1 前言

　　虹吸濾池在我國給水行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。分析其原因，虹吸濾池可以省去大型閘門，不需要沖洗水塔或水泵以外，還因操作方便這個(gè)因素決定的。但虹吸濾池的沖洗最初幾乎都是采用真空系統(tǒng)。這種方式需要一套真空設(shè)備，不僅耗電，而且管理、維修也較麻煩。因此，近十多年來出現(xiàn)了各種方式的自動(dòng)沖洗裝置，然而它們均存在一些問題。例如最早使用的水力自動(dòng)沖洗裝置，由于要等排水虹吸形成以后，水位下降到一定深度，進(jìn)水虹吸才能破壞，停止進(jìn)水，故待濾水浪費(fèi)很大，而且當(dāng)兩格或兩格以上濾池同時(shí)達(dá)到最高水位時(shí)，易發(fā)生同時(shí)沖洗的現(xiàn)象。后來設(shè)想的杠桿式水力自動(dòng)沖洗裝置，進(jìn)水虹吸先破壞，排水虹吸后形成。在排水虹吸形成過程中可利用一部分待濾水，但杠桿易失靈，維修較麻煩。前幾年設(shè)想的附控制器的自動(dòng)沖洗裝置，雖然有所改進(jìn)，但需要一套控制器，不僅上馬困難，而且管理要求高[1]。為了克服上述裝置的缺點(diǎn)，我們?cè)O(shè)想了一種水電結(jié)合式的自動(dòng)沖洗裝置，于1985年6月至7月在武漢市自來水公司琴斷口水廠進(jìn)行了初步試驗(yàn)，取得了一定的成果[2]，該成果應(yīng)用于湖北襄樊棉紡織染廠附屬水廠新建的虹吸濾池，濾池規(guī)模為2萬m3/d，分為8格，每格濾池面積為4.2×3.0m，進(jìn)水虹吸管面積為300×200mm，排水虹吸管面積為450×450mm 。生產(chǎn)試驗(yàn)裝置于是1985年8月開始安裝，1986年8月正式投產(chǎn)運(yùn)行，9月對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定，1987年6月通過省級(jí)簽定，同年榮獲建設(shè)部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，1988年3月獲國家實(shí)用新型專利（專利號(hào)：86208392·3）。

2 生產(chǎn)試驗(yàn)裝置及原理

　　生產(chǎn)試驗(yàn)裝置如圖1所示。它主要由進(jìn)水虹吸輔助管15與抽氣管4、排水虹吸輔助管14與抽氣管2、進(jìn)水錐形三通13與排水錐形三通11，虹吸破壞閥9、法蘭短管10、電磁鐵8、浮球12、連桿16、永久磁鐵17、干簧開頭18等部件所組成。當(dāng)進(jìn)水渠進(jìn)水時(shí)，進(jìn)水虹吸輔助管15開始通過進(jìn)水錐形三通13對(duì)進(jìn)水虹吸管5抽氣，使其形成虹吸，來水由進(jìn)水虹吸管5進(jìn)入水封井再流入濾地，開始過濾。隨著過濾不斷進(jìn)行，濾層水頭損失越來越大，水位上升，浮球12及連桿16也隨著上升。當(dāng)上升到濾池設(shè)定的最高水位時(shí)，連桿16下端的永久磁鐵17a使干簧開頭18a接通電路，電磁鐵8得電動(dòng)作，將進(jìn)水虹吸破壞閥9內(nèi)的鋼球提起，空氣通入，進(jìn)水虹吸破壞。與此同時(shí)，電磁鐵8提起排水輔助管上的法蘭短管10，使法蘭打開，排水虹吸輔助管14開始通過排水錐形三通11對(duì)排水虹吸管6進(jìn)行抽氣。在抽氣過程中，池內(nèi)的水靠重力繼續(xù)過濾，水位下降，這樣可以利用一部分待濾水。當(dāng)水位下降到一定深度時(shí)，排水虹吸形成，水位迅速下降。降至接近排水槽頂部時(shí)，連桿16上端永久磁鐵17b使干簧開關(guān)18b接通，時(shí)間繼電器開始計(jì)時(shí)，反沖洗正式開始，水自下而上通過砂層，使其得到清洗。當(dāng)達(dá)到所需要的沖洗歷時(shí)時(shí)（可調(diào)節(jié)），延時(shí)開關(guān)斷開，電磁鐵8失電，鋼球下落，將破壞閥9關(guān)閉，進(jìn)水虹吸形成。與此同時(shí)，法蘭短管10下落，空氣進(jìn)入，排水虹吸破壞，濾池又恢復(fù)正常過濾。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

　　1986年9月3日至17日，對(duì)試驗(yàn)裝置進(jìn)行了測(cè)定，現(xiàn)選擇有代表性的成果列于表1。從表1中可以看出，進(jìn)水虹吸形成時(shí)間一般30～40s，進(jìn)水虹吸破壞時(shí)間6～10s，排水虹吸形成時(shí)間5～8min（可調(diào)節(jié)），池內(nèi)水位下降0.8～1.1m，每沖一次每格可利用待濾水10～15m³，排水虹吸破壞時(shí)間10～15s，反沖洗歷時(shí)6～10min（可調(diào)節(jié)）。

　　為了縮短濾池整個(gè)反沖洗所花費(fèi)的時(shí)間，使濾池有效工作時(shí)間延長，進(jìn)水虹吸與破壞、排水虹吸的破壞所需的時(shí)間應(yīng)盡可能短。據(jù)國內(nèi)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，進(jìn)水虹吸形成時(shí)間一般為60～120s，進(jìn)水虹吸破壞時(shí)間為20～30s。本裝置實(shí)測(cè)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于上述范圍，顯然對(duì)濾池的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是十分有利的。

4 結(jié)論

　　試驗(yàn)結(jié)果表明，該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　a 可利用一部分待濾水，具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，2萬m³/d的濾池，沖洗一次可利用待濾水174m³（平均值），以每天沖洗一次計(jì)，一年可利用待濾水63510m³。按1萬m³水平均所創(chuàng)造的工業(yè)產(chǎn)值50萬元計(jì)，一年可利用的水可創(chuàng)造工業(yè)產(chǎn)值約318萬元。

　　b 裝置簡(jiǎn)易，沒有機(jī)械設(shè)備和較復(fù)雜的電氣設(shè)備，投資省，上馬容易。

　　c 沖洗和過濾完全自動(dòng)，故操作管理方便。

　　d 通過電氣線路瓦鎖，可以避免多格同時(shí)沖洗，以保證沖洗強(qiáng)度。

　　e 采用時(shí)間繼電器，能準(zhǔn)確地控制反沖洗歷時(shí)，并能根據(jù)沖洗需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　f 不需要另設(shè)強(qiáng)制沖洗控制系統(tǒng)，因排水虹吸輔助管進(jìn)水口在進(jìn)水槽常水位以下，可按需要隨時(shí)進(jìn)行反沖洗。

　　總之，這種裝置簡(jiǎn)易，實(shí)用，經(jīng)濟(jì)，易于推廣，對(duì)大小不同的虹吸濾池均可使用。
 

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