[发明专利]一种无阀水力全自动上流过滤装置及其滤水方法

权利要求书

1.一种无阀水力全自动上流过滤装置，包括蓄水仓以及设置于蓄水仓内的过滤仓，蓄水仓顶部一侧开设有清水输出管，过滤仓内底部设有用于承托过滤砂石层的承托层，其特征在于，所述过滤装置还包括进水管路、虹吸启动管路、虹吸管路和虹吸破坏管路，所述的进水管路包括原水管和配水槽，原水管设置于蓄水仓外部，原水管的上端设于配水槽内，配水槽上设有进水口；原水管的下端与承托层下方的过滤仓空间连通；过滤仓顶部开设有第一单向阀并形成过滤仓内清水流入蓄水仓的清水通道；过滤仓底部开设有第二单向阀并形成蓄水仓内清水流入过滤仓的冲洗水通道；

所述虹吸启动管路包括同位管、水头管和虹吸辅助管，同位管的下端与原水管连通；同位管的上端高于或等于原水管的上端；水头管的上端与同位管连通，水头管的下端连通排水槽；虹吸辅助管的下端与水头管的管身连通，虹吸辅助管的上端与虹吸管路连通，连通位置在虹吸上升管和虹吸下降管的对接处；

所述虹吸管路包括虹吸上升管和虹吸下降管，虹吸上升管下端与过滤仓顶部连通、上端穿出蓄水仓与虹吸下降管顶部连接，虹吸下降管底部与排水槽连接；

虹吸破坏管路的下端位于蓄水仓内，顶端与虹吸上升管和虹吸下降管的对接处连通。

2.如权利要求1所述的无阀水力全自动上流过滤装置，其特征在于，所述同位管的下端与原水管连通，连通位置略高于蓄水仓的顶部。

3.如权利要求1所述的无阀水力全自动上流过滤装置，其特征在于，所述水头管的上端与同位管连通，连通位置略低于原水管的上端管口水平高度。

4.如权利要求1所述的无阀水力全自动上流过滤装置，其特征在于，所述虹吸辅助管的下端与水头管的管身连通，连通位置略低于清水输出管上端管口水平高度。

5.如权利要求1所述的无阀水力全自动上流过滤装置，其特征在于，所述虹吸破坏管的下端设有虹吸延时罐，虹吸延时罐低于虹吸上升管下端。

6.如权利要求1所述的无阀水力全自动上流过滤装置，其特征在于，所述第一单向阀和第二单向阀均采用拍门。

7.如权利要求1所述的无阀水力全自动上流过滤装置，其特征在于，所述过滤砂石层由数层粒径不同的砂石层组成，且由下至上方向排列的砂石层的粒径呈递减状。

8.权利要求1-7所述的无阀水力全自动上流过滤装置的滤水方法，其特征在于，步骤如下：

1）过滤阶段，通过进水口向配水槽内注入原水，并溢流入原水管，原水管内的原水由下至上穿过过滤砂石层并从第一单向阀流入蓄水仓，最终持续从清水输出管排出；

2）冲洗阶段，水头管排水并启动虹吸管路进行虹吸，过滤仓内混合液体被虹吸外排，蓄水仓内清水充当冲洗水，通过第二单向阀进入过滤仓而膨胀过滤砂石层，并使得过滤砂石层滤除的杂质通过虹吸管路外排；

3）复位阶段，虹吸破坏管破坏虹吸后，循环进入过滤阶段。

9.如权利要求8所述的无阀水力全自动上流过滤装置的滤水方法，其特征在于，步骤如下：

1）过滤阶段

通过进水口向配水槽内注入原水，待配水槽内水位到达原水管上端管口处时，原水持续注入原水管，并流入过滤仓底部空间，原水由下至上穿过过滤砂石层并被过滤，最终从第一单向阀处流入蓄水仓，蓄水仓内水位逐渐升高，升高液位达到清水输出管上端口位置，通过清水输出管排出至外界；

冲洗阶段

2-1）虹吸启动阶段

随着过滤水量的增加，过滤砂石层过滤的杂质量增多，使得原水穿过过滤砂石层的水阻增大，这就使得原水管内水位逐渐上升，当原水管内水位上升至水头管与同位管连通位置高度时，同时虹吸上升管内的水位也达到平齐蓄水仓内水位，原水管内水位继续上升，原水从水头管流入排水槽；同时该水流通过虹吸辅助管将虹吸上升管和虹吸下降管对接处的空气一同抽走并排至外界，使得虹吸上升管和虹吸下降管内形成负压，当虹吸上升管中的水位超过最高点而流入虹吸下降管时，即形成虹吸；

2-2）虹吸冲洗阶段

当虹吸形成的瞬间，过滤仓内的混合水迅速从虹吸管路排出至排水槽，同时随着过滤仓内水位和水压的下降，蓄水仓内的清水从第二单向阀进入过滤仓，并混合从原水管涌入的对向水流后冲击过滤砂石层，使得过滤砂石层膨胀并将积攒的杂质释放，杂质随着水流继续从虹吸管路排出至外界，而过滤砂石层重力较大，无法随水流流出；

3）复位阶段

待蓄水仓内水位下降至虹吸破坏管下端水平高度时，蓄水仓内水位下降期间，空气从清水输出管进入过滤仓内，蓄水仓内水位持续下降，虹吸延时罐内存水使得虹吸延时；当虹吸延时罐内无存水进入空气时，空气通过虹吸辅助管进入虹吸管路，从而破坏虹吸，过滤砂石层在自重下回落且根据粒径大小逐渐回落，实现复位；进入过滤仓的原水和清水瞬间使得过滤仓内水位、水压高出蓄水仓内清水水压，第二单向阀关闭，原水管继续进水并进入过滤阶段。