一种水利工程用过滤管道的制作方法

本发明属于水利工程部件领域，具体涉及一种水利工程用过滤管道。

背景技术：

在水利工程中经常会用到管道，通过各种管道将在河流湖海中工作的水利设备进行连接。现有的水利用管道有很多都没有除杂部件，那么很多随着水流流入的砂石泥土或其它杂物就会对水利工程的设备、部件造成冲击损害或腐蚀损害，很多时候会造成非常大的损失。目前也有一些水利用管道设置有过滤部件，但是这些管道有一些是设置有过滤膜，但是由于在水利工程中工作的设备式需要比较充足的水流压力的，常规的过滤膜会大大的降低水流速度，从而造成水流压力的损失，造成水利工程设备工作效率低下，甚至无法正常工作。同时这些过滤膜还会受到砂石的冲击而使用寿命非常短。还有一些管道设置有金属网，这些金属网虽然对水流速度没有太大影响，但是其最多能够防止一些大块的砂石杂物流入，对于泥土细砂等物没有任何作用，并且其没有对自然水进行相应的处理，其中水流中的一些化学物质依然会对水利工程设备进行腐蚀。

因此，如何能开发出一种既能阻挡砂石、细砂、泥土等杂物，又能过滤掉水流中具有腐蚀性的化学物质，同时还不对水流速度造成较大影响的水利工程用管道是臻待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的提出一种水利工程用过滤管道。

通过如下技术手段实现：

一种水利工程用过滤管道，包括入口管道部件、过滤室和出口管道部件。

所述入口管道部件依次包括管道入口接头、第一竖直管、弯管、第二竖直管、横管和横管接头。

所述入口接头作为整个过滤管道的水入口，在第一竖直管中依序安装有第一砂石滤网和第二砂石滤网，所述第一砂石滤网和第二砂石滤网相互倾斜设置并均与所述第一竖直管具有夹角，所述第一砂石滤网的网孔径大于所述第二砂石滤网的网孔径，在倾斜的所述第一砂石滤网的终端与第一竖直管相接处设置有第一砂石收集箱，在倾斜的所述第二砂石滤网的终端与第一竖直管相接处设置有第二砂石收集箱；在所述第一竖直管与弯管相接部位的管内设置有小型水轮发电装置，所述小型水轮发电装置包括水轮叶片、水轮转轴、齿轮组和小型发电机组，所述小型水轮发电装置设置为所述水轮叶片转动平面与水流方向垂直，所述小型发电机组设置在弯管之外，所述水轮叶片通过水轮转轴和齿轮组与小型发电机组的输入轴同轴相连。

在所述弯管的底端设置有弯管排污口。

所述横管通过所述横管接头与所述过滤室的入口相连通，所述过滤室包括过滤室和集污腔，所述过滤室和集污腔上下设置，过滤室设置在上部，二者通过中间收缩状设置的集污通道连通；所述过滤室的入口设置在过滤室一侧的下部，过滤室的出口设置在过滤室另一侧的上部，在过滤室内部设置有斜向设置的过滤膜层，所述过滤膜层靠近入口的一端高于靠近出口的一端，所述过滤膜层为多层结构，从下到上依次为铜网板、非晶合金多孔板和多孔活性炭夹板；在所述过滤膜层上部设置有与过滤膜层倾斜角度相同的压紧板，所述压紧板上部竖直设置有压紧旋转轴，压紧旋转轴上部穿过过滤室顶部，且在压紧旋转轴顶端设置有旋转把手；所述压紧板为多孔设置的不锈钢板，且在所述铜网板与过滤室两侧壁接触的位置下部设置有卡接块。

所述铜网板为铜合金材质的网状板材，网孔直径为5~11mm，所述非晶合金多孔板为高熵非晶合金材质的多孔板，多孔板的孔径为5~9mm，所述多孔活性炭夹板为两侧多孔铜合金板夹持有活性炭颗粒，所述多孔铜合金板的孔径为5~10mm，所述活性炭颗粒的直径为8~12mm，且所述活性炭颗粒的直径大于所述多孔铜合金板的孔径。

