專利名稱：自驅動清污濾水器的制作方法
技術領域：
自驅動清污濾水器技術領域[0001]本使用新型涉及一種濾水器，尤其是一種自驅動清污濾水器。
背景技術：
[0002]在水電站技術供水系統中，濾水器是必備裝置之一，對其出口水壓、流量都有一定要求，濾水器的局部水頭損失是重要的技術指標。目前，廣泛使用在國內外已建大、中型水電站技術供水系統中的濾水器，主要是中國專利ZL9411629.X中的濾水器，這種現有的全自動清污濾水器雖然具有供水連續穩定、固有過流損失小、濾網防阻塞性能好等優點，但是其清污排污過程需要由電動機提供額外的動力，但實際上濾水器內就有多余的水能而沒有加以利用，這就造成了能源的浪費。[0003]因此，為了提高ZL94116229.X中的濾水器的水能利用效率，本實用新型提出一種自驅動的清污濾水器。實用新型內容[0004]本實用新型的技術方案為:[0005]一種自驅動清污濾水器，包括上殼體5、下殼體6、葉輪調速器7、轉速信號器8、平衡軸9、濾網組件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，濾網組件10、排污叉管15以及微型葉輪4都位于下殼體內，其中進水管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著濾網組件10的位置；[0007]濾網組件10固定于下殼體6內，包括壓蓋102、內外兩圈單元濾網103和底盤101，內外兩圈單元濾網103夾緊在壓蓋102和底盤101之間，以使內外兩圈單元濾網103固定在底盤101的相應通孔上；[0008]排污叉管15位于濾網組件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通過彈簧154和U型密封圈155抵住底盤101 ；[0009]平衡軸9上端延伸至上殼體5外，葉輪調速器7、轉速信號器8位于上殼體外，并安裝在平衡軸9的上端。[0010]優選地，微型葉輪4的材料為ABS工程塑料。[0011]優選地，葉輪調速器7是一種以調整平衡軸9的升降來達到對微型葉輪4調速目的機械結構。[0012]優選地，葉輪調速器7是固定于上殼體5上的細牙螺母，平衡軸9上端相應位置攻與其配合的細牙外螺紋，通過旋轉平衡軸9使其上下移動，從而控制其下端連接的排污叉管15的升降，進而調整彈簧154的壓縮預緊力。[0013]采用了上述結構的濾水器，具有的有益效果為:[0014]1.利用通過濾水器自身的壓力水能驅動排污叉管回轉，實現自動排污功能，替換輸入電能的電動減速機。[0015]2.巧妙地使葉輪在濾水器腔內特殊邊界條件下使用。[0016]3.利用調整彈簧壓縮預緊力的辦法改變葉輪能量平衡點，從而達到調整排污叉管轉速。
[0017]圖1為本實用新型的自驅動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]附圖標記說明[0023]進水管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]葉輪調速器7 轉速信號器8[0027]平衡軸9濾網組件10[0028]排污叉管15 底盤101[0029]壓蓋102內外兩圈單元濾網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具體實施方式
為了能使本實用新型的特征更為清楚，以下將結合附圖揭露本實用新型的具體實施方式
。[0034]本實用新型的自驅動清污濾水器具有如圖1所示的結構，在上殼體5和下殼體6緊固而成的過濾腔內，裝有濾網組件10、排污叉管15和微型葉輪4 ;其中進水管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的上部并對著濾網組件10的位置。[0035]下面參考圖1-圖3，濾網組件10固定于下殼體6內，包括壓蓋102、內外兩圈單元濾網103和底盤101，底盤101上有兩圈如圖2所示的過水孔，內外兩圈單元濾網103插在兩圈過水孔的凹槽內，內外兩圈單元濾網103的上端扣有壓蓋102，壓蓋102和底盤101之間可以通過螺栓連接成一個整體。并且為了保證密封性，濾網與壓蓋102、濾網與底盤101之間還都可以裝有密封墊圈。內外兩圈單元濾網103夾緊在壓蓋102和底盤101之間，以使內外兩圈單元濾網103固定在底盤101的相應通孔上；底盤101上的兩圈過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101，止推套153的上口分別和底盤101的兩圈過水孔相對，孔徑相同。