一种低碳节能的抗堵塞取水头部的制作方法

1.本发明属于给水工程领域，具体是一种低碳节能的抗堵塞取水头部。


背景技术：

2.在以江河湖库为水源的地表水给水工程取水中，取水头部作为取水构筑物进水部分的关键设备或构筑物，取水头部的优劣直接影响水厂以及其他用水设备的运行安全稳定。近年来由于自然环境的人为破坏，气候反常，洪涝灾害时有发生，再加上河床年久失修，水士流失严重等因素，河流特别是一些山区河流，一到汛期大量的泥沙被地面径流带入河流中。长期以来，水中泥沙是困扰供水企业的难题。传统的取水头部形式有喇叭口、蘑菇形、鱼形罩、箱式、桥墩式等，但是，从现有的实践工程来看，传统取水头部的长期运行尚缺少安全保障，特别是在水流速度急、泥沙及杂草较多的江河上，在长时间的运行中，当取水头部装置容易堵塞，存在取水困难的问题。
3.而现有技术中的清洁组件使用板状旋转件带动毛刷对外壳体的内壁和过滤孔进行清洁，存在进入外壳体直接与过滤组件接触的泥沙体积过大数量过多，容易对过滤组件造成堵塞造成取水能力下降的问题，而直接使用旋转壳体带动毛刷旋转，则存在体积过大数量过多的泥沙堵塞旋转壳体的过滤孔，同样无法解决取水能力下降的问题。
4.因此需要提供一种能够减少过滤组件堵塞率，保证取水能力抗堵塞取水头部。


技术实现要素：

5.针对现有技术清洁组件使用板状旋转件带动毛刷对外壳体的内壁和过滤孔进行清洁，存在进入外壳体直接与过滤组件接触的泥沙体积过大数量过多，容易对过滤组件造成堵塞造成取水能力下降的问题；而直接使用旋转壳体带动毛刷旋转，则存在体积过大数量过多的泥沙堵塞旋转壳体的过滤孔，同样无法解决取水能力下降的问题，本发明提供一种低碳节能的抗堵塞取水头部。
6.为解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：一种低碳节能的抗堵塞取水头部包括：外壳体。
7.清洁组件，设置于外壳体内。
8.过滤组件，设置于清洁组件内。
9.所述外壳体、清洁组件和过滤组件的侧壁设置有孔径依次减小的过滤孔。
10.所述清洁组件包括：旋转动力源，与外壳体连接。
11.旋转壳体，设置于外壳体内，并与旋转动力源连接。
12.若干个外毛刷，其一端与旋转壳体连接，另一端与外壳体弹性抵接。
13.若干个内毛刷，其一端与过滤组件连接，另一端与旋转壳体弹性抵接。
14.在进一步的实施例中，现有技术的过滤组件在长时间使用时，仍会被河水中细小的颗粒物堵塞，进而降低了取水头部装置的给水能力，而具有反冲洗功能的过滤组件又需要额外增加清水存储装置进行反冲洗，存在生产和使用成本高的问题。
15.为了解决上述问题，所述过滤组件包括：第一过滤件，设置于清洁组件内，所述第一过滤件内围设有沉淀腔。
16.反冲洗水泵，其进液端与沉淀腔连通，出液端插设于第一过滤件内。
17.通过直接从沉淀腔使用沉淀腔内的过滤水输送到第一过滤件内，能够在不设置清水存储设备的情况下对第一过滤件进行反冲洗，通过取消清水存储设备能够降低现有技术生产和使用成本高的问题。
18.在进一步的实施例中，当取水系统的进液端单独插入第一过滤件内采集过滤水时，那么在反冲洗水泵向第一过滤件内输送过滤水进行反冲洗时，则存在从第一过滤件内靠近反冲洗水泵出液端的颗粒物冲到取水系统的进液端，导致无法达到反冲洗效果的问题。
19.为了解决上述问题，所述过滤组件还包括：收集管，插设于第一过滤件内。
20.所述收集管与反冲洗水泵的出液端以及外界的取水系统连通。
21.通过反冲洗水泵与外界取水系统共用收集管，能够在反冲洗水泵使用沉淀腔内的过滤水对第一过滤件进行反冲洗时，将第一过滤件内靠近收集管的颗粒物冲出进达到反冲洗的效果。
22.在进一步的实施例中，当取水系统直接使用收集管取水时，仅经过过滤而未经过沉淀的过滤水中仍有细小颗粒物从收集管进入取水系统内，长时间工作后仍会造成取水系统的堵塞问题。
23.为了解决上述问题，所述第一过滤件内还开设有空心腔。