所述集污腔底端设置有过滤室排污口，在过滤室排污口外部设置有过滤室排污口开闭装置。

所述过滤室的出口通过出水管入口接头与出水管相连接，所述出水管横向设置，在出水管的另一端设置有出水管出口接头。

作为优选，所述第一砂石滤网和第二砂石滤网均与所述第一竖直管具有的夹角为38~50°。

作为优选，第一砂石收集箱设置在所述第一竖直管的外部。

作为优选，所述第一砂石滤网的网孔径为：5~8mm，所述第二砂石滤网的网孔径为：3~5mm。

作为优选，在所述集污通道最窄处横向设置有集污通道开闭板，用于对集污通道进行开闭操作。

作为优选，所述过滤膜层的倾斜角度为与竖直壁夹角45~50°。

作为优选，所述铜合金材质为按质量百分比含量计为：zn：10~15%，al：1.2~5.2%，ni：2~5%，zr：0.01~0.03%，余量为cu和不可避免的杂质。

作为优选，通过卡接块将所述过滤膜层固定位只能向上运动，不能向下运动。

作为优选，所述高熵非晶合金按照组分原子比为：sr21ca26mg15zn20la8cu6b1。

作为优选，在所述出水管处和所述第一竖直管处还设置有水泵，所述水泵采用弯管处的小型水轮发电装置供电。

本发明的效果在于：

1，在管道入口处设置为竖直管道，水流向下流动的过程中，设置有两道孔径不同的砂石滤网（一般都是金属网），将大块砂石、杂物，进行阻挡，同时由于设置为倾斜方式，在倾斜终端还设置有收集箱进行收集。这样在初始阶段即把砂石进行剔除，避免了后续管内部件收到砂石的撞击，从而避免了造成损坏。

在砂石滤网之后，弯管开始部位设置有水轮叶片（水轮叶片设置为轻型的叶片），由于水轮叶片将水流的动能转化为叶片转动的能量，继而转化为电能，因此在通过水轮叶片之后的区域水流速度瞬间下降（虽然是轻型叶片，水流速度下降不是很多，但是相对来说还是瞬间下降），从而在水轮叶片后部区域会形成局部涡流和慢速区域，从而在该区域会形成泥沙的沉降，通过在该区域下部设置有排污口，使得在该区域沉降的泥沙通过排污口进行富集，然后排出。

2，通过在管道上设置有专门的过滤室和集污腔，使得过滤和集污在固定的部位进行。通过将过滤室设置为使得水从下往上流的方式，使得待过率的杂物直接依靠重力的作用向下掉落，减少了滤网上杂物的沉积，从而减少了滤网的更换和清洗，降低了成本。同时由于设置的是水流从下往上流的模式，因此将集污腔设置在下部，并且在过滤室下部设置有中间收缩两端扩张的通道，使得集污腔中的杂物和絮状物基本上不会逆流到过滤室中，这些杂物和絮状物在集污腔中富集、沉淀，最终在合适的时机通过设置在下部的排污口排出。

3，通过对过滤膜层的层状结构进行合理设置，铜合金和非晶合金都能对水中部分有害化学物质进行处理，形成部分絮状物下沉排出，而其中的活性炭颗粒对不行形成絮状物排出的更加细小的有害物质进行吸附。而由于避免影响水流速度，因此整个过滤膜层设置的孔径都相对较大，在达到过滤有害物质目的同时对水流速度的影响降低到最低。同时由于本发明设置的过滤膜层孔径非常大，因此需要对过滤膜层具体材质进行改进，通过对铜合金材质、非晶合金材质进行具体改进，使得在过滤效果不降低的情况下，合理限制的成本。

整个过滤膜层的安装设置设置为下部刚性设置（铜网和非晶板），从而可以将其放置在壳体内部两端的卡接块上，同时通过设置上部压紧板将整个过滤膜层压紧，从而对其上下位置进行固定。这样就不会使得过滤膜层受到重力影响或水流冲击而造成弯曲变形。当过滤膜层中部分部件需要更换的时候（尤其是活性炭颗粒），只需要松开上部压紧板即可以将整个过滤膜层从上部取出。

