细泥沙精滤装置和抗堵式滴灌系统的制作方法

本发明涉及农业灌溉过滤设备技术领域，是一种细泥沙精滤装置和抗堵式滴灌系统。

背景技术：

农业灌溉方式一般可分为传统的地面灌溉、普通喷灌以及微灌。传统地面灌溉包括畦灌、沟灌、淹灌和漫灌，但这类灌溉方式往往耗水量大、水的利用率较低，是一类很不合理的农业灌溉方式。另外，普通喷灌技术是中国农业生产中较普遍的灌溉方式。但普通喷灌技术的水的利用效率也不高。现代农业微灌溉技术包括微喷灌、滴灌、渗灌等。这些灌溉技术一般节水性能好、水的利用率较传统灌溉模式高。其中，滴灌是通过安装在毛管上的滴箭、滴头、滴灌带或其他孔口式灌水器将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水形式。其由于滴水流量小，缓慢入渗，主要借助毛管张力作用扩散，是最为节水和有效的灌溉方式之一。

农业灌溉用水主要包括地下水和地表水，其都含有较多杂质，无法直接将其用于滴灌，此前往往需要进行过滤处理以防止堵塞滴灌系统，然而现有过滤技术经过多次演变更迭，虽然在地下水的过滤中取得了较好的成效，但对于杂质构成更为复杂的地表水而言，目前依然无法克服其会堵塞滴灌系统的难题。针对地表水的过滤处理，在现有技术中常用的有以下四种不同的方式：

1）在泵后加装离心过滤器和采用手动清洗的网式过滤器，其中对于地下水中的泥沙颗粒非常有效，但网式过滤器的网芯容易破损，而且网芯在更换和清洗时需要将网芯拆出后再安装，操作繁琐，费时费力；当其用于地表水时，由于地表水的水质更为复杂，其滤后水中仍然含有较多的细泥沙颗粒，且滴灌系统的使用过程为间歇性过程，在滴灌系统停滞状态时，细泥沙颗粒将会沉积，从而堵塞滴灌系统；

2）在泵后加装砂石过滤器和采用手动清洗的网式过滤器，对于地表水中的有机物拦截非常有效，但对于地表水中富含的泥沙无法起到有效的过滤，易堵塞滴灌系统；而且砂石过滤器还存在滤料容易跑沙，滤料需要每年更换，占地面积特别大，压力损失在7米至10米之间，网式过滤器的网芯容易破损，而且网芯在更换和清洗时需要将网芯拆出后再安装，操作繁琐，费时费力；

3）在泵后加装能自动反洗的网式过滤器，其占地面积小，压损在5米以内，滤后水用于滴灌系统效果较好，但仍然存在细泥沙颗粒会沉积，从而堵塞滴灌系统的现象；而且对于富含泥沙、非泥沙杂质的水质会出现频繁反洗，导致排污量过大，继而导致滴灌系统无法正常使用；

4）在泵前加装能自动反洗的网式过滤器，对富含非泥沙杂质的灌溉用水起到了较好的过滤效果，且能减少压损，但是对于富含泥沙水质依然无能为力，仍然存在频繁反洗，细泥沙颗粒会沉积，从而堵塞滴灌系统的现象。