固定支架151位于叉管體外的旋轉軸線上，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轉動時其兩臂止推套153上端面則緊貼濾網底盤101做圓周向摩擦運動，其兩臂上面的兩個管口只能在同時正對一個內圈單元濾網和/或一個外圈單元濾網，并為其創造回流沖洗的機會。假設內圈有M個單元濾網，外圈有N個單元濾網，其中最多只有2個單元濾網在沖洗，其余M+N-2個單元濾網仍在進行正常過濾工作。運行中的自驅動清污濾水器被清洗的濾網面積只占工作濾網面積的2/(M+N)，減小了被清洗濾網的面積與工作濾網面積的比例，從而降低了清洗工作量及清污耗水量，也降低了在線運行的濾水器在清排污時出水管2的水壓波動幅度，所以能保證濾水器運行的穩定性。[0038]圖1中的微型葉輪4是靠水能旋轉的葉輪，其原理相當于微型軸流式水輪機的轉輪。葉輪的上、下方即葉片的進、出口形成一定的水流比能差h，而通過葉輪的流量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現排污的水力操作功率。而葉輪的軸端轉矩為M= 102Ν/ω (Kgm)，式中ω為葉輪的旋轉角速度。可見,影響角速度大小的主要參數是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，應當減少容積損失、機械損失和水力損失，因此，設計時應保證:濾水器下殼體6的內壁與微型葉輪4的端面間隙盡量小，微型葉輪的葉片應具有良好的水動力學性能。并且微型葉輪4的材料可以為ABS工程塑料，因為這種材料具有良好的綜合性能:沖擊強度高、剛性好、尺寸穩定性好、耐磨性好、抗化學藥品性高，在國內外廣泛應用于機械工業(齒輪、汽車配件、飛機、電器儀表工業、波紋管等)。由于具有良好的機械強度和韌性，也被廣泛應用于建筑材料。[0040]這樣設計的微型葉輪4在壓力水的作用下按照流體力學規律慢速旋轉，并通過下管口 152帶動排污叉管15以及平衡軸9 一同旋轉。[0041]平衡軸9上端延伸至上殼體5外，葉輪調速器7、轉速信號器8位于上殼體外，并安裝在平衡軸9的上端。[0042]葉輪調速器7是一種以調整平衡軸9的升降來達到對微型葉輪4調速目的機械結構。在機械領域，這種控制桿的升降的方式很多，例如:葉輪調速器7可以是固定于上殼體5上的細牙螺母，平衡軸9上端相應位置可以攻與其配合的細牙外螺紋，通過旋轉平衡軸9，控制其下端連接的排污叉管15的升降，進而調整彈簧154的壓縮預緊力，從而調節止推套153與底盤101間的摩擦阻力矩使之平衡微型葉輪4的驅動力矩，以使排污叉管15在滿意的轉速下勻速轉動。螺母形狀可以是任何形態狀，例如六方螺母、花籃螺母、方形、圓柱形等。并且優選地，此處螺母的外形上半高度為六方形以作臨時固定用，下半高度為圓柱形并向前與軸承內圈即靜配合。軸承可以選用徑向止推軸承以保證平衡軸9轉動時的穩定性。當然，葉輪調速器7除了采用上述的一組細牙螺紋機構以外，也可以采用其他的常見形式，例如緊固卡套的形式來調節平衡軸9的上下移動，以最終達到調速目的。(由于該結構是常見結構，此處不再贅述)。[0043]轉速信號器8則可以采集平衡軸9、也就是微型葉輪4的轉速，以供調速參考。[0044]該自驅動清污濾水器的上、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]本實用新型的濾水器有兩種運行工況，即正常過濾工況和清排污工況，下面將結合附圖對這兩種工況進行說明。[0046](一 )正常過濾工況[0047]排污管3上的排污閥門關閉，濾水器進入正常過濾工況。此時，壓力水經由進水管I進入濾水器下殼體6內，并通過底盤101上的通孔進入內外兩圈單元濾網(103)，將污物留在各單元濾網內壁，清潔水則通過出水管2進入供水系統。在這一過程中，葉輪4在壓力水的作用下按照流體力學規律慢速旋轉，并通過下管口 152帶動排污叉管15以及平衡軸9一同旋轉。此時雖然排污叉管15中充滿壓力水，但由于排污閥門是關閉的，在旋轉過程中各濾網內的污物也不會被排出。[0048]( 二)清排污工況[0049]排污管3上的排污閥門開啟，濾水器進入清排污工況。排污叉管15在葉輪4的帶動下轉動，使其兩臂的管口與被沖洗的各單元濾網依次連通，附著在濾網上的污物借助清潔水反沖，將污水經排污管3排出，實現自動清污排污功能。排污閥關閉，叉管充滿靜止壓力水，清污排污工況結束，濾水器又恢復到正常過濾工況。