一种水利工程微灌水净化用主动式固液两相分离器的制作方法

1.本发明涉及水利工程技术领域，更具体地说，本发明具体为一种水利工程微灌水净化用主动式固液两相分离器。


背景技术：

2.微灌包括滴灌、微喷灌和渗灌等技术，由于其出水器流道或孔口较小，对水质要求较高，因此，水质净化就成为微灌技术推广应用的关键，目前国内外采用的过滤器主要有：沙式过滤器、水力旋流过滤器、叠片式和网式过滤器等几种，这些过滤器大部分是自成一体，相互分离。
3.在实际使用中沙式过滤器、水力旋流过滤器、叠片式和网式过滤器一般需要进行相互配合实用，只有在水质条件较好情况下，叠片式和网式过滤器可以单独使用，而在大多数情况下，或者是两两配合或者是三个相互配合使用，取长补短，达到将水中不同粒径大小的泥沙、杂质去除的目的，但是，这种多级过滤器相配合使用的办法，往往造成管路多、接点多，增大了沿程输水压力的损失，造纸微灌管路中水压稳定性下降，需要进行二次增压或压力补偿。
4.另外，各过滤器相互独立，各成系统，单台造价高，相应增大了微灌系统的投资费用，此外，普通网式过滤器由于设计空间和使用目的的限制，一般需要进行定期维护，拆卸清理内部滤网结构，常常由于阻截的细小泥沙附着在滤网上，影响网式过滤器的正常工作，无法进行自动清洗，也增加了不小的工作量。
5.专利cn2349774y公开的“滴灌过滤器”，是一种将离心分离器和网式过滤器结合为一体的过滤器，其存在的不足是：由框架和滤网组成的滤芯安放在隔桶的内腔内，过滤面积相对减少，而且旋流对滤网几乎没有自冲洗作用；壳体的下端独立设置沉沙桶，沉沙桶在盛有泥沙时由于水流的运动会重新将泥沙带入水流中，导致水液的二次污染，存在一定缺陷。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种水利工程微灌水净化用主动式固液两相分离器，利用旋流螺杆的转动为液流提供旋向的离心力，进行动态的分离并在分离的过程中通过旋流螺杆的旋转形成输送绞龙结构为液流进行主动式压力补偿，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种水利工程微灌水净化用主动式固液两相分离器，包括旋流除沙筒、主动式驱动机构、出水法兰盘、流速计和沉降沙筒，所述旋流除沙筒的一端固定连接有进液端口，所述旋流除沙筒的内部开设有旋流分离腔，所述旋流除沙筒的内部固定安装有固液隔离筒，所述旋流除沙筒的内部转动安装有位于固液隔离筒内部的旋流螺杆，所述旋流除沙筒的底面开设有沉降端口，所述旋流除沙筒通过沉降端口与沉降沙筒的顶端箱连通，所述封堵法兰固定安装于沉降沙筒的底端，所述封堵法兰的底端开设有螺纹孔并设有相适配的螺纹封堵，所述主动式驱动机构位于旋流除沙筒的一
侧并与旋流螺杆的一端传动连接，所述出水法兰盘固定安装于主动式驱动机构的一侧；
8.所述流速计固定安装于旋流除沙筒和沉降沙筒的表面，所述流速计的感应端贯穿旋流除沙筒和沉降沙筒的表面延伸至旋流除沙筒和沉降沙筒的内部，所述控制器的输出都安与驱动电机的输入端电性连接；
9.所述沉降沙筒包括连接端座、沉沙直筒和感应阀板，所述连接端座固定安装于沉沙直筒的两端，所述连接端座的内壁活动安装有感应阀板，所述连接端座呈直筒型结构，所述感应阀板的一端设有弹性扭转部并通过弹性扭转部与沉沙直筒的内壁转动连接，所述弹性扭转部的内部设有扭转弹簧，所述感应阀板的内部嵌入安装有电磁铁，所述感应阀板的一侧嵌入安装有与电磁铁向对应的永磁块；
10.所述固液隔离筒包括分离锥筒、缓流分离筒和防护滤盖，所述缓流分离筒的两侧与分离锥筒和防护滤盖的端部焊接连接，所述分离锥筒和缓流分离筒表面开设有若干长孔，所述长孔呈均匀分布于分离锥筒和缓流分离筒表面，所述分离锥筒表面长孔呈螺旋状分布且旋向与旋流螺杆的旋向相同，所述防护滤盖的表面开设有若干微滤孔并密集分布。