技术实现要素：

本发明提供了一种细泥沙精滤装置和抗堵式滴灌系统，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有过滤技术存在的对于富含泥沙杂质的地表水过滤效果差，其滤后水中仍含有较多细泥沙颗粒，用于滴灌系统易堵塞的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种细泥沙精滤装置，包括自清洗网式过滤器、水泵和离心过滤组，自清洗网式过滤器的出水口与水泵的进水口连接在一起，离心过滤组包括汇流进水管、汇流出水管和至少两个呈并联分布的离心过滤器，水泵的出水口与汇流进水管的进水口连接在一起，汇流进水管上设有与离心过滤器数量相同的汇流出水口，各个离心过滤器的进水口分别与相应的汇流出水口连接在一起，汇流出水管上设有与离心过滤器数量相同的汇流入水口，各个离心过滤器的出水口分别与相应的汇流入水口连接在一起，汇流出水管上还设有滤后水出口。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述自清洗网式过滤器可包括固定架、中心轴、滤网筒、环形端盖和清洗管，固定架上悬浮固定安装有中心轴，对应中心轴左右两端之间位置的中心轴外侧套装有滤网筒，在滤网筒左右两端上分别固定安装有内孔套装在中心轴外侧的环形端盖；中心轴包括互不连通的清洗段和出水段，清洗段的右端与出水段的左端固定在一起，清洗段的中部有清洗通道且清洗通道的入口位于清洗段的左端，出水段的中部有出水通道且出水通道的出口位于出水段的右端，出水通道的出口与水泵的进水口连接在一起，在出水段上间隔分布有能与出水通道相通的滤水入口；在滤网筒内设有位于其轴线上方的清洗管，且在清洗管上横向间隔分布有均能将管内的水喷至滤网筒内壁上的出水口，清洗管的左端与清洗段之间设有能连通清洗通道和清洗管内腔的连接管。

上述水泵的出水口与汇流进水管的进水口之间可设有分流管支路，分流管支路的出水口与清洗通道的入口连接在一起。

上述在固定架的左右两端均可设有横梁，在对应滤网筒前侧和后侧位置的两个横梁之间均设有位于滤网筒轴线上方的浮筒。

上述清洗管的轴线与滤网筒的轴线可平行且不重合，出水口的喷水方向与从滤网筒轴线到清洗管轴线的方向一致，且各个出水口形成线形阵列。

上述在固定架上可固定安装有能驱动滤网筒转动的动力驱动装置，动力驱动装置包括电机和减速器，减速器的动力输出轴上固定安装有主动轮，在一侧的环形端盖外侧固定安装有从动轮，主动轮和从动轮之间设有传送带或传动链条。

上述在每个出水口上均可固定有喷嘴；在出水段与清洗管的右端之间设有能抵在清洗管右端外侧的支撑杆；在滤网筒上沿圆周间隔分布有滤网固定方通。

上述离心过滤器的锥管段的锥度可为10°到15°之间。

上述离心过滤器的最小排量可为30m³/h到45m³/h之间。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用上述细泥沙精滤装置的抗堵式滴灌系统，包括细泥沙精滤装置、滴灌主管、滴灌支管和抗堵塞型滴灌毛细管，细泥沙精滤装置的滤后水出口上连接有滴灌主管，滴管主管上连接有至少两个与之相通的滴灌支管，每个滴灌支管上均连接有至少两个与之相通的抗堵塞型滴灌毛细管。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述汇流出水管与滴灌主管之间可设有主管调节阀，滴灌主管与各个滴灌支管之间均设有均设有支管调节阀。

本发明结构合理而紧凑，其通过自清洗网式过滤器可将大于一定粒径的泥沙颗粒以及植物纤维、杂草、树叶和藻类等悬浮漂浮物滤除，自清洗的频率低，能防止其频繁反洗，确保持续进入离心过滤组的网式滤后水的水量稳定；网式滤后水经过分流和离心过滤器过滤后，可将更细小的泥沙颗粒滤出，得到优质的离心滤后水，可有效防止滴灌系统堵塞；而且本发明构思巧妙，摒弃了现有技术发展的桎梏，对于富含泥沙杂质的地表水具有良好的过滤效果，其过滤过程不仅可减少压损，提高其过滤效率，其得到的离心滤后水也已经滤除了更细小的泥沙颗粒，配合抗堵塞型滴灌毛细管可进一步防止滴灌系统堵塞，使得滴灌系统的使用更加方便、省力、高效。