[0050]本濾水器的電氣控制部分屬于本領域的公知常識，具體可參考中國專利ZL9411629.X，本實用新型重在機械結構上的改進，因此電氣部分不再贅述。[0051]采用本實用新型的自驅動清污濾水器具有以下優點:[0052](I)節能:工業濾水器廣泛應用于化工、印染、造紙、煉鋼等領域，更是水電站技術供水系統的必有設備，以三峽電站為例，不算即將新增加的八臺機組，已投入運行的單機容量為70萬kw的機組26臺，使用大型濾水器70余臺，以機組運行水頭71米計算，一年內濾水器水能浪費達66萬kw.h之多，更何況我國已建裝機容量50萬kw以上水電站有40余座，而諸如中、朝兩國合建的裝機40萬kw的云峰電站、吉林裝機20萬kw的紅石電站等中小型電站，遍及全國各地數以幾百座計。由此可見常年通過濾水器無端浪費的水能的確應該被重視。自驅動濾水器投入市場后，不僅對今后水利資源開發，擬建、在建水電站有著重要經濟價值，就是對已建電站濾水器的換代已十分必要。水力資源是綠色能源，如今全球爭奪能源激烈，能源是國家經濟發展的命脈，節能不可忽視。[0053](2)微型葉輪在濾水器腔內的使用，拓展了水力機械的技術領域。[0054](3)本實用新型的濾水器由于不需要額外設置電動機及減速裝置作為動力源，因此在常規保養維修中，避免了拆除和回裝電動機、減速裝置的繁瑣，同時也能避免減速裝置經常性的漏油，而對環境產生的污染。[0055]以上已將本發明實用新型作出了詳細說明，惟以上所述者，僅為本實用新型的較佳實施例而已，當不能限定本實用新型實施的范圍。即凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬于本實用新型的專利涵蓋范圍內。
權利要求1.一種自驅動清污濾水器，包括上殼體(5)、下殼體￠)、葉輪調速器(7)、轉速信號器(8)、平衡軸(9)、濾網組件(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，濾網組件(10)、排污叉管(15)以及微型葉輪(4)都位于下殼體內，其中進水管(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著濾網組件(10)的位置； 濾網組件(10)固定于下殼體(6)內，包括壓蓋(102)、內外兩圈單元濾網(103)和底盤(101),內外兩圈單元濾網(103)夾緊在壓蓋(102)和底盤(101)之間，以使內外兩圈單元濾網(103)固定在底盤(101)的相應通孔上； 排污叉管(15)位于濾網組件(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)通過彈簧(154)和U型密封圈(155)抵住底盤(101)； 平衡軸(9)上端延伸至上殼體(5)外，葉輪調速器(7)、轉速信號器(8)位于上殼體外，并安裝在平衡軸(9)的上端。
2.如權利要求1所述的自驅動清污濾水器，其特征還在于:所述微型葉輪(4)的材料為ABS工程塑料。
3.如權利要求1所述的自驅動清污濾水器，其特征還在于:葉輪調速器(7)是一種以調整平衡軸(9)的升降來達到對微型葉輪(4)調速目的機械結構。
4.如權利要求3所述的自驅動清污濾水器，其特征還在于:葉輪調速器(7)是固定于上殼體(5)上的細牙螺母，平衡軸(9)上端相應位置攻與其配合的細牙外螺紋，通過旋轉平衡軸(9)使其上下移動，從而控制其下端連接的排污叉管(15)的升降，進而調整彈簧(154)的壓縮預緊力。
專利摘要本實用新型涉及一種自驅動清污濾水器，包括上殼體、下殼體、葉輪調速器、轉速信號器、平衡軸、濾網組件、排污叉管、微型葉輪以及排污管。其具有自驅動清排污的功能；排污時，排污管3上的排污閥門開啟，濾水器進入清排污工況。排污叉管15在葉輪4的帶動下轉動，使其兩臂的管口與被沖洗的各單元濾網依次連通，附著在濾網上的污物借助清潔水反沖，將污水經排污管3排出，實現自動清污排污功能。排污閥關閉，叉管充滿靜止壓力水，清污排污工況結束，濾水器又恢復到正常過濾工況。本實用新型充分利用濾水器內就有多余的水能來驅動微型葉輪實現自驅動，達到了節約能源、簡化結構的技術效果。
文檔編號B01D29/62GK202983351SQ20132000259
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月6日 優先權日2013年1月6日
發明者蘇九逵, 常進時, 郭江, 陳服軍, 劉萬景, 唐利劍, 賈彥博, 蘇珊, 張靜, 張志華 申請人:蘇九逵