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自主研发的叠片过滤器与国外同类产品的性能比较研究-上海联兵环保免费电话:400-600-5030

2011-09-13 09:48:41 来源:中国过滤器网 浏览:2

摘 要:叠片过滤器具有过滤效率高、使用寿命长和运行可靠等特点,尤其是能够实现立体过滤,对地表水的过滤器效果比网式过滤器更为优越。目前国产高品质叠片过滤器在市场上很少见,大多数叠片过滤器依赖于进口。针对这种情况,我们从2005年开始对叠片过滤器进行研发,通过对叠片过滤器的流道的结构、叠片材质、叠片模具以及叠片注塑成型工艺的反复研究试验,研发了具有自主知识产权的高品质叠片过滤器。将自主研发的叠片过滤器和进口叠片过滤器的过流量、抗堵塞性能以及耐压性能进行对比试验,试验结果表明,自主研发的叠片过滤器的上述技术指标均已达到国外同类产品的水平。另外,自主研发的产品造价也远远低于国外同类产品的价格,因此推广应用前景广阔。
    关键词:叠片过滤器;水头损失;抗堵塞性能;耐压性能
    中图分类号:S275.2  文献标识码:A
    0 引 言
    节水灌溉工程中的过滤器是高效节水灌溉系统中不可缺少的重要组成部分,科学、合理地选择符合节水灌溉系统技术要求的过滤器,对节水灌溉系统能够长期、稳定、可靠的运行起到一定支持和保障作用[1,2]。叠片过滤器作为高效节水灌溉过滤器的一种具有过滤效率高、使用寿命长、承压能力强、结构简单、组装方便和运行可靠等特点[3],尤其是叠片过滤器能够实现立体过滤,对含藻类的地表水的过滤器效果比网式过滤器更为优越[4],这就决定了它在农业节水灌溉中具有广泛的应用前景。
    目前,新疆节水灌溉发展速度迅猛,但大部分采用离心、砂石和网式过滤器,而对新型高效、高性能、大流量叠片过滤设备的研究和推广应用滞后,如杨万龙等2005年进行叠片过滤器的研制[2],该叠片过滤器的设计流量为10 m3/h,其相应的设计水头损失约为1 m,水头损失达到2 m时其流量仅为15.7m3/h。肖新棉等2005年进行了叠片砂石过滤器的研制[5],其设计流量为10 m3/h,其相应的水头损失约为1 m。新疆水利水电科学研究院于2005年开始研究高性能叠片过滤器,2008年争取了水利部“948”项目的自主,引进美国先进的技术和产品,在引进、消化国外先进技术的基础上,通过对叠片材质、模具的制作工艺和成型工艺的反复研究,研制开发了具有自主知识产权的高品质叠片过滤器,解决了叠片过滤器完全依赖进口的现状。
    1 试验材料与方法
    1.1 试验材料
    试验设备和仪器包括:自主研发的叠片(见图1)及进口叠片,自主研发的3"单体单芯叠片过滤器(见图2),进口3"单体单芯叠片过滤器,过滤器压力、流量检测台。每只单体过滤器装配80目叠片286片。设计流量在清洁压降≤2 m时40~50m3/h的附近选择。
               
               
    1.2 试验方法
    新疆水利水电科学研究院自主研发的叠片过滤器水力性能测试试验及其同进口同类产品的抗堵塞和承压试验均在新疆农业节水工程技术研究中心的节水设备质量检测试验室进行,相应的试验流程见图3、图4。叠片过滤器水力性能测试试验的方法:先进行流量测试,将操作控制台选择过滤器流量测试界面,根据3"单体叠片过滤器清洁压降≤2 m时的设计流量在40~50 m3/h的附近,本次设计流量测试范围在0.5~1.5倍的设计流量为20~70 m3/h,间隔为5 m3/h递增,重复次数6次,将以上试验方案输入流量测试控制系统,测试结果见表1。自主研发产品同进口同类产品的抗堵塞对比试验方法:先进行流量测试,将操作控制台选择过滤器流量测试界面,根据3"单体叠片过滤器的设计流量,设计本次测试流量为45 m3/h,重复次数3次,将以上试验方案输入流量测试控制系统,试验结果见结果分析。自主研发产品同进口同类产品的承压对比试验方法:先进行流量测试,将操作控制台选择过滤器流量测试界面,根据3"单体叠片过滤器的设计承压能力,设计本次测试的最大压力0.6 MPa,重复次数3次,将以上试验方案输入流量测试控制系统,试验结果见结果分析。
              
