一種開放式自清洗泵前過濾器及雜質過濾方法與流程

2023-05-15 09:48:26 2

本發明涉及過濾設備技術領域，尤其涉及一種開放式自清洗泵前過濾器及雜質過濾方法。

背景技術：

隨著人口不斷增長，全球水資源短缺，越來越多的地區農作物及樹木種植逐漸採用滴灌技術灌溉，而滴灌帶對用水允許含有雜質比例有嚴格要求，需要過濾器對水質的過濾精度達到一定標準才能使用，否則會堵塞滴灌帶。

現階段對雜質含量較高的農業灌溉用地表水過濾的方式主要有兩種:自然沉澱結合砂石過濾(介質過濾)和/或網式過濾。自然沉澱需要一定的時間才能使比重大於水的泥土、沙粒、礦物碎屑等雜物沉澱於水池底部，在夏季需要大量農業用水時，不能夠滿足用水量，且懸浮於水中的有機生物、塑料薄膜、藻類等比重小於水的物質無法有效去除；砂石介質性過濾設備一般通過壓力容器自然沉澱的基礎上與網式過濾器結合使用，但能耗損失大、自清洗效果不理想。依靠負壓原理自清洗型自動反衝洗網式過濾器，在封閉條件下進行水質過濾，但封閉式壓力容器有容量有限和對水中雜質含量有最大值容忍度的限制，過濾處理水的效率受水中雜技含量影響較大。當水中雜技含量越高，過濾效率越低。在現有技術條件下，對網式自清洗過濾器來說，當水中雜質含量高於一定量時，其自清洗效果不理想，需要頻繁反洗，大幅度降低灌溉效率。尤其在洪水暴發季節，通常地表水的雜質含量很高，此時，過濾器極易癱瘓，對農業生產帶來巨大損失。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提供一種開放式自清洗泵前過濾器及雜質過濾方法，主要目的在於改善過濾器的自清洗和過濾效果，提高過濾器的過濾效率。

為達到上述目的，本發明主要提供如下技術方案：

一方面，本發明的實施例提供一種開放式自清洗泵前過濾器，包括:機架、圓筒濾網、清洗機構、擾動裝置和驅動機構；

所述圓筒濾網設置在所述機架上，與所述機架固定連接；

所述清洗機構能夠轉動地設置在所述圓筒濾網上；所述清洗機構包括：中空轉軸和噴洗管；

所述中空轉軸能夠轉動地設置在所述圓筒濾網上，與所述圓筒濾網同軸設置；

所述噴洗管為一個或多個；所述噴洗管置於所述圓筒濾網的內部；所述噴洗管固定地設置在所述中空轉軸上，與所述中空轉軸連通；所述噴洗管上沿所述圓筒濾網的軸向設置有噴口，用於向所述圓筒濾網噴射加壓後的水；