11.优选地，所述主动式驱动机构包括驱动电机、密封传动箱和皮带传动组件，所述密封传动箱的两侧分别与旋流除沙筒和出水法兰盘的一侧相连通，所述皮带传动组件由套接于驱动电机输出端和旋流螺杆一端的皮带轮以及套接于两个皮带轮表面的传动皮带构成，所述驱动电机的底面与旋流除沙筒的顶面固定连接。
12.优选地，所述旋流除沙筒呈锥形结构，所述旋流除沙筒的锥形端头与进液端口的一侧固定连接，所述旋流除沙筒的另一端与密封传动箱的侧面密封连接，所述密封传动箱呈密封腔体结构。
13.优选地，所述旋流除沙筒的内部开设有稳流沉降腔，所述稳流沉降腔位于沉降端口的上方并与旋流分离腔的一侧相连通，所述旋流分离腔和稳流沉降腔的内开设有固沙导槽，所述固沙导槽呈螺旋方向布置，所述固沙导槽的旋向与旋流螺杆的旋向相反。
14.优选地，所述旋流除沙筒的表面开设有通孔并固定安装有可视观察窗，所述可视观察窗为钢化玻璃材质构件，所述可视观察窗的内壁与旋流分离腔的内壁为弧形结构且过渡平整。
15.优选地，所述感应阀板的顶面固定安装有电极触点，所述沉沙直筒的内部固定安装有电极杆，所述电极杆的底端与电极触点的顶面相抵接并进行电连接，所述电磁铁的输入端通过电极触点和电极杆连接有外界电源。
16.优选地，所述旋流螺杆包括转杆和螺旋叶片，所述转杆的一端活动套接有轴承座，所述轴承座与旋流除沙筒的内壁固定连接，所述螺旋叶片呈螺旋形结构且叶片面积从左至右依次增大。
17.优选地，所述转杆和螺旋叶片为不锈钢材质构件，所述转杆和螺旋叶片的表面为圆弧光面结构，所述螺旋叶片的表面做硬化处理。
18.本发明的技术效果和优点：
19.1、上述方案中，该分离器采用旋流式离心分离的方式，利用旋流螺杆的转动为液流提供旋向的离心力，进行动态的分离并在分离的过程中通过旋流螺杆的旋转形成输送绞龙结构为液流进行主动式压力补偿，防止对液流的动力造成损耗影响微灌系统的液压稳定，提高该分离器的实用性；
20.2、上述方案中，该分离器采用离心分离无滤网结构，通过离心分离的方式将固体杂质通过旋流螺杆表面长孔导出，固体杂质可沿旋流分离腔的内壁通过重力的方式进入沉降沙筒中进行收集储存，避免传统过滤式分离结构需频繁维护的缺陷，减少人工成本的支出；
21.3、上述方案中，该分离器再分离固体杂质后通过固体杂质的滋生重力下落至感应阀板表面，利用重力压持使得感应阀板旋转开启，将固体杂质储存于沉降沙筒的内部，且通过竖直长筒状的沉降沙筒进行杂质的储存，共同避免水流运动对杂质存储的影响，防止固体杂质重新与水液进行混合导出，避免二次清理的麻烦。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为本发明的内部结构示意图；
24.图3为本发明的旋流除沙筒内腔结构示意图；
25.图4为本发明的固液隔离筒结构示意图；
26.图5为本发明的旋流螺杆结构示意图；
27.图6为本发明的主动式驱动机构结构示意图；
28.图7为本发明的沉降沙筒结构示意图
29.图8为本发明的感应阀板结构示意图。
30.附图标记为：
31.1、旋流除沙筒；2、主动式驱动机构；3、出水法兰盘；4、流速计；5、沉降沙筒；6、封堵法兰；7、固液隔离筒；8、旋流螺杆；11、进液端口；12、可视观察窗；13、旋流分离腔；14、稳流沉降腔；15、固沙导槽；16、沉降端口；21、驱动电机；22、密封传动箱；23、皮带传动组件；51、连接端座；52、沉沙直筒；53、感应阀板；531、弹性扭转部；532、电磁铁；533、电极触点；534、电极杆；61、螺纹封堵；71、分离锥筒；72、缓流分离筒；73、防护滤盖；81、转杆；82、螺旋叶片。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
