叠片式自动反冲洗过滤器的研制-上海联兵环保免费电话：400-600-5030

摘　要:对叠片式自动反冲洗过滤器的结构设计、性能测试进行了详细的阐述,该种叠片式自动反冲洗过滤器,结构设计独特,外形美观,拆装方便。性能测试表明:水头损失小,反冲洗压力低,冲洗效果好,可替代进口产品。可广泛适用于微灌系统的水质过滤,也可与自动化系统配套使用,实现过滤器的自动反冲洗。
关键词:叠片;过滤器;反冲洗
中图分类号:S277.9　　　文献标识码:B
1　概　述
过滤器是微灌系统不可缺少的水净化处理设备,直接关系到微灌系统能否正常运行和系统的使用寿命。不同的水源条件,应选择不同的过滤型式。微灌过滤器从结构上可分为砂石过滤器、滤网式过滤器、叠片式过滤器等,从控制方式可分人工清洗过滤器和自动清洗过滤器。过滤器人工清洗拆装比较麻烦,若水质较差需经常清洗,不仅增加了劳动强度而且影响系统的正常运行。过滤器自动清洗可在系统运行过程中完成过滤器的清洗,较为方便,自动化程度高。
以色列、西班牙等国生产的叠片式自冲洗过滤器在微灌系统中得到广泛应用,我国尚没有完全产品化的、适宜微灌系统应用的叠片式自清洗过滤器,这方面研究也属起步阶段,与国外有较大差距。开发研制国产化的叠片式自清洗过滤器,是十分必要的。2003年,天津市水利科学研究所成功的开发研制了叠片式自动清洗过滤器,并获国家实用新型专利。
2　叠片式自冲洗过滤器结构形式
自冲洗过滤器由上、下壳体、叠片、反冲洗装置、卡箍组成,结构见图1,安装型式为立式,进出水方式为侧口进水,下口出水,材料为工程塑料。
3　工作原理
过滤器工作分过滤和反冲洗两种工作状态,如图2。
(1)过滤工作状态:过滤器内部的过滤盘片在弹簧力和水力作用下被紧密的压在一起。当含有杂质的水通过时,杂质颗粒被截留在滤盘的外边。
(2)反冲洗工作状态:改变过滤器的水流方向,在反向水压力作用下,盘片被松开,位于盘中央的反冲洗喷嘴沿切线喷射,使盘片旋转,盘上截留的杂物被冲洗掉排出。

4　过滤器的主要设计参数
(1)设计流量。过滤器的设计流量可以从几立方米到几十立方米,流量越大,加工工艺越难,造价越高。所以,一般注塑过滤器流量不大于10 m³/h。当需要过滤流量较大时,可将多个过滤器组装在一起,形成过滤器组。综合考虑实际应用和生产成本,确定过滤器的设计流量为Q=10 m³/h。

(2)过滤等级。过滤器的过滤效果好坏主要取决于滤网的目数,滤网目数越高,过滤效果越好。根据实际经验,一般要求所选用的过滤器的滤网的孔径大小应是所使用的微灌灌水器孔径大小的1/7~1/10。目前,微灌系统常用的过滤器目数:80目、120目、150目。所以,确定过滤器设计目数:120目。
(3)过滤速度。水流通过滤网时的速度为过滤速度,在过滤面积一定时,过滤速度越大,过滤器的过滤能力(流量)越大,但也使灌溉水中的某些污物容易“挤过”滤网而进入灌溉管道,从而使过滤后的水质达不到灌溉水质要求,另一方面也会产生较大的水头损失。如果过滤速度过小,为了达到一定的过滤能力(流量一定),则需要较大的滤网面积,这样会使过滤器的体积变大,造价升高。因此,过滤速度大小是设计过滤器的最重要的参数之一。微灌用网式过滤器的过滤速度一般在0.1~0.2 m/s之间,对于叠片式过滤器,其过滤净面积系数比网式过滤器小,考虑尽量减小叠片式过滤器的体积,过滤速度可适当加大,本次选用叠片式过滤器的过滤速度v=0.3 m/s。
(4)过滤面积。过滤器的过滤面积可按下式计算。

5　过滤器部件的结构设计
(1)滤片的结构设计计算。
①滤片为环状结构,滤片上下表面有V形型沟槽,结构如图3所示。


7　过滤器主要性能指标测试
(1)耐压试验。根据测试规程规定:工作压力×1.5倍=试验压力。过滤器的设计工作压力为0.4 MPa,试验压力为0.6MPa。利用试压泵进行打压试验,待测试系统压力稳定在0.6MPa时,保持10 min,经观察试件没有破损变形,密封件密封良好,没有渗漏现象。
试验结果表明:过滤器耐压试验达标。
(2)流量与水头损失关系曲线标定。流量与水头损失关系测试成果见表1。根据测试数据,进行Q ~ hf的回归分析。

(3)过滤器反冲洗压力范围测试。
当反冲洗压力为0.1 MPa时,过滤片开始上下移动,但形不成反冲洗效果。当反冲洗压力为0.2 MPa时,过滤片之间相互脱离,在反冲洗水流作用下,过滤片产生纵向移动和横向转动,反冲洗效果显著。通过试验表明:过滤器反冲洗适宜工作压力范围为0.18~0.25 MPa。
8　结　语
(1)过滤器结构设计合理,外形美观,各部件强度满足设计要求。
(2)在反冲洗环节设计上具有独创性,反冲洗工作压力低,性能上高于国外产品。该产品最低反冲洗工作压力0.18 MPa,而进口产品最低反冲洗压力需0.35 MPa,否则需提供外部压力源辅助反冲冼,增加投入成本。
(3)采用卡箍作为过滤器部件的连接锁紧装置,拆装十分方便。
(4)水头损失小,在设计流量下,过滤器水头损失仅0.6 m。
(5)清洗效果显著,通过试验表明,当过滤器堵塞严重时,反冲洗时间2 min,可完全冲洗干净。

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