200T水處理π型全自動(dòng)過濾器設(shè)計(jì)說明書2

1、200T水處理n型全自動(dòng)過濾器設(shè)計(jì)說明書學(xué)生：魯家勇，機(jī)電和建筑工程學(xué)院指導(dǎo)老師：宋玉明，江漢大學(xué)機(jī)電和建筑工程學(xué)院一、課題來源改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，生活水平和工業(yè)生產(chǎn)強(qiáng)度不斷 提高，水需求量也隨之急劇增長(zhǎng)，城市水污染及水供需矛盾日益突出，已經(jīng) 嚴(yán)重制約了城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并對(duì)城市居民的生活造成一定的影響。同時(shí)，由于資金、技術(shù)等因素的限制，城市污水處理率仍然很低。在這樣的大環(huán)境下， 城市污水處理設(shè)施是現(xiàn)代化城市不可或缺的組成部分，建造城市污水處理廠 是解決城市水污染，緩解水資源緊張問題的一條有效途徑。因此，研究新的 污水處理技術(shù)，采用高效率、低能耗、運(yùn)行成本低、管理維護(hù)方便的工藝

2、是最 佳方案,也是所有科研人員為之奮斗的目標(biāo)，使人和自然更好的相處，也可以使城市污水處理事業(yè)成為一種新興工業(yè)，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展獻(xiàn)一份力?？紤]到當(dāng)今社會(huì)的實(shí)際情況，作為污水處理的研究方向，重點(diǎn)在于提高出 水水質(zhì)、降低能耗、減小占地面積、簡(jiǎn)化管理方式、降低運(yùn)行費(fèi)用、無二次 污染等。這些即是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，需要科研人員不斷的交流努力。為此，在 指導(dǎo)老師的引導(dǎo)下，我選擇了此課題。二、過濾器的比較在人們對(duì)環(huán)境問題認(rèn)識(shí)越來越充分 ，對(duì)水污染問題的了解也越來越清晰的同 時(shí)，對(duì)污水處理方式的關(guān)注也越來越多。 因此，污水過濾設(shè)備的市場(chǎng)前景非?？?觀，由此也發(fā)展出了各式各樣的污水處理過濾裝置。 下面，分別介紹和比較下幾

3、種主流的污水過濾器。1. 自清洗過濾器設(shè)備自清洗過濾器即利用水壓自我清洗 ，同時(shí)連續(xù)過濾的過濾器，是一種利用多 層不同的濾網(wǎng)直接攔截水中的雜質(zhì)，再通過濾筒和吸污管的壓力差，產(chǎn)生一個(gè)吸 力，形成一個(gè)吸污過程的污水處理裝置。自清洗過濾器有很多類型，可以是立式、臥式，多聯(lián)式、多單元式，內(nèi)濾式、 外濾式等。多聯(lián)過濾器采用多個(gè)過濾器并聯(lián)的方式， 其中的某一過濾器在自清洗時(shí)，而其它的過濾器仍進(jìn)行過濾；多單元指一個(gè)過濾器內(nèi)具有多個(gè)濾網(wǎng)，濾網(wǎng)逐 個(gè)清洗。各類自清洗過濾器的過濾過程為同一原理，主要的區(qū)別在于自清洗方 式，根據(jù)自清洗的方式可將自清洗過濾器分為三類，即吸污式、刷式（刮式）、反沖洗式。2. 攪拌式過濾

4、器攪拌式過濾器主要用于含油污水處理。自清洗過濾器在處理含油污水時(shí)， 往往會(huì)出現(xiàn)反沖洗憋壓、水篩管堵塞、水質(zhì)不合格等問題。這些問題主要是 由于被處理水質(zhì)含油較多，導(dǎo)致污水粘度增大，反沖洗效果不好，直接導(dǎo)致 了出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。攪拌式過濾器在濾罐內(nèi)增加了齒狀攪拌器，在過濾器頂 端增加了集油器，從而解決了濾料板結(jié)、沖洗空間不足等問題。主要特點(diǎn)：攪拌式過濾器有效解決了普通自洗過濾器存在的反沖洗憋 壓、水篩管堵塞、濾料板結(jié)、水質(zhì)不合格等問題，保證過濾后的水質(zhì)。3. 薄膜液體過濾器在一定的壓力作用下，待處理液體通過薄膜流動(dòng)，液體中的懸浮物被攔 截在濾袋表面形成一層濾餅，當(dāng)濾餅達(dá)到一定厚度后，控制器控制進(jìn)料閥

5、關(guān) 閉，出料閥打開，罐內(nèi)液體迅速流出，在濾袋兩側(cè)形成壓差，使濾餅剝離。 過濾器在PLC控制系統(tǒng)的控制下，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)液、過濾、反沖和排污的連續(xù) 動(dòng)作。主要特點(diǎn)：占地面積小，安裝方便，自動(dòng)化程度高，無需人工管理，能 耗低，使用壽命高，過濾精度高。4. 重力式過濾器待濾液經(jīng)過濾池自上而下地過濾，同時(shí)清水注入存水箱內(nèi)貯存，水箱充 滿后，水通過出水管進(jìn)入清水池。濾層不斷攔截懸浮物，造成濾層阻力逐漸 增加，從而促使虹吸管內(nèi)的水位不斷升高。當(dāng)水位達(dá)到虹吸輔助管管口時(shí)， 水自該管中落下，通過抽氣管借以帶走虹吸下降管中的空氣，當(dāng)真空度達(dá)到 一定值時(shí)，便發(fā)生虹吸作用。這時(shí)水管中的水自下而上地通過濾層，對(duì)濾料 進(jìn)行