33.如附图1至附图5本发明的实施例提供一种水利工程微灌水净化用主动式固液两相分离器，包括旋流除沙筒1、主动式驱动机构2、出水法兰盘3、流速计4和沉降沙筒5，旋流除沙筒1的一端固定连接有进液端口11，旋流除沙筒1的内部开设有旋流分离腔13，旋流除沙筒1的内部固定安装有固液隔离筒7，旋流除沙筒1的内部转动安装有位于固液隔离筒7内部的旋流螺杆8，旋流除沙筒1的底面开设有沉降端口16，旋流除沙筒1通过沉降端口16与沉降沙筒5的顶端箱连通，分离后的沙粒沿着旋流分离腔13的内壁逐渐降落至沉降端口16处最终进入沉降沙筒5的内部进行储存，封堵法兰6固定安装于沉降沙筒5的底端，封堵法兰6的底端开设有螺纹孔并设有相适配的螺纹封堵61，在清理维护时刻螺纹旋转打开螺纹封堵61清理排出沉降沙筒5内部固体杂质，主动式驱动机构2位于旋流除沙筒1的一侧并与旋流
螺杆8的一端传动连接，出水法兰盘3固定安装于主动式驱动机构2的一侧；
34.主动式驱动机构2包括驱动电机21、密封传动箱22和皮带传动组件23，密封传动箱22的两侧分别与旋流除沙筒1和出水法兰盘3的一侧相连通，皮带传动组件23由套接于驱动电机21输出端和旋流螺杆8一端的皮带轮以及套接于两个皮带轮表面的传动皮带构成，驱动电机21的底面与旋流除沙筒1的顶面固定连接，通过驱动电机21驱动旋流螺杆8进行旋转运动；
35.当水流通过进液端口11进入旋流分离腔13内部后，沿转杆81的表面进行冲刷运动的同时通过旋流螺杆8的主动旋转为水液提供沿水液进入方向的切向旋转力，通过水液的旋转运动利用水液与固体杂质密度的不同，在高速离心的作用下，将杂质通过分离锥筒71和缓流分离筒72表面的长孔导出固液隔离筒7的内部；
36.水流继续在固液隔离筒7的内部运动，通过旋流螺杆8的主动旋转与固液隔离筒7形成输送绞龙结构，将水液传递出旋流除沙筒1的内部，为液流进行主动式压力补偿，防止对液流的动力造成损耗影响微灌系统的液压稳定。
37.流速计4固定安装于旋流除沙筒1和沉降沙筒5的表面，流速计4的感应端贯穿旋流除沙筒1和沉降沙筒5的表面延伸至旋流除沙筒1和沉降沙筒5的内部，通过两个流速计4分别监测旋流除沙筒1和沉降沙筒5内部水流运动速度，流速计4的输出端电性连接有控制器，将流速计4的电信号进行获取，控制器的输出都安与驱动电机21的输入端电性连接，可通过输入所需水流流速后，利用流速计4进行实时监测，当水流速度低于设置值后即通过控制驱动电机21的速度提升为水流进行动能补偿，当水流流速过快后则相反的降低驱动电机21转速，保证水流流速的稳定，对整个微灌系统的压力进行动态调整，保证水流速度稳定。
38.沉降沙筒5包括连接端座51、沉沙直筒52和感应阀板53，连接端座51固定安装于沉沙直筒52的两端，连接端座51的内壁活动安装有感应阀板53，连接端座51呈直筒型结构，通过竖直长筒状的沉降沙筒5进行杂质的储存，避免水流运动对杂质存储的影响，防止固体杂质重新与水液进行混合导出；
39.进一步的，感应阀板53的一端设有弹性扭转部531并通过弹性扭转部531与沉沙直筒52的内壁转动连接，弹性扭转部531的内部设有扭转弹簧，感应阀板53的内部嵌入安装有电磁铁532，感应阀板53的一侧嵌入安装有与电磁铁532向对应的永磁块，感应阀板53的顶面固定安装有电极触点533，沉沙直筒52的内部固定安装有电极杆534，电极杆534的底端与电极触点533的顶面相抵接并进行电连接，电磁铁532的输入端通过电极触点533和电极杆534连接有外界电源，水液经过旋流除沙筒1离心分离后，沙粒等固体杂质沿旋流分离腔13内壁滑落至沉降沙筒5中堆积于感应阀板53的顶面，当固体杂质在水液中的重量达到设定值后，由于重力下压大于电磁铁532与永磁块的横向磁吸效果，感应阀板53向下转动进行开启，使得固体杂质掉落进入沉沙直筒52的内部，之后感应阀板53通过弹性扭转部531出扭转弹簧的恢复重新闭合，电极触点533和电极杆534电极连通重新为电磁铁532提供电能，恢复原始的闭合状态，进一步避免水流运动对杂质存储的影响。
