CN117618999A - 一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，涉及灌溉过滤技术领域，包括相连接的砂石式过滤器和叠片式过滤器，所述砂石式过滤器包括多个过滤罐，每个所述过滤罐的进水口通过三向阀分别与进水管和排污管相连，每个所述过滤罐的出水口与出水管连接，所述过滤罐内固定有支撑板，所述支撑板将所述过滤罐上下分为过滤腔和集水腔，所述支撑板的中心处设置有反冲洗组件，所述支撑板围绕所述反冲洗组件一周设置有多个滤帽，所述过滤罐的过滤腔内设置有覆盖所述滤帽的滤料。本发明能够快速对滤料进行揉搓冲洗，反冲洗效率更高，对滤料的反冲洗更加精准、全面，且更加节能、节水。
Description
技术领域
本发明涉及灌溉过滤技术领域，尤其涉及一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统。
背景技术
农业灌溉过滤器是灌溉系统中的重要组成部分，是灌水器长期可靠的基础保障，常见的灌溉过滤器类型，有网式过滤器、离心式过滤器、砂石过滤器、叠片式过滤器等，砂石过滤器应用于灌溉地表水源（水库、塘坝、沟渠、河湖及其他开放水源）的初级过滤，可分离水中的水藻、漂浮物、有机物等杂质。砂石过滤器是介质过滤器的一种，加入不同的介质所过滤出的杂质是不同的，如加入锰砂、活性炭可除水中的铁锰离子等，在灌溉用水处理过滤器中，常选用坚硬的石英砂作为过滤介质，过滤精度和过滤效果是由介质大小、过滤率速和砂层厚度决定的。
叠片式过滤器是近期发展起来的一种新型过滤器，其过滤元件由一组压紧的带有微细流道的环状塑料片组成，清水由片间的小流道通过，而污物则截留在叠片四周及片间，其突出优点是结构简单、维护方便、寿命长，适用于有机物含量较高的水质，特别适合与施肥结合的灌溉方式。
现有的砂石过滤器普遍都具备反冲洗系统，反冲洗的目的是在于使滤料来回产生松动，并且将滤料所截留的物质冲走，从而起到一个清洁过滤料的作用。而反冲洗的力度过大则会导致滤料流失，力度太小则需要大量的冲洗时间才能够将滤料冲洗干净，浪费水资源。
申请号为CN201921657401.9的中国专利公开了一种节水灌溉用的砂石加碟片自动反冲洗过滤装置，包括过外冲洗筒，过外冲洗筒两侧的底部开设有通孔，两个通孔的内部均穿插连接有连接管，两个连接管的一端均套设有连接法兰，其中一个连接管的一端通过连接法兰与进水管的一端穿插连接，进水管底端的中部固定安装有排污管，另一个连接管的一端通过连接法兰与出水管的一端固定连接，出水管底端的中部固定安装有反洗管，过外冲洗筒的底端螺纹连接有旋转盖。该专利通过安装的电动伸缩管，带动柱形块的升降，便于对碟片进行全面反洗，保证反洗充分，降低泥沙黏附在碟片表面，影响碟片的过滤效率。但是，该专利并没有将砂石过滤器与碟片式过滤器进行有效整合，且该碟片式过滤器采用反冲洗系统就不能实现水肥一体灌溉。
申请号为CN201910055788.9的中国专利公开了一种砂石过滤器气水反冲洗系统，其中自动控制装置改变水动三向阀过流方向，能够实现过滤过程与反冲洗过程的自由切换，气水混合装置通过连接法兰固定在管道上，气水混合装置内部设有气水混合腔，该气水混合腔内部由下至上依次设有自由翻转式分水器、伞形挡水板、环形气管和金属网，气水混合装置设置气锁快速接头，通过输气管与自动充气装置连接。本发明在不改动传统砂石过滤器结构基础上，通过简单增加气水混合装置和自动充气装置快速实现气水反冲洗功能，反冲洗耗水量和耗电量明显下降，反冲洗效果得到明显改善。该专利虽然提升了反冲洗的效果，但是特别依赖于充气装置及气压的调控，在反冲洗时，同样消耗大量电源用于供气，而且在灌溉中混入大量气体，导致管道内压力增大，不适用于多种过滤器组合使用。