24.所述收集管收容于空心腔内，并与第一过滤件之间间隔预定距离。
25.通过收集管与第一过滤件之间间隔的预定距离，能够使过滤水内的颗粒物在空心腔内沉淀，进一步提高了对河水的过滤效果，降低了取水系统的堵塞率。
26.在进一步的实施例中，在过滤水中细小颗粒沉淀的过程中，存在附着在收集管的表面，在反冲洗时无法被冲掉，而在后续取水时候时，附着在收集管表面的细小颗粒物有存在掉落后被吸入取水系统内造成取水系统堵塞的问题。
27.为了解决上述问题，所述过滤组件还包括：第二过滤件，套设于收集管。
28.所述第二过滤件内填充有砾石。
29.通过在收集管外套设第二过滤件，能够在取水系统取水时，使过滤水中的细小颗粒附着在第二过滤件内的砾石表面，在进行反冲洗时，能够利用砾石的不规则形状，将附着在砾石表面的细小颗粒冲到空心腔内进行二次沉淀，进一步的避免了附着在收集管表面的细小颗粒物进入取水系统内，降低了取水系统堵塞的概率。
30.在进一步的实施例中，当反冲洗水泵的进液端与收集管靠近水头部装置底部过近时，容易出现反冲洗水泵或收集管将水头部装置底部沉淀的泥沙吸进沉淀腔和真空腔内部，从而避免了沉淀腔和真空腔内的过滤水被污染的问题。
31.所述反冲洗水泵的进液端至第一过滤件底端间隔有第一预定距离。
32.所述第二过滤件底端至第一过滤件底端间隔有第二预定距离。
33.通过控制反冲洗水泵的进液端和第二过滤件底端至第一过滤件底端的距离，能够避免取水管抽水时将水头部装置底部沉淀的泥沙吸进沉淀腔和真空腔内部，从而避免了沉淀腔和真空腔内的过滤水被污染的问题。
34.在进一步的实施例中，当反冲洗水泵从沉淀腔内取水进行反冲洗功能时，则存在反冲洗水泵将沉淀在外壳体底端的颗粒物吸进反冲洗水泵内，导致反冲洗水泵堵塞无法进行反冲洗的问题。
35.所述过滤组件还包括：若干个斜板，与第一过滤件的内壁连接，并在沉淀腔内错落分布。
36.所述斜板与第一过滤件的内壁存在预定相交角度。
37.通过斜板一方面能够避免在反冲洗水泵抽水时将沉淀在外壳体底端的颗粒物吸进反冲洗水泵内，进而避免了反冲洗水泵堵塞，保证了反冲洗的正常进行，另一方面能够将沉淀腔内絮凝沉淀的细小颗粒物导流至外壳体底端。
38.在进一步的实施例中，当毛刷过长时，毛刷会因其柔性过大而导致毛刷无法对外壳体和旋转壳体进行有效清洁的问题。
39.为了解决上述问题，所述清洁组件还包括：外刮板，其一端与旋转壳体连接，另一端向外壳体方向延伸预定距离。
40.内刮板，其一端与过滤组件连接，另一端向旋转壳体方向延伸预定距离。
41.所述外毛刷与外刮板的延伸端连接，所述内毛刷与内刮板的延伸端连接。
42.通过刚性的外刮板作为旋转壳体的延伸臂，刚性的内刮板作为过滤组件的延伸臂，并使外毛刷和内毛刷分别与外刮板和外刮板连接，能够解决了毛刷因延伸过长而柔性过大导致毛刷无法对外壳体和旋转壳体进行有效清洁的问题，提高了毛刷对外壳体和旋转壳体的清洁效率。
43.在进一步的实施例中，所述外刮板是设有预定弯曲角度的弯板。
44.通过将外刮板设置为弯板，能够在旋转壳体朝外刮板的凸面方向转动时，减小外刮板所受阻力，进而减小旋转动力源的能耗。
45.有益效果：通过旋转壳体对过滤组件进行保护，减少了过滤组件与泥沙的接触面积，降低过滤组件的堵塞率，进而提高了低碳节能的抗堵塞取水头部的汲水性能。
46.通过旋转壳体带动外毛刷旋转对外壳体的内壁和过滤孔进行清洁，清除卡在孔隙中的泥沙，降低了外壳体的过滤孔的堵塞率，进而提高了低碳节能的抗堵塞取水头部的汲水性能。
47.在旋转壳体旋转时，通过旋转壳体与内刮板上的毛刷抵接，能够对旋转壳体的内壁和过滤孔进行清洁，实现了清洁组件的自清洁功能，降低了外壳体过滤孔的堵塞率，进而提高了低碳节能的抗堵塞取水头部的汲水性能。
48.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本发明主题的一部分。
附图说明
