微灌用网式新型自清洗过滤器的设计及研究

比较了国内外自清洗过滤器产品技术参数,分析了当前国内网式自清洗过滤器应用中存在的问题,在此基础上设计提出一种微灌用网式新型自清洗过滤器,并对该新型过滤器的结构和工作原理进行了详细介绍;通过理论计算得到在满足1<λ<5(λ为元件的长度与直径比值)前提下,新型过滤器滤网直径、滤网长度与设计流量之间的定量关系;通过试验得到了水头损失与设计流量的定量关系式,并与传统网式过滤器进行了比较,结果表明,新型过滤器水头损失小,且随流量变化缓慢,即使在流量变化较大情况下,水头损失也变化较小,在我国大田微灌技术中具有较广泛的应用前景。　1、微灌用自清洗过滤器
　　基于过滤器在微灌系统中的应用,国内外关于过滤器的研究发展主要经历了3个历程,一是各种不同类型单一过滤器的研究;二是将各种不同类型过滤器相互组合成新的过滤器,即组合型过滤器的研究,常见的有旋流(离心)网式过滤器、叠片式砂过滤器、叠网式过滤器等;三是对过滤器清洗方式进行研究,主要有手动清洗和自动清洗。
　　自动清洗过滤器从清洗方式上主要有吸污式、刷式、转臂式、刮盘式和反冲洗式等,从清洗动力上主要有电机驱动和液压驱动等。
　　对自清洗过滤器的研究,国外比较早,始于20世纪中后期,Vehaaya Amiad Sinun提出了一种自动反冲洗过滤器,Jan Hermene研究了一种自清洗连续过滤系统等[5]。目前像以色列、美国公司等具有很多生产和研制自清洗过滤器的公司,他们研制生产了各种类型的自清洗过滤器。
　　国内对自清洗过滤器的研究始于21世纪初,开始主要是引进国外自清洗过滤器产品,但由于应用环境和标准不同使得引进的产品工作性能不稳定,故障率较高,有时甚至无法使用,这也是目前国内许多地区仍然使用传统手动清洗过滤器的原因之一。主要研究成果集中在对传统过滤器的改进和对其它领域应用过滤器的改造上。例如文献[7]研制了一种微灌用叠片式自动反冲洗过滤器,文献[8]研制了一种自动清洗河(渠)水网式过滤器,文献[9]对微灌用砂石过滤器反冲洗参数进行了试验研究;虽然这些研究成果在一定程度上能够完成过滤污物杂质的自动清洗,但其清理机构或传动机构需外力驱动(一般为电动机),增加了过滤器的制造和使用成本。还有一些自清洗过滤器不需要外力驱动也能完成自动清洗,例如文献[10]研究的微灌全自动反冲洗过滤器,文献[11]研究的卧式水力驱动自清洗过滤器等,只需水力驱动即可自动完成清洗;文献[12]研制的全自动自吸附反冲洗网式过滤器,利用水流反作用力实现污物吸附,无需利用液压驱动吸附,即可自动扫描整个筛网。