为了能够保证反冲洗的效率，并达到节能、节水的需求，本申请提出了一种将自动反冲洗砂石式及叠片式进行组合的过滤系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，以解决上述背景技术中提出的反冲洗效率过低，费时费电，且浪费水资源的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，包括相连接的砂石式过滤器和叠片式过滤器，所述砂石式过滤器包括多个过滤罐，每个所述过滤罐的进水口通过三向阀分别与进水管和排污管相连，每个所述过滤罐的出水口与出水管连接，所述过滤罐内固定有支撑板，所述支撑板将所述过滤罐上下分为过滤腔和集水腔，所述支撑板的中心处设置有反冲洗组件，所述支撑板围绕所述反冲洗组件一周设置有多个滤帽，所述过滤罐的过滤腔内设置有覆盖所述滤帽的滤料；
所述反冲洗组件包括内冲洗筒和外冲洗筒，所述内冲洗筒与所述支撑板固定连接，所述内冲洗筒的底部与所述集水腔连通，所述外冲洗筒的底部与所述支撑板转动连接，所述内冲洗筒的外壁上下连接有若干组喷水件，每组所述喷水件由若干以所述内冲洗筒的轴心圆周均匀分布的L形管头构成，所述外冲洗筒的内壁固定有若干均匀分布的第一限位板和第二限位板，每个所述第一限位板与第二限位板之间均设置有挡水板，所述挡水板的一侧通过第一弹簧与第一限位板连接，所述外冲洗筒在与每个所述挡水板对应的位置开设有若干出水孔。
作为本发明进一步的方案，所述出水管与叠片式过滤器的进水口相连接，所述叠片式过滤器的出水口连接蓄水池。
作为本发明进一步的方案，所述进水管上设置有释压阀、压力表和排气阀，所述压力表用于检测所述进水管内压力。
作为本发明进一步的方案，所述支撑板围绕每个所述滤帽的外部均固定有支撑筒，所述支撑筒的底部通过第二弹簧连接有支撑柱，所述支撑柱与所述支撑筒滑动配合，所述支撑柱上方固定有与滤帽外形一致的滤罩，所述滤罩顶部开设有滤孔。
作为本发明进一步的方案，所述挡水板的底部设置有弧形滑板，所述弧形滑板贯穿所述第一限位板和第二限位板并与所述第一限位板和第二限位板滑动配合。
作为本发明进一步的方案，所述支撑板的中心处固定有转动套，所述外冲洗筒的底部限位在所述转动套内并与所述转动套转动连接。
作为本发明进一步的方案，所述内冲洗筒的底部固定连接有导水管，所述导水管与所述支撑板固定连接，且所述导水管的底部与支撑板下方的集水腔连通。
作为本发明进一步的方案，所述第一弹簧使所述挡水板的另一侧与第二限位板紧贴，所述喷水件的L形管头出水口朝向所述挡水板与所述第二限位板紧贴的一侧，所述挡水板的底部与所述外冲洗筒的内壁紧贴，且对所述出水孔进行遮挡。
作为本发明进一步的方案，所述滤帽的上部位于所述支撑板的过滤腔内，所述滤帽的底部与集水腔连通，所述滤料的高度小于外冲洗筒的高度。
作为本发明进一步的方案，所述导水管的孔径大于所述内冲洗筒的内径。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过反冲洗组件的设置，在反冲洗时，进入导水管的水则进入内冲洗筒内，并经喷水件喷出，由于喷水件由若干以内冲洗筒的轴心圆周均匀分布的L形管头构成，喷出的水大部分冲向挡水板，在水压的作用下，所有挡水板均受到同一旋转方向的力，进而使得外冲洗筒进行转动，同时，挡水板在水流的作用下挤压第一弹簧，使得挡水板滑向第二限位板，挡水板不再对出水孔进行遮挡，外冲洗筒转动时对周围的滤料进行揉搓，且外冲洗筒产生的旋转水流以横向的方式将滤料之间的杂质冲出，迫使滤料之间的杂质被反冲洗的水带入滤料的上层水流中，结合滤帽中出来的水，可以快速地将滤料进行清理，尤其是能够快速扩大各层滤料之间的间隙，并在外冲洗筒和滤帽的两种冲洗方式的作用下，快速对滤料进行揉搓冲洗，反冲洗效率更高，相对于传统增压冲洗或水气结合的冲洗方式，更加精准、全面，且更加节能、节水。
2、本发明通过滤罩的设置，在滤料的重力下，使得支撑柱压缩第二弹簧，滤罩对滤帽的上部分过滤区域进行遮挡，正常过滤时，滤料过滤后的水从滤帽的下部分过滤区域进入过滤罐的集水腔内，而反冲洗时，水流从滤帽的竖直方向对滤罩作用，然后从滤孔流出，如果滤料过于紧密，则由于滤罩的阻力作用，水流则大部分流入内冲洗筒内，水压增大，从而首先使外冲洗筒进行转动，并打开出水孔，在外冲洗筒转动时对周围的滤料进行揉搓，使得紧密的滤料间隙增大，并向上膨胀，然后滤罩向上升起，在外冲洗筒和滤帽的两种冲洗方式的作用下，继续快速对滤料进行揉搓冲洗，从而有效解决了水压偏低或滤料布置过于紧密导致外冲洗筒无法工作的问题，进一步提高了反冲洗效率。