    2 叠片过滤器检测性能结果分析
    2.1 自主研发的叠片与进口叠片的流量与水头损失对比分析
    将新疆水利水电科学研究院自主研发的80目叠片和进口80目叠片分别装配在同一个单体单芯叠片过滤器壳体内,进出口尺寸为3",将两种叠片过滤器分别在过滤器压力、流量检测台上进行试验测试,测试试验数据见表1,将测试的全部试验数据进行回归分析计算,得出了两种叠片组装的过滤器水头损失计算的经验公式(见表1)。

    同时还绘制水头损失ΔH与流量Q的关系曲线,见图5。
                  
    从表1中的试验数据可以看出,自主研发的叠片和进口叠片在同一流量45 m3/h的3"单体单芯过滤器壳体内,水头损失分别为1.87 m和1.9 m,表明新疆水利水电科学研究院自主研发的叠片和进口叠片的水头损失接近。即是说,在相同设计流量条件下,国产叠片与进口叠片的水头损失很接近。
    图5中分别绘制了自主研发的和进口的叠片过滤器壳体两种情况下的流量与水头损失关系曲线。由图5可以看出,在同一过滤器壳体条件下,随着流量的增加,国产叠片与进口叠片的水头损失的差距逐渐在缩小,当流量达到40 m3/h以上时,新疆水利水电科学研究院研发的叠片和进口叠片的水头损失很接近。同时,由表1中的水头损失值可以得出,在10~30m3/h之间,国产叠片相对于进口叠片的水头损失高出8%~32%,在流量大于30 m3/h之后,国产叠片相对于进口叠片的水头损失高出0%~3%。
    以上分析表明,在相同设计流量条件下,新疆水利水电科学研究院研发的叠片与进口叠片的水头损失很接近。即是说,国产叠片达到了进口叠片的水平。
    2.2 自主研发的叠片与进口叠片的承压性能对比
    对于叠片的承压能力的对比分析,主要是叠片的结构方面进行,其结构见图6。
                  
    从图6中的叠片结构进行对比观察发现,新疆水利水电科学研究院自主研发叠片的“V”形角度要小于进口叠片的,从而使得自主研发叠片的承压能力高于进口叠片的,而自主研发叠片的“V”形深度要大于进口叠片的,这样从结构上自主研发叠片的筛孔过流能力等到加强,从而使得自主研发叠片在承压能力高于进口叠片承压能力的同时其过流能力也得到加强。
    2.3 自主研发的叠片与进口叠片的抗堵塞性能对比
    根据试验绘制了水头损失与时间的关系曲线,见图7。
                  
    从图7中可以看出,自主研发的叠片和进口叠片的压降均随着时间的延长而增大,同时,在自主研发和进口叠片的水力性能方面,新疆水利水电科学研究院自主研发的叠片的抗堵塞性能优于进口叠片的。
    3 结果与讨论
    本文通过自主研发的叠片过滤器同国外高品质的同类产品进行水力性能、抗堵塞性及承压能力的对比测试分析,结果表明,自主研发的高性能叠片过滤器的过流性能、抗压能力和过滤精度均达到了国外同类产品的技术水平。另外,自主研发的产品造价也远远低于国外同类产品的价格,因此推广应用前景广阔。
参考文献:
[1] 苑 军.高效节水灌溉系统中过滤器的选取方法[J].内蒙古水利,2009,(3):72-73.
[2] 杨万龙,宋世良.叠片式自动反冲洗过滤器的研制[J].中国农村水利水电,2005,(1):115-117.
[3] 郑铁刚,刘焕芳,宗全利.微灌用过滤器过滤性能分析及应用选型研究[J].水资源与水工程学报,2008,19(4):36-40.
[4] 阿不都沙拉木,彭立新,崔春亮.微灌系统中叠式和网式过滤器对含藻类地表水过滤效果的分析[J].水利学报,2005,(增刊):472-474.
[5] 肖新棉,董文楚,杨金忠,等.微灌用叠片式砂过滤器性能试验研究[J].农业工程学报,2005,21(5):81-84.

 

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