附图说明

附图1为本发明实施例一的最佳方案的主视结构示意图。

附图2为附图1的俯视结构示意图。

附图3为附图1中自清洗网式过滤器的立体结构示意图。

附图4为本发明实施例一中自清洗网式过滤器为立式漂浮式类型的主视结构示意图。

附图5为本发明实施例一中自清洗网式过滤器的过滤流向为从内向外过滤时的主视局部剖视结构示意图。

附图6为本发明实施例二的主视结构示意图。

附图7为附图6的俯视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为水泵，2为汇流进水管，3为汇流出水管，4为离心过滤器，5为固定架，6为滤网筒，7为环形端盖，8为清洗管，9为清洗段，10为出水段，11为滤水入口，12为连接管，13为分流管支路，14为横梁，15为浮筒，16为电机，17为减速器，18为主动轮，19为从动轮，20为传动链条，21为支撑杆，22为滤网固定方通，23为细泥沙精滤装置，24为滴灌主管，25为滴灌支管，26为抗堵塞型滴灌毛细管，27为主管调节阀，28为支管调节阀。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例一：如附图1、2、3、4、5所示，该细泥沙精滤装置包括自清洗网式过滤器、水泵1和离心过滤组，自清洗网式过滤器的出水口与水泵1的进水口连接在一起，离心过滤组包括汇流进水管2、汇流出水管3和至少两个呈并联分布的离心过滤器4，水泵1的出水口与汇流进水管2的进水口连接在一起，汇流进水管2上设有与离心过滤器4数量相同的汇流出水口，各个离心过滤器4的进水口分别与相应的汇流出水口连接在一起，汇流出水管3上设有与离心过滤器4数量相同的汇流入水口，各个离心过滤器4的出水口分别与相应的汇流入水口连接在一起，汇流出水管3上还设有滤后水出口。在使用过程中，地表水将经过自清洗网式过滤器过滤得到网式滤后水，网式滤后水将经水泵1的抽取后通过汇流进水管2分流送入各个离心过滤器4过滤，最后得到离心滤后水通过汇流出水管3从滤后水出口排出；在该过程中，通过自清洗网式过滤器可将大于一定粒径的泥沙颗粒以及植物纤维、杂草、树叶和藻类等悬浮漂浮物滤除，其由于将自清洗网式过滤器设置在水泵1前，可避免自清洗网式过滤器的反洗会带来压损或减少由水泵1抽取出的水量，确保持续进入离心过滤组的网式滤后水的水量稳定，而且由于后续还设有离心过滤组，使得自清洗网式过滤器的滤网的过滤级数可选取较低级别，从而可降低其自清洗的频率，防止其频繁反洗；网式滤后水经过分流和离心过滤器4过滤后，可将更细小的泥沙颗粒滤出，得到优质的离心滤后水，由于网式滤后水中需去除的杂质主要为细泥沙颗粒，其与水的比重较大，采用离心过滤器4可具有良好的分离效果；本发明构思巧妙，摒弃了现有技术发展的桎梏，对于富含泥沙杂质的地表水具有良好的过滤效果，其过滤过程不仅可减少压损，提高其过滤效率，其得到的离心滤后水也已经滤除了更细小的泥沙颗粒，将本发明用于滴灌系统时可有效避免滴灌系统堵塞，使得滴灌系统的使用更加方便、省力、高效。根据需求，可将自清洗网式过滤器的滤网设置为去除粒径大于120μm的杂质，将离心过滤器4设置为去除粒径大于40μm的泥沙颗粒，离心过滤器4的数量设置可根据处理水量确定，如采用最小排量为30m³/h的离心过滤器4，且网式滤后水每小时的排量为200m³时，可将7个离心过滤器4并联使用，从而确保离心过滤组具有良好的去除泥沙的效果。根据需求，自清洗网式过滤器可采用现有公知技术，如漂浮式立式、漂浮式卧式、沉没式立式、沉没式卧式等，其过滤流向可为从外向内过滤，也可为从内向外过滤，当其为从内向外过滤时，其出水口与水泵1的进水口之间的连接需增设蓄水容器，并使其出水口置于蓄水容器中，同时将水泵1的进水口连接有另一端置于蓄水容器中的进液管即可；其自清洗组件可为滤网固定且喷嘴旋转式或滤网旋转且喷嘴固定式。

