CN111054113A - 一种自清洗微过滤装置及自清洗过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自清洗微过滤装置及自清洗微过滤系统，包括：过滤筒，用于过滤水，具有供过滤后的清水流出的清水出口；反冲洗轴管，一端伸进过滤筒内、具有供反冲洗水流入的进水口；反冲洗支管，与反冲洗轴管相通且沿反冲洗轴管的轴线对称设置；反冲洗支管靠近过滤筒内壁的管段上设有若干喷嘴；驱动机构，与反冲洗轴管连接，用于驱动反冲洗轴绕其轴线转动、以带动反冲洗支管旋转、进而使反冲洗轴管内的水通过反冲洗支管和喷嘴向过滤筒的内壁喷出。反冲洗水通过高速旋转的多个喷嘴可向过滤筒内壁旋转喷出，通过反冲作用可以有效地对堵塞在过滤筒上的杂质进行冲刷，保证过滤筒的清洗效果，减少了过滤筒清洗的次数，提高了过滤效率。

Description

一种自清洗微过滤装置及自清洗过滤系统

技术领域

本发明涉及微灌工程设计技术领域，具体涉及一种自清洗微过滤装置及自清洗过滤系统。

背景技术

节水灌溉是通过管道加压送水到作物的根系附近，按照作物生长的需水量供水，只灌作物不灌地，有别于大水漫灌式的灌水模式，从而实现节水灌溉。对于节水灌溉技术，由于其实现灌水的末端器具是滴头或喷嘴，这些特殊设计的微细流道或微孔结构的设施易于因堵塞而引起灌水失效，所以对于这类节水灌溉的水必经合适的过滤处理才能使用，而水的过滤是节水灌溉工程设计中必不可少的核心环节。

在节水灌溉工程中，过滤装置的过滤规模比较大，过滤装置在长期运行后，所过滤的杂质会逐渐的依附在滤网上形成杂质层，这样便影响后续的过滤效果，而现有的过滤装置大多都是通过将滤网进行拆卸后清洗，这样便使得清洗过程繁琐，影响工作效率。

因此，需要设计一种过滤规模大、无需更换滤网、能够实现自动清洗功能的自清洗微过滤装置及自清洗过滤系统。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种自清洗微过滤装置及自清洗过滤系统，以解决现有技术中人工拆卸滤网后进行清洗的方式存在过程繁琐、工作效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种自清洗微过滤装置，包括：

过滤筒，用于过滤水，具有供过滤后的清水流出的清水出口；

反冲洗轴管，一端伸进所述过滤筒内、具有供反冲洗水流入的进水口；

反冲洗支管，与所述反冲洗轴管相通且沿所述反冲洗轴管的轴线对称设置；所述反冲洗支管靠近所述过滤筒内壁的管段上设有开口方向朝向所述过滤筒的若干喷嘴；

驱动机构，与所述反冲洗轴管连接，用于驱动所述反冲洗轴绕其轴线转动、以带动所述反冲洗支管旋转。

进一步地，所述反冲洗支管具有若干组，且围绕所述反冲洗轴管的周向方向均匀布置。

进一步地，所述反冲洗支管包括以所述反冲洗轴管的轴线对称设置的两条U型支管，所述U型支管两个端部上的开口均与所述反冲洗轴管相通。

进一步地，所述U型支管包括与一端所述反冲洗轴管连接的两个连接管段、以及两端分别连接在两个所述连接管段的另一端的出水管段，若干所述喷嘴均匀间隔设置在所述出水管段上。

进一步地，所述连接管段的延伸方向垂直于所述反冲洗轴管的轴线方向。

进一步地，对称设置的两条所述U型支管上的若干喷嘴在所述反冲洗轴管的轴线方向上交错布置。

进一步地，所述喷嘴为扇形喷嘴。

进一步地，所述过滤筒包括过滤筒体、固定于所述过滤筒体顶部的上盖板、以及固定于所述过滤筒体底部的下底板；所述清水出口开设于所述下底板。

进一步地，所述上盖板上连接有安装支架，所述安装支架上连接有具有过渡腔体的槽体，所述反冲洗轴管的进水口与所述过渡腔体相通，所述槽体上设有供反冲洗水进入过渡腔体内的反冲洗水入口。