所述中空轉軸的一端具有進水口，用於給所述噴洗管提供加壓後的水；

所述擾動裝置固定地設置在所述中空轉軸上，位於所述圓筒濾網的外側，且與所述噴洗管對應設置，被所述中空轉軸驅動與所述噴洗管同步旋轉；

所述圓筒濾網的一端具有出水口，用於抽吸出過濾後的水；

所述驅動機構設置在所述機架上，用於驅動所述中空轉軸轉動。

進一步地，擾動裝置包括：擾動構件和先導構件；

所述擾動構件與所述中空轉軸固定連接；所述擾動構件具有靠近所述圓筒濾網的端部，所述端部平行於所述圓筒濾網的外壁；

所述先導構件與所述中空轉軸固定連接，置於所述擾動構件沿旋轉方向的前方；所述先導構件具有靠近所述圓筒濾網的一端，所述先導構件的一端平行於所述圓筒濾網的外壁；

所述先導構件與所述擾動構件之間具有間隙。

進一步地，所述擾動構件為凹槽結構；所述凹槽結構沿所述圓筒濾網的軸向設置；所述凹槽結構的開口朝向所述圓筒濾網。

進一步地，所述清洗機構還包括：負壓隔離構件；

所述負壓隔離構件固定地設置在所述噴洗管上，沿所述噴口的分布方向布置在所述噴口的兩側；所述負壓隔離構件的開口朝向所述噴口的噴射方向。

進一步地，所述擾動構件與所述先導構件之間的間隙和所述負壓隔離構件的開口相對設置。

進一步地，所述噴口的外側為線性縫隙，內側為圓形通孔；所述圓形通孔與所述線性縫隙連通；所述線性縫隙的寬度不大於所述圓形通孔的直徑。

進一步地，還包括：水泵；

所述水泵的進水管與所述出水口連通，用於抽取過濾後的水；

所述水泵的出水管與所述進水口連通，用於通過所述中空轉軸，給所述噴洗管提供加壓後的水。

進一步地，所述擾動裝置與所述圓筒濾網之間設置有柔性構件；所述柔性構件設置在所述擾動構件和/或所述先導構件上的靠近所述圓筒濾網的端部；

所述負壓隔離構件上設置有彈性材料；所述彈性材料置於所述負壓隔離構件與所述圓筒濾網之間。

另一方面，本發明的實施例提供一種雜質過濾方法，包括如下步驟：

圓筒濾網豎直立於汙水中，汙水從圓筒濾網的外部向圓筒濾網的內部流動；

負壓隔離構件的開口與擾動構件的開口相對設置，在圓筒濾網的內外形成封閉空間；設置在圓筒濾網內的清洗機構和設置在圓筒濾網外的擾動裝置被驅動同步轉動；

為清洗機構提供加壓後的水；加壓後的水從噴口向圓筒濾網進行噴射，以將圓筒濾網的外壁上的雜質衝離；負壓隔離構件與圓筒濾網之間形成動態的隔離區，動態隔離腔用於保護噴口噴射的水不受向圓筒濾網內流動的水流影響；同時，擾動裝置在圓周運動時，帶動汙水旋轉，使汙水中的雜質在離心力的作用下遠離圓筒濾網；擾動裝置旋轉時，其與圓筒濾網之間形成動態負壓區；動態負壓區與動態隔離腔相對應，使圓筒濾網的內外壓差發生轉變，促使雜質與圓筒濾網分離；分離後的雜質被衝入擾動裝置進行收集或採用其他方式集中導出；

流入圓筒濾網的清潔水被抽吸出，實現對汙水的過濾。

進一步地，所述方法採用上述任一項所述的開放式自清洗泵前過濾器進行過濾作業。

藉由上述技術方案，本發明提供的開放式自清洗泵前過濾器至少具有下列優點：

過濾器的自清洗效果好，對汙水的過濾效果好，過濾器的過濾效率高。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種開放式自清洗泵前過濾器作業狀態的示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種開放式自清洗泵前過濾器的圓筒濾網、清洗機構和擾動裝置的組合主視示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種開放式自清洗泵前過濾器的圓筒濾網、清洗機構和擾動裝置的組合俯視示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種開放式自清洗泵前過濾器的圓筒濾網、清洗機構和擾動裝置的組合的另一實施方式的俯視示意圖；

圖5為本發明實施例提供的一種開放式自清洗泵前過濾器的圓筒濾網、清洗機構和擾動裝置的組合的再一實施方式的俯視示意圖。

圖中所示：

1為水池，2為機架，3為驅動機構，4為清洗機構，4-1為中空轉軸，4-11為進水口，4-2為噴洗管，4-3為負壓隔離構件，4-31為彈性材料，5為水泵，6為擾動裝置，6-1為擾動構件，6-2為柔性構件，6-3為先導構件，7為圓筒濾網，7-1為上端蓋，7-2為濾網本體，7-3為下端蓋，7-4為出水口，8為驅動輪，9為出水管，10為進水管。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效,以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明申請的具體實施方式、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。在下述說明中，不同的「一實施例」或「實施例」指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特徵、結構、或特點可由任何合適形式組合。

