CN107715545A - 一种双重清洗网式过滤器 - Google Patents

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张玲
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丁素明
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孔伟
孙竹
顾伟
蔡晨
崔龙飞
王宝坤
陈晨
杨风波
周晴晴
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Abstract

本发明公开了一种双重清洗网式过滤器，包括单体网式过滤器、电机清洗机构、水力反冲洗机构和控制系统；所述单体网式过滤器包括桶体、滤网组件、端盖和滤网定位环，所述电机清洗机构包括清洗电机、清洗轴、弹性连轴器、上轴承、下轴承、轴承座和清洗刷，所述水力反冲洗机构包括三通阀、进水管、出水管和排污管，三通阀的进水口与进水管连通，三通阀的出水口与单体网式过滤器的进水管口连通，三通阀的排污口与排污管连通，出水管与单体网式过滤器的出水管口连通；控制系统包括电源、控制箱、进水压力传感器、出水压力传感器和调压电动阀；本发明结构简单，成本低，双重清洗效果好，过滤效果高。

Description

一种双重清洗网式过滤器
技术领域
本发明涉及微水灌溉技术领域，具体涉及一种双重清洗网式过滤器。
背景技术
近年来，由于微灌具有节水、灌溉均匀度高、省工、节肥、增产等诸多优点，发展迅速，得到了广泛使用，已成为农业生产中的重要技术手段，目前全国微灌应用面积已达到5000多万亩。
微灌主要包括滴灌和微喷灌两种形式，是通过管道系统与安装在尾部（末级管道上）的特制灌水器（滴头、微喷头、渗灌管和微管等），将水和养分以较小的流量输送到作物根部，使土壤保持在最佳水、肥、气状态的灌水方法。滴头和微喷头是微灌系统中的核心部件，但它们的水流孔径都很小，一般为0.5～2.0mm，容易被水中杂质堵塞，因此需要对灌溉水源进行严格的过滤处理。
目前过滤设备有离心、砂石、叠片和网式等类型，单独或组合过滤不同类型和水质的水源。网式过滤器由于具有精度高、结构简单的特点，作为最后一级过滤器使用。网式过滤器的过滤网孔尺寸一般是灌水器流道尺寸的1/10，即0.05～0.2mm，所以特别容易堵塞。堵塞后造成过滤器压力差增大，水的流量变小，影响微灌系统的正常使用，此时必须对过滤器进行清洗。手动清洗过滤器需要停止微灌系统运行，打开过滤器，清洗滤网，再安装好后才能正常使用，通常情况每天至少清洗1次，水质较差时每天需清洗4-5次，严重影响了微灌系统的正常使用。所以自动清洗网式过滤器的出现解决了这个问题。目前自清洗方式主要有两种，一种是电机驱动刷式，一种是水力驱动负压式。
电机驱动刷式过滤器需要配置电机、减速器，结构复杂，成本高，可靠性低，而且需要220V或380V电源，使用不方便。水力驱动负压式过滤器采用负压式滤芯组件去除滤网上的杂质，结构更复杂，过滤效果有待进一步提高，清洗时间较长，且滤芯组件的价格较为昂贵，一旦损坏，更换麻烦。这些清洗方式都是单向清洗，而滤网上的杂质很多都是缠绕在网眼中，单向清洗很难彻底清理。
综上所述，现有自清洗网式过滤器主要存在结构复杂、成本高、清理方法单一、过滤效果低等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种双重清洗网式过滤器，本双重清洗网式过滤器结构简单，成本低，双重清洗效果好，过滤效果高。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种双重清洗网式过滤器，包括单体网式过滤器、电机清洗机构、水力反冲洗机构和控制系统；