另一方面，本发明实施例还提出了一种自清洗微过滤系统，包括：

供原水中杂质沉积的沉砂池；

与所述沉砂池的出水口相通的过滤池；

设置在所述沉砂池出水口上，用于控制所述过滤池的水位高度的水位控制阀；

固定在所述过滤池内、用于对水进行过滤处理的如上所述的固定式自清洗微过滤装置；

与所述固定式自清洗微过滤装置的清水出口相通的清水池；以及，

设置在所述过滤池内、用于将所述过滤池内的杂质向外排出的排污装置。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的自清洗微过滤装置，在过滤过程中，驱动机构驱动反冲洗轴管和反冲洗支管在过滤内旋转，过滤筒的原水产生自旋流，原水由过滤筒外部向内过滤，含在原水内的杂质被过滤筒拦截后吸附在过滤筒的外壁上，过滤后的清水通过清水出口流出；随着过滤筒的长时间工作，所过滤的杂质会逐渐的依附在过滤筒外壁上，过滤筒的过滤性能下降，开始阻碍原水的继续过滤，此时外置高压反冲洗水引入反冲洗轴管内，由于高速旋转的反冲洗支管对反冲洗水产生向外的离心力，反冲洗水通过若干喷嘴可向过滤筒内壁旋转喷出，且反冲洗水是从过滤筒的内壁朝向过滤筒的外壁反向喷出的，通过反冲作用可以有效地对堵塞在过滤筒上的杂质进行冲刷，而且对称设置的反冲洗支管可以使杂质更容易从过滤筒内脱落，保证过滤筒的清洗效果，减少过滤筒清洗的次数，可以适用于大规模水过滤的应用场景。

2.本发明提供的自清洗微过滤装置，若干组反冲洗支管围绕反冲洗轴管的周向方向均匀布置的方式，可以提高单位时间内过滤筒被清洗冲刷的次数，进而提高反冲洗效果，缩短反冲洗的耗时。

3.本发明提供的自清洗微过滤装置，U型支管两个端部上的开口均与反冲洗轴管相通的结构设计，可以使出水管段上各个喷嘴位置处的水压力更加平衡，进而使各个位置处喷嘴喷出的水的冲刷力大小一致性更好，进而可以避免过滤筒各处清洗效果不一致的问题。

4.本发明提供的自清洗微过滤装置，对称设置的两条U型支管上的若干喷嘴在反冲洗轴管的轴线方向上交错布置的方式，可以扩大若干喷嘴的冲刷范围，确保过滤筒各处附着的杂质都可以有效地被冲洗。

5.本发明提供的自清洗微过滤装置，由于扇形喷嘴的喷射范围广，反冲洗水喷出的角度多，过滤筒上附着的杂质可以受到多个喷嘴分别来自不同方向的冲刷作用力，进而提高清洗效果。

6.本发明提供的自清洗微过滤系统，在沉砂池和过滤池之间的出水口上设置水位控制阀，可以对过滤池内的水位高度进行控制，当过滤筒上附着的杂质增多、过滤性能下降时，外部控制装置控制水位控制阀关闭，过滤池中的水位将由工作水位下降到清洗水位，此时外部控制装置控制外置高压反冲洗水经反冲洗水入口引入反冲洗轴管内，并由反冲洗支管上的喷嘴喷出以对过滤筒进行反冲洗，将过滤筒拦截的杂质冲离脱落，使过滤筒的过滤性能得到恢复，被冲离下来的杂质混合水由排污装置排出过滤池，为下一循环作好准备；当自动清洗与排污作业完成后，外部控制装置控制水位控制阀开启，让需要过滤的水再次循环进入过滤池，由过滤池中的自清洗微过滤装置继续过滤，至此一个完整的工作过程。这种自清洗微过滤系统具有过滤规模大、耗能低、长时间工作的过滤效果好、可以实现自动化控制的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的自清洗微过滤装置在过滤时的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的自清洗微过滤装置在自清洗时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的自清洗微过滤系统的整体结构示意图。