如圖1至圖3所示，一方面，本發明的實施例提供一種開放式自清洗泵前過濾器，包括:機架2、圓筒濾網7、清洗機構4、擾動裝置6和驅動機構3；

機架2為框架結構，為成型鋼材焊接或組裝而成。

圓筒濾網7設置在機架2上，與機架2固定連接；圓筒濾網7設置在機架2上；本實施例優選圓筒濾網7通過螺栓、螺釘等緊固件，能夠拆卸地連接在機架2上，以方便後續的拆卸維護；當然本實施例也不排除圓筒濾網7焊接在機架2上，以使連接可靠。工作狀態下圓筒濾網7置於水池1中，被汙水包圍，但圓筒濾網7的上端需要露出水面。

圓筒濾網7包括：濾網本體7-2、上端蓋7-1和下端蓋7-3；濾網本體7-2由鋼板捲曲焊接而成；上端蓋7-1固定地設置在濾網本體7-2的上端，本實施例優選上端蓋7-1與濾網本體7-2的上端通過螺栓固定連接；下端蓋7-3固定地設置在濾網本體7-2的下端。在作業時，該過濾器懸浮在水中，上端蓋7-1可以懸浮在水面以上，使上端蓋7-1可以選擇為非密封件，能夠降低加工成本。

清洗機構4能夠轉動地設置在圓筒濾網7上；清洗機構4包括：中空轉軸4-1和噴洗管4-2；

中空轉軸4-1能夠轉動地設置在圓筒濾網7上，與圓筒濾網7同軸設置；本實施例優選中空轉軸4-1能夠轉動地設置在上端蓋7-1上，與濾網本體7-2同軸設置；進一步地，中空轉軸4-1通過軸承與上端蓋7-1連接，以使中空轉軸4-1可以相對上端蓋7-1轉動；進一步地，中空轉軸4-1通過調心軸承與上端蓋7-1連接。當然也不排除中空轉軸4-1通過尼倫套與上端蓋7-1連接。

中空轉軸4-1的上端固定地設置有驅動輪8，本實施例優選驅動輪8與中空轉軸4-1通過焊接連接；當然也不排除驅動輪8套裝在中空轉軸4-1上，通過銷軸或螺栓固定。

驅動輪8與驅動機構3傳動連接，本實施例優選驅動輪8與驅動機構3通過鏈條傳動，傳動可靠；本實施例優選驅動機構3為電機，成本較低、方便控制；當然也不排除採用液壓馬達。本實施例優選驅動機構3固定在蓋板上，當然也可以固定在機架2的其它合適位置。

噴洗管4-2為一個或多個；噴洗管4-2置於圓筒濾網7的內部；噴洗管4-2固定地設置在中空轉軸4-1上，與中空轉軸4-1連通；本實施例優選噴洗管4-2為多個，多個噴洗管4-2沿中空轉軸4-1的轉動方向均勻地分布在中空轉軸4-1上。本實施例優選中空轉軸4-1為圓柱管狀結構，方便取材且轉動穩定可靠；當然，中空轉軸4-1也可以為多稜柱結構，易於與噴洗管4-2連接和連通。

噴洗管4-2上沿圓筒濾網7的軸向設置有噴口，用於向圓筒濾網7噴射加壓後的清潔水；噴口噴出的水需要的速度較快，要求噴洗管4-2內的水壓較高。

中空轉軸4-1的一端具有進水口4-11，用於給噴洗管4-2提供加壓後的水；進水口4-11與水泵5的出水管9連通，以通過中空轉軸4-1為噴洗管4-2提供加壓的衝洗水。

擾動裝置6固定地設置在中空轉軸4-1上，位於圓筒濾網7的外側，且與噴洗管4-2對應設置，被中空轉軸4-1驅動與噴洗管4-2同步旋轉；本實施例優選擾動裝置6焊接在中空轉軸4-1上，以使連接可靠；

擾動裝置6通過中空轉軸4-1與噴洗管4-2一起作圓周運動，使擾動構件6-1與圓筒濾網7之間形成動態負壓區，以改善噴洗管4-2對圓筒濾網7的衝洗效果，進而改善過濾器的自清洗效果。