附图说明

图1为本发明过滤管道正视剖面的结构示意图。

其中：11-管道入口接头，12-第一竖直管，121-第一砂石滤网，122-第二砂石滤网，123-第一砂石收集箱，124-第二砂石收集箱，125-水轮叶片，126-小型发电机组，13-弯管，131-弯管排污口，14-第二竖直管，15-横管，151-横管接头，21-旋转把手，22-压紧旋转轴，23-压紧板，24-过滤膜层，25-集污通道，251-集污通道开闭板，252-集污通道开闭板旋钮，26-集污腔，261-过滤室排污口，262-过滤室排污口开闭装置，3-出水管，31-出水管入口接头，32-出水管出口接头。

具体实施方式

实施例1

一种水利工程用过滤管道，包括入口管道部件、过滤室和出口管道部件。

所述入口管道部件依次包括管道入口接头、第一竖直管、弯管、第二竖直管、横管和横管接头。

所述入口接头作为整个过滤管道的水入口，在第一竖直管中依序安装有第一砂石滤网和第二砂石滤网，所述第一砂石滤网和第二砂石滤网相互倾斜设置并均与所述第一竖直管具有夹角，所述第一砂石滤网的网孔径大于所述第二砂石滤网的网孔径，在倾斜的所述第一砂石滤网的终端与第一竖直管相接处设置有第一砂石收集箱，在倾斜的所述第二砂石滤网的终端与第一竖直管相接处设置有第二砂石收集箱；在所述第一竖直管与弯管相接部位的管内设置有小型水轮发电装置，所述小型水轮发电装置包括水轮叶片、水轮转轴、齿轮组和小型发电机组，所述小型水轮发电装置设置为所述水轮叶片转动平面与水流方向垂直，所述小型发电机组设置在弯管之外，所述水轮叶片通过水轮转轴和齿轮组与小型发电机组的输入轴同轴相连。

在所述弯管的底端设置有弯管排污口。

所述横管通过所述横管接头与所述过滤室的入口相连通，所述过滤室包括过滤室和集污腔，所述过滤室和集污腔上下设置，过滤室设置在上部，二者通过中间收缩状设置的集污通道连通；所述过滤室的入口设置在过滤室一侧的下部，过滤室的出口设置在过滤室另一侧的上部，在过滤室内部设置有斜向设置的过滤膜层，所述过滤膜层靠近入口的一端高于靠近出口的一端，所述过滤膜层为多层结构，从下到上依次为铜网板、非晶合金多孔板和多孔活性炭夹板；在所述过滤膜层上部设置有与过滤膜层倾斜角度相同的压紧板，所述压紧板上部竖直设置有压紧旋转轴，压紧旋转轴上部穿过过滤室顶部，且在压紧旋转轴顶端设置有旋转把手；所述压紧板为多孔设置的不锈钢板，且在所述铜网板与过滤室两侧壁接触的位置下部设置有卡接块。

所述铜网板为铜合金材质的网状板材，网孔直径为8mm，所述非晶合金多孔板为高熵非晶合金材质的多孔板，多孔板的孔径为6mm，所述多孔活性炭夹板为两侧多孔铜合金板夹持有活性炭颗粒，所述多孔铜合金板的孔径为6mm，所述活性炭颗粒的直径为9mm。

所述集污腔底端设置有过滤室排污口，在过滤室排污口外部设置有过滤室排污口开闭装置。

所述过滤室的出口通过出水管入口接头与出水管相连接，所述出水管横向设置，在出水管的另一端设置有出水管出口接头。

所述第一砂石滤网和第二砂石滤网均与所述第一竖直管具有的夹角为39°。

第一砂石收集箱设置在所述第一竖直管的外部。

所述第一砂石滤网的网孔径为：5.8mm，所述第二砂石滤网的网孔径为：3.3mm。

在所述集污通道最窄处横向设置有集污通道开闭板，用于对集污通道进行开闭操作。

所述过滤膜层的倾斜角度为与竖直壁夹角46°。

所述铜合金材质为按质量百分比含量计为：zn：11%，al：1.9%，ni：2.8%，zr：0.015%，余量为cu和不可避免的杂质。

通过卡接块将所述过滤膜层固定位只能向上运动，不能向下运动。

所述高熵非晶合金按照组分原子比为：sr21ca26mg15zn20la8cu6b1。

对比例1

本对比例没有设置小型发电机装置（包括水轮叶片、转轴等整套发电装置都没有设置），其它设置方式与实施例1相同。通过30小时同一水域对比试验发现，弯管排污口收集到的污物比实施例少38%，且过滤膜层中活性炭30小时的吸附量比实施例高9%。