附图标记说明：1、过滤筒；101、过滤筒体；102、上盖板；103、下底板；104、清水出口；2、反冲洗轴管；201、进水口；3、反冲洗支管；31、U型支管；311、连接管段；312、出水管段；4、喷嘴；5、驱动机构；6、安装支架；7、槽体；8、反冲洗水入口；9、沉砂池；10、过滤池；11、水位控制阀；12、清水池；13、排污装置；14、工作水位；15、清洗水位；16、浮球水位检测装置；17、排污管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示的一种自清洗微过滤装置，包括过滤筒1、反冲洗轴管2、反冲洗支管3和驱动机构5。其中，过滤筒1为圆柱体，原水由过滤筒1外部向内过滤，过滤后的清水通过过滤筒1底部的清水出口104流出。反冲洗轴管2的一端伸进过滤筒1内、且伸出过滤筒1的一端具有供反冲洗水流入的进水口201。反冲洗支管3的两端和反冲洗轴管2相通且沿反冲洗轴管2的轴线对称设置，反冲洗支管3靠近过滤筒1内壁的管段上设有开口方向朝向过滤筒1的若干喷嘴4。驱动机构5与反冲洗轴管2伸出过滤筒1的一端连接，用于驱动反冲洗轴绕其轴线转动、以带动反冲洗支管3旋转、进而使反冲洗轴管2内的水通过反冲洗支管3和喷嘴4向过滤筒1的内壁喷出。

这种自清洗微过滤装置，在过滤过程中，驱动机构5驱动反冲洗轴管2和反冲洗支管3在过滤筒1内旋转，过滤筒1的原水产生自旋流，原水由过滤筒1外部向内过滤，含在原水内的杂质被过滤筒1拦截后吸附在过滤筒1的外壁上，过滤后的清水通过清水出口104流出；随着过滤筒1的长时间工作，所过滤的杂质会逐渐的依附在过滤筒1外壁上，过滤筒1的过滤性能下降，开始阻碍原水的继续过滤，此时外置高压反冲洗水引入反冲洗轴管2内，由于高速旋转的反冲洗支管3对反冲洗水产生向外的离心力，反冲洗水通过若干喷嘴4可向过滤筒1内壁旋转喷出，且反冲洗水是从过滤筒1的内壁朝向过滤筒1的外壁反向喷出的，通过反冲作用可以有效地对堵塞在过滤筒1上的杂质进行冲刷，而且对称设置的反冲洗支管3可以使杂质更容易从过滤筒1上脱落，保证过滤筒1的清洗效果，减少过滤筒1清洗的次数，可以适应节水灌溉工程中大规模过滤水的需求。

在本实施例中，反冲洗支管3围绕反冲洗轴管2的周向方向均匀布置有多组，多组反冲洗支管3的两端均与反冲洗轴管2相通。多组反冲洗支管3围绕反冲洗轴管2的周向方向均匀布置的方式，可以提高单位时间内过滤筒1被清洗冲刷的次数，进而提高反冲洗效果，并缩短反冲洗的耗时。

在本实施例中，反冲洗支管3具体包括以反冲洗轴管2的轴线对称设置的两条U型支管31。由对称设置的两条U型支管31构成的反冲洗支管3，反冲洗轴管2内的反冲洗水可以以相同的水流压力进入两个U型支管31内，可以保证两个U型支管31上喷嘴4的喷射压力大小相同，进而确保过滤筒1各处反冲洗效果的一致性。

