一种翻板网式过滤器、过滤系统及其使用方法与流程

本发明属于过滤器技术领域，特别是涉及一种大田滴灌用的翻板网式过滤器、过滤系统及其使用方法。

背景技术：

微灌技术是我国西北干旱区绿洲充分合理利用和节约水资源的现代灌溉技术，也是克服土壤次生盐渍化危害、提高生产效益的有效途径，完整高效的微灌系统是西北地区农业经济发展的支撑力量。

其中微灌用网式过滤器是微灌系统的重要组成部分，以新疆北疆地区为代表，网式过滤器具有能够有效地去除水源当中的泥沙颗粒和悬浮杂质的作用。当过滤器运行一段时间后，滤网内表面会被泥沙颗粒和悬浮杂质堵塞，水头损失增大，为达到高效过滤的要求，需对过滤器进行排污工作，因此对过滤器的能量损失和排污效果成为决定过滤器性能好坏的重要因素。

但自清洗网式过滤器自清洗效果很难达到较高标准，在实际工作中往往会影响下一个过滤周期的正常工作。同时，现有研究中也未明确指出流量与排污时间的准确关系，只是确定排污时间的工作范围，在实际工作中容易产生偏差。因此，亟待研发一种新型翻板网式过滤器，通过排污时间和排污洁净度的研究，以解决现有过滤器能量损失大以及排污不彻底的问题。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有设计的缺陷，设计一种结构简单、成本低廉并且能够进行自动排污的翻板网式过滤器、过滤系统及其使用方法。

一种翻板网式过滤器，包括过滤器外壳5，过滤器外壳5一端为进水口4，另一端为排污口1，所述过滤器外壳5底部开设有出水口6；所述过滤器外壳5内壁设置有圆环柱形滤网，所述圆环柱形滤网中心位置设置有翻板3，翻板3通过转轴16与过滤器外壳5构成一个整体，所述转轴16上的手柄17与电磁阀相连接并受其控制。

所述圆环柱形滤网的内径与翻板3的外径相同。

所述过滤器外壳5上还设置有压力计2，压力计2位于出水口6附近，用于配合进水管处压力计共同监测过滤过程中的压力变化。

所述进水口4还与蝶阀螺纹连接。

所述过滤器外壳5与排污口1之间通过渐变管进行螺栓连接。

一种翻板网式过滤系统，包括翻板网式过滤器、蓄水池7、沉砂搅拌池8和排污水池，所述翻板网式过滤器的进水口4通过进水管11与蓄水池7底部相连通，所述翻板网式过滤器的排污口1通过管道与沉砂搅拌池8相连通，所述翻板网式过滤器的出水口6连接滴灌大田的进水管。

所述进水管11上还设置有水泵10和流量计12，继而水泵10和变频柜9相连。

一种翻板网式过滤器的使用方法，包括如下步骤：

1、过滤杂质：保持翻板处于完全打开状态，排污口完全关闭，打开蝶阀，由滤网内部向外部对微灌用水进行杂质过滤，小于滤网孔径的杂质积聚在滤网内部，使滤网内压力增大；同时过滤后的洁净水由出水口进入到灌溉系统中；当滤网内外压力差达到预先设定的压力差时，开始排污；

2、第一次排污：关闭出水口阀门，同时打开排污口阀门，翻板处于打开状态，向进水口注入清水，将进水口和翻板之间的杂质携带至出水口，在翻板与出水口之间形成堆积；

3、第二次排污：完成步骤2后，控制翻板关闭，水流经翻板与进水口之间的滤网内侧进入到滤网外侧，再经出水口与翻板之间的滤网外侧进入到滤网内侧，通过出水口的回流水与进水口处的清水共同作用，将堆积在翻板与出水口之间的杂质经排污口携带到过滤器外；

4、再次将翻板完全打开，观察进出水口处的压力表显示的压力差，若达到过滤器初始工作状态的压力差值，即完成整个排污工作。

其中，一次排污过程主要利用进水压力完成翻板和进水口部分的滤网内表面清洗，二次排污过程主要利用进水口注入清水与出水口管中回水形成的压力、合力完成翻板与出水口之间滤网内表面清洗以及将杂质排出过滤器内部。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下积极效果：

1、本发明主要是解决当前网式过滤器排污过程中排污方式复杂以及排污效果差的问题，通过试验研究，在180m³/s的工况下排污时间可减少至1min以内，大大减少了由于排污时间过长造成的水资源的浪费；同时排污的洁净程度较高，98％的积聚杂质可以被排出过滤器外；

2.本发明采用一种新的排污方法，即利用翻板开闭控制水流进行分级排污，操作简单，在实践中使用较为方便。

附图说明

图1为本发明翻板网式过滤器的整体结构示意图。

图2为翻板的局部放大图。

图3为滤网的细部示意图。

图4为翻板网式过滤系统的整体结构示意图。

图5为含沙量为0.122g/l时排污口水样含沙量随时间的变化曲线。

图6为含沙量为0.234g/l时排污口水样含沙量随时间的变化曲线。

图7为含沙量为0.278g/l时排污口水样含沙量随时间的变化曲线。

图8为含沙量为0.309g/l时排污口水样含沙量随时间的变化曲线。

图9为含沙量为0.336g/l时排污口水样含沙量随时间的变化曲线。

其中，1为排污口，2为压力计，3为翻板，4为进水口，5为过滤器外壳，6为出水口，7为蓄水池，8为沉砂搅拌池，9为变频柜，10为水泵，11为进水管，12为流量计，13为不锈钢条，14为外箍圈，15为翻板主体，16为转轴，17为手柄。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明公开了一种翻板网式过滤器，包括过滤器外壳5，过滤器外壳5一端为进水口4，另一端为排污口1，所述过滤器外壳5底部开设有出水口6；所述过滤器外壳5内壁设置有圆环柱形滤网，所述圆环柱形滤网中心位置设置有翻板3，翻板3通过转轴16与过滤器外壳5构成一个整体，所述转轴16上的手柄17与电磁阀相连接并受其控制。

