專(zhuān)利名稱(chēng)：自驅(qū)動(dòng)清污濾水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自驅(qū)動(dòng)清污濾水器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本使用新型涉及一種濾水器，尤其是一種自驅(qū)動(dòng)清污濾水器。
背景技術(shù)：
[0002]在水電站技術(shù)供水系統(tǒng)中，濾水器是必備裝置之一，對(duì)其出口水壓、流量都有一定要求，濾水器的局部水頭損失是重要的技術(shù)指標(biāo)。目前，廣泛使用在國(guó)內(nèi)外已建大、中型水電站技術(shù)供水系統(tǒng)中的濾水器，主要是中國(guó)專(zhuān)利ZL9411629.X中的濾水器，這種現(xiàn)有的全自動(dòng)清污濾水器雖然具有供水連續(xù)穩(wěn)定、固有過(guò)流損失小、濾網(wǎng)防阻塞性能好等優(yōu)點(diǎn)，但是其清污排污過(guò)程需要由電動(dòng)機(jī)提供額外的動(dòng)力，但實(shí)際上濾水器內(nèi)就有多余的水能而沒(méi)有加以利用，這就造成了能源的浪費(fèi)。[0003]因此，為了提高ZL94116229.X中的濾水器的水能利用效率，本實(shí)用新型提出一種自驅(qū)動(dòng)的清污濾水器。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:[0005]一種自驅(qū)動(dòng)清污濾水器，包括上殼體5、下殼體6、葉輪調(diào)速器7、轉(zhuǎn)速信號(hào)器8、平衡軸9、濾網(wǎng)組件10、排污叉管15、微型葉輪4以及排污管3，其特征在于:[0006]上殼體5和下殼體6緊固連接，濾網(wǎng)組件10、排污叉管15以及微型葉輪4都位于下殼體內(nèi)，其中進(jìn)水管I位于下殼體下部并低于微型葉輪4的位置，出水管2位于下殼體的上部并對(duì)著濾網(wǎng)組件10的位置；[0007]濾網(wǎng)組件10固定于下殼體6內(nèi)，包括壓蓋102、內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)103和底盤(pán)101，內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)103夾緊在壓蓋102和底盤(pán)101之間，以使內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)103固定在底盤(pán)101的相應(yīng)通孔上；[0008]排污叉管15位于濾網(wǎng)組件10的下方，其包括固定支架151，下管口 152、兩臂及兩臂上的止推套153、彈簧154和U型密封圈155 ;其中，固定支架151位于叉管體外的旋轉(zhuǎn)軸線上，其上端與平衡軸9的下端剛性連接；下管口 152與排污管3軸承連接，微型葉輪4緊固在下管口 152上；排污叉管15兩臂上的止推套153通過(guò)彈簧154和U型密封圈155抵住底盤(pán)101 ；[0009]平衡軸9上端延伸至上殼體5外，葉輪調(diào)速器7、轉(zhuǎn)速信號(hào)器8位于上殼體外，并安裝在平衡軸9的上端。[0010]優(yōu)選地，微型葉輪4的材料為ABS工程塑料。[0011]優(yōu)選地，葉輪調(diào)速器7是一種以調(diào)整平衡軸9的升降來(lái)達(dá)到對(duì)微型葉輪4調(diào)速目的機(jī)械結(jié)構(gòu)。[0012]優(yōu)選地，葉輪調(diào)速器7是固定于上殼體5上的細(xì)牙螺母，平衡軸9上端相應(yīng)位置攻與其配合的細(xì)牙外螺紋，通過(guò)旋轉(zhuǎn)平衡軸9使其上下移動(dòng)，從而控制其下端連接的排污叉管15的升降，進(jìn)而調(diào)整彈簧154的壓縮預(yù)緊力。[0013]采用了上述結(jié)構(gòu)的濾水器，具有的有益效果為:[0014]1.利用通過(guò)濾水器自身的壓力水能驅(qū)動(dòng)排污叉管回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排污功能，替換輸入電能的電動(dòng)減速機(jī)。[0015]2.巧妙地使葉輪在濾水器腔內(nèi)特殊邊界條件下使用。[0016]3.利用調(diào)整彈簧壓縮預(yù)緊力的辦法改變?nèi)~輪能量平衡點(diǎn)，從而達(dá)到調(diào)整排污叉管轉(zhuǎn)速。