噴洗管4-2的噴射方向指向擾動構件6-1的開口；擾動構件6-1與圓筒濾網7之間具有間隙；本實施例優選擾動構件6-1的開口與圓筒濾網7的外壁的距離為1mm-10mm，在保證擾動構件6-1轉動是與圓筒濾網7不幹涉的情況下，靠近圓筒濾網7，以增加其轉動時，與圓筒濾網7之間產生動態負壓區的效果，進而改善自清洗效果。

圓筒濾網7的一端具有出水口7-4，用於抽吸出過濾後的水；本實施例優選出水口7-4設置在下端蓋7-3上，用於過濾後的清潔水流出；出水口7-4與水泵5的進水管10連通，以使水泵5可以抽吸過濾後的清潔水。水泵5可以設置在機架2上，以方便控制；當然也不排除水泵5設置在其它安全位置。

驅動機構3設置在機架2上，用於驅動中空轉軸4-1轉動。本實施例優選驅動機構3通過螺栓固定在機架2上，通過鏈條傳動驅動驅動輪8。

本發明的實施例提供一種開放式自清洗泵前過濾器的自清洗效果好，對汙水的過濾效果好，進而提高了過濾器的過濾效率。

作為上述實施例的優選，參考圖5，擾動裝置6包括：擾動構件6-1和先導構件6-3；

擾動構件6-1與中空轉軸4-1固定連接；擾動構件6-1具有靠近圓筒濾網7的端部，該端部平行於圓筒濾網7的外壁；

先導構件6-3與中空轉軸4-1固定連接；先導構件6-3可以直接固定在中空轉軸4-1上，或通過連接件間接固定在中空轉軸4-1上。先導構件6-3置於擾動構件6-1沿旋轉方向的前方；先導構件6-3具有靠近圓筒濾網7的一端，該一端平行於述圓筒濾網7的外壁，以使先導構件6-3能夠與圓筒濾網7保持固定間隙旋轉。

先導構件6-3與擾動構件6-1之間具有間隙，以使在作業時，先導構件6-3與擾動構件6-1能協作將圓筒濾網7清潔，並使雜質遠離圓筒濾網7。先導構件6-3在旋轉時，在其與圓筒濾網7之間會產生動態負壓區有助於圓筒濾網7上的雜質脫落，同時先導構件6-3靠近圓筒濾網7的外壁設置，也可以將部分圓筒濾網7上的雜質接觸撥離，有助於清潔圓筒濾網7。

作為上述實施例的優選，擾動構件6-1為凹槽結構；凹槽結構沿圓筒濾網7的軸向設置；凹槽結構的開口朝向圓筒濾網7。擾動構件6-1通過連接杆固定連接在中空轉軸4-1上；固定連接優選焊接；當然，也可以通過緊固件固定。本實施例優選，噴口的噴射方向指向擾動構件6-1的開口，用於向擾動構件6-1的方向噴射加壓水。當然，噴口的噴射方向也可以指向擾動構件6-1與先導構件6-3的間隙，以使設置在擾動構件6-1前方的先導構件6-3在旋轉時與圓筒濾網7之間產生動態負壓區時即能與清洗機構4配合，對圓筒濾網7進行清潔，設置在先導構件6-3後方的擾動構件6-1繼續進行流體擾動，使清潔效果更好。

本實施例優選擾動構件6-1的上端為封閉狀；進一步地，擾動構件6-1的上端通過設置擋板進行密封，用於防止衝入擾動構件6-1的雜物向上衝出擾動構件6-1。

作為上述實施例的優選，擾動構件6-1的外壁為弧面；弧面沿擾動構件6-1的轉動方向彎曲，利於切割水面。進一步地，弧面沿擾動構件6-1的轉動方向的前部的曲率小於後部的曲率，以減小擾動構件6-1在水中的阻力，節約功耗。擾動構件6-1在旋轉時，在其與圓筒濾網7之間會產生動態負壓區有助於圓筒濾網7上的雜質脫落，同時擾動構件6-1靠近圓筒濾網7的外壁設置，也可以將部分圓筒濾網7上的雜質接觸撥離，有助於清潔圓筒濾網7。