所述单体网式过滤器包括桶体、滤网组件、端盖和滤网定位环，所述桶体的侧面设有出水管口，所述桶体的底端设有进水管口，所述滤网组件位于所述桶体内且滤网组件的底端通过所述滤网定位环固定在桶体内的底壁上；所述端盖与桶体的顶端密封连接，所述滤网组件的顶端固定在所述端盖上；
所述电机清洗机构包括清洗电机、清洗轴、弹性连轴器、上轴承、下轴承、轴承座和清洗刷，所述上轴承安装在端盖上，所述下轴承通过轴承座安装在桶体内部的底端，所述清洗轴的底端与所述下轴承连接，所述清洗轴的顶端穿过端盖中部的上轴承并通过弹性连轴器与位于桶体上方的清洗电机连接，所述清洗轴上安装有清洗刷且清洗刷位于所述滤网组件内；
所述水力反冲洗机构包括三通阀、进水管、出水管和排污管，所述三通阀的进水口与所述进水管连通，所述三通阀的出水口与所述单体网式过滤器的进水管口连通，所述三通阀的排污口与所述排污管连通，所述出水管与所述单体网式过滤器的出水管口连通；
所述控制系统包括电源、控制箱、进水压力传感器、出水压力传感器和调压电动阀，所述进水压力传感器安装在进水管上，所述出水压力传感器安装在出水管上，所述调压电动阀与所述出水管连接，所述进水压力传感器、出水压力传感器、调压电动阀和清洗电机均与所述控制箱连通，所述进水压力传感器、出水压力传感器、调压电动阀、清洗电机和控制箱分别与所述电源连接。
进一步地，所述端盖包括盖板、滤网支撑环和底座，所述盖板通过螺栓与所述桶体的顶端密封连接，所述滤网支撑环固定在所述盖板的下表面，所述滤网组件的顶端固定在所述滤网支撑环上，所述底座安装在所述盖板的上方，所述底座的中部设有通孔，所述清洗轴穿过盖板并通过上轴承与所述底座的通孔轴承密封连接。
进一步地，所述滤网组件包括支撑桶和滤网，所述支撑桶为圆柱状且支撑桶的表面设有多个孔洞，所述滤网为圆柱状且滤网通过压条固定在支撑桶的内壁上。
进一步地，所述支撑桶采用不锈钢板，所述滤网采用不锈钢网。
进一步地，所述桶体的顶端固定有连接法兰，所述盖板为法兰盖板，所述法兰盖板与连接法兰通过螺栓密封连接。
进一步地，所述水力反冲洗机构还包括清洗电磁阀，所述清洗电磁阀安装在所述三通阀上且清洗电磁阀用于控制三通阀的开关，所述清洗电磁阀与所述控制箱连接。
进一步地，所述轴承座的外表面通过条形板与滤网定位环固定连接，所述条形板为4个且呈十字形。
进一步地，所述桶体的直径为200 mm -400mm，所述支撑桶的厚度为1mm-2mm，所述清洗刷的转速为20～50转/分钟。
进一步地，所述单体网式过滤器、电机清洗机构和三通阀至少为2个。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种利用清洗电机带动清洗刷和水力反冲洗对滤网进行双重清洗的网式过滤器，对滤网进行双重清洗效果极佳，结构设计新颖，控制系统可通过压力差、时间间隔进行自动清洗，替代人工进行清洗，清洗所使用的装置结构简单、可靠性高，电源为直流12V，提高了系统的适应性，且本发明易于生产制造，成本适中，使用寿命长，可设计多种流量规格，不需要专人维护，具有较好的经济价值和社会价值，尤其适合在微灌系统中推广使用；且本发明滤网组件的过滤效果好。
附图说明
图1 是本发明的结构示意图及过滤时水流方向；
图2 是图1的俯视图及清洗时水流方向；
图3是单体网式过滤器的结构图及清洗时水流方向。
具体实施方式
下面根据图1至图3对本发明的具体实施方式作出进一步说明：
