[发明专利]一种耐磨砂石离心过滤器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于农业灌溉过滤设备技术领域，尤其是涉及一种耐磨砂石离心过滤器及其制备方法。

背景技术

因不同的水源和环境条件，灌溉水中有许多堵塞灌水器的因素。了解堵塞的因素，就能采取合理的水质处理方法和措施，防止系统的堵塞，提高滴灌系统的使用年限。为了保护灌溉系统，根据灌水器的使用要求，必须过滤大于一定粒径的杂质。过滤是用于保护滴灌系统，从水中去除杂质，主要为机械过滤，即当水流通过很小的流道时，将大于某一粒径的杂质除去。由于细长和可压缩颗粒物质的存在，因此过滤过程是一个统计值。为了得到有效过滤，采用多级和多层过滤效果更好，能简单有效的清洗去过滤出的杂质。

离心过滤器主要由圆柱形筒体和圆锥形椎体组成，在筒体上方有一切向布置的进水口，筒体顶部有一涡流导管，构成溢流管，锥形筒体的底部有一出沙口。当具有一定速度的流体切向进入离心过滤器后，形成高速旋转的螺旋运动。其内部流体的流动是一种特殊的三维强旋转剪切湍流运动。这种涡旋运动是有旋转方向相同的外旋流和内旋流构成。根据斯托克斯定律，体积和密度较大的颗粒受到较大离心力作用，被迅速甩向筒壁，外旋流携带砂粒或者其他比水重的颗粒沿着锥筒螺旋向下，固体颗粒进入储砂罐，内旋流则把较轻较小的颗粒和大部分流体从溢流管排出，完成水沙的分离过程。从而达到水沙分离的效果，其主要特点是能连续过滤含沙的灌溉水，它能消除水中90％以上的泥沙。

离心过滤器大都是铁焊件，虽然在使用时对水源中的固体杂质有一定的分离效果，但是没有明确的理论数据和实验数据，铁制离心过滤器在实际使用过程中锈蚀严重，在制造过程中尽管采取了相关的防腐除锈的工艺，但是离心过滤器结构特殊，喷涂防腐等工艺无法顾及到整个内外表面，尤其是内表面。另外磨损也是离心过滤器所常遇到的问题，在使用过程中，含有泥沙的高速水流进入离心过滤器后，在离心作用下，泥沙沿过滤器内壁螺旋向下，将过滤器椎体下端磨损，磨穿，尽管在制作过程中采取了用加厚钢板来制作椎体，提高耐磨性，但是实际效果并不是很理想，还增加了制作成本和重量。而且被磨损的铁微粒进入滴灌系统后会生成铁离子，发生水解或者与其他粒子结合生成沉淀物沉积在滴头流道内，滴头自身是无法将这些沉积物清除的，这将严重影响滴头的正常工作，从而影响到整个滴灌系统的正常运行。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种耐磨砂石离心过滤器，以解决现有的灌水器难以安装在管道上，使用不方便的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种耐磨砂石离心过滤器，包括上壳体、下椎体和储砂罐，所述上壳体上设有进水口、出水口；所述下椎体上设有椎体下端管体；所述储砂罐上设有出砂口、出水口和进水端；所述上壳体的出水口与所述下椎体上端口相连，所述椎体下端管体下端出口与储砂罐的进水端相连，所述下椎体和储砂罐均由复合陶瓷层组成。

进一步的，所述复合陶瓷层的内层为Al₂O₃陶瓷层，中间层为Fe过渡层，外层为离心过滤器壳体层。

进一步的，所述复合陶瓷层的内层和中间层的总厚度小于等于3mm。

进一步的，所述复合陶瓷层的内层和中间层的总厚度为2-3mm。

一种耐磨砂石离心过滤器的制备方法，下椎体和储砂罐均采用在离心过滤器壳体层内加入配置好的Al+Fe₂O₃体系的自蔓延粉料通过自蔓延反应制备而成。

进一步的，将下椎体和储砂罐的离心过滤器壳体层分别置于离心机上，开动离心机，待转速稳定后，点火引发自蔓延反应，缓冷后得到复合陶瓷层。

进一步的，耐磨砂石离心过滤器的制备方法包括如下步骤：

1)按图纸要求下料，过滤器用板材的下料，其直线部分均采用剪板机下料；过滤器用管材的下料，均采用砂轮切割机下料；

2)用卷板机卷制成型上壳体和储砂罐的圆柱形筒体，下椎体的圆锥形筒体、储砂罐两端曲线部分、上壳体曲线部分采用模具在压力机上成型；

3)将上壳体筒体与曲线、管体部分，下椎体筒体与管体部分，储砂罐筒体与曲线部分分别焊接成型，获得上壳体、下椎体和储砂罐的离心过滤器壳体层；

4)上壳体、下椎体和储砂罐罐体成型后，在相应部位焊接连接法兰和连接件，清理焊缝边缘；

5)对上壳体进行除锈、去油处理，对下椎体和储砂罐内表面进行除锈、去油和喷砂粗化处理；