实施例2

一种水利工程用过滤管道，包括入口管道部件、过滤室和出口管道部件。

所述入口管道部件依次包括管道入口接头、第一竖直管、弯管、第二竖直管、横管和横管接头。

所述入口接头作为整个过滤管道的水入口，在第一竖直管中依序安装有第一砂石滤网和第二砂石滤网，所述第一砂石滤网和第二砂石滤网相互倾斜设置并均与所述第一竖直管具有夹角，所述第一砂石滤网的网孔径大于所述第二砂石滤网的网孔径，在倾斜的所述第一砂石滤网的终端与第一竖直管相接处设置有第一砂石收集箱，在倾斜的所述第二砂石滤网的终端与第一竖直管相接处设置有第二砂石收集箱；在所述第一竖直管与弯管相接部位的管内设置有小型水轮发电装置，所述小型水轮发电装置包括水轮叶片、水轮转轴、齿轮组和小型发电机组，所述小型水轮发电装置设置为所述水轮叶片转动平面与水流方向垂直，所述小型发电机组设置在弯管之外，所述水轮叶片通过水轮转轴和齿轮组与小型发电机组的输入轴同轴相连。

在所述弯管的底端设置有弯管排污口。

所述横管通过所述横管接头与所述过滤室的入口相连通，所述过滤室包括过滤室和集污腔，所述过滤室和集污腔上下设置，过滤室设置在上部，二者通过中间收缩状设置的集污通道连通；所述过滤室的入口设置在过滤室一侧的下部，过滤室的出口设置在过滤室另一侧的上部，在过滤室内部设置有斜向设置的过滤膜层，所述过滤膜层靠近入口的一端高于靠近出口的一端，所述过滤膜层为多层结构，从下到上依次为铜网板、非晶合金多孔板和多孔活性炭夹板；在所述过滤膜层上部设置有与过滤膜层倾斜角度相同的压紧板，所述压紧板上部竖直设置有压紧旋转轴，压紧旋转轴上部穿过过滤室顶部，且在压紧旋转轴顶端设置有旋转把手；所述压紧板为多孔设置的不锈钢板，且在所述铜网板与过滤室两侧壁接触的位置下部设置有卡接块。

所述铜网板为铜合金材质的网状板材，网孔直径为6mm，所述非晶合金多孔板为高熵非晶合金材质的多孔板，多孔板的孔径为5.6mm，所述多孔活性炭夹板为两侧多孔铜合金板夹持有活性炭颗粒，所述多孔铜合金板的孔径为8mm，所述活性炭颗粒的直径为10mm，且所述活性炭颗粒的直径大于所述多孔铜合金板的孔径。

