自主研發(fā)臥式雙級自清洗網式過濾器性能研究與特點

【摘要】在新疆隨著節(jié)水技術的推廣，滴灌中對水質處理的要求越來越高。本文自主研發(fā)的臥式雙級自清洗網式過濾器作為田間系統(tǒng)首部能很好地攔截水中懸浮顆粒。通過此次水頭損失的試驗研究與對比，得出在相同流量下，本新型網式過濾器比普通自動清洗網式過濾器和SAF3000網式過濾器水頭損失小得多，說明了本產品的網式過濾器能耗低。

【關鍵詞】網式過濾器；水頭損失；自動清洗

前言

新疆是典型的干旱綠洲灌溉農業(yè)區(qū)，建設節(jié)水型農業(yè)是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。根據新疆“十二五”水力發(fā)展規(guī)劃，全疆每年還將新增高效節(jié)水灌溉面積300萬畝。因此，新疆節(jié)水灌溉發(fā)展突飛猛進，尤其是對河水的處理要求越來越普遍，而新疆的河水又是多泥沙河流，水質普遍較差，要求修建完善的沉淀池、攔污柵來提高過濾器的使用效果，而網式過濾器正是應用于滴灌水源的過濾設備。

1、臥式雙級自動清洗網式過濾器原理

本文網式過濾器為新疆水科院自主研發(fā)的電機驅動的立式雙級自清洗網式過濾器（專利號ZL-2012 2 049978.8），其工作原理是：當壓力水從進水口進入第一級過濾器罐體的粗濾網的過濾腔內，較大顆粒的雜質就被粗濾網進行攔截，保證進入第二級過濾器時水中的雜質不會堵塞吸污咀。壓力水到了第二級過濾器時，雜質就被精密濾網攔截，清潔的水經濾網過濾后從出水口排出。當過濾器工作一個階段或進入過濾腔內的水質較差時，在濾網內壁上附著污物較多時，經精密濾網過濾的水量減少，使內、外腔產生一定的壓差時，壓差傳感器啟動，并通過控制器帶動減速電機和電磁閥同時工作，減速電機通過傳動軸帶動空心軸轉動，空心軸上均布的吸污管上的吸污嘴在貼近濾網轉動過程中吸去濾網上的污物，在水壓的作用下將夾帶污物的水進入空心軸，通過空心管經電磁閥排出。減速電機在帶動傳動軸轉動的過程中，傳動軸螺桿段與支撐座上的固定螺母相配合，將傳動軸向前推動，傳動軸的導向鍵槽段在減速電機轉子中心孔的導向鍵的約束下，在傳動中向前滑動，使空心吸污管的吸污嘴邊轉動邊向前移動；當傳動中向前移動的傳動軸的接觸盤碰到減速電機上的限位器時，控制器控制減速電機反轉，在支撐座上固定螺母使傳動軸帶動空心軸倒退，當倒退的傳動軸上的接觸盤碰到減速電機下側的限位器時，減速電機正轉，自動往復循環(huán)工作。當濾網上的污物吸盡時，內、外腔的壓差趨于相近或相等時，此時減速電機停止工作。本實用新型清洗濾網的工作時間和間歇時間可以通過控制器面板任意設定。

2、與其他網式過濾器試驗數據對比分析

本實用新型臥式雙級與目前新疆滴灌首部系統(tǒng)采用普通的自動清洗網式過濾器（下文簡稱普通網式），和以色列阿米亞德（Amiad）公司生產的SAF3000網式過濾器（下文簡稱SAF3000），三種自清洗網式過濾器的水頭損失試驗結果進行對比。

通過對圖1流量與水頭損失關系曲線可以看出，臥式雙級過濾器的水頭損失最小，其次為SAF3000過濾器，再次為普通網式過濾器。當流量在50—90m3/h時，臥式雙級過濾器與SAF3000過濾器的水頭損失相差不大，但此時普通網式過濾器的水頭損失要明顯高于前兩中過濾器。隨著流量的增加，臥式雙級過濾器的水頭損失呈現出緩慢增加的趨勢，而SAF3000過濾器，在流量逐漸加大的情況下，水頭損失增加幅度比較大，尤其是當流量超過150m3/h以后，水頭損失曲線的曲率最大，近似于直線。普通網式過濾器在大流量情況下，水頭損失增加幅度比SAF3000要小，當流量在在190—210m3/h之間時，普通網式過濾器與SAF3000過濾器的水頭損失相當。以下三個公式：式1-1至式1-3為臥式雙級過濾器、SAF3000網式過濾器和普通網式過濾器的流量與水頭損失擬合公式。

（式1-1）

（式1-2）

（式1-3）

式中：為水頭損失 m；為流量 m3/h；

結語：

通過此次對三種網式過濾器在相同流量的水頭損失對比，新型立式雙級網式過濾器的水頭損失最小，其次為以色列的SAF3000過濾器，再次為普通的自動清洗網式過濾器。

“十二五”期間新疆每年發(fā)展滴灌面積大300萬畝，到“十二五”末滴灌面積將達到3000多萬畝。隨著新疆滴灌技術的發(fā)展、規(guī)模的擴大，發(fā)展新型節(jié)能型大流量網式過濾器對新疆滴灌的發(fā)展意義重大。

參考文獻：

[1] 張江輝，白云崗，等. 新疆農業(yè)節(jié)水技術發(fā)展現狀與重點研究的問題[C]//西部干旱區(qū)水利研究與實踐論文集，2010：134-141.

[2] 宗全利，劉飛等. 大田滴灌自清洗網式過濾器水頭損失試驗[J].農業(yè)工程學報，2012（8）：86-90.