可根据实际需要，对上述细泥沙精滤装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，自清洗网式过滤器包括固定架5、中心轴、滤网筒6、环形端盖7和清洗管8，固定架5上悬浮固定安装有中心轴，对应中心轴左右两端之间位置的中心轴外侧套装有滤网筒6，在滤网筒6左右两端上分别固定安装有内孔套装在中心轴外侧的环形端盖7；中心轴包括互不连通的清洗段9和出水段10，清洗段9的右端与出水段10的左端固定在一起，清洗段9的中部有清洗通道且清洗通道的入口位于清洗段9的左端，出水段10的中部有出水通道且出水通道的出口位于出水段10的右端，出水通道的出口与水泵1的进水口连接在一起，在出水段10上间隔分布有能与出水通道相通的滤水入口11；在滤网筒6内设有位于其轴线上方的清洗管8，且在清洗管8上横向间隔分布有均能将管内的水喷至滤网筒6内壁上的清洗出口，清洗管8的左端与清洗段9之间设有能连通清洗通道和清洗管8内腔的连接管12。在使用过程中，将自清洗网式过滤器悬浮于地表水中，使水位线位于清洗管8与滤网筒6的轴线之间，在滤网筒6上加装驱动使其能绕自身轴线转动，在清洗通道的入口上接入高压水源；然后地表水将通过滤网筒6过滤后进入滤网筒6内，再通过滤水入口11进入出水通道中，最后通过水泵1从出水通道的出口抽出后进入离心过滤组内，在该过程中，位于滤网筒6内的清洗管8将通过高压水源和清洗出口持续对固定方位喷出高压水柱，由于滤网筒6在连续转动，因此滤网筒6可在过滤地表水的同时进行反清洗作业，因为地表水的过滤方向为从外向内且该过程主要靠地表水自身的作用力，杂质将在该过程中隔离在滤网筒6外侧且其与滤网筒6外侧壁的附着力较小，然后被高压水柱反向冲洗而去除；采用此结构的自清洗网式过滤器结构简单，使用方便，其通过增设中心轴可提高滤网筒6转动的稳定性；通过增加清洗管8可使其集过滤和反洗为一体，且能在过滤的同时完成反清洗，过滤的效率高，反洗彻底，不易堵塞，其通过不间断冲洗滤网筒6可确保滤网筒6过滤效率的稳定性，且不需要再间断过滤作业而专门进行反洗，可提高过滤效率；通过使经过滤网筒6过滤的滤后水从滤水入口11进入出水通道后从其出口被水泵1抽出，可使水泵1的吸力聚焦于出水通道内，从而很大程度上削减了水泵1吸力对位于滤网筒6内外的水的作用力，可有效避免较小的杂质在强力作用下产生形变而穿过滤孔，并能减弱杂质在滤网筒6外侧的附着力，并进一步增强过滤和反洗效果；另外还可有效避免杂质进入水泵1内而影响其正常工作，有助于延长水泵1的使用寿命。根据需求，滤网筒6可采用现有公知技术，如呈筒状的高精度滤网等。

如附图1、2、3所示，水泵1的出水口与汇流进水管2的进水口之间设有分流管支路13，分流管支路13的出水口与清洗通道的入口连接在一起。由于自清洗网式过滤器的反洗需要的水量很少，与水泵1出水口的输出水量相比可忽略不计，因此可忽略分流管支路13对水泵1输出造成的压损，通过水泵1给自清洗网式过滤器提供反洗可简化本发明的整体结构，降低成本；根据需求，分流管支路13上可设有调节阀。

