[发明专利]一种过滤器叠片结构及叠片式过滤器

说明书

本发明提供一种过滤器叠片结构，该结构包括环形的叠片，所述叠片上设有截面呈五角星形状的流道，所述流道的截面形状为应用koch分形曲线二阶图形中的中间三分之一部分的五角星形状。还提出一种叠片式过滤器，包括多个上述的过滤器叠片结构。本发明提出的过滤器叠片可以提高过滤器的过滤效率，有效的提供更多泥沙颗粒的沉降区域，使用范围广；叠片截面在保证原有过滤精度的前提下提供了更大的过流面积，在通过相同体积水量的前提下其所产生的水头损失在一定程度上低于传统叠片；本发明在叠片的制作中使用到壳聚糖纤维，凝结悬浮的微生物，在物理过滤的同时起到生物过滤的作用，兼具消毒杀菌的作用。

技术领域

本发明涉及农业节水灌溉技术领域，尤其是关于一种过滤器叠片结构及叠片式过滤器。

背景技术

水资源的短缺已成为全球性的问题，这一问题对粮食安全、经济安全、人口安全等一系列的问题产生了巨大的影响。经过长期的研究发展，微灌已经成为现在普及的灌溉方式，这种方式的运用大幅度降低了农业用水量，但是其对于水质的要求是较为严格的。如果不能有效的去除灌溉水中的各类杂质，会严重影响水的质量，造成各级设备的堵塞，严重的会造成整个微灌系统的瘫痪和报废。以引用黄河水的河套灌区为例，其引水中的主要杂质是泥沙，泥沙的过滤效率就成为了灌溉系统是否成功的关键。经过过滤器的性能试验研究发现，现有的灌溉系统中几种过滤器对于泥沙的过滤都有一定的限制，主要去除大颗粒的泥沙，而粒径较小的悬浮型泥沙得不到有效的去除。叠片过滤器的过滤效率是一个亟待解决的问题，而叠片是叠片式过滤器的核心，故改造叠片式过滤器的最有效方法就是对叠片进行改造。

由于叠片过滤器的应用在中小型农户中较为广泛，大量的科研学者试图从多方面来解决过滤器的效率问题，虽然对于内部叠片的研究还没有大范围的展开，但也取得了一些成果。目前也有很多专家学者提出了许多对于叠片的优化方案，如：北京市控制工程研究所李永华等(申请公布号：CN104888511A)公开了一种改变叠片形状的设计，该设计通过将传统的圆盘式叠片改造为花瓣式叠片有效的增加了叠片的外缘边长，与此同时增加了流道的数量，在一定程度上增加了泥沙沉降的区域，但由于其流道的结构较为简单，虽然增加了流道数量但是对过滤的效率和精度并没有明显改善。

又如中国水利水电科学研究院吴文勇等(申请公布号：CN104785003 A)公开了一种新型的等流道截面过滤器叠片，其圆环形片体的流道为半圆式流道，且内外流道截面半径相同，在一定意义上克服了传统叠片能耗高和不易清洁的问题，但是过滤效率较低。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的过滤器叠片结构及叠片式过滤器，可有效地改善过滤效率，降低过滤所带来的水头损失。

根据本发明的一个方面，提供一种过滤器叠片结构，该结构包括环形的叠片，所述叠片上设有截面呈五角星形状的流道。

进一步，所述流道的截面形状为应用koch分形曲线二阶图形中的中间三分之一部分的五角星形状。

进一步，所述流道截面的每个尖角均进行倒圆角。所述流道截面的尖角采用倒圆角的设计，便于加工出准确尺寸的流道；另外，圆角的弧度有利于提高反冲洗时的冲洗效率，而尖角处易存积难以清洗的杂质。

进一步，所述流道的外侧截面尺寸大于其内侧的截面尺寸。所述叠片的流道截面根据过滤的方向由外侧向内侧逐渐缩小，缩小规律遵循线性方程规律。

进一步，所述叠片上均布有多个相同的所述流道。所述流道的走向分别与其在所述叠片外侧边沿处的切线夹角为67°。

进一步，所述叠片的上下两侧均设有所述流道。多个叠片叠加后，下方叠片的上侧面的流道与上方叠片的下侧面的流道可能会组合成多种不同的新流道，提高过滤效率。

进一步，所述叠片的内径与外径的比值范围为0.75-0.8:1，所述流道长度为20(±2)mm。