一种微灌系统砂石过滤器及其使用方法

本发明涉及农业生产灌溉设备，具体涉及一种微灌系统砂石过滤器及其使用方法。

背景技术：

1、水资源短缺问题一直是阻碍我国经济、社会、文化等各项发展的主要障碍之一。其中农业用水在我国各个行业用水中排名第一，但在农业灌溉过程中，由于部分地区缺水严重，且用水效率低下，直接制约了当地农业的可持续发展。滴灌因其精量可控的特性，被认为是目前最有效的农业高效节水灌溉技术之一。一直以来，我国政府十分重视滴灌技术的应用于推广，出台了一系列方针政策予来支持滴灌技术在农业灌溉中的发展，使得我国节水灌溉发展迎来了前所未有的发展机遇。伴随着水资源的紧缺，劣质水源(如再生水、高含沙水、微咸水等)越来越多的被应用为灌溉水源，采用劣质水源滴灌越来越受到众多专家学者的关注。但是劣质水源中富含大量的颗粒物、微生物、营养物质、有机污染物等，颗粒物会与水中其它组分发生一系列微观动力学行为，使得颗粒物主要以微生物絮凝体的形式存在，表层附着一层生物膜(由固体微粒、微生物及其分泌的粘性聚合物等构成的聚合体)，导致灌溉系统堵塞。滴灌系统堵塞问题一直是滴灌研究领域的国际性难题，尤其是在采用水质复杂的劣质水源滴灌系统中，系统堵塞问题更加严峻，滴灌系统的运行风险急剧增加，使用寿命大幅缩减。

2、过滤器是滴灌系统中必不可少的水质净化处理设备之一，合理配置滴灌过滤系统，可以有效的减少进入滴灌系统的杂质，进而减缓滴灌系统管网和田间各个组成部分(如灌水器、电磁阀等)堵塞的发生。砂石过滤器是通过均匀分布且具备相同粒径或具有特定级配粒径的石英砂形成的过滤层对灌溉水源进行全方位过滤的设备，具有较强的截获污物的能力，常作为一级过滤设备，是国内外用于去除水中杂质，特别是有机杂质的一种最常见、效果最佳的过滤设备，只要需过滤水源中有机物含量超过10mg/l时，无论无机物含量高低，均应选用此类过滤器。众多专家学者主要对砂石过滤器的水力性能、过滤能力、滤料选择和结构特征等方面进行大量研究，取得了较有意义的研究成果。但是，目前砂石过滤器在使用时存在布水不均匀、运行时间久时罐体内部滤料容易出现水力分级现象、底部虑帽易被堵塞、反冲洗效率低等问题，与此同时，由于砂石过滤器本身是封闭结构，且大型滴灌工程砂石过滤器体积庞大，对其水利性能和过滤能力的进行综合测试的装置还未见报道，尤其是对其罐体内部滤料随着系统运行实时变化特征的测试更是未见报道；同时目前还未见有关针对引黄滴灌系统复杂水质条件下过滤器合理的运行方式还未见报道。

3、针对以上问题，亟需设计一种新型的微灌系统砂石过滤器，以解决上述现有技术存在的问题。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种微灌系统砂石过滤器及其使用方法，本过滤器通过布水器初滤组件、分级精滤组件和滤帽终滤组件的设置，能够对微灌系统水源中颗粒物、有机污染物等杂质进行有效分级精细过滤，具有布水更均匀、反冲洗全面简单、能够实现封闭罐体内部滤料堵塞过程和过滤器水利性能与过滤能力测试实时监控与测试、有效避免水力分级现象、维护维修方便和过滤效率高的特点。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种微灌系统砂石过滤器，包括过滤罐体，设置在过滤罐体内的布水器初滤组件、分级精滤组件和终滤组件；

4、所述布水器初滤组件设置在过滤罐体的进水管末端，且在布水器初滤组件下端设置有摄像头；

5、所述分级精滤组件可拆卸设置有若干层，且在分级精滤组件之间填充有滤料；

6、所述终滤组件转动设置在过滤罐体底部出水管上。

7、优选的，所述的过滤罐体的上设置有观察窗，且在进水管和出水管上设置有控制阀和高精度压力表。

8、优选的，所述的过滤罐体上还开设有插接口与分级精滤组件配合使用，所述分级精滤组件包括安装架和过滤板；

9、所述安装架为空心圆盘结构，且在安装架上设置有外护板、安装台环和导向台，所述外护板对称设置在安装架上，与设置在过滤罐体上的护板卡槽配合使用，所述安装台环对称设置在安装架内侧，且与过滤板配合使用，所述导向台对称设置在安装架的上下两侧，且与设置在过滤罐体内侧的导向轨配合使用；

10、所述过滤板通过安装台环设置在安装架内，且在对称设置的两个过滤板之间填充有滤料，所述过滤板上还设置有若干第二滤孔，所述第二滤孔的孔径大小由靠近进水管的方向沿远离进水管的方向逐渐减小。