附图说明
图1为本发明蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统的连接结构示意图；
图2为本发明过滤罐的结构示意图；
图3为本发明支撑板的安装结构示意图；
图4为本发明反冲洗组件的结构示意图；
图5为本发明反冲洗组件的纵向剖面结构示意图；
图6为本发明反冲洗组件的横向剖面结构示意图；
图7为本发明内冲洗筒的安装结构示意图；
图8为本发明滤罩的安装结构示意图；
图9为本发明滤罩的纵向剖面结构示意图；
图10为图4中的A向局部放大示意图；
图11为图6中的B向局部放大示意图；
图12为图9中的C向局部放大示意图。
图中：1、砂石式过滤器；2、叠片式过滤器；3、进水管；4、排污管；5、出水管；6、蓄水池；7、释压阀；8、压力表；9、排气阀；10、滤料；11、过滤罐；12、支撑板；121、转动套；13、反冲洗组件；131、内冲洗筒；132、外冲洗筒；133、喷水件；134、第一限位板；135、第二限位板；136、挡水板；137、第一弹簧；138、出水孔；139、弧形滑板；14、滤帽；15、支撑筒；16、第二弹簧；17、支撑柱；18、滤罩；181、滤孔；19、导水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
如图1所示，本实施例提供的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，包括相连接的砂石式过滤器1和叠片式过滤器2，其中，砂石式过滤器1包括多个过滤罐11，每个过滤罐11的进水口通过三向阀分别与进水管3和排污管4相连，进水管3的一端连接水源，每个过滤罐11的出水口与出水管5连接，出水管5与叠片式过滤器2的进水口相连接，叠片式过滤器2的出水口连接蓄水池6，蓄水池6主要设置在农田附近，用于农业灌溉使用。
本实施例将叠片式过滤器2置于砂石式过滤器1后端，实现二次精过滤，在进水管3上设置有释压阀7、压力表8和排气阀9，压力表8为远程压力表，用于检测进水管3内压力，释压阀7主要用于降低管道内压力，在水压过大时开启，排气阀9用于排出管道内多余的气体。
如图2-3所示，过滤罐11内固定有支撑板12，支撑板12将过滤罐11上下分为过滤腔和集水腔，支撑板12的中心处设置有反冲洗组件13，支撑板12围绕反冲洗组件13一周设置有多个滤帽14，过滤罐11的过滤腔内设置有覆盖滤帽14的滤料10，滤帽14的上部位于支撑板12的过滤腔内，滤帽14的底部与集水腔连通，滤料10的高度小于外冲洗筒132的高度，以便于水经过滤料10充分过滤后再经过滤帽流向集水腔，滤料10主要由石英砂和石英砾石组成，石英砂的粒径逐渐变小，从上至下依次排列，过滤罐11内的水通过滤料10将水中的悬浮物、胶体物、微生物和部分溶解物质过滤掉，从而达到净化水质的目的。
过滤罐11长时间过滤后，会导致滤料10间隙堆积的杂物过多，如果不能及时清理，则会导致过滤效率降低，水流不畅，所以就必须及时进行反冲洗。
如图4-7和图10-11所示，本实施例的反冲洗组件13包括内冲洗筒131和外冲洗筒132，内冲洗筒131与支撑板12固定连接，内冲洗筒131的底部与集水腔连通，外冲洗筒132的底部与支撑板12转动连接，内冲洗筒131的外壁上下连接有若干组喷水件133，每组喷水件133由若干以内冲洗筒131的轴心圆周均匀分布的L形管头构成，外冲洗筒132的内壁固定有若干均匀分布的第一限位板134和第二限位板135，每个第一限位板134与第二限位板135之间均设置有挡水板136，挡水板136的一侧通过第一弹簧137与第一限位板134连接，外冲洗筒132在与每个挡水板136对应的位置开设有若干出水孔138，第一弹簧137使挡水板136的另一侧与第二限位板135紧贴，喷水件133的L形管头出水口朝向所述挡水板136与所述第二限位板135紧贴的一侧，挡水板136的底部与外冲洗筒132的内壁紧贴，且对出水孔138进行遮挡。