参见图1，一种双重清洗网式过滤器，包括单体网式过滤器1、电机清洗机构、水力反冲洗机构和控制系统；参见图3，所述单体网式过滤器1包括桶体108、滤网组件107、端盖和滤网定位环110，所述桶体108的侧面设有出水管口113，所述桶体108的底端设有进水管口111，所述滤网组件107位于所述桶体108内且滤网组件107的底端通过所述滤网定位环110固定在桶体108内的底壁上，所述滤网组件107的底端固定到所述滤网定位环110上，滤网定位环110焊接到桶体108内的底壁上；所述端盖与桶体108的顶端密封连接，形成一个密封的圆柱形容器；所述滤网组件107的顶端固定在所述端盖上；本发明的双重清洗方式有2种，一种是电机清洗，一种是水力反冲洗。
所述电机清洗机构包括清洗电机116、清洗轴106、弹性连轴器101、上轴承102、下轴承109、轴承座和清洗刷112，所述上轴承102安装在端盖上，所述下轴承109通过轴承座安装在桶体108内部的底端，所述清洗轴106的底端与所述下轴承109连接，所述清洗轴106的顶端穿过端盖中部的上轴承102并通过弹性连轴器101与位于桶体108上方的清洗电机116连接，所述清洗轴106与上轴承102通过机械密封103连接，确保旋转阻力小，不渗漏，所述清洗轴106上安装有清洗刷112且清洗刷112位于所述滤网组件107内；清洗刷112在清洗电机116驱动下，转速为20～50转/分钟，满足清洗快速有效。
参见图2，所述水力反冲洗机构包括三通阀11、进水管5、出水管3和排污管6，所述三通阀11的进水口与所述进水管5连通，所述三通阀11的出水口与所述单体网式过滤器1的进水管口111连通，所述三通阀11的排污口与所述排污管6连通，所述出水管3与所述单体网式过滤器1的出水管口113连通。本实施例的水力反冲洗机构还包括清洗电磁阀10，所述清洗电磁阀10安装在所述三通阀11上且清洗电磁阀10用于控制三通阀11的开关（即控制三通阀11的进水口关闭，排污口打开），所述清洗电磁阀10与所述控制箱8连接。本实施例的三通阀11的3个进出口的连通由清洗电磁阀10控制，正常工作时清洗电磁阀10不通电，三通阀11的进水口与出水口连通，排污口关闭，当需要清洗时，清洗电磁阀10通电，三通阀11的进水口关闭，出水口与排污口连通，出水管3的压力大于排污管6的压力，水从出水管3进入单体网式过滤器1内（如图3所示），通过很高的水压力冲洗滤网组件107，同时清洗刷112也在旋转，两重作用使得滤网上的污物被彻底清洗干净，从排污口排到排污管6中。
参见图1，所述控制系统包括电源、控制箱8、连接线路9、进水压力传感器4、出水压力传感器2和调压电动阀7，控制箱8内有控制电路和软件组成，可根据设定的压力差或间隔时间进行智能自动清洗，所述进水压力传感器4安装在进水管5上，所述出水压力传感器2安装在出水管3上，检测进出水管处的压力，所述调压电动阀7与所述出水管3连接，保证清洗时有足够的压力，所述进水压力传感器4、出水压力传感器2、调压电动阀7和清洗电机116通过连接线路9均与所述控制箱8连通，所述进水压力传感器4、出水压力传感器2、调压电动阀7、清洗电机116和控制箱8分别与所述电源连接。智能控制系统的电源为直流12V，在没有强电的野外环境通过太阳供电也能很好工作。