作為上述實施例的優選，參考圖4，擾動構件6-1的外壁沿旋轉方向的前部與圓筒濾網7的切面的夾角為10°～30°；切面位於圓筒濾網7與擾動構件6-1的前端對應處，用於以減少流體的阻力；進一步地，擾動構件6-1的前端緊貼圓筒濾網7的外壁，以使擾動構件6-1可以剝離部分雜質。當然，擾動構件6-1的外壁可以為具有弧度的曲面，在由中部或中部附近向前端和/或後端延伸時，擾動構件6-1的外壁逐漸靠近圓筒濾網7的外壁。進一步地，擾動構件6-1的外壁的前部的曲率小於後部的曲率，有利於降低流動的阻力。

作為上述實施例的優選，擾動構件6-1的開口為圓弧結構，以與圓筒濾網7的外壁配合。

作為上述實施例的優選，擾動構件6-1的兩端與圓筒濾網7的兩端對齊，以與清洗機構4協調。

作為上述實施例的優選，擾動構件6-1包括：第一板件和第二板件；

第一板件與第二板件固定連接；第一板件上具有凹槽；凹槽沿圓筒濾網7的軸向設置；凹槽的開口方向與負壓隔離構件4-3的開口方向相對；第二板件設置在第一板件的外側，第二板件與第一板件固定連接；第二板件與第一板件沿旋轉方向的前端為封閉設置；第二板件與第一板件沿旋轉方向的後端具有空腔入口；空腔入口與噴口對應設置，用於接收被噴口噴離圓筒濾網7的雜物；

作為上述實施例的優選，第一板件為圓弧狀；第二板件為圓弧狀；第二板件的圓弧直徑較大。進一步地，第一板件與第二板件偏心設置。

作為上述實施例的優選，清洗機構4還包括：負壓隔離構件4-3；

負壓隔離構件4-3固定地設置在噴洗管4-2上，沿噴口的分布方向布置在噴口的兩側；負壓隔離構件4-3的開口朝向噴口的噴射方向；負壓隔離構件4-3與圓筒濾網7之間形成動態的隔離區，動態隔離區用於保護噴口噴射的水不受向圓筒濾網7內流動的水流影響。

作為上述實施例的優選，擾動構件6-1與先導構件6-3之間的間隙和負壓隔離構件4-3的開口相對設置。可替代地，負壓隔離構件4-3的開口與擾動構件6-1的開口相對設置，在圓筒濾網7的內外形成封閉空間，擾動構件6-1在旋轉中分撥汙水，擾動構件6-1與圓筒濾網7間會形成一個動態負壓區；動態負壓區與動態隔離腔對應，使圓筒濾網7的內外壓差發生轉變，使圓筒濾網7的內部壓強小於外壁壓強，轉變為外部壓強小於內部壓強，促進雜質與圓筒濾網7分離；分離後的雜質被衝入擾動構件6-1進行收集或採用其他方式收集導出。

作為上述實施例的優選，噴口的外側為線性縫隙，內側為圓形通孔；圓形通孔與線性縫隙連通；線性縫隙的寬度不大於圓形通孔的直徑，使噴射出的水流較分散，實現對圓筒濾網7的全覆蓋。可替代地，噴口為設置在噴洗管4-2上的噴嘴，用噴嘴進行噴水也可以實現對噴射水流的分散，以達到對圓筒濾網7的全面衝洗。本實施例優選，噴嘴為扇形獨立噴嘴。

作為上述實施例的優選，還包括：水泵5；水泵5的進水管10與出水口7-4連通，用於抽取過濾後的水；水泵5的出水管9與進水口4-11連通，用於通過中空轉軸4-1，給噴洗管4-2提供加壓後的水。本實施例優選水泵5設置在機架2上，方便控制；當然也不排除水泵5設置在機架2外的其它位置。可替代地，水泵5包括：水泵一和水泵二；水泵一與出水口7-4連通，用於抽吸過濾後的水，然後將水輸送至需求清潔水的地方；水泵二與進水口4-11連通，用於通過中空轉軸4-1給噴洗管4-2提供加壓後的水。水泵二抽取清潔水，給噴洗管4-2提供加壓後的清潔水。