[0017]圖1為本實(shí)用新型的自驅(qū)動(dòng)清污濾水器的剖面示意圖；[0018]圖2為圖1中沿A-A向的剖面示意圖；[0019]圖3為濾網(wǎng)組件10的剖面示意圖；[0020]圖4為排污叉管15的示意圖；[0021]圖5為圖4中排污叉管的俯視示意圖。[0022]附圖標(biāo)記說(shuō)明[0023]進(jìn)水管I出水管2[0024]排污管3微型葉輪4[0025]上殼體5下殼體6[0026]葉輪調(diào)速器7 轉(zhuǎn)速信號(hào)器8[0027]平衡軸9濾網(wǎng)組件10[0028]排污叉管15 底盤(pán)101[0029]壓蓋102內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)103[0030]固定支架151 下管口 152[0031]止推套153 彈簧154[0032]U型密封圈15具體實(shí)施方式
為了能使本實(shí)用新型的特征更為清楚，以下將結(jié)合附圖揭露本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。[0034]本實(shí)用新型的自驅(qū)動(dòng)清污濾水器具有如圖1所示的結(jié)構(gòu)，在上殼體5和下殼體6緊固而成的過(guò)濾腔內(nèi)，裝有濾網(wǎng)組件10、排污叉管15和微型葉輪4 ;其中進(jìn)水管I位于下殼體6下部并低于微型葉輪4的位置，出水管2位于下殼體6的上部并對(duì)著濾網(wǎng)組件10的位置。[0035]下面參考圖1-圖3，濾網(wǎng)組件10固定于下殼體6內(nèi)，包括壓蓋102、內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)103和底盤(pán)101，底盤(pán)101上有兩圈如圖2所示的過(guò)水孔，內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)103插在兩圈過(guò)水孔的凹槽內(nèi)，內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)103的上端扣有壓蓋102，壓蓋102和底盤(pán)101之間可以通過(guò)螺栓連接成一個(gè)整體。并且為了保證密封性，濾網(wǎng)與壓蓋102、濾網(wǎng)與底盤(pán)101之間還都可以裝有密封墊圈。內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)103夾緊在壓蓋102和底盤(pán)101之間，以使內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)103固定在底盤(pán)101的相應(yīng)通孔上；底盤(pán)101上的兩圈過(guò)水孔的橫截面可以是各種合理的形狀，如圓形、多邊形等。[0036]下面參考圖1、圖4和圖5，排污叉管15位于濾網(wǎng)組件10的下方，其包括固定支架151，下管口 152、兩臂及兩臂上的止推套153、彈簧154和U型密封圈155。排污叉管15的兩臂呈“Y”形，臂的兩端中心距不等。U形密封圈155位于止推套153和上管口之間，彈簧154的上下兩端分別座在止推套153與管口出口的凸臺(tái)之間，從而使排污叉管15兩臂上的止推套153的上端面抵住底盤(pán)101，止推套153的上口分別和底盤(pán)101的兩圈過(guò)水孔相對(duì)，孔徑相同。固定支架151位于叉管體外的旋轉(zhuǎn)軸線上，其上端與平衡軸9的下端剛性連接；下管口 152與排污管3軸承連接，微型葉輪4緊固在下管口 152上。[0037]這樣，“Y”形排污叉管15轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其兩臂止推套153上端面則緊貼濾網(wǎng)底盤(pán)101做圓周向摩擦運(yùn)動(dòng)，其兩臂上面的兩個(gè)管口只能在同時(shí)正對(duì)一個(gè)內(nèi)圈單元濾網(wǎng)和/或一個(gè)外圈單元濾網(wǎng)，并為其創(chuàng)造回流沖洗的機(jī)會(huì)。假設(shè)內(nèi)圈有M個(gè)單元濾網(wǎng)，外圈有N個(gè)單元濾網(wǎng)，其中最多只有2個(gè)單元濾網(wǎng)在沖洗，其余M+N-2個(gè)單元濾網(wǎng)仍在進(jìn)行正常過(guò)濾工作。運(yùn)行中的自驅(qū)動(dòng)清污濾水器被清洗的濾網(wǎng)面積只占工作濾網(wǎng)面積的2/(M+N)，減小了被清洗濾網(wǎng)的面積與工作濾網(wǎng)面積的比例，從而降低了清洗工作量及清污耗水量，也降低了在線運(yùn)行的濾水器在清排污時(shí)出水管2的水壓波動(dòng)幅度，所以能保證濾水器運(yùn)行的穩(wěn)定性。