本发明涉及一种滤池阀门，具体地说是一种用于滤池待过滤进水以及反冲洗排水的水阀。
背景技术：
在净水工艺中，滤池过滤是其中的一个重要部分。过滤过程中，水中过滤出的杂质会不断在滤料层中积累，积累过多会导致出水水质不合格，使产水效率降低。因此需要通过反冲洗清除滤料层中积累的杂质。反冲洗过程中，水或气流反向冲击滤料层，使滤料层中沉积的杂质松动、脱出悬浮于水中，之后随水排出以达到清洗的目的。由于在反冲洗过程中，不仅会将杂质从滤料层水冲洗出，部分滤料也会在冲击下悬浮于水中，如果反冲洗排水方式不当，会导致滤料随水排出，从而造成滤料损失。
目前，大多数滤池的反冲洗排水口都是固定安装的，如果安装位置过高，反冲洗排水后留在滤池内的浊水多，则反冲洗的次数需要相应的增多，如果安装位置过低，水中悬浮的滤料离排水口过近，排水过程中滤料遗失将会增多。
另外，由于排水过程中滤池内的液位是不断变化的，排水开始时，液位高于排水口，水和杂质能够从排水口排出，而当液位将至排水口以下时，则排水停止。初始排水时的液位高度决定了持续排水的时间，如果初始阶段液位过高，水中悬浮的滤料容易和杂质一同被排出，导致滤料流失增大。如果初始阶段液位过低，排水时间过短，难以将杂质充分排出，出水质量达不到标准，导致冲洗次数和时间增长，不能达到节能节水的目的。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有滤池排水口高度固定，不能适应滤池液位变化，排水时滤料损失大的问题，提供一种滤池用的浮筒式升降阀。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种滤池用的浮筒式升降阀，在滤池中竖直设有一个用于待过滤水进入滤池以及反冲洗水流出滤池的进出水管，所述进出水管的上端口内设有阀座，阀座上方设有能够由驱动机构带动上下运动以控制阀门开闭的阀芯，在进出水管的上端套设有一个能够悬浮在水中的浮筒，浮筒的上端敞开形成进出水口，浮筒的内侧壁与进出水管的外侧壁滑动密封连接，使浮筒能够随滤池内水位的变化而沿进出水管上下浮动，以改变浮筒上端进出水口的高度。
所述浮筒上端的进出水口呈向外扩张的喇叭状。
所述的浮筒上固定有能够漂浮在水面上的漂浮体。
所述浮筒的圆周方向上均匀分布有四个漂浮体。
所述浮筒漂浮在水中的浮力大小使浮筒上端进出水口的上沿处于水面以下，例如处于水面以下5—15cm。
所述的阀芯由推杆电机带动上下运动。
所述的阀座和阀芯具有相互密封配合的锥形密封面。
所述的进出水管设置在滤池的中心，其下端通过管道与滤池侧壁的接口相接。
所述浮筒的下端设有用于限制其最大提升高度的限位装置。
本发明的有益效果是：套在进出水管上端的浮筒可漂浮在水中，并能够随滤池内水位的变化而上下浮动，使浮筒上端进出水口的高度也随液位变化而改变，在反冲洗排水过程中始终与滤池液位相适应，防止滤水随水流失。滤池反冲洗排水初始阶段的液位可以提升至一个较高的高度而无需担心滤料损失，因而反冲洗效率更高，能够减少反冲洗次数，缩短反冲洗时间，提高滤池的使用效率。
采用浮筒漂浮的方式可自动适应液位变化，进出水口与液面之间可始终保持设定的高度差。这种自动适应的方式不需经过液位测定、控制系统计算、驱动机构动作等一系列繁琐操作，因而，与通过驱动机构主动控制的方法相比，进出水口高度调整与液位变化之间几乎没有延迟，不但精度更高，而且不需要复杂的控制系统，简洁性和稳定性都更好。
附图说明
图1是本发明浮筒式升降阀在滤池中的安装结构示意图。
图2是图1所示滤池水位下降后浮筒位置变化的示意图。