49.附图不意在按比例绘制，除非特别说明。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。
50.图1为俯剖示意图。
51.图2为侧剖示意图。
52.图3为内刮板正视示意图。
53.图4为外刮板轴测示意图。
54.图1至图4所示附图标记为：外壳体1、清洁组件2、过滤组件3、旋转动力源21、旋转壳体22、内刮板23、外刮板24、毛刷25、第一过滤件31、沉淀腔32、取水管33、收集管34、第二过滤件35、空心腔36、斜板37。
具体实施方式
55.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
56.本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样, 除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件, 并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
57.本发明公开了一种能够保证过滤能力的同时，保证取水能力，减少取水头部装置堵塞率的抗堵塞取水头部。
58.在第一方面中，抗堵塞取水头部包括：外壳体1、清洁组件2和过滤组件3。
59.外壳体1的内部开设有过滤腔和排砂腔，清洁组件2和过滤组件3都安装在过滤腔内，过滤腔的两端设置有用于安装清洁组件2和过滤组件3的安装架，排砂腔是圆台状腔体，外壳体1的底端还开设有出砂口，出砂口的一端与排砂腔连通，另一端与外界连通，清洁组件2和过滤组件3与排砂腔连通，清洁组件2和过滤组件3内的泥沙等颗粒物沉淀至排砂腔，然后从出砂口排出，外壳体1外壁设置有固定装置来支撑整个装置，保证取水头部装置的稳定使用，在附图中为了展示取水头部装置的内部结构而将安装架的具体结构隐藏。
60.清洁组件2，设置于外壳体1内，其包括：旋转动力源21、旋转壳体22、若干个外毛刷25和内毛刷25。
61.其中，旋转动力源21与外壳体1连接，该旋转动力源21可以是电机与减速机的组合，也可以是气动马达或环形力矩电机，优选的，使用环形力矩电机作为旋转动力源21。
62.旋转壳体22是设置于外壳体1内的筒状结构在其侧壁开设有过滤孔，并与旋转动力源21连接，旋转壳体22与旋转动力源21连接，旋转壳体22通过环形导轨机构或滚轮机构与外壳体1的安装架连接，当旋转动力源21可以是电机与减速机的组合或气动马达时，旋转壳体22通过链条链轮机构或齿轮机构与旋转动力源21连接，当旋转动力源21是环形力矩电机，旋转壳体22可以如图2 所示直接与环形力矩电机的内壁连接。
63.若干个外毛刷25，其一端与旋转壳体22连接，另一端与外壳体1弹性抵接，优选的，
外毛刷25的数量为4-8个，外毛刷25在旋转壳体22外圆周等分分布。
64.若干个内毛刷25，其一端与过滤组件3连接，另一端与旋转壳体22弹性抵接，优选的，内毛刷25的数量为4-8个，内毛刷25在过滤组件3外圆周等分分布。
65.其中，外毛刷25和内毛刷25由茂密的刷丝组成，宽度为2-3cm，刷丝由磨料尼龙丝制作，具有很好的耐磨和耐酸碱性能。
66.过滤组件3设置于清洁组件2内，用于对水体进行过滤，取水系统与过滤组件3内部连接，在附图中为了展示取水头部装置的内部结构而将取水系统隐藏。
67.其中，外壳体1、清洁组件2和过滤组件3的侧壁设置有孔径依次减小的过滤孔。
68.通过旋转壳体22对过滤组件3进行保护，减少了过滤组件3与泥沙的直接接触面积，降低了过滤组件3的堵塞率，进而提高了低碳节能的抗堵塞取水头部的汲水性能。
69.通过旋转壳体22带动外毛刷25旋转对外壳体1的内壁和过滤孔进行清洁，清除卡在孔隙中的泥沙，降低了外壳体1的过滤孔的堵塞率，进而提高了低碳节能的抗堵塞取水头部的汲水性能，通过旋转壳体22带动外毛刷25旋转还能够提高外壳体1与清洁组件2之间的河水流动速度，减少泥沙在外壳体1和旋转壳体22侧壁的附着力，加快泥沙碰撞壳体后的沉降速度。
