一种节水过滤的灌溉水装置

本发明涉及节水灌溉，具体为节水过滤的灌溉水装置。

背景技术：

1、灌溉水技术是现代农业实现水资源高效利用的重要手段，其中滴灌作为一种精准灌溉方式，能够将水分直接输送至作物根部，显著减少地表蒸发和深层渗漏，在水资源紧缺地区有着重要作用；特别是在西北干旱地区，灌溉水源多为河流水或浅层地下水，这类水源中普遍含有较多的沙粒和黏土杂质；沙粒在利用过程中极易造成灌溉系统堵塞，直接影响灌溉设备的运行稳定性和使用寿命。

2、当前用于微灌或滴灌系统的过滤装置，通常设置滤网或滤芯对水中的沙粒、悬浮物进行拦截；随着过滤的持续，沙粒在过滤介质表面不断堆积，导致过滤阻力上升，出水量下降；为此，现有过滤设备大多配置反冲洗功能，利用处理后的澄清水反向通过过滤介质，将截留的杂质冲刷排出，以恢复过滤性能；然而，该方式在实际应用中存在问题：反冲洗过程需要消耗大量已经过滤完毕的澄清水，在西北地区等水资源匮乏的地区，这部分用于自清洁的耗水量会导致出水效率降低，或需要提前储存澄清水用于反冲洗。

3、与此同时，经集中过滤后的水流在末端滴灌环节也面临新的困难；在西北地区的灌溉水源中除较粗沙粒外，往往还夹杂着粒径极细的粉砂和黏粒，这部分微细颗粒在常规过滤中难以完全去除，随水流进入滴灌管路后，容易在滴灌头的狭小流道和出水孔处逐渐沉积、板结，造成滴灌头出流不均匀甚至堵塞失效；一旦滴灌头堵塞，局部作物无法获得水分，影响作物生长，而大面积更换或清洗堵塞滴头又显著增加了管护成本和劳动强度。

4、为此，提出一种节水过滤的灌溉水装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种节水过滤的灌溉水装置，通过设置清沙单元的吸污管与在过滤筒内产生堵塞时，无需外通输入并损耗澄清水，并且通过防堵单元与清沙单元相配合使得在对过滤筒清沙时，通过防堵单元对输水主管加压调节，增大滴灌器中水流的流速，从而减少粉砂和黏粒在滴灌器处沉积、板结的现象产生。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种节水过滤的灌溉水装置，包括初级旋流器、过滤筒、清沙单元、二级旋流器、滴灌单元和防堵单元；初级旋流器通过管道与过滤筒连接，清沙单元设置在过滤筒内，二级旋流器通过管道与清沙单元连接，二级旋流器通过管道与防堵单元连接，过滤筒通过出水口与滴灌单元连接；过滤筒内设置有滤网筒，清沙单元包括通水管，以及设置于通水管侧壁均匀分布的若干组吸污管；过滤筒堵塞时清沙单元通过吸污管吸除过滤筒内壁上的杂质，防堵单元在清沙单元启动时对滴灌单元水流加压。

4、可知，滤网是对沙粒等细微杂质过滤的常用手段，但是滤网在过滤时会存在杂质粘附、沉积在滤网上，现有技术中通常采用反水冲洗将滤网上的杂质冲洗下来，但是在反水冲洗时如果停水则会影响装置持续运行，不停水则冲洗效率有限，无法保证滤网的清洗效率，滤网上会存在一定的杂质无法被完全清理，难以做到同时保证滤网清洗效率和装置的持续运行，并且反冲洗过程中会用到过滤过后的澄清水，这对于水量较少的水资源匮乏地区会影响装置的出水效率。

5、优选的，过滤筒包括底部进水区、与滤网筒外壁连接的净水区，以及设置于滤网筒上方的连接区，进水区一侧设置有进水口，连接区一侧设置有出水口，过滤筒底部设置有出污口；进水区与净水区之间设置有下端板，下端板将进水区与净水区隔开；净水区与连接区之间设置有上端板，上端板将净水区与连接区隔开。