其中，挡水板136的底部设置有弧形滑板139，弧形滑板139贯穿第一限位板134和第二限位板135并与第一限位板134和第二限位板135滑动配合，其中，支撑板12的中心处固定有转动套121，外冲洗筒132的底部限位在转动套121内并与转动套121转动连接，内冲洗筒131的底部固定连接有导水管19，导水管19与支撑板12固定连接，且导水管19的底部与支撑板12下方的集水腔连通，导水管19的孔径大于内冲洗筒131的内径，便于水更容易进入内冲洗筒131内。
对每个过滤罐11逐个进行反冲洗时，打开三向阀使需要反冲洗的过滤罐11切断与进水管3的连接，并使反冲洗的过滤罐11连通排污管4，其他过滤罐11则继续进行过滤作业，一部分水沿出水管5流向叠片式过滤器2，另一部分水则进入需要反冲洗的过滤罐11内，并由集水腔进入滤帽14和导水管19，从滤帽14上方出来的水对滤料10进行冲洗。
而进入导水管19的水则进入内冲洗筒131内，并经喷水件133喷出，由于喷水件133由若干以内冲洗筒131的轴心圆周均匀分布的L形管头构成，喷出的水大部分冲向挡水板136，在水压的作用下，所有挡水板136均受到同一旋转方向的力，进而使得外冲洗筒132进行转动，同时，挡水板136在水流的作用下挤压第一弹簧137，使得挡水板136滑向第二限位板135，挡水板136不再对出水孔138进行遮挡，外冲洗筒132转动时对周围的滤料10进行揉搓，且外冲洗筒132产生的旋转水流以横向的方式将滤料10之间的杂质冲出，迫使滤料10之间的杂质被反冲洗的水带入滤料10的上层水流中，结合滤帽14中出来的水，可以快速地将滤料进行清理，尤其是能够快速扩大各层滤料10之间的间隙，并在外冲洗筒132和滤帽14的两种冲洗方式的作用下，快速对滤料10进行揉搓冲洗，反冲洗效率更高，相对于传统增压冲洗或水气结合的冲洗方式，更加精准、全面，且更加节能、节水。
实施例二
发明人在对上述实施例进行实际使用时发现，如果水压偏低或滤料10布置过于紧密，则会导致外冲洗筒132无法旋转，大部分水流直接从滤帽14向上直接进入滤料10层，发明人为了进一步提高外冲洗筒132与滤帽14的冲洗配合效率，对上述实施例作出了进一步改进。
如图8、9、12所示，本实施例的支撑板12围绕每个滤帽14的外部均固定有支撑筒15，支撑筒15的底部通过第二弹簧16连接有支撑柱17，支撑柱17与支撑筒滑动配合，支撑柱17上方固定有与滤帽14外形一致的滤罩18，滤罩18顶部开设有滤孔181，第二弹簧16完全压缩时，滤罩18能够对滤帽14的上部分过滤区域进行遮挡。
在滤料10的重力下，使得支撑柱17压缩第二弹簧16，滤罩18对滤帽14的上部分过滤区域进行遮挡，正常过滤时，滤料10过滤后的水从滤帽14的下部分过滤区域进入过滤罐11的集水腔内，而反冲洗时，水流从滤帽14的竖直方向对滤罩18作用，然后从滤孔181流出，如果滤料10过于紧密，则由于滤罩18的阻力作用，水流则大部分流入内冲洗筒131内，水压增大，从而首先使外冲洗筒132进行转动，并打开出水孔138，在外冲洗筒132转动时对周围的滤料10进行揉搓，使得紧密的滤料10间隙增大，并向上膨胀，然后滤罩18向上升起，在外冲洗筒132和滤帽14的两种冲洗方式的作用下，继续快速对滤料10进行揉搓冲洗，从而有效解决了水压偏低或滤料10布置过于紧密导致外冲洗筒132无法工作的问题，进一步提高了反冲洗效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，包括相连接的砂石式过滤器（1）和叠片式过滤器（2），其特征在于，所述砂石式过滤器（1）包括多个过滤罐（11），每个所述过滤罐（11）的进水口通过三向阀分别与进水管（3）和排污管（4）相连，每个所述过滤罐（11）的出水口与出水管（5）连接，所述过滤罐（11）内固定有支撑板（12），所述支撑板（12）将所述过滤罐（11）上下分为过滤腔和集水腔，所述支撑板（12）的中心处设置有反冲洗组件（13），所述支撑板（12）围绕所述反冲洗组件（13）一周设置有多个滤帽（14），所述过滤罐（11）的过滤腔内设置有覆盖所述滤帽（14）的滤料（10）；
