[發明專利]一種耐磨砂石離心過濾器及其制備方法

在審

• 申請號: 201711253933.1
• 申請日: 2017-12-02
• 公開（公告）號: CN107930230A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 馮厚軍;張學雙;戰國隆;張超奇
• 申請（專利權）人: 大禹節水（天津）有限公司
• 主分類號: B01D33/06
• 分類號: B01D33/06;B01D33/067
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 薛萌萌

技術領域

本發明屬于農業灌溉過濾設備技術領域，尤其是涉及一種耐磨砂石離心過濾器及其制備方法。

背景技術

因不同的水源和環境條件，灌溉水中有許多堵塞灌水器的因素。了解堵塞的因素，就能采取合理的水質處理方法和措施，防止系統的堵塞，提高滴灌系統的使用年限。為了保護灌溉系統，根據灌水器的使用要求，必須過濾大于一定粒徑的雜質。過濾是用于保護滴灌系統，從水中去除雜質，主要為機械過濾，即當水流通過很小的流道時，將大于某一粒徑的雜質除去。由于細長和可壓縮顆粒物質的存在，因此過濾過程是一個統計值。為了得到有效過濾，采用多級和多層過濾效果更好，能簡單有效的清洗去過濾出的雜質。

離心過濾器主要由圓柱形筒體和圓錐形椎體組成，在筒體上方有一切向布置的進水口，筒體頂部有一渦流導管，構成溢流管，錐形筒體的底部有一出沙口。當具有一定速度的流體切向進入離心過濾器后，形成高速旋轉的螺旋運動。其內部流體的流動是一種特殊的三維強旋轉剪切湍流運動。這種渦旋運動是有旋轉方向相同的外旋流和內旋流構成。根據斯托克斯定律，體積和密度較大的顆粒受到較大離心力作用，被迅速甩向筒壁，外旋流攜帶砂粒或者其他比水重的顆粒沿著錐筒螺旋向下，固體顆粒進入儲砂罐，內旋流則把較輕較小的顆粒和大部分流體從溢流管排出，完成水沙的分離過程。從而達到水沙分離的效果，其主要特點是能連續過濾含沙的灌溉水，它能消除水中90％以上的泥沙。

離心過濾器大都是鐵焊件，雖然在使用時對水源中的固體雜質有一定的分離效果，但是沒有明確的理論數據和實驗數據，鐵制離心過濾器在實際使用過程中銹蝕嚴重，在制造過程中盡管采取了相關的防腐除銹的工藝，但是離心過濾器結構特殊，噴涂防腐等工藝無法顧及到整個內外表面，尤其是內表面。另外磨損也是離心過濾器所常遇到的問題，在使用過程中，含有泥沙的高速水流進入離心過濾器后，在離心作用下，泥沙沿過濾器內壁螺旋向下，將過濾器椎體下端磨損，磨穿，盡管在制作過程中采取了用加厚鋼板來制作椎體，提高耐磨性，但是實際效果并不是很理想，還增加了制作成本和重量。而且被磨損的鐵微粒進入滴灌系統后會生成鐵離子，發生水解或者與其他粒子結合生成沉淀物沉積在滴頭流道內，滴頭自身是無法將這些沉積物清除的，這將嚴重影響滴頭的正常工作，從而影響到整個滴灌系統的正常運行。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種耐磨砂石離心過濾器，以解決現有的灌水器難以安裝在管道上，使用不方便的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種耐磨砂石離心過濾器，包括上殼體、下椎體和儲砂罐，所述上殼體上設有進水口、出水口；所述下椎體上設有椎體下端管體；所述儲砂罐上設有出砂口、出水口和進水端；所述上殼體的出水口與所述下椎體上端口相連，所述椎體下端管體下端出口與儲砂罐的進水端相連，所述下椎體和儲砂罐均由復合陶瓷層組成。

進一步的，所述復合陶瓷層的內層為Al₂O₃陶瓷層，中間層為Fe過渡層，外層為離心過濾器殼體層。

進一步的，所述復合陶瓷層的內層和中間層的總厚度小于等于3mm。

進一步的，所述復合陶瓷層的內層和中間層的總厚度為2-3mm。

一種耐磨砂石離心過濾器的制備方法，下椎體和儲砂罐均采用在離心過濾器殼體層內加入配置好的Al+Fe₂O₃體系的自蔓延粉料通過自蔓延反應制備而成。

進一步的，將下椎體和儲砂罐的離心過濾器殼體層分別置于離心機上，開動離心機，待轉速穩定后，點火引發自蔓延反應，緩冷后得到復合陶瓷層。

進一步的，耐磨砂石離心過濾器的制備方法包括如下步驟：

1)按圖紙要求下料，過濾器用板材的下料，其直線部分均采用剪板機下料；過濾器用管材的下料，均采用砂輪切割機下料；

2)用卷板機卷制成型上殼體和儲砂罐的圓柱形筒體，下椎體的圓錐形筒體、儲砂罐兩端曲線部分、上殼體曲線部分采用模具在壓力機上成型；

3)將上殼體筒體與曲線、管體部分，下椎體筒體與管體部分，儲砂罐筒體與曲線部分分別焊接成型，獲得上殼體、下椎體和儲砂罐的離心過濾器殼體層；

4)上殼體、下椎體和儲砂罐罐體成型后，在相應部位焊接連接法蘭和連接件，清理焊縫邊緣；

5)對上殼體進行除銹、去油處理，對下椎體和儲砂罐內表面進行除銹、去油和噴砂粗化處理；