70.在旋转壳体22旋转时，通过使旋转壳体22与内毛刷25抵接，能够对旋转壳体22的内壁和过滤孔进行清洁，实现了清洁组件2的自清洁功能，降低了旋转壳体22的过滤孔的堵塞率，进而提高了低碳节能的抗堵塞取水头部的汲水性能。
71.在第一方面的进一步实施例中，当毛刷25过长时，毛刷25会因其柔性过大而导致毛刷25无法对外壳体1和旋转壳体22进行有效清洁的问题。
72.为了解决上述问题，清洁组件2还包括：外刮板24和内刮板23。
73.外刮板24的一端与旋转壳体22连接，另一端向外壳体1方向延伸预定距离。
74.内刮板23的一端与过滤组件3连接，另一端向旋转壳体22方向延伸预定距离。
75.外毛刷25与外刮板24的延伸端连接，内毛刷25与内刮板23的延伸端连接。
76.在本实施例中，外刮板24与外毛刷25的数量和位置相配合，内刮板23与内毛刷25的数量和位置相配合。
77.通过刚性的外刮板24作为旋转壳体22的延伸臂，刚性的内刮板23作为过滤组件3的延伸臂，并使外毛刷25和内毛刷25分别与外刮板24和外刮板24 连接，能够解决了毛刷25因延伸过长而柔性过大导致毛刷25无法对外壳体1 和旋转壳体22进行有效清洁的问题，提高了毛刷25对外壳体1和旋转壳体22 的清洁效率。
78.在第一方面的进一步实施例中，直板状的外刮板24在旋转壳体22旋转时，会受水流阻力的影响，导致旋转动力源21使用功率过大，能耗过高的问题。
79.为了解决上述为问题，外刮板24是设有预定弯曲角度的弯板，其中外刮板 24的弯曲角度在35
°
至65
°
之间，优选的，外刮板24的弯曲角度在40
°
至60
°
之间。
80.通过将外刮板24设置为弯板，能够在旋转壳体22朝外刮板24的凸面方向转动时，减小外刮板24所受阻力，进而减小旋转动力源21的能耗。
81.在第二方面，现有技术的过滤组件3在长时间使用时，仍会被河水中细小的颗粒物堵塞，进而降低了取水头部装置的给水能力，而具有反冲洗功能的过滤组件3又需要额外增加清水存储装置进行反冲洗，存在生产和使用成本高的问题。
82.为了解决上述问题，过滤组件3包括：第一过滤件31和反冲洗水泵。
83.第一过滤件31设置于清洁组件2内，用于对水体进行过滤，其中，第一过滤件31包括与外壳体1安装架连接的第一过滤壳体和收容于第一过滤壳体内的第一过滤填充物，该第一过滤填充物可以是砂石也可以是砾石，优选的第一过滤填充物是砂石。
84.第一过滤件31内围设有沉淀腔32，沉淀腔32用于对水体内的颗粒物进行沉淀，即第一过滤壳体是俯视为圆的“回”字形状壳体，优选的，第一过滤壳体的外壁过滤孔孔径大于其内壁过滤孔的孔径。
85.反冲洗水泵的进液端与沉淀腔32连通，出液端插设于第一过滤件31内，其中反冲洗水泵的进液端是图1和2中所示的取水管33，而且在此实施例中，取水系统也可以直接从沉淀腔32内取水。
86.通过直接从沉淀腔32使用沉淀腔32内的过滤水输送到第一过滤件31内，能够在不设置清水存储设备的情况下对第一过滤件31进行反冲洗，通过取消清水存储设备能够降低现有技术生产和使用成本高的问题。
87.在第二方面的进一步实施例中，当取水系统的进液端单独插入第一过滤件 31内采集过滤水时，那么在反冲洗水泵向第一过滤件31内输送过滤水进行反冲洗时，则存在从第一过滤件31内靠近反冲洗水泵出液端的颗粒物冲到取水系统的进液端，导致无法达到反冲洗效果的问题。
88.为了解决上述问题，过滤组件3还包括：收集管34。
89.收集管34插设于第一过滤件31内。
90.收集管34与反冲洗水泵的出液端以及外界的取水系统连通，作为优选的，收集管34的数量在4-12个之间，在图1所示实施例中，使用了8个收集管34，收集管34在第一过滤件31内可以是圆周等分分布。
91.其中，收集管34、反冲洗水泵和取水系统可以通过三通接头或换向阀连通。