作為上述實施例的優選，擾動裝置6與圓筒濾網7之間設置有柔性構件6-2；所述柔性構件設置在所述擾動構件和/或所述先導構件靠近所述圓筒濾網的端部。本實施例優選柔性構件6-2為橡膠片或鋼刷；當然也不排除為橡膠刷等其他柔性物件。本實施例優選柔性構件6-2與圓筒濾網7能夠滑動地接觸。

作為上述實施例的優選，負壓隔離構件4-3上設置有彈性材料4-31；彈性材料4-31置於負壓隔離構件4-3與圓筒濾網7之間。本實施例優選彈性材料4-31為橡膠條或橡膠片等，便於密封。在具有實施過程中，優選將彈性材料4-31與圓筒濾網7能夠滑動地接觸。

作為上述實施例的優選，圓筒濾網7為不鏽鋼衝孔網或不鏽鋼編織網，結構可靠，加工成本較低。當然，本優選實施例也不排除圓筒濾網7由圓筒狀支架支撐網布進行過濾；網布具有預定的過濾精度，能夠過濾掉預定的雜質。進一步地，圓筒濾網7的內側和外側設置有具有通孔的圓筒固定構件，用於固定和保護圓筒濾網7；可替代地，也可以通過在濾布的內側和外側固定圓筒固定構件，用於過濾。

作為上述實施例的優選，圓筒濾網7的網孔為圓形；網孔直徑為50～550μm，以實現理想的過濾效果。

另一方面，本發明的實施例提供一種雜質過濾方法，包括如下步驟：

圓筒濾網7豎直立於汙水中，汙水從圓筒濾網7的外部向圓筒濾網7的內部流動；

負壓隔離構件4-3的開口與擾動構件6-1的開口相對設置，在圓筒濾網7的內外形成封閉空間；設置在圓筒濾網7內的清洗機構4和設置在圓筒濾網7外的擾動裝置6被驅動同步轉動；

為清洗機構4提供加壓後的水；加壓後的水從噴口向圓筒濾網7進行噴射，以將圓筒濾網7的外壁上的雜質衝離；負壓隔離構件4-3與圓筒濾網7之間形成動態的隔離區，動態隔離腔用於保護噴口噴射的水不受向圓筒濾網7內流動的水流影響；同時，擾動裝置6在圓周運動時，帶動汙水旋轉，使汙水中的雜質在離心力的作用下遠離圓筒濾網7；擾動裝置6旋轉時，其與圓筒濾網7之間形成動態負壓區；動態負壓區與動態隔離腔相對應，使圓筒濾網7的內外壓差發生轉變，使圓筒濾網7的內部壓強小於外壁壓強，轉變為外部壓強小於內部壓強，促使雜質與圓筒濾網7分離；分離後的雜質被衝入擾動裝置6進行收集或導出；

流入圓筒濾網7的清潔水被抽吸出，實現對汙水的過濾。

作為上述實施例的優選，方法採用上述任一項的開放式自清洗泵前過濾器進行過濾作業。

本發明實施例提供的開放式自清洗泵前過濾器的清洗機構4被驅動轉動，對圓筒濾網7進行圓周循環衝洗，實現圓筒濾網7的自清洗，保持圓筒濾網7的清潔有利於改善過濾效果，不需要停機清理，可以提高過濾效率。

本發明實施例提供的開放式自清洗泵前過濾器結構簡單、連續反衝洗漂浮物、汙泥等雜質能力強、運行穩定，能夠獨立完成攔汙、過濾等工作環節，能較好地滿足不同灌溉工程對水質的過濾要求，避免停機維護、提高灌溉效率，也減少了對過濾器的維護成本。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。