40.固液隔离筒7包括分离锥筒71、缓流分离筒72和防护滤盖73，缓流分离筒72的两侧与分离锥筒71和防护滤盖73的端部焊接连接，分离锥筒71和缓流分离筒72表面开设有若干长孔，长孔呈均匀分布于分离锥筒71和缓流分离筒72表面，分离锥筒71表面长孔呈螺旋状分布且旋向与旋流螺杆8的旋向相同，在水流沿旋流螺杆8切向旋转运动的同时，水流和固
体杂质共同在固液隔离筒7和旋流分离腔13的内部做旋转运动并在旋流螺杆8的输送效果下向出水法兰盘3的方向运动前进，固体杂质通过长孔脱离固液隔离筒7内部后即无法进入固液隔离筒7的内部，防护滤盖73的表面开设有若干微滤孔并密集分布，利用微滤孔进一步防止沙粒进入固液隔离筒7的内部再次与水液混合。
41.旋流螺杆8包括转杆81和螺旋叶片82，转杆81的一端活动套接有轴承座，轴承座与旋流除沙筒1的内壁固定连接，利用轴承座和皮带轮对转杆81进行固定保证旋流螺杆8的旋转稳定度，螺旋叶片82呈螺旋形结构且叶片面积从左至右依次增大，水流通过在螺旋叶片82表面的冲刷运动以及螺旋叶片82的主动式转动为水流提供离心力，且离心力逐渐增大，提高离心分离效果，能够分离更加微粒的固体杂质；
42.进一步的，转杆81和螺旋叶片82为不锈钢材质构件，转杆81和螺旋叶片82的表面为圆弧光面结构，螺旋叶片82的表面做硬化处理，利用不锈钢防止水液冲刷磨损与锈蚀，高硬度螺杆表面进一步防止水液的气蚀现象。
43.在该实施例中，旋流除沙筒1呈锥形结构，水液进入旋流除沙筒1内部后，通过与旋流螺杆8的接触，旋转动能逐渐增大从而使得分离的离心力逐渐增大，提高固液分离效果，且旋流除沙筒1的锥形结构便于沙粒沿旋流除沙筒1的内壁下落滑动到达沉降端口16处，旋流除沙筒1的锥形端头与进液端口11的一侧固定连接，旋流除沙筒1的另一端与密封传动箱22的侧面密封连接，密封传动箱22呈密封腔体结构，旋流除沙筒1和主动式驱动机构2的整体密封保证水液顺利通过旋流除沙筒1和主动式驱动机构2，在动力补偿的同时防止出现密封不良的现象。
44.在该实施例中，旋流除沙筒1的内部开设有稳流沉降腔14，稳流沉降腔14位于沉降端口16的上方并与旋流分离腔13的一侧相连通，旋流分离腔13和稳流沉降腔14的内开设有固沙导槽15，固沙导槽15呈螺旋方向布置，固沙导槽15的旋向与旋流螺杆8的旋向相反，在水液沿转杆81的表面旋转离心的过程中，沙粒等固体杂质运动至固液隔离筒7的外侧与旋流分离腔13和稳流沉降腔14的内壁贴壁运动时，容易进入固沙导槽15中脱离与旋向水流的共同运动，最终固体杂质截留在旋流除沙筒1的内部与水液进行分离，提高分离效果。
45.在该实施例中，旋流除沙筒1的表面开设有通孔并固定安装有可视观察窗12，可视观察窗12为钢化玻璃材质构件，可视观察窗12的内壁与旋流分离腔13的内壁为弧形结构且过渡平整，便于在旋流除沙筒1的外侧观察旋流除沙筒1内部的运动状态，平整的圆弧面连接的结构可有效防止沙砾等固体杂质的撞击磨损，且防止连接缝隙卡入杂质。
46.最后应说明的几点是，首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“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，则相对位置关系可能发生改变；
47.其次，本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
48.最后，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。