6、上述方案中，通过初级旋流器将出入分离的水传输至过滤筒的进水口处，随后水流将流经滤网筒传输至滴灌单元，并通过滤网筒将细沙杂质过滤，水流将在下端板的分隔下，仅有通过滤网筒过滤后的水会流至净水区，且大部分杂质在沉积作用下沿过滤筒底部出污口排出。

7、优选的，通水管设置为文丘里管，通水管设置于滤网筒轴线上。

8、上述方案中，通水管设置为文丘里管，且在滤网筒段为喉部，在通水管进水时通过喉部的水流加速，并使与通水管候部处连接的吸污管产生负压，在滤网筒被粘附甚至堵塞时回通过吸污管产生的负压将滤网筒内壁的杂质吸至通水管内，从而实现对滤网筒的清理。

9、优选的，清沙单元还包括设置于连接区的叶片，叶片与通水管外壁固定连接；通水管设置有与叶片相对应的若干组开口。

10、上述方案中，在通水管出水时通过出水口的水流冲击叶片会使通水管与过滤筒产生相对转动，在过滤筒转动时会使得吸污管对滤网筒的吸附覆盖面积更加全面，减少吸污管对滤网筒清理过程的盲区。

11、优选的，清沙单元还包括设置于通水管内的压力堵头，以及与压力堵头上端连接的弹簧伸缩杆；弹簧伸缩杆上端与通水管固定连接；通水管穿设过滤筒，且过滤筒顶部设置有与通水管连接的驱动电机。

12、上述方案中，过滤筒底部的进水区沿滤网筒流入，当滤网筒堵塞时水流压力增大，此时水压会大于压力堵头压力，水流会优先沿通水管进入，此时压力堵头收到水流冲压带动弹簧伸缩杆收缩，实现通水管内水流的流动。

13、优选的，滴灌单元包括输水主管、设置于输水主管上的若干组滴灌器，输水主管靠近过滤筒一端设置有调节阀。

14、优选的，防堵单元包括清堵管道、设置于清堵管道上与滴灌器相对应的若干组增压腔，以及设置于清堵管道靠近二级旋流器一端的控制阀；二级旋流器经控制阀连通增压腔，增压腔与滴灌器连接。

15、优选的，增压腔内设置有第一增压膜片、与第一增压膜片连接的连接杆，以及与连接杆另一端连接的第二增压膜片，第二增压膜片设置于输水主管中。

16、上述方案中，二级旋流器的排出的水流入清堵管道中的增压腔处，水流会被第一增压膜片阻隔，此时水流会挤压第一增压膜片，第一增压膜片会通过连接敢带动第二增压膜片位移，通过第二增压膜片挤压通水管内的。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

18、1、现有技术中，灌溉过滤装置在过滤介质堵塞后通常采用反冲洗方式恢复过滤性能，需引入并消耗大量已经过滤的澄清水反向冲刷过滤介质，影响出水效率；本发明通过在过滤筒内设置清沙单元，在过滤筒因杂质堆积而堵塞时由清沙单元的吸污管以负压方式将附着于滤网筒内壁的杂质直接吸除，从而恢复过滤筒的过滤性能，整个清沙过程无需另行引入并损耗已过滤的澄清水；解决了在西北地区进行过滤滴灌时，由于水源中沙粒、杂质较多，所需过滤时间较长，防止反冲洗采用澄清水影响出水效率导致出水量过低的问题，同时减少因出水量、流速较低导致滴灌器处杂质容易沉积堵塞的问题。

19、2、现有技术中，灌溉水源中难以被完全滤除的粉砂、黏粒等微细颗粒随水流进入滴灌管路后，易在滴灌器的狭小流道处逐渐沉积、板结而造成堵塞；本发明通过防堵单元与清沙单元相配合，使得在清沙单元对过滤筒进行清沙的同时，可以通过防堵单元对输水主管内的水流进行加压调节，增大滴灌器处水流的流速，在滴灌器流道内形成冲洗水流，从而减少粉砂、黏粒等微细颗粒在滴灌器处沉积、板结的现象，防止滴灌器堵塞失效。