[0038]圖1中的微型葉輪4是靠水能旋轉(zhuǎn)的葉輪，其原理相當(dāng)于微型軸流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪。葉輪的上、下方即葉片的進(jìn)、出口形成一定的水流比能差h，而通過(guò)葉輪的流量q就是濾水器的供水流量。這樣，葉輪在濾水器水能作用下便產(chǎn)生施加在葉輪上的功率，其大小為N = 9.81qh n (Kff)，式中η為葉輪效率，。這一功率便是本濾水器實(shí)現(xiàn)排污的水力操作功率。而葉輪的軸端轉(zhuǎn)矩為M= 102Ν/ω (Kgm)，式中ω為葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度?？梢?jiàn),影響角速度大小的主要參數(shù)是M，q和h，其次便是葉輪的效率。[0039]為了提高本濾水器的葉輪效率Π，應(yīng)當(dāng)減少容積損失、機(jī)械損失和水力損失，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證:濾水器下殼體6的內(nèi)壁與微型葉輪4的端面間隙盡量小，微型葉輪的葉片應(yīng)具有良好的水動(dòng)力學(xué)性能。并且微型葉輪4的材料可以為ABS工程塑料，因?yàn)檫@種材料具有良好的綜合性能:沖擊強(qiáng)度高、剛性好、尺寸穩(wěn)定性好、耐磨性好、抗化學(xué)藥品性高，在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)(齒輪、汽車(chē)配件、飛機(jī)、電器儀表工業(yè)、波紋管等)。由于具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，也被廣泛應(yīng)用于建筑材料。[0040]這樣設(shè)計(jì)的微型葉輪4在壓力水的作用下按照流體力學(xué)規(guī)律慢速旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)下管口 152帶動(dòng)排污叉管15以及平衡軸9 一同旋轉(zhuǎn)。[0041]平衡軸9上端延伸至上殼體5外，葉輪調(diào)速器7、轉(zhuǎn)速信號(hào)器8位于上殼體外，并安裝在平衡軸9的上端。[0042]葉輪調(diào)速器7是一種以調(diào)整平衡軸9的升降來(lái)達(dá)到對(duì)微型葉輪4調(diào)速目的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在機(jī)械領(lǐng)域，這種控制桿的升降的方式很多，例如:葉輪調(diào)速器7可以是固定于上殼體5上的細(xì)牙螺母，平衡軸9上端相應(yīng)位置可以攻與其配合的細(xì)牙外螺紋，通過(guò)旋轉(zhuǎn)平衡軸9，控制其下端連接的排污叉管15的升降，進(jìn)而調(diào)整彈簧154的壓縮預(yù)緊力，從而調(diào)節(jié)止推套153與底盤(pán)101間的摩擦阻力矩使之平衡微型葉輪4的驅(qū)動(dòng)力矩，以使排污叉管15在滿意的轉(zhuǎn)速下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。螺母形狀可以是任何形態(tài)狀，例如六方螺母、花籃螺母、方形、圓柱形等。并且優(yōu)選地，此處螺母的外形上半高度為六方形以作臨時(shí)固定用，下半高度為圓柱形并向前與軸承內(nèi)圈即靜配合。軸承可以選用徑向止推軸承以保證平衡軸9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性。當(dāng)然，葉輪調(diào)速器7除了采用上述的一組細(xì)牙螺紋機(jī)構(gòu)以外，也可以采用其他的常見(jiàn)形式，例如緊固卡套的形式來(lái)調(diào)節(jié)平衡軸9的上下移動(dòng)，以最終達(dá)到調(diào)速目的。(由于該結(jié)構(gòu)是常見(jiàn)結(jié)構(gòu)，此處不再贅述)。[0043]轉(zhuǎn)速信號(hào)器8則可以采集平衡軸9、也就是微型葉輪4的轉(zhuǎn)速，以供調(diào)速參考。[0044]該自驅(qū)動(dòng)清污濾水器的上、下殼體，用球墨鑄鐵或不銹鋼制造，表面光滑，外形美觀，抗腐蝕性能好。[0045]本實(shí)用新型的濾水器有兩種運(yùn)行工況，即正常過(guò)濾工況和清排污工況，下面將結(jié)合附圖對(duì)這兩種工況進(jìn)行說(shuō)明。[0046](一 )正常過(guò)濾工況[0047]排污管3上的排污閥門(mén)關(guān)閉，濾水器進(jìn)入正常過(guò)濾工況。