具体的，U型支管31两个端部上的开口均与反冲洗轴管2相通，反冲洗轴管2内的反冲洗水可以通过两个开口分别进入U型支管31内。U型支管31包括与一端反冲洗轴管2连接的两个连接管段311、以及两端分别连接在两个连接管段311的另一端的出水管段312，多个喷嘴4均匀间隔设置在出水管段312上。U型支管31两个端部上的开口均与反冲洗轴管2相通的结构设计，可以使出水管段312上各个喷嘴4位置处的喷射压力更加平衡，进而使各个位置处喷嘴4喷出的水的冲刷力大小一致性更好，可以使过滤筒1各处反冲洗效果的一致性更好。具体的，连接管段311的延伸方向垂直于反冲洗轴管2的轴线方向；出水管段312的延伸方向与反冲洗轴管2的轴线方向相同。垂直与反冲洗轴管2的连接管段311对其内部反冲洗水的阻碍作用更小，可以提高反冲洗水通过喷嘴4喷出时的喷射压力，进而提高清洗效果。

在本实施例中，对称设置的两条U型支管31上的多个喷嘴4在竖直方向上交错布置。交错布置的多个喷嘴4，可以扩大多个喷嘴4的冲刷范围，进而确保过滤筒1各处附着的杂质都可以得到有效冲洗。

具体的，喷嘴4具体采用扇形喷嘴4，由于扇形喷嘴4的喷射范围广，反冲洗水喷出的角度多，过滤筒1上附着的杂质可以受到多个喷嘴4分别来自不同方向的冲刷作用力，进而提高清洗效果。

在本实施例中，过滤筒1包括过滤筒体101、固定于过滤筒体101顶部的上盖板102、以及固定于过滤筒体101底部的下底板103；清水出口104开设于下底板103的中间位置处。上盖板102上连接有三角形架构的安装支架6，安装支架6的顶部固定有具有过渡腔体的槽体7。驱动机构5具体为安装在槽体7上方的驱动电机，驱动电机的输出轴伸入过渡腔体内与反冲洗轴管2相装配，反冲洗轴管2的进水口201与过渡腔体相通，槽体7一侧设有供反冲洗水进入过渡腔体内的反冲洗水入口8。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种自清洗微过滤系统，包括：供原水中杂质沉积的沉砂池9；与沉砂池9的出水口相通的过滤池10；设置在沉砂池9出水口上，用于控制过滤池10的水位高度的水位控制阀11；固定在过滤池10内、用于对水进行过滤处理的如上的固定式自清洗微过滤装置；与固定式自清洗微过滤装置的清水出口104相通的清水池12；以及，设置在过滤池10内、用于将过滤池10内的杂质向外排出的排污装置13。具体的，排污装置13为设置在过滤池10底部的排污泵。

这种自清洗微过滤系统，在沉砂池9和过滤池10之间的出水口上设置水位控制阀11，水位控制阀11可以对过滤池10内的水位高度进行控制，当过滤筒1上附着的杂质增多、过滤性能下降时，外部控制装置控制水位控制阀11关闭，过滤池10中的水位将由工作水位14下降到清洗水位15，此时外部控制装置控制外置高压反冲洗水经反冲洗水入口8引入反冲洗轴管2，并由反冲洗支管3上的喷嘴4喷出对过滤筒1进行反冲洗，将过滤筒1拦截的杂质冲离脱落，使过滤筒1的过滤性能得到恢复，被冲离下来的杂质混合水由排污装置13排出过滤池10，为下一循环作好准备；当自动清洗与排污作业完成后，外部控制装置打开水位控制阀11，让需要过滤的水再次循环进入过滤池10，由过滤池10中的自清洗微过滤装置继续过滤，至此一个完整的工作过程。这种自清洗微过滤系统具有过滤规模大、耗能低、长时间工作的过滤效果好、可以实现自动化控制的优点。