如附图1、2、3所示，在固定架5的左右两端均设有横梁14，在对应滤网筒6前侧和后侧位置的两个横梁14之间均设有位于滤网筒6轴线上方的浮筒15。根据需求，浮筒15可采用现有公知技术，位于滤网筒6前侧和后侧位置的浮筒15的数量相同且均至少为一个，且位于滤网筒6前侧和后侧位置的浮筒15的数量优选均为两个；安装在固定架5上的横梁14的上下位置可调节。通过增设浮筒15可使本发明向上悬浮，且通过调节浮筒15内的充气量可调整水位线与滤网筒6轴线之间的相对位置，从而使其能适用于各种环境中，尤其适用于自然条件下的水库、沟渠、河流、湖泊等环境下的水源水过滤处理，且不会受到水位线升降的影响，使其具有良好的适用性。

如附图1、2、3所示，清洗管8的轴线与滤网筒6的轴线平行且不重合，清洗出口的喷水方向与从滤网筒6轴线到清洗管8轴线的方向一致，且各个清洗出口形成线形阵列。这样可使清洗管8与滤网筒6的轴线之间形成间距，并缩短清洗出口与待冲洗滤网筒6位置之间的距离，从而加强喷至滤网筒6上的喷水压力，增强其反洗效果。

如附图1、2、3所示，在固定架5上固定安装有能驱动滤网筒6转动的动力驱动装置，动力驱动装置包括电机16和减速器17，减速器17的动力输出轴上固定安装有主动轮18，在一侧的环形端盖7外侧固定安装有从动轮19，主动轮18和从动轮19之间设有传送带或传动链条20。这样可将其均集成为一体，使其在使用前缩短安装时间，提高安装效率；根据需求，动力驱动装置还可采用其它现有公知技术。

如附图1、2、3所示，在每个清洗出口上均固定有喷嘴；在出水段10与清洗管8的右端之间设有能抵在清洗管8右端外侧的支撑杆21；在滤网筒6上沿圆周间隔分布有滤网固定方通22。增设喷嘴可进一步缩短清洗出口与待冲洗滤网筒6位置之间的距离，加强喷至滤网筒6上的喷水压力，增强其反洗效果；根据需求，喷嘴可采用现有公知技术，如增压喷嘴、调压喷嘴等。支撑杆21和连接管12可对清洗管8起到支撑作用，加强其在高压水源的作用下喷射水柱的稳定性；滤网固定方通22的设置可增强滤网筒6的强度，延长其使用寿命。

如附图1、2、3、4、5所示，离心过滤器4的锥管段的锥度为10°到15°之间。这样可使其能用于细小泥沙的过滤，如粒径大于45μm的泥沙颗粒。

如附图1、2、3、4、5所示，离心过滤器4的最小排量为30m³/h到45m³/h之间。这样可使离心过滤组在节省成本的同时保持有良好的过滤效果。

实施例二：如附图6、7所示，一种使用上述细泥沙精滤装置的抗堵式滴灌系统，包括细泥沙精滤装置23、滴灌主管24、滴灌支管25和抗堵塞型滴灌毛细管26，细泥沙精滤装置23的滤后水出口上连接有滴灌主管24，滴管主管上连接有至少两个与之相通的滴灌支管25，每个滴灌支管25上均连接有至少两个与之相通的抗堵塞型滴灌毛细管26。在使用过程中，地表水通过细泥沙精滤装置23过滤后从滤后水出口排出并进入滴灌主管24，经各个滴灌支管25后流入抗堵塞型滴灌毛细管26内，实现对农田的滴灌作业；其中，抗堵塞型滴灌毛细管26能轻松应对离心滤后水中含有的极细小泥沙颗粒（如粒径小于45μm的泥沙颗粒），从而确保本实施例能够通畅使用，防止本实施例出现堵塞现象。根据需求，抗堵塞型滴灌毛细管26可采用现有公知技术。

可根据实际需要，对上述抗堵式滴灌系统作进一步优化或/和改进：

如附图6、7所示，汇流出水管3与滴灌主管24之间设有主管调节阀27，滴灌主管24与各个滴灌支管25之间均设有均设有支管调节阀28。增设主管调节阀27和支管调节阀28可使滴灌主管24和滴灌支管25的使用和维修更加方便省力。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。