吸允式自清洗过滤器是自清洗过滤器中应用广泛的类型之一,以其高效清洗、低水耗、结构紧凑和对滤网损伤小的特点,在水处理、工业流程、灌溉等领域广受欢迎。
一、工作原理与结构特点
吸允式自清洗过滤器是一种高效、自动化的过滤设备。其核心组成部分包括粗滤网、细滤网、吸允扫描器(或吸嘴)、电机、排污阀以及压差开关或集成控制器。
工作原理方面,当水由入口进入过滤器时,首先经过粗滤网滤掉较大颗粒的杂质,然后到达细滤网。在过滤过程中,细滤网逐渐累积水中的脏物、杂质,形成过滤杂质层。当过滤器的压差达到预设值时,压差开关启动,电控系统进入反冲洗程序。此时,清洗阀打开,清洗室及吸污器内水压大幅度下降,通过滤筒与吸污管的压力差,吸污管与清洗室之间通过吸嘴产生一个吸力,形成一个吸污过程。同时,电力马达带动吸污管沿轴向做螺旋运动,将整个滤网内表面清洗干净。整个冲洗过程约40秒到1分钟,排污阀在清洗结束时关闭,过滤器开始准备下一个冲洗周期。
结构特点方面,具有设备结构紧凑、坚固可靠的特点。其反冲耗水量少,所需水压低,过滤精度高,适用于各类水质。此外,反冲时压降小,不影响正常供水,保证了水处理的连续性和稳定性。
二、反冲洗过程用水量优化与系统节能效率评估
核心目标: 在保证清洗效果的前提下,将每次反冲洗的耗水量降至低,并量化评估此举对系统长期运行带来的综合节能效益,从而降低运营成本,提升产品的环保与经济竞争力。
技术原理与优化策略:
传统自清洗过滤器的反冲洗过程可能存在“过度清洗”问题,导致大量洁净介质被浪费。本技术的优化主要基于以下几点:
1.精准的冲洗判定机制:将单一的固定压差触发,改进为结合“压差变化率”和“累计运行时间”的复合判断逻辑。系统能更精准地识别“真正需要清洗”的时机,避免频繁或滞后的无效冲洗。
2.可调式吸吮扫描技术:吸污器的行走速度、在污物聚集区域的停留时间、以及产生的负压强度,均可根据滤网堵塞程度(通过压差梯度判断)进行程序化调节。对于轻度堵塞,采用快速、低负压扫描;对于重度堵塞区域,则自动加强清洗力度。这种“按需分配”的方式,避免了全程高强度冲洗的耗水。
3.冲洗周期动态优化算法:系统内置学习算法,通过分析历史运行数据(如水质波动周期、污染物负荷),动态预测和调整最佳反冲洗间隔与参数,使耗水量与实时工况保持最佳匹配。
节能效率评估体系:
节水本身直接降低了介质(如水或工艺流体)的补充成本。本技术构建了更全面的节能评估模型:
1.直接节能:量化节省的反冲洗用水/液量及其对应的购置与处理成本。
2.间接节能:反冲洗耗水减少,意味着后续工艺中(如加热、冷却、泵送)所需处理的介质总量降低,从而节省了大量的热能、电能。评估模型将计算这部分被忽略的“隐含能耗”。
3.系统效能提升:优化的冲洗减少了系统压力波动和停机时间,提升了主流程的连续性和稳定性,其带来的生产效益也被纳入评估范畴。
三、负压吸吮式清污原理与流体动力学分析
核心原理: 该技术通过内部精密结构与外部水力系统的配合,在正常运行中创造一个局部的、可控的负压(真空)场,实现不中断主流程的“定点强力吸污”。
工作流程与动力学分析:
1.压差建立:当滤网表面因截留杂质而压差升高至设定值时,排污阀开启,清洗周期启动。此时,过滤器内部形成一个高速泄流通道。
2.文丘里效应与负压生成:最关键的是位于吸污管内的文丘里管或专用负压发生器。当少量过滤后的洁净流体(约占总流量的1-5%)被引导高速通过该狭窄喉部时,根据伯努利原理,其流速增大,静压急剧降低,从而在吸污管入口(紧贴滤网内壁处)产生一个强力的瞬时负压区。
3.吸吮与剪切:该负压将滤网外侧的污物逆向“吸”透过滤网微孔,同时,吸污管上的扫描口沿滤元轴向匀速移动,结合负压产生的强大抽吸力和流体对污物的剪切力,实现对滤网表面360°的逐点、清洁。吸出的污垢与少量冲洗液迅速通过排污阀排出系统。
流体设计关键: 整个过程的效率高度依赖于对局部流场(压力梯度、流速分布)的精确计算与控制,以确保负压强度足以剥离污物,同时又不过度消耗系统能量与净水。
四、应用领域
吸允式自清洗过滤器广泛应用于各种行业,包括但不限于饮用水预处理、建筑和工业循环水处理、污水处理、采矿业水处理、农业灌溉以及钢铁、石油、化工、电子、发电、纺织、造纸、食品等行业。这些过滤器因其高效、可靠和低维护的特点,在众多水处理和流体过滤应用中扮演着重要角色。
例如,在饮用水预处理中,可以去除源水中的悬浮颗粒和杂质,保证水质的清洁和安全;在工业循环水处理中,该过滤器可以去除循环水中的泥沙颗粒和杂质,延长设备的使用寿命,提高生产效率;在污水处理中,它可以作为预处理设备,为后续处理工艺提供更为优质的进水条件。
五、技术优势
1、高效过滤:滤筒内的滤网可以有效去除悬浮颗粒和杂质,保证水质的清洁和安全。
2、自动清洗:通过自动清洗系统,无需人工干预即可实现连续运行,大大减少了设备维护的工作量。
3、低能耗:自动清洗系统采用了负压吸允原理,只需较低的能量输入即可完成清洗过程,节约能源。
4、高稳定性:该过滤器采用了可靠的自动化控制系统,能够根据实际情况进行自动调节和控制,提高了设备的稳定性和可靠性。
六、选型关键参数
1、流量需求:最大工作流量(m³/h)。
2、过滤精度:根据杂质粒径选择滤网孔径(如灌溉选100μm,膜前保护选50μm)。
3、工作压力:系统最高压力(影响壳体厚度和密封设计)。
4、杂质特性:粘性、纤维含量高时需增加清洗频率或选刷式。
5、材质兼容性:腐蚀性流体需316L不锈钢或塑料(UPVC/PP)壳体。