮201旋转，水轮201带动排污管301连同封盖302和污水进口303一起旋转；如图10和图11所示，当封盖302的中心旋转至与进水腔4底面一个孔口403的中心重合时，该处滤芯602进口被封盖302封闭，污水进口303刚好与该处的排污通道503重合，排污通道503被打开，过滤腔6内的清水反向进入滤芯602内，冲洗积聚于滤网壁及滤网内的杂质，并依次通过排污通道503、污水进口303、排污管301排出，此处滤芯602处于反冲洗状态；水轮201不间断连续旋转，旋转一周每个滤芯602被冲洗一遍，每次只有一个滤芯602处于反冲洗状态，其它滤芯602则处于过滤状态。随着水轮201的连续旋转，每个滤芯602都呈现过滤与反冲洗的周期性交替状况，滤芯602被周期性的波动式反冲洗。随着滤芯602逐渐清洗干净，排污管301内流量增大、压力增高，当检测到进水压力监测装置202与出水压力监测装置404的差值小于预设阀值时，控制器发出指令，接通电磁复位机构1的电源，衔铁101在电磁铁102电磁力的吸引下压缩弹簧103，向电磁铁102方向移动，并停止于接近排污管301的前端，使触力传感器105处于限位块104的旋转圆周上，此时水轮201还在带动排污管301及限位块104一起旋转，当限位块104碰到触力传感器105时，触力传感器105发出信号至控制器，控制器发出关闭电磁阀206的指令，水轮201停止旋转，封盖302、污水进口303与限位块104恢复初始状态，然后关闭电磁复位机构1的电源，衔铁101在弹簧103作用下，恢复初始状态，过滤器也恢复过滤作业；循环往复，实现过滤与反冲洗控制。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种水动反冲洗滤网过滤器，其特征在于，包括电磁复位机构(1)、水轮驱动机构(2)、排污组件(3)、进水腔(4)、中间腔(5)、过滤腔(6)和控制器；
所述排污组件(3)包括排污管(301)、封盖(302)和污水进口(303)；所述排污管(301)依次穿过进水腔(4)中心、中间腔(5)中心到达过滤腔(6)顶面，排污管(301)靠近过滤腔(6)顶面的一端为封闭端，另一端为自由出水端；所述排污管(301)位于进水腔(4)内的管段侧面垂直固定有封盖(302)，所述封盖(302)与进水腔(4)底面紧密接触；所述排污管(301)位于中间腔(5)内的管段侧面开有污水进口(303)；所述封盖(302)和污水进口(303)位于排污管(301)的轴线同侧，且封盖(302)和污水进口(303)轴向中心剖面重合；
所述水轮驱动机构(2)包括水轮(201)、水轮外壳(202)、排水口(203)、水轮进水管(204)和喷嘴(205)；所述水轮外壳(202)为空心圆环体，水轮外壳(202)套在排污管(301)前端外侧，且水轮外壳(202)底面固定在进水腔(4)的顶面；所述水轮外壳(202)下边缘开有排水口(203)；所述水轮进水管(204)的出水口穿过水轮外壳(202)侧壁连接喷嘴(205)；所述水轮(201)位于水轮外壳(202)内；所述喷嘴(205)与水轮(201)的叶片之间留有间隙；水轮进水管(204)上还设有电磁阀(206)；
所述排污管(301)中轴线上方设有电磁复位机构(1)；所述电磁复位机构(1)包括衔铁(101)、电磁铁(102)、弹簧(103)、限位块(104)和触力传感器(105)；所述电磁铁(102)后端固定在水轮外壳(202)的顶面；所述衔铁(101)位于电磁铁(102)前方；所述弹簧(103)缠绕在衔铁(101)上；所述限位块(104)固定在排污管(301)的最前端外壁上；限位块(104)与封盖(302)中心纵剖面重合；所述衔铁(101)前端下边缘设有触力传感器(105)；所述触力传感器(105)下边缘与排污管(301)上边缘的距离小于限位块(104)超出排污管(301)的距离；
所述进水腔(4)为空心圆柱体，进水腔(4)连接有进水管(401)，所述进水管(401)上设置有进水压力传感器(402)；所述进水腔(4)的底面开设有至少两个孔口(403)；所述进水腔(4)底面连接中间腔(5)顶面；所述中间腔(5)为中空梅花柱形结构，中间腔(5)的中心为中空圆柱体(501)，中心圆柱体(501)的内壁和排污管(301)的外壁紧密接触；所述中空圆柱体(501)的圆周外围设有与孔口(403)相对应的圆管状的连接通道(502)；所述排污管(301)通过排污通道(503)与连接通道(502)相连；所述中间腔(5)末端连接过滤腔(6)；所述过滤腔(6)包括过滤外壳(601)和滤芯(602)；所述过滤外壳(601)内部设有与连接通道(502)相对应的多个滤芯(602)；所述滤芯(602)为圆柱管状结构；所述过滤外壳(601)上还设有出水管(603)；所述出水管(603)上设有出水压力传感器(604)；所述触力传感器(105)、电磁阀(206)、进水压力传感器(402)和出水压力传感器(604)均与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种水动反冲洗滤网过滤器，其特征在于，所述进水腔(4)的底面围绕其中轴线均匀开有多个孔口(403)；所述孔口(403)、连接通道(502)和滤芯(602)的数量相同，且三者连线与中轴线平行。
3.根据权利要求2所述的一种水动反冲洗滤网过滤器，其特征在于，所述孔口(403)为3个，彼此间互成120°。
4.根据权利要求1或3所述的一种水动反冲洗滤网过滤器，其特征在于，所述衔铁(101)的纵断面为工字型。
5.根据权利要求1或3所述的一种水动反冲洗滤网过滤器，其特征在于，所述喷嘴(205)位于水轮(201)下缘叶片的切线沿线上。
6.根据权利要求1或3所述的一种水动反冲洗滤网过滤器，其特征在于，所述水轮进水管(204)的进口与进水腔(4)相通。
7.根据权利要求1或3所述的一种水动反冲洗滤网过滤器，其特征在于，所述水轮进水管(204)的进口与进水管(401)相通。
8.根据权利要求1或3所述的一种水动反冲洗滤网过滤器，其特征在于，所述进水管(401)位于进水腔(4)的侧壁圆周上，出水管(603)位于过滤外壳(601)的侧面圆周上。
9.根据权利要求1或3所述的一种水动反冲洗滤网过滤器，其特征在于，所述进水管(401)位于进水腔(4)的侧壁圆周上，出水管(603)位于过滤外壳(601)的底面上。
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