92.本实施例中，取水系统可以与取水管33和收集管34中的一个连接，即取水系统可以使用取水管33和收集管34中的一个进行取水工作。
93.取水系统也可以同时与取水管33和收集管34连接，即取水系统可以同时使用取水管33和收集管34中进行取水工作，也可以分别使用取水管33和收集管34中的一个进行取水工作。
94.通过反冲洗水泵与外界取水系统共用收集管34，能够在反冲洗水泵使用沉淀腔32内的过滤水对第一过滤件31进行反冲洗时，将第一过滤件31内靠近收集管34的颗粒物冲出进达到反冲洗的效果。
95.在第二方面的进一步实施例中，当取水系统直接使用收集管34取水时，仅经过过滤而未经过沉淀的过滤水中仍有细小颗粒物从收集管34进入取水系统内，长时间工作后仍会造成取水系统的堵塞问题。
96.为了解决上述问题，第一过滤件31内还开设有空心腔36。
97.收集管34收容于空心腔36内，并与第一过滤件31之间间隔预定距离。
98.通过收集管34与第一过滤件31之间间隔的预定距离，能够使过滤水内的颗粒物在空心腔36内沉淀，进一步提高了对河水的过滤效果，降低了取水系统的堵塞率。
99.在第二方面的进一步实施例中，在过滤水中细小颗粒沉淀的过程中，存在附着在
收集管34的表面，在反冲洗时无法被冲掉，而在后续取水时候时，附着在收集管34表面的细小颗粒物有存在掉落后被吸入取水系统内造成取水系统堵塞的问题。
100.为了解决上述问题，过滤组件3还包括第二过滤件35。
101.第二过滤件35套设于收集管34。
102.第二过滤件35内填充有砾石。
103.通过在收集管34外套设第二过滤件35，能够在取水系统取水时，使过滤水中的细小颗粒附着在第二过滤件35内的砾石表面，在进行反冲洗时，能够利用砾石的不规则形状，将附着在砾石表面的细小颗粒冲到空心腔36内进行二次沉淀，进一步的避免了附着在收集管34表面的细小颗粒物进入取水系统内，降低了取水系统堵塞的概率。
104.在第二方面的进一步实施例中，当反冲洗水泵的进液端与收集管34靠近水头部装置底部过近时，容易出现反冲洗水泵或收集管34将水头部装置底部沉淀的泥沙吸进沉淀腔32和真空腔内部，从而避免了沉淀腔32和真空腔内的过滤水被污染的问题。
105.为了解决上述问题，反冲洗水泵的进液端至第一过滤件31底端间隔有第一预定距离，优选的，反冲洗水泵的进液端底端至第一过滤件31底端的距离是第一过滤件31总长度的1/4-1/3。
106.第二过滤件35底端至第一过滤件31底端间隔有第二预定距离，优选的，第二过滤件35底端至第一过滤件31底端的距离是第一过滤件31总长度的 1/10-1/5。
107.通过控制反冲洗水泵的进液端和第二过滤件35底端至第一过滤件31底端的距离，能够避免取水管33抽水时将水头部装置底部沉淀的泥沙吸进沉淀腔32 和真空腔内部，从而避免了沉淀腔32和真空腔内的过滤水被污染的问题。
108.在第二方面的进一步实施例中，当反冲洗水泵从沉淀腔32内取水进行反冲洗功能时，则存在反冲洗水泵将沉淀在外壳体1底端的颗粒物吸进反冲洗水泵内，导致反冲洗水泵堵塞无法进行反冲洗的问题。
109.为了解决上述问题，过滤组件3还包括：若干个斜板37。
110.斜板37与第一过滤件31的内壁连接，并在沉淀腔32内错落分布。
111.斜板37与第一过滤件31的内壁存在预定相交角度，斜板37与第一过滤件 31的内壁的相交角度在40
°
至65
°
之间，优选的，斜板37与第一过滤件31的内壁的相交角度在45
°
至60
°
之间。
112.通过斜板37一方面能够避免在反冲洗水泵抽水时将沉淀在外壳体1底端的颗粒物吸进反冲洗水泵内，进而避免了反冲洗水泵堵塞，保证了反冲洗的正常进行，另一方面能够将沉淀腔32内絮凝沉淀的细小颗粒物导流至外壳体1底端。
113.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。