所述圆环柱形滤网的内径与翻板3的外径相同。

所述过滤器外壳5上还设置有压力计2，压力计2位于出水口6附近，用于配合进水管处压力计共同监测过滤过程中的压力变化。

所述过滤器外壳5与排污口1之间通过渐变管进行螺栓连接。

如图4所示，一种翻板网式过滤系统，包括翻板网式过滤器、蓄水池7、沉砂搅拌池8和排污水池，所述翻板网式过滤器的进水口4通过进水管11与蓄水池7底部相连通，在螺栓连接处设置蝶阀开关；所述翻板网式过滤器的排污口1通过管道与沉砂搅拌池8相连通，在螺栓连接处设置蝶阀开关；所述翻板网式过滤器的出水口6连接滴灌大田的进水管，在螺栓连接处设置蝶阀开关。

所述进水管11上还设置有水泵10和流量计12，继而水泵10和变频柜9相连。

一种翻板网式过滤器的使用方法，包括如下步骤：

1、过滤杂质：保持翻板处于完全打开状态，排污口完全关闭，打开蝶阀，由滤网内部向外部对微灌用水进行杂质过滤，小于滤网孔径的杂质积聚在滤网内部，使滤网内压力增大；同时过滤后的洁净水由出水口进入到灌溉系统中；当滤网内外压力差达到预先设定的压力差时，开始排污；

2、第一次排污：关闭出水口阀门，同时打开排污口阀门，翻板处于打开状态，向进水口注入清水，将进水口和翻板之间的杂质携带至出水口，在翻板与出水口之间形成堆积；

3、第二次排污：完成步骤2后，控制翻板关闭，水流经翻板与进水口之间的滤网内侧进入到滤网外侧，再经出水口与翻板之间的滤网外侧进入到滤网内侧，通过出水口的回流水与进水口处的清水共同作用，将堆积在翻板与出水口之间的杂质经排污口携带到过滤器外；

4、再次将翻板完全打开，观察进出水口处的压力表显示的压力差，若达到过滤器初始工作状态的压力差值，即完成整个排污工作。

其中，一次排污过程主要利用进水压力完成翻板和进水口部分的滤网内表面清洗，二次排污过程主要利用进水口注入清水与出水口管中回水形成的压力、合力完成翻板与出水口之间滤网内表面清洗以及将杂质排出过滤器内部。

所述翻板网式过滤系统使用的配套辅助设施参见表1。

表1配套辅助设施

如图5-9所示，对大田微灌中常用的80目过滤网进行排污性能试验，通过对排污口含沙水样含沙量的测定，绘制5个不同含沙量下排污口水样含沙量随时间的变化曲线。

1、排污时间分析

通过正交试验分析，过滤器排污流量是影响过滤器排污时间的关键因素。当进口含沙量一定时，排污口含沙量随排污时间的变化规律是一致的。在初始0-25s阶段，过滤器进行一次排污时，排污口含沙量保持不变，基本等于排污用水的含沙量，因在一次排污时，主要是将过滤器进水口和翻板之间的泥沙杂质运移到排污口附近；25s以后阶段，过滤器进行二次排污时，排污口含沙量开始增加，达到峰值后下降直至恢复至与排污用水含沙量一致时，保持不变。

由图5-图9发现，随着排污流量的增大，排污口含沙量达到峰值的时间和排污总时间均在减小。当进水流量为140m³/s-160m³/s时，达到排污峰值的时间为40-45s，排污总时间为63-69s；当进水流量为170m³/s-200m³/s时，达到排污峰值的时间为30-40s，排污总时间为48-53s。结合试验数据和工程实际，确定低流量工况下，排污时间应为70s；确定高流量工况下，排污时间应为50s，以避免由于排污时间过长产生的耗水量过大的问题以及由于排污时间不足造成的清洗效果达不到标准的问题。

2、排污效果分析

通过正交试验分析，过滤器进水流量是影响过滤器排污洁净度的另一关键因素。在进水含沙量一定的情况下，测定不同流量下滤网内部堵塞沙量与排污口排沙总量，其高流量(170m³/h-200m³/h)和低流量(140m³/h-160m³/h)工况下汇总数据分别见表2和表3。

表2低流量工况排污流量与排污洁净度计算汇总表

表3高流量工况排污流量与排污洁净度计算汇总表

由表2和表3分析可知，当含沙量一定时，排污洁净度与进水流量呈线性关系，在低流量工况下洁净度较低，其洁净度均小于90％，在高流量工况下洁净度较高，其洁净度均大于90％，即随进水流量增加，排污洁净度λ增加；当进水流量一定时，排污洁净度与含沙量亦呈线性关系，以q＝170m³/h分析，含沙量由0.122g/l变化至0.336g/l，排污洁净度由95.57％变化至72.30％，即随进水含沙量增加，排污洁净度λ减小；当流量为180m³/h及其以上时，洁净度基本稳定在97％以上，即当流量较大时，洁净度主要与进水流量有关，含沙量对其影响程度不大。