图3是浮筒设置四个漂浮体的实施例示意图。
图中标记：1、滤池，2、进出水管，3、阀座，4、驱动机构，5、阀芯，6、浮筒，601、漂浮体，7、进出水口，8、滤料层，9、净水出口，10、反冲洗管。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明。下面实施例所列出的具体内容不限于权利要求记载的技术方案要解决的技术问题所必须的技术特征。同时，所述列举是实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部实施例。
如图1所示，本发明的浮筒式升降阀设置在滤池中，其包括一个竖直设置的进出水管2，该进出水管2用于待过滤的水进入滤池，同时也在反冲洗过程中作为排水管，用于反冲洗水流出滤池。进出水管2优选设置在滤池1的中心，便于反冲洗排水时液面上的杂质向中心聚集排出。当然，将进出水管设置在偏离中心的位置也是可行的，例如设置在滤池的一侧。相应的，液面上的杂质需要向滤池一侧聚集排出。
进出水管2的下端通过管道连接至滤池外部，例如连接至滤池侧壁的接口。在该接口处通过相应的阀门和管道连接待过滤水的给水管路和反冲洗浊水的排水管路。滤池正常滤水时，排水管路的阀门关闭，由给水管路通过进出水管2向滤池内通入待过滤的水。滤池反冲洗过程中，给水管路关闭，滤池液面上的杂质连通部分水经进出水管2通至排水管路排出。
在进出水管2的上端口内设有阀座3，阀座3上方设有能够上下运动的阀芯5。阀座3和阀芯5组成控制进出水管2开通或关断的阀门。阀座3和阀芯5的具体形式可以根据需要选择，本实施例选择圆锥阀的形式，阀座3和阀芯5上具有相互密封配合的锥形密封面。所示的阀芯5由驱动机构4，例如由推杆电机带动上下运动以控制阀门开闭。根据具体采用的阀门形式，也可采用吊索、螺杆等带动上下运动。
本发明为了解决排水口适应滤池液位变化的问题，在进出水管2的上端套设一个能够悬浮在水中的浮筒6，该浮筒6的上端敞开形成进出水口7。浮筒6的内侧壁与进出水管2的外侧壁直接是可滑动的，并且是密封的。因此，套装有浮筒6的进出水管2形成了上端可伸缩的形式。浮筒6与进出水管2之间滑动摩擦力的大小不应阻碍浮筒6在水的浮力作用下上升，同样也不应阻碍液位下降后浮筒在重力作用下的下降。因此，该浮筒6实际上是悬浮在水中的，能够随滤池1内水位的变化而沿进出水管2上下浮动。随着浮筒6的上下浮动，其上端进出水口7的高度也相应的上下变化，并且该变化始终与液面高度的变化相适应。
如图1所示，当滤池内水位升高时，浮筒6在水的浮力作用下沿进出水管2上升至一个较高的位置。而随着水的排出，如图2所示，当滤池内水位下降时，浮筒6也相应沿进出水管2下降。但进出水口7始终与水面保持一个相对固定的位置。
装有本发明浮筒式升降阀的滤池在正常工作时，待过滤水的给水管路与进出水管2导通，阀芯5在驱动机构4带动下上升，使阀门打开。待过滤的水从进出水口7进入滤池中，经滤池内的滤料层过滤后，从滤料层下方池壁上的净水出口排出。
随着过滤的进行，滤料层内沉积的杂质逐渐增多。当杂质过多阻碍过滤导致液位上升至预定值或者排出的净水经检测浊度大于预定值后，可判断为滤料层需要反冲洗。此时，停止带过滤水的进水和净水的出水，驱动机构4带动阀芯5下降关断进出水管。启动反冲洗程序，利用滤料层下方的反冲洗管进行反冲洗气冲和/或水冲。随着反冲洗的进行，杂质从滤料层中被冲洗出来，滤池内的液位逐渐上升。浮筒6也随之上升，使进出水口7始终与水面保持一个相对固定的位置。当液位达到设定的高点后，停止反冲洗气冲和水冲。驱动机构4带动阀芯5上升，打开阀门使浊水通过进出水口7口进入进出水管2，并经排水管路排出。
