[发明专利]一种砂石过滤器气水反冲洗系统

说明书

本发明公开了一种砂石过滤器气水反冲洗系统，其中自动控制装置改变水动三向阀过流方向，能够实现过滤过程与反冲洗过程的自由切换，气水混合装置通过连接法兰固定在管道上，气水混合装置内部设有气水混合腔，该气水混合腔内部由下至上依次设有自由翻转式分水器、伞形挡水板、环形气管和金属网，气水混合装置设置气锁快速接头，通过输气管与自动充气装置连接。本发明在不改动传统砂石过滤器结构基础上，通过简单增加气水混合装置和自动充气装置快速实现气水反冲洗功能，反冲洗耗水量和耗电量明显下降，反冲洗效果得到明显改善，从而确保灌溉系统持续健康运行，该系统同样具备结构简单及功能明确的特点。

技术领域

本发明属于农田水利行业过滤及反冲洗系统技术领域，具体涉及一种砂石过滤器气水反冲洗系统。

背景技术

砂石过滤器通常应用在微灌系统首部工程，主要过滤原水中有机物、泥沙、固体颗粒等杂质，以确保过滤后水质满足使用要求。反冲洗是清洗砂石过滤器滤料表面吸附和孔隙截留的杂质，水在砂石过滤器中以自下向上逆方向流动，滤料在水流作用下膨胀升高，滤料颗粒之间发生碰撞和摩擦，随后杂质脱落被清除干净。砂石过滤器传统反冲洗方式即单独使用清水冲洗，并在实际工程中应用多年，是一种较为常见的反冲洗方式。清水单独清洗滤料时，滤料膨胀高度一般在15~20cm左右，冲洗时间一般控制在8分钟左右。砂石过滤器通常组合使用，当砂石过滤器水头损失达到预设值后，自动控制系统启动水动三向阀，改变砂石过滤器内部水流方向，从而完成砂石过滤器内部滤料清洗工作。

砂石过滤器采用传统清水单独清洗模式，能够在一定程度上保证滤料清洁，但是使用过程存在以下问题，反冲洗时水流强度偏大容易出现滤料流失，强度偏小无法完成滤料内部杂质彻底清除，合适的反冲洗水流强度对于砂石过滤器意义重大。目前砂石过滤器采用气水反冲洗的研究主要在实验室内，通过空压机将空气输入过滤器集水腔，与水流混合后经滤帽进入滤料腔内，在气体和水流共同作用下，滤料碰撞摩擦机率增强，其内部杂质得到清除。气水反冲洗存在以下优点，能够降低水流强度，耗水量得到大幅度下降，滤料流失现象得到控制，反冲洗后滤料的清洁度明显优于传统清水单独冲洗模式。

本专利发明人发表论文“微灌砂滤料的表层过滤和气水反冲洗试验研究”，研究发现气水反冲洗排污水浊度下降速率较快，能够在较短时间内完成滤料清洁。在相同的水流强度条件下，传统反冲洗之后滤料内部未被彻底清洁，加大反冲洗强度仍有大量污水排出。气水反冲洗之后的滤料清洁度更高，新一轮过滤周期得到明显改善，减少了反冲洗频率。目前气水反冲洗加气方式比较粗放，通常必须配备空压机，布气均匀性较差，反冲洗存在死角，本专利针对以上问题，设计一种砂石过滤器气水反冲洗系统，旨在提高气体在过滤器内部分布均匀性，通过低成本投入实现现有砂石过滤器全自动气水反冲洗。

如授权公告号为CN207203571U的专利公开了一种带加气反冲洗功能的微灌砂石过滤器，该专利主要通过在砂石过滤器支撑托板上增加多孔橡胶膜片，空压机将气体输入多孔橡胶膜片内部，后经出气口进入到砂石过滤器内部，实现气水反冲洗。但是该专利需要对现有砂石过滤器支撑托板结构做较大改动，多孔橡胶膜片气孔容易堵塞从而影响布气均匀性，并且空压机占地空间大且能耗高，因而该专利在实际应用过程中存在一定困难。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种结构简单且设计合理的砂石过滤器气水反冲洗系统，用于有效解决目前砂石过滤器气水反冲洗过程存在的问题，促使气体与水充分混合，实现反冲洗无死角，改善反冲洗效果，为水利灌溉系统持续稳定地提供安全用水。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种砂石过滤器气水反冲洗系统，其特征在于包括组合式砂石过滤器、气水混合装置、自动充气装置和自动控制装置，其中组合式砂石过滤器的进水口通过水动三向阀分别与进水管和排污管并联，组合式砂石过滤器的出水口通过气水混合装置分别与出水管和输气管并联，砂石过滤器内包括支撑托板、固定于支撑托板上的滤帽及填充于滤帽上的滤料；