[实用新型]一种微灌用组合水力旋流高效除泥砂器

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业节水灌溉项目中的微灌工程领域，具体的是一种微灌用组合水力旋流高效除泥砂器。

背景技术

水力旋流分离泥砂技术广泛应用与石油、矿山及环保等行业，技术成熟，标准完善(水力旋流器质量技术国家行业标准：建设部JB/T9035、石油部SY/T5612、环境保部HJ/T294、地方DZ/T0194)。农业灌溉工程中微灌水使用的过滤离心式处理设备，且国家水利部SL479-2010行业标准中未涉及到水力旋流器应用中水与泥分离技术标准。

石油、矿山及环保等行业标准规定：水力旋流器进口压力在0.2～0.4MPa的条件下，除砂旋流器标称直径为300～150mm，高效区分离粒度44～74μm，相当于325～200目/in，分离粒度D50时45～50μm，相当于300目/in；最大分离粒度4.5～1.5mm。除泥旋流器标称直径为旋流器直径D125～100mm，高效区分离粒度15～44μm，相当于1000～325目/in，分离粒度D50时20～25μm，相当于500目/in，最大分离粒度1.0mm。

单级水力旋流器(D125～100mm)分离水浊度500～5000，相当于水中含泥砂1.5～15kg/m³时分离后可达到不大于5度，相当于水中含泥砂只有0.015kg/m³。

当灌溉水中泥砂含量大于500mg/L(0.5kg/m³)，泥砂粒径100～5μm，相当于106～1800目/in时为高含泥砂水。国家微灌规范要求过滤器应能滤掉灌水器流道尺寸1/10～1/7颗粒的水中杂质，计算通用滴头流道直径1mm时过滤器应能滤掉杂质粒径100～142μmm，相当于160～100目/in，除泥旋流器除泥粒度上线在44μm，相当于325目/in，远大于160目/in标准要求。

设计组合旋流器中初级旋流器任务是分离砂粒径大于142μm，相当于100目/in的砂物质；二级旋流器任务是分离泥粒径大于60μm，相当于250目/in的泥物质，工作效率达98％以上，即满足微灌水质要求。

旋流器作为一种常见的分离分级设备，其工作原理是离心沉降。当待分离的两相(固—液)(或三相)混合液以一定压力从旋流器周边切向进入旋流器内后，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒(或重相)与细颗粒(或轻相)之间存在着粒度差(或密度差)，其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分粗颗粒(或重相)经旋流器底流口排出，而大部分细颗粒(或轻相)由溢流管排出，从而达到分离分级的目的。

旋流器是一种利用流体压力产生旋转运动的装置。当料浆以一定的速度进入旋流器，遇到旋流器器壁后被迫作回转运动。由于所受的离心力不同，料浆中的固体粗颗粒所受的离心力大，能够克服水力阻力向器壁运动，并在自身重力的共同作用下，沿器壁螺旋向下运动，细而小的颗粒及大部分水则因所受的离心力小，未及靠近器壁即随料浆做回转运动。在后续给料的推动下，料浆继续向下和回转运动，于是粗颗粒继续向周边浓集，而细小颗粒则停留在中心区域，颗粒粒径由中心向器壁越来越大，形成分层排列。

随着料浆从旋流器的柱体部分流向锥体部分，流动断面越来越小，在外层料浆收缩压迫之下，含有大量细小颗粒的内层料浆不得不改表方向，转而向上运动，形成内旋流，自溢流管排出，成为溢流，而粗大颗粒则继续沿器壁螺旋向下运动，形成外旋流，最终由底流口排出，成为沉砂。农业节水灌溉工程中微灌水过滤处理使用的常规设备有单级水力旋流水砂分离器、砂石加网式过滤器等组合运用，在高泥砂含量的水及引洪水灌溉中使用，设备的缺陷在于，单级水力旋流水砂分离器不能除泥粒；砂石加网式过滤器，常常被细泥砂质黏糊堵塞滤料和网芯，造成反冲洗次数过于频繁；即便是选用自动反冲洗过滤器设备仍需人工处理，非常繁琐困难，影响正常灌溉。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型技术提供了一种微灌用组合水力旋流高效除泥砂器，该装置是将初级旋流器与二级旋流器串联组合，这样的装置设计应用能使微灌水中待分离的泥砂更加彻底。

本实用新型所采用的技术方案：

关于本实用新型的微灌用组合水力旋流高效除泥砂器具体如下：