排水过程中，由于进出水口7与水面的相对位置始终固定，并且该相对位置是经反冲洗实验根据排浊水层的厚度和浮筒的浮力精确计算得到的，进出水口7的上沿始终处于水面以下一个合适的高度。因此，液面与进出水口7上沿的高度差既不会过大，可防止滤料随水流进入进出水管2而导致滤料损失。同时高度差也不会过小，可以保证液面上的杂质能够顺利的随水排出。
采用浮筒漂浮的方式可使进出水口7自动适应液位的变化，进出水口与液面之间可始终保持设定的高度差。滤池反冲洗排水初始阶段的液位可以提升至一个较高的高度而无需担心排水时液面与进出水口7之间的高度差过大而导致滤料损失，因而能够减少反冲洗次数，缩短反冲洗时间，提高滤池的使用效率。这种自动适应的方式不需经过液位测定、控制系统计算、驱动机构动作等一系列繁琐操作，因而，与通过驱动机构主动控制的方法相比，进出水口高度调整与液位变化之间几乎没有延迟，不但精度更高，而且不需要复杂的控制系统，简洁性和稳定性都更好。
所述浮筒6上端的进出水口7呈喇叭状向外扩张，扩展后管口增大，便于液面上的杂质向其汇集排出。
浮筒6可采用本身具有较大浮力的材质制作，使其能够悬浮于水中。也可以采用比较坚固但本身较重的金属等材料制作浮筒6的主体，而在其外围固定具体较大浮力的能够漂浮在水面上的漂浮体601。该漂浮体601的较大浮力可以是其材料本身所带来的，也可以利用结构方式来实现，例如采用空心结构，如空心浮球。漂浮体601的设置数量和具体安装方式根据需要设定。例如直接固定在筒状主体的外壁上，或者固定在从筒状主体上向外延伸出的连接支撑杆上。图3所示实施例中，采用连接支撑杆的形式固定有四个球形的漂浮体601，四个球形漂浮体601沿浮筒6的圆周方向上均匀分布，以保证浮筒6四周浮力均匀。
在浮筒6的下端设置限位装置，可以保持浮筒6套在进出水管2上，而不至于由于上升过高而脱离，同时，也可以通过限位装置限制其最大提升高度。限位装置的具体形式可以采用在浮筒6下端内侧设置向内突出的凸块的形式，与进出水管2上端外侧固定的阻挡部件相配合起到限位作用。也可以通过设置导槽和滑块的形式限位。具体采用哪种形式可以根据具体需要选择。同样，在浮筒6的上端也可以设置限位装置，用来限制其向下运动的最大行程，设置方式与下端的限位装置类似。
在反冲洗排水阶段，进出水口7需要处于滤池内的水面以下，从而使液面上的杂质能够顺利排出。进出水口7具体悬浮的高度由浮筒6在水中的浮力决定，而浮筒6的浮力大小可通过选择浮力材料的种类、尺寸、数量等进行调整。通过对反冲洗过程中滤料在水中的运动规律、水面杂质层的厚度等进行研究，经计算确定使浮筒6上端进出水口7的上沿处于水面以下5—15cm比较合适，最优为10cm。进出水口7能够在反冲洗排水过程中始终保持在液面以下这样位置，既能够使杂质充分排出，又最大限度的防止了滤料随水流入进出水管2，减少了滤料损失。
以上对具体实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的技术构思及其核心思想，尽管本文使用了特定的优选实施例对技术方案进行了描述和说明，但其不应理解为对本发明自身的限制。本领域技术人员在不脱离本发明技术构思的前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。这些轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。