所述集污腔底端设置有过滤室排污口，在过滤室排污口外部设置有过滤室排污口开闭装置。

所述过滤室的出口通过出水管入口接头与出水管相连接，所述出水管横向设置，在出水管的另一端设置有出水管出口接头。

所述第一砂石滤网和第二砂石滤网均与所述第一竖直管具有的夹角为45°。

第一砂石收集箱设置在所述第一竖直管的外部。

所述第一砂石滤网的网孔径为：8mm，所述第二砂石滤网的网孔径为：5mm。

在所述集污通道最窄处横向设置有集污通道开闭板，用于对集污通道进行开闭操作。

所述过滤膜层的倾斜角度为与竖直壁夹角49°。

所述铜合金材质为按质量百分比含量计为：zn：12%，al：3.2%，ni：3%，zr：0.02%，余量为cu和不可避免的杂质。

通过卡接块将所述过滤膜层固定位只能向上运动，不能向下运动。

在所述第一竖直管处还设置有水泵，所述水泵采用弯管处的小型水轮发电装置供电。所述水泵并不是实时工作，在需要的时候或者小型水轮发电装置的蓄电池中电量充足的时候工作。

所述高熵非晶合金按照组分原子比为：sr21ca26mg15zn20la8cu6b2。

对比例2

本对比例过滤膜层的所有层的孔径缩小一半。通过30小时对比试验得到：过滤效率比实施例2高1.2%，但是水流速度比实施例2降低了68%。

实施例3

一种水利工程用过滤管道，包括入口管道部件、过滤室和出口管道部件。

所述入口管道部件依次包括管道入口接头、第一竖直管、弯管、第二竖直管、横管和横管接头。

所述入口接头作为整个过滤管道的水入口，在第一竖直管中依序安装有第一砂石滤网和第二砂石滤网，所述第一砂石滤网和第二砂石滤网相互倾斜设置并均与所述第一竖直管具有夹角，所述第一砂石滤网的网孔径大于所述第二砂石滤网的网孔径，在倾斜的所述第一砂石滤网的终端与第一竖直管相接处设置有第一砂石收集箱，在倾斜的所述第二砂石滤网的终端与第一竖直管相接处设置有第二砂石收集箱；在所述第一竖直管与弯管相接部位的管内设置有小型水轮发电装置，所述小型水轮发电装置包括水轮叶片、水轮转轴、齿轮组和小型发电机组，所述小型水轮发电装置设置为所述水轮叶片转动平面与水流方向垂直，所述小型发电机组设置在弯管之外，所述水轮叶片通过水轮转轴和齿轮组与小型发电机组的输入轴同轴相连。

在所述弯管的底端设置有弯管排污口。

所述横管通过所述横管接头与所述过滤室的入口相连通，所述过滤室包括过滤室和集污腔，所述过滤室和集污腔上下设置，过滤室设置在上部，二者通过中间收缩状设置的集污通道连通；所述过滤室的入口设置在过滤室一侧的下部，过滤室的出口设置在过滤室另一侧的上部，在过滤室内部设置有斜向设置的过滤膜层，所述过滤膜层靠近入口的一端高于靠近出口的一端，所述过滤膜层为多层结构，从下到上依次为铜网板、非晶合金多孔板和多孔活性炭夹板。

在所述过滤膜层上部设置有与过滤膜层倾斜角度相同的压紧板，所述压紧板上部竖直设置有压紧旋转轴，压紧旋转轴上部穿过过滤室顶部，且在压紧旋转轴顶端设置有旋转把手；所述压紧板为多孔设置的不锈钢板，且在所述铜网板与过滤室两侧壁接触的位置下部设置有卡接块。

所述铜网板为铜合金材质的网状板材，网孔直径为10mm，所述非晶合金多孔板为高熵非晶合金材质的多孔板，多孔板的孔径为8mm，所述多孔活性炭夹板为两侧多孔铜合金板夹持有活性炭颗粒，所述多孔铜合金板的孔径为9mm，所述活性炭颗粒的直径为11mm，且所述活性炭颗粒的直径大于所述多孔铜合金板的孔径。且所述活性炭颗粒是扁平状椭圆或圆形，其中所谓直径为椭圆最大直径或圆形的直径。

所述集污腔底端设置有过滤室排污口，在过滤室排污口外部设置有过滤室排污口开闭装置。

所述过滤室的出口通过出水管入口接头与出水管相连接，所述出水管横向设置，在出水管的另一端设置有出水管出口接头。

所述第一砂石滤网和第二砂石滤网均与所述第一竖直管具有的夹角为48°。

第一砂石收集箱设置在所述第一竖直管的外部。

所述第一砂石滤网的网孔径为：6mm，所述第二砂石滤网的网孔径为：3.6mm。

在所述集污通道最窄处横向设置有集污通道开闭板，用于对集污通道进行开闭操作。

所述过滤膜层的倾斜角度为与竖直壁夹角49°。

所述铜合金材质为按质量百分比含量计为：zn：13%，al：5.0%，ni：3.9%，zr：0.026%，余量为cu和不可避免的杂质。

通过卡接块将所述过滤膜层固定为只能向上运动，不能向下运动。

对比例3

本对比例将过滤膜层中铜合金网换为普通不锈钢网，经过30小时同一水域对比试验发现：活性炭吸附量比实施例3高52%（活性炭置换周期大大缩短，维修成本大大增加），集污腔中絮状物比实施例3低28%，水流速度较实施例3降低0.8%。