1.一种节水过滤的灌溉水装置，其特征在于：包括初级旋流器（1）、过滤筒（2）、清沙单元（3）、二级旋流器（4）、滴灌单元（5）和防堵单元（6）；所述初级旋流器（1）通过管道与所述过滤筒（2）连接，所述清沙单元（3）设置在过滤筒（2）内，所述二级旋流器（4）通过管道与所述清沙单元（3）连接，所述二级旋流器（4）通过管道与所述防堵单元（6）连接，所述过滤筒（2）与所述滴灌单元（5）连接；所述过滤筒（2）内设置有滤网筒（21），所述清沙单元（3）包括通水管（31），以及设置于所述通水管（31）侧壁均匀分布的若干组吸污管（32）；所述过滤筒（2）堵塞时所述清沙单元（3）通过所述吸污管（32）吸除过滤筒（2）内壁上的杂质，所述防堵单元（6）在清沙单元（3）启动时对所述滴灌单元（5）水流加压。

2.根据权利要求1所述的节水过滤的灌溉水装置，其特征在于：所述过滤筒（2）包括底部进水区（22）、与所述滤网筒（21）外壁连接的净水区（23），以及设置于所述滤网筒（21）上方的连接区（24），所述进水区（22）一侧设置有进水口（25），所述连接区（24）一侧设置有出水口（26），所述过滤筒（2）底部设置有出污口（27）；所述进水区（22）与所述净水区（23）之间设置有下端板（28），所述下端板（28）将所述进水区（22）与所述净水区（23）隔开；所述净水区（23）与所述连接区（24）之间设置有上端板（29），所述上端板（29）将所述净水区（23）与所述连接区（24）隔开。

3.根据权利要求1所述的节水过滤的灌溉水装置，其特征在于：所述通水管（31）设置为文丘里管，所述通水管（31）设置于滤网筒（21）轴线上。

4.根据权利要求2所述的节水过滤的灌溉水装置，其特征在于：所述清沙单元（3）还包括设置于所述连接区（24）的叶片（33），所述叶片（33）与所述通水管（31）外壁固定连接；所述通水管（31）设置有与所述叶片（33）相对应的若干组开口（36）。

5.根据权利要求4所述的节水过滤的灌溉水装置，其特征在于：所述清沙单元（3）还包括设置于所述通水管（31）内的压力堵头（34），以及与所述压力堵头（34）上端连接的弹簧伸缩杆（35）；所述弹簧伸缩杆（35）上端与所述通水管（）固定连接；所述通水管（31）穿设所述过滤筒（2），且所述过滤筒（2）顶部设置有与所述通水管（31）连接的驱动电机（7）。

6.根据权利要求4或5所述的节水过滤的灌溉水装置，其特征在于：所述滴灌单元（5）包括输水主管（51）、设置于输水主管（51）上的若干组滴灌器（52），所述输水主管（51）靠近所述过滤筒（2）一端设置有调节阀（53）。

7.根据权利要求6所述的节水过滤的灌溉水装置，其特征在于：所述防堵单元（6）包括清堵管道（61）、设置于清堵管道（61）上与所述滴灌器（52）相对应的若干组增压腔（62），以及设置于所述清堵管道（61）靠近所述二级旋流器（4）一端的控制阀（63）；所述二级旋流器（4）经所述控制阀（63）连通增压腔（62），所述增压腔（62）与所述滴灌器（52）连接。

8.根据权利要求7所述的节水过滤的灌溉水装置，其特征在于：所述增压腔（62）内设置有第一增压膜片（64）、与所述第一增压膜片（64）连接的连接杆（65），以及与所述连接杆（65）另一端连接的第二增压膜片（66），所述第二增压膜片（66）设置于所述输水主管（51）中。