参见图3，所述端盖包括盖板104、滤网支撑环105和底座115，所述盖板104通过螺栓与所述桶体108的顶端密封连接，所述滤网支撑环105固定在所述盖板104的下表面，所述滤网组件107的顶端固定在所述滤网支撑环105上，所述底座115安装在所述盖板104的上方，所述底座115的中部设有通孔，所述清洗轴106穿过盖板104并通过上轴承102与所述底座115的通孔轴承密封（机械密封103）连接。所述滤网组件107包括支撑桶和滤网，所述支撑桶为圆柱状且支撑桶的表面设有多个孔洞，所述滤网为圆柱状且滤网通过压条固定在支撑桶的内壁上。所述支撑桶采用不锈钢薄板，厚度为1mm～2mm，强度较好，耐腐蚀，起到支撑滤网的作用，在板上按一定规则打孔，加工成圆柱状，滤网为不锈钢网，根据过滤精度要求，选择80～200目数, 滤网用压条固定在支撑桶内壁，滤网组件107安装在桶体108内，由滤网定位环110和滤网支撑环105定位，把桶体108分成进水腔和出水腔；所述滤网组件107规格尺寸可以由公式Q=3600f·A·v 计算，式中:Q 为过滤器的设计流量(m3/h)；A 为过滤器中滤网的实际使用面积(m2)；f 为滤网的净面积系数； v 为滤网设计流速(m/s),一般在0.1～0.2 m/s 之间。所述桶体108的顶端固定有连接法兰114，所述盖板104为法兰盖板，所述法兰盖板与连接法兰114通过螺栓密封连接。所述轴承座的外表面通过条形板与滤网定位环110固定连接，所述条形板为4个且呈十字形。所述桶体108的直径为200 mm -400mm。所述单体网式过滤器1、电机清洗机构和三通阀11至少为2个。2个或2个以上的单体网式过滤器1与同一个进水管5、出水管3和污水管连通，图1和图2均为2个单体网式过滤器1的结构示意图，一个单体网式过滤器1配一个三通阀11，每个三通阀11均设有清洗电磁阀10，清洗电磁阀10一般安装在支管内，支管内有水流，且支管内的水流会冲击三通阀11的阀芯实现三通阀11的阀芯转动，从而实现进水口和排污口的打开和关闭。本发明在工作时，至少要保证有一个单体网式过滤器1正常执行过滤工作（图2中的左边单体网式过滤器1内的水流方向为正常执行过滤的水流方向，图2中的右边单体网式过滤器1内的水流方向为清洗滤网时的水流方向），其他的单体网式过滤器1连接的三通阀11上的清洗电磁阀10通电，三通阀11的进水口关闭，排污口打开，出水管3的压力大于污水管的压力，水会从出水管3流入其他的单体网式过滤器1，通过很高的水压力冲洗其他的单体网式过滤器1的滤网，最终从三通阀11的排污口排出。
本实施例中的图1内的水流方向为正常执行过滤的水流方向，图2中的水流方向为执行清洗的水流方向，清洗时要保证至少有一个单体网式过滤器1仍然执行过滤，从而保证出水管3内有水回流，图3中的水流方向为清洗时单体网式过滤器1时的水流方向。一种用于如上所述双重清洗网式过滤器的控制方法：水从进水管5通过进水管口111进入桶体108，流过滤网组件107，水中杂质被滤网拦截，当杂质越来越多，单体网式过滤器1的滤网两侧的压力差会越来越大，当压力差达到一定程度时，微灌系统将无法正常工作，此时必须进行清洗。清洗的控制方法有两种，一种是压差控制法：控制系统内的控制箱8每隔一定时间读取进水压力传感器4和出水压力传感器2的值并与设定值进行比较，当大于设定值，调节调压电动阀7，使出水压力传感器2的压力值大于一定的值，同时启动清洗电机116和清洗电磁阀10，清洗电机116带动清洗轴106和清洗刷112旋转，此时清洗电磁阀10通电后控制三通阀11的进水口关闭，出水口与排污口连通，水从出水管3进入单体网式过滤器1内，通过很高的水压力冲洗滤网，同时清洗刷112也在旋转，两重作用使得滤网上的污物被彻底清洗干净，从排污口排到排污管6中。当达到清洗时间时，关闭清洗电磁阀10，三通阀11进水口打开，排污口关闭，调节调压电动阀7至正常状态，停止清洗，单体网式过滤器1进入正常工作状态；另一种是时间控制法：当到达设定的时间间隔，启动上述清洗过程；同时具备手动清洗功能，当按下控制箱8内清洗键时，系统进入清洗状态，当按下停止键时，进入正常过滤状态。其中清洗键和停止键均为控制箱8内的输入模块，控制箱8内设有控制电路，清洗键和停止键与控制电路连接。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双重清洗网式过滤器，其特征在于：包括单体网式过滤器、电机清洗机构、水力反冲洗机构和控制系统；