11、优选的，所述的布水器初滤组件包括相互配合使用的内导流筒和外布水过滤筒；

12、所述内导流筒为空心导流筒，内导流筒的上端与进水管可拆卸连接，且在内导流筒上竖直设置有若干泄流槽，所述泄流槽外侧对称设置有第一导流板；

13、所述外布水过滤筒通过轴承转动安装在内导流筒外侧，且在外布水过滤筒上设置有若干第一滤孔和第二导流板，所述第二导流板设置在外布水过滤筒内侧，且与第一导流板配合使用。

14、优选的，所述的第一导流板沿内导流筒的外径方向倾斜设置，且各个第一导流板与内导流筒外壁切线方向的夹角a均相同；所述第二导流板沿外布水过滤筒的内径方向倾斜设置，且各个第二导流板与外布水过滤筒的内部切线方向的夹角b均相同；所述第一导流板与内导流筒外壁切线方向的夹角a和第二导流板与外布水过滤筒的内部切线方向的夹角b均为锐角。

15、优选的，所述的终滤组件包括五通连接头、导流管、过滤滤帽和反冲洗滤帽；

16、所述五通连接头转动安装在出水管上；

17、所述导流管可拆卸安装在五通连接头上，在导流管上呈“十”字形设置有若干导流柱与导流管的内部导流腔连通，且在上部导流柱内侧设置有内螺纹，所述内螺纹与防堵封流件配合使用；

18、所述过滤滤帽可拆卸安装在除上部导流柱的其他导流柱上；

19、所述反冲洗滤帽可拆卸安装在上部导流柱上。

20、优选的，所述的五通连接头下端设置有圆形卡槽，所述圆形卡槽与设置在出水管上的圆形卡环配合使用；且在所述出水管内还设置有安装板，所述安装板上设置有驱动电机，所述驱动电机的驱动端设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮与设置在五通连接头内侧的从动齿轮相互啮合，且在所述安装板上还设置有透水口。

21、优选的，所述的过滤滤帽包括第一外壳体、半球形滤网、底板和滤芯；所述第一外壳体与导流柱螺接连接，且在第一外壳体的前端部半球形帽上设置有若干第三滤孔；所述半球形滤网通过底板设置在第一外壳体内；所述滤芯设置在半球形滤网与底板之间的空腔中，且在底板上设置有若干透水孔；

22、所述反冲洗滤帽可拆卸安装在上部导流柱内，包括第二外壳体以及设置在第二外壳体上的若干反冲洗透水口，所述第二外壳体螺接设置在导流柱内。

23、优选的，所述的防堵封流件包括连接套，设置在连接套内的第一封流筒、第二导流件和密封芯；

24、所述连接套为空心套筒，且在连接套外设置有外螺纹与导流柱内侧的内螺纹配合使用；

25、所述第一封流筒设置在连接套内侧上端，且与密封芯配合使用；

26、所述第二导流件设置在第一封流筒下端，且在第二导流件上设置有导流口；

27、所述密封芯通过弹簧活动安装在第二导流件上，且与第一封流筒配合使用。

28、优选的，所述的微灌系统砂石过滤器的使用方法包括

29、(1)对微灌系统砂石的过滤过程；

30、(2)对过滤罐体、布水器初滤组件和分级精滤组件反冲洗清洁过程；

31、(3)对待测分级精滤组件和中间滤料的堵塞情况测试过程。

32、本发明的有益效果是：本发明公开了一种微灌系统砂石过滤器及其使用方法，与现有技术相比，本发明的改进之处在于：

33、本发明设计了一种微灌系统砂石过滤器，包括过滤罐体，设置在过滤罐体内的布水器初滤组件、分级精滤组件和终滤组件，在使用时：

34、1.通过布水器初滤组件的设置，能够在水流经进水管进入内导流筒内时，水流经泄流槽流出，并在两个第一导流板的导向作用下流入外布水过滤筒的内腔中，作用在第二导流板上，依靠倾斜流动的水流的推动力来带动外布水过滤筒360度旋转，利用外布水过滤筒来对水流进行初次过滤和布水，使得水流经初次过滤后可以均匀的落在过滤板上，完成水流的初次过滤和布水工作，有效保证水流的均匀布水，提高了分级精滤组件的使用率和过滤效果；

35、2.通过分级精滤组件的设置，能够有效的对水流进行分级过滤，保证了过滤过程的层次性和过滤效果；同时还可以在使用时整体将分级精滤组件抽出，对分级精滤组件内部填料和分层滤料内部的堵塞物质等进行测试；

36、3.通过布水器初滤组件、分级精滤组件和终滤组件的设置，能够对微灌系统水源中颗粒物、有机污染物等杂质进行有效分级精细过滤，具有布水更均匀、反冲洗全面简单、能够实现封闭罐体内部滤料堵塞过程和过滤器水利性能与过滤能力测试实时监控与测试、有效避免水力分级现象，有效保证了过滤效果；

37、4.通过高精度压力表、控制阀和摄像头的设置，能够实现对过滤器水利性能和滤料变化情况的动态实时监测和遥控；

38、5.通过本微灌系统砂石过滤器的结构设计，在使用时便于完成对微灌系统砂石的过滤、对本过滤器的反冲洗、待测试分级精滤组件和滤料的堵塞测试，避免水力分级现象，具有结构简单、维护维修方便和过滤效率高的优点。