进一步的，过滤池10内设置有用于对过滤池10内的水位高度进行实时检测的浮球水位检测装置16，浮球水位检测装置16和外部控制装置电连接。当浮球水位检测装置16检测到过滤池10内的水位下降到设定的清洗水位15时，浮球水位检测装置16向外部控制装置发出控制外置高压反冲装置向反冲洗轴管2注入反冲洗水的控制指令，驱动电机驱动反冲洗轴管2转动实现过滤筒1的自清洗过程；自清洗完成后，由排污装置13通过排污管17将过滤池10底部的杂质向外排出，最后外部控制装置发出控制水位控制阀11开启的控制指令，让需要过滤的水再次循环进入过滤池10，当过滤池10内的液位达到工作水位后，外部控制装置发出控制驱动电机开启的控制指令，过滤筒1对过滤池10中原水继续过滤，至此一个完整的工作过程。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种自清洗微过滤装置，其特征在于，包括：

过滤筒(1)，用于过滤水，具有供过滤后的清水流出的清水出口(104)；

反冲洗轴管(2)，一端伸进所述过滤筒(1)内、具有供反冲洗水流入的进水口(201)；

反冲洗支管(3)，与所述反冲洗轴管(2)相通且沿所述反冲洗轴管(2)的轴线对称设置；所述反冲洗支管(3)靠近所述过滤筒(1)内壁的管段上设有开口方向朝向所述过滤筒(1)的若干喷嘴(4)；

驱动机构(5)，与所述反冲洗轴管(2)连接，用于驱动所述反冲洗轴绕其轴线转动、以带动所述反冲洗支管(3)旋转。

2.根据权利要求1所述的自清洗微过滤装置，其特征在于，所述反冲洗支管(3)具有若干组，且围绕所述反冲洗轴管(2)的周向方向均匀布置。

3.根据权利要求2所述的自清洗微过滤装置，其特征在于，所述反冲洗支管(3)包括以所述反冲洗轴管(2)的轴线对称设置的两条U型支管(31)，所述U型支管(31)两个端部上的开口均与所述反冲洗轴管(2)相通。

4.根据权利要求3所述的自清洗微过滤装置，其特征在于，所述U型支管(31)包括与一端所述反冲洗轴管(2)连接的两个连接管段(311)、以及两端分别连接在两个所述连接管段(311)的另一端的出水管段(312)，若干所述喷嘴(4)均匀间隔设置在所述出水管段(312)上。

5.根据权利要求4所述的自清洗微过滤装置，其特征在于，所述连接管段(311)的延伸方向垂直于所述反冲洗轴管(2)的轴线方向。

6.根据权利要求4所述的自清洗微过滤装置，其特征在于，对称设置的两条所述U型支管(31)上的若干喷嘴(4)在所述反冲洗轴管(2)的轴线方向上交错布置。

7.根据权利要求6所述的自清洗微过滤装置，其特征在于，所述喷嘴(4)为扇形喷嘴(4)。

8.根据权利要求1所述的自清洗微过滤装置，其特征在于，所述过滤筒(1)包括过滤筒体(101)、固定于所述过滤筒体(101)顶部的上盖板(102)、以及固定于所述过滤筒体(101)底部的下底板(103)；所述清水出口(104)开设于所述下底板(103)。

9.根据权利要求8所述的自清洗微过滤装置，其特征在于，所述上盖板(102)上连接有安装支架(6)，所述安装支架(6)上连接有具有过渡腔体的槽体(7)，所述反冲洗轴管(2)的进水口(201)与所述过渡腔体相通，所述槽体(7)上设有供反冲洗水进入过渡腔体内的反冲洗水入口(8)。

10.一种自清洗微过滤系统，其特征在于，包括：

供原水中杂质沉积的沉砂池(9)；

与所述沉砂池(9)的出水口相通的过滤池(10)；

设置在所述沉砂池(9)出水口上，用于控制所述过滤池(10)的水位高度的水位控制阀(11)；

固定在所述过滤池(10)内、用于对水进行过滤处理的如权利要求1－9中任意一项所述的自清洗微过滤装置；

与所述自清洗微过滤装置的清水出口(104)相通的清水池(12)；以及，

设置在所述过滤池(10)内、用于将所述过滤池(10)内的杂质向外排出的排污装置(13)。

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