所述单体网式过滤器包括桶体、滤网组件、端盖和滤网定位环，所述桶体的侧面设有出水管口，所述桶体的底端设有进水管口，所述滤网组件位于所述桶体内且滤网组件的底端通过所述滤网定位环固定在桶体内的底壁上；所述端盖与桶体的顶端密封连接，所述滤网组件的顶端固定在所述端盖上；
所述电机清洗机构包括清洗电机、清洗轴、弹性连轴器、上轴承、下轴承、轴承座和清洗刷，所述上轴承安装在端盖上，所述下轴承通过轴承座安装在桶体内部的底端，所述清洗轴的底端与所述下轴承连接，所述清洗轴的顶端穿过端盖中部的上轴承并通过弹性连轴器与位于桶体上方的清洗电机连接，所述清洗轴上安装有清洗刷且清洗刷位于所述滤网组件内；
所述水力反冲洗机构包括三通阀、进水管、出水管和排污管，所述三通阀的进水口与所述进水管连通，所述三通阀的出水口与所述单体网式过滤器的进水管口连通，所述三通阀的排污口与所述排污管连通，所述出水管与所述单体网式过滤器的出水管口连通；
所述控制系统包括电源、控制箱、进水压力传感器、出水压力传感器和调压电动阀，所述进水压力传感器安装在进水管上，所述出水压力传感器安装在出水管上，所述调压电动阀与所述出水管连接，所述进水压力传感器、出水压力传感器、调压电动阀和清洗电机均与所述控制箱连通，所述进水压力传感器、出水压力传感器、调压电动阀、清洗电机和控制箱分别与所述电源连接。
2.根据权利要求1所述的双重清洗网式过滤器，其特征在于：所述端盖包括盖板、滤网支撑环和底座，所述盖板通过螺栓与所述桶体的顶端密封连接，所述滤网支撑环固定在所述盖板的下表面，所述滤网组件的顶端固定在所述滤网支撑环上，所述底座安装在所述盖板的上方，所述底座的中部设有通孔，所述清洗轴穿过盖板并通过上轴承与所述底座的通孔轴承密封连接。
3.根据权利要求1所述的双重清洗网式过滤器，其特征在于：所述滤网组件包括支撑桶和滤网，所述支撑桶为圆柱状且支撑桶的表面设有多个孔洞，所述滤网为圆柱状且滤网通过压条固定在支撑桶的内壁上。
4.根据权利要求3所述的双重清洗网式过滤器，其特征在于：所述支撑桶采用不锈钢板，所述滤网采用不锈钢网。
5.根据权利要求1所述的双重清洗网式过滤器，其特征在于：所述桶体的顶端固定有连接法兰，所述盖板为法兰盖板，所述法兰盖板与连接法兰通过螺栓密封连接。
6.根据权利要求1所述的双重清洗网式过滤器，其特征在于：所述水力反冲洗机构还包括清洗电磁阀，所述清洗电磁阀安装在所述三通阀上且清洗电磁阀用于控制三通阀的开关，所述清洗电磁阀与所述控制箱连接。
7.根据权利要求1所述的双重清洗网式过滤器，其特征在于：所述轴承座的外表面通过条形板与滤网定位环固定连接，所述条形板为4个且呈十字形。
8.根据权利要求4所述的双重清洗网式过滤器，其特征在于：所述桶体的直径为200 mm-400mm，所述支撑桶的厚度为1mm-2mm，所述清洗刷的转速为20～50转/分钟。
9.根据权利要求1所述的双重清洗网式过滤器，其特征在于：所述单体网式过滤器、电机清洗机构和三通阀至少为2个。
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