此時(shí)，壓力水經(jīng)由進(jìn)水管I進(jìn)入濾水器下殼體6內(nèi)，并通過(guò)底盤(pán)101上的通孔進(jìn)入內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)(103)，將污物留在各單元濾網(wǎng)內(nèi)壁，清潔水則通過(guò)出水管2進(jìn)入供水系統(tǒng)。在這一過(guò)程中，葉輪4在壓力水的作用下按照流體力學(xué)規(guī)律慢速旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)下管口 152帶動(dòng)排污叉管15以及平衡軸9一同旋轉(zhuǎn)。此時(shí)雖然排污叉管15中充滿壓力水，但由于排污閥門(mén)是關(guān)閉的，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中各濾網(wǎng)內(nèi)的污物也不會(huì)被排出。[0048]( 二)清排污工況[0049]排污管3上的排污閥門(mén)開(kāi)啟，濾水器進(jìn)入清排污工況。排污叉管15在葉輪4的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，使其兩臂的管口與被沖洗的各單元濾網(wǎng)依次連通，附著在濾網(wǎng)上的污物借助清潔水反沖，將污水經(jīng)排污管3排出，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清污排污功能。排污閥關(guān)閉，叉管充滿靜止壓力水，清污排污工況結(jié)束，濾水器又恢復(fù)到正常過(guò)濾工況。[0050]本濾水器的電氣控制部分屬于本領(lǐng)域的公知常識(shí)，具體可參考中國(guó)專(zhuān)利ZL9411629.X，本實(shí)用新型重在機(jī)械結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，因此電氣部分不再贅述。[0051]采用本實(shí)用新型的自驅(qū)動(dòng)清污濾水器具有以下優(yōu)點(diǎn):[0052](I)節(jié)能:工業(yè)濾水器廣泛應(yīng)用于化工、印染、造紙、煉鋼等領(lǐng)域，更是水電站技術(shù)供水系統(tǒng)的必有設(shè)備，以三峽電站為例，不算即將新增加的八臺(tái)機(jī)組，已投入運(yùn)行的單機(jī)容量為70萬(wàn)kw的機(jī)組26臺(tái)，使用大型濾水器70余臺(tái)，以機(jī)組運(yùn)行水頭71米計(jì)算，一年內(nèi)濾水器水能浪費(fèi)達(dá)66萬(wàn)kw.h之多，更何況我國(guó)已建裝機(jī)容量50萬(wàn)kw以上水電站有40余座，而諸如中、朝兩國(guó)合建的裝機(jī)40萬(wàn)kw的云峰電站、吉林裝機(jī)20萬(wàn)kw的紅石電站等中小型電站，遍及全國(guó)各地?cái)?shù)以幾百座計(jì)。由此可見(jiàn)常年通過(guò)濾水器無(wú)端浪費(fèi)的水能的確應(yīng)該被重視。自驅(qū)動(dòng)濾水器投入市場(chǎng)后，不僅對(duì)今后水利資源開(kāi)發(fā)，擬建、在建水電站有著重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值，就是對(duì)已建電站濾水器的換代已十分必要。水力資源是綠色能源，如今全球爭(zhēng)奪能源激烈，能源是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，節(jié)能不可忽視。[0053](2)微型葉輪在濾水器腔內(nèi)的使用，拓展了水力機(jī)械的技術(shù)領(lǐng)域。[0054](3)本實(shí)用新型的濾水器由于不需要額外設(shè)置電動(dòng)機(jī)及減速裝置作為動(dòng)力源，因此在常規(guī)保養(yǎng)維修中，避免了拆除和回裝電動(dòng)機(jī)、減速裝置的繁瑣，同時(shí)也能避免減速裝置經(jīng)常性的漏油，而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染。[0055]以上已將本發(fā)明實(shí)用新型作出了詳細(xì)說(shuō)明，惟以上所述者，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍。即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與修飾等，皆應(yīng)仍屬于本實(shí)用新型的專(zhuān)利涵蓋范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自驅(qū)動(dòng)清污濾水器，包括上殼體(5)、下殼體￠)、葉輪調(diào)速器(7)、轉(zhuǎn)速信號(hào)器(8)、平衡軸(9)、濾網(wǎng)組件(10)、排污叉管(15)、微型葉輪(4)以及排污管(3)，其特征在于: 上殼體(5)和下殼體(6)緊固連接，濾網(wǎng)組件(10)、排污叉管(15)以及微型葉輪(4)都位于下殼體內(nèi)，其中進(jìn)水管(I)位于下殼體下部并低于微型葉輪(4)的位置，出水管(2)位于下殼體的上部并對(duì)著濾網(wǎng)組件(10)的位置； 濾網(wǎng)組件(10)固定于下殼體(6)內(nèi)，包括壓蓋(102)、內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)(103)和底盤(pán)(101),內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)(103)夾緊在壓蓋(102)和底盤(pán)(101)之間，以使內(nèi)外兩圈單元濾網(wǎng)(103)固定在底盤(pán)(101)的相應(yīng)通孔上； 排污叉管(15)位于濾網(wǎng)組件(10)的下方，其包括固定支架(151)，下管口(152)、兩臂及兩臂上的止推套(153)、彈簧(154)和U型密封圈(155);其中，固定支架(151)位于叉管體外的旋轉(zhuǎn)軸線上，其上端與平衡軸(9)的下端剛性連接；下管口(152)與排污管(3)軸承連接，微型葉輪(4)緊固在下管口(152)上；排污叉管(15)兩臂上的止推套(153)通過(guò)彈簧(154)和U型密封圈(155)抵住底盤(pán)(101)； 平衡軸(9)上端延伸至上殼體(5)外，葉輪調(diào)速器(7)、轉(zhuǎn)速信號(hào)器(8)位于上殼體外，并安裝在平衡軸(9)的上端。
2.如權(quán)利要求1所述的自驅(qū)動(dòng)清污濾水器，其特征還在于:所述微型葉輪(4)的材料為ABS工程塑料。
3.如權(quán)利要求1所述的自驅(qū)動(dòng)清污濾水器，其特征還在于:葉輪調(diào)速器(7)是一種以調(diào)整平衡軸(9)的升降來(lái)達(dá)到對(duì)微型葉輪(4)調(diào)速目的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的自驅(qū)動(dòng)清污濾水器，其特征還在于:葉輪調(diào)速器(7)是固定于上殼體(5)上的細(xì)牙螺母，平衡軸(9)上端相應(yīng)位置攻與其配合的細(xì)牙外螺紋，通過(guò)旋轉(zhuǎn)平衡軸(9)使其上下移動(dòng)，從而控制其下端連接的排污叉管(15)的升降，進(jìn)而調(diào)整彈簧(154)的壓縮預(yù)緊力。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種自驅(qū)動(dòng)清污濾水器，包括上殼體、下殼體、葉輪調(diào)速器、轉(zhuǎn)速信號(hào)器、平衡軸、濾網(wǎng)組件、排污叉管、微型葉輪以及排污管。其具有自驅(qū)動(dòng)清排污的功能；排污時(shí)，排污管3上的排污閥門(mén)開(kāi)啟，濾水器進(jìn)入清排污工況。排污叉管15在葉輪4的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，使其兩臂的管口與被沖洗的各單元濾網(wǎng)依次連通，附著在濾網(wǎng)上的污物借助清潔水反沖，將污水經(jīng)排污管3排出，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清污排污功能。排污閥關(guān)閉，叉管充滿靜止壓力水，清污排污工況結(jié)束，濾水器又恢復(fù)到正常過(guò)濾工況。本實(shí)用新型充分利用濾水器內(nèi)就有多余的水能來(lái)驅(qū)動(dòng)微型葉輪實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)，達(dá)到了節(jié)約能源、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的技術(shù)效果。
文檔編號(hào)B01D29/62GK202983351SQ20132000259
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者蘇九逵, 常進(jìn)時(shí), 郭江, 陳服軍, 劉萬(wàn)景, 唐利劍, 賈彥博, 蘇珊, 張靜, 張志華 申請(qǐng)人:蘇九逵