所述反冲洗组件（13）包括内冲洗筒（131）和外冲洗筒（132），所述内冲洗筒（131）与所述支撑板（12）固定连接，所述内冲洗筒（131）的底部与所述集水腔连通，所述外冲洗筒（132）的底部与所述支撑板（12）转动连接，所述内冲洗筒（131）的外壁上下连接有若干组喷水件（133），每组所述喷水件（133）由若干以所述内冲洗筒（131）的轴心圆周均匀分布的L形管头构成，所述外冲洗筒（132）的内壁固定有若干均匀分布的第一限位板（134）和第二限位板（135），每个所述第一限位板（134）与第二限位板（135）之间均设置有挡水板（136），所述挡水板（136）的一侧通过第一弹簧（137）与第一限位板（134）连接，所述外冲洗筒（132）在与每个所述挡水板（136）对应的位置开设有若干出水孔（138）。
2.根据权利要求1所述的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，其特征在于：所述出水管（5）与叠片式过滤器（2）的进水口相连接，所述叠片式过滤器（2）的出水口连接蓄水池（6）。
3.根据权利要求1所述的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，其特征在于：所述进水管（3）上设置有释压阀（7）、压力表（8）和排气阀（9），所述压力表（8）用于检测所述进水管（3）内压力。
4.根据权利要求1所述的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，其特征在于：所述支撑板（12）围绕每个所述滤帽（14）的外部均固定有支撑筒（15），所述支撑筒（15）的底部通过第二弹簧（16）连接有支撑柱（17），所述支撑柱（17）与所述支撑筒滑动配合，所述支撑柱（17）上方固定有与滤帽（14）外形一致的滤罩（18），所述滤罩（18）顶部开设有滤孔（181）。
5.根据权利要求1所述的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，其特征在于：所述挡水板（136）的底部设置有弧形滑板（139），所述弧形滑板（139）贯穿所述第一限位板（134）和第二限位板（135）并与所述第一限位板（134）和第二限位板（135）滑动配合。
6.根据权利要求1所述的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，其特征在于：所述支撑板（12）的中心处固定有转动套（121），所述外冲洗筒（132）的底部限位在所述转动套（121）内并与所述转动套（121）转动连接。
7.根据权利要求1所述的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，其特征在于：所述内冲洗筒（131）的底部固定连接有导水管（19），所述导水管（19）与所述支撑板（12）固定连接，且所述导水管（19）的底部与支撑板（12）下方的集水腔连通。
8.根据权利要求1所述的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，其特征在于：所述第一弹簧（137）使所述挡水板（136）的另一侧与第二限位板（135）紧贴，所述喷水件（133）的L形管头出水口朝向所述挡水板（136）与所述第二限位板（135）紧贴的一侧，所述挡水板（136）的底部与所述外冲洗筒（132）的内壁紧贴，且对所述出水孔（138）进行遮挡。
9.根据权利要求1所述的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，其特征在于：所述滤帽（14）的上部位于所述支撑板（12）的过滤腔内，所述滤帽（14）的底部与集水腔连通，所述滤料（10）的高度小于外冲洗筒（132）的高度。
10.根据权利要求7所述的一种蓄水池自动反冲洗砂石式及叠片式组合过滤系统，其特征在于：所述导水管（19）的孔径大于所述内冲洗筒（131）的内径。
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