6、反沖洗。當(dāng)沖洗水箱水面下降至虹吸破壞管時(shí)，空氣進(jìn)入虹吸管，破壞 虹吸作用，濾池反沖洗結(jié)束。主要特點(diǎn)：過濾精度高，安全自動(dòng)化，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低，管理方便， 無閥濾池免維護(hù)，沒有磨損。三、本過濾器的工作原理及特點(diǎn)污水由入口進(jìn)入，首先經(jīng)過粗濾網(wǎng)濾掉較大的顆粒雜質(zhì)， 然后經(jīng)過細(xì)濾網(wǎng)，在 過濾過程中細(xì)濾網(wǎng)逐漸累積在水中的雜質(zhì)， 形成過濾雜質(zhì)層，由于雜質(zhì)層累積在 細(xì)濾網(wǎng)的內(nèi)側(cè)，因此在細(xì)濾網(wǎng)的內(nèi)外兩側(cè)形成了壓力差。當(dāng)這個(gè)壓差達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，過濾器將開始自動(dòng)清洗過程，并且此間不斷流。然后反沖洗閥打開，由液壓 活塞釋放壓力并將水排除，液壓馬達(dá)艙和吸污器內(nèi)的壓力大幅降低，因此，通過吸嘴和液壓馬達(dá)艙外端產(chǎn)生了一個(gè)吸

7、污過程。當(dāng)水流經(jīng)過液壓馬達(dá)時(shí)，帶動(dòng)吸污 器進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)并旋轉(zhuǎn)，逐漸將污水排除。軸身運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成螺旋運(yùn)動(dòng)， 可將整個(gè)濾網(wǎng)內(nèi)外表面完全清洗干凈。整個(gè)沖洗過程只需要6至10秒，反沖洗閥在沖洗結(jié)束時(shí)關(guān)閉，增加的水壓會(huì)使 水力活塞回到其初始位置。過濾器開始準(zhǔn)備下一個(gè)清洗周期，過濾后的水由出口 流出。其主要特點(diǎn)有：體積小，安裝簡(jiǎn)單，無需外部能源，運(yùn)行可靠，維護(hù)費(fèi)用 低，反沖洗時(shí)不斷流，過濾精度低。四、主要技術(shù)特點(diǎn)工作壓力：過濾溫度：0-98 C工作溫度：0-98 C過濾精度：15-300微米(粒徑)反沖洗壓力損失：0.02Mpa過濾流量：25-1200m3/h反沖洗時(shí)間：6-10秒主要構(gòu)造：過濾器本

8、體，粗細(xì)濾網(wǎng)，反沖洗控制器，反沖洗閥，馬達(dá)艙，過濾艙， 吸污器總成，排污口，進(jìn)/出連接口。五、過濾器的總體設(shè)計(jì)1.過濾筒的設(shè)計(jì)(1)過濾桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過濾桶是整個(gè)管道系統(tǒng)的主體部分。從桶上引出的有 5個(gè)管道:桶底正中引出的濾后管，然后連接S2,再接上2個(gè)閥門成品出口閥和取樣閥。桶底斜錐面引出排渣管，引出后分成 2個(gè)方向，其中一個(gè)是反沖洗時(shí)使用的 排渣管，上面安裝著排渣閥，另一個(gè)是循環(huán)過濾的循環(huán)管，通過流向控制閥和單 向閥，使壓力過大時(shí)形成循環(huán)過濾。桶內(nèi)靠壁處裝有反沖洗管道，連接沖洗閥，之后分成2個(gè)方向，一個(gè)直接連 到水泵上，另一個(gè)接上余液出口閥，其作用是在過濾余液的過程中使管道以及過 濾桶的液體

9、流出。桶頂?shù)囊粋€(gè)循環(huán)管道向上連接循環(huán)視筒和循環(huán)液出口閥門，連接到循環(huán)桶底部。桶頂?shù)牧硪粋€(gè)循環(huán)管道向上連接排氣閥和壓力表，然后接到循環(huán)桶頂部，以保持過濾桶以及循環(huán)筒壓力的正常（）。（2）計(jì)算內(nèi)壓筒殼體壁的厚度已知 Pg=1.6MPa由壁厚計(jì)算公式：:.二 Pc* Dj /2二t：-Pc其中：、一計(jì)算厚度；mmPc-計(jì)算壓力；Mpa'-焊接接頭系數(shù)；-材料的許用應(yīng)力；在已知設(shè)計(jì)溫度下16MnR的許用應(yīng)力，在厚度為616mm時(shí)，汀=170Mpa在厚度為1636mm時(shí)，t=163Mpa已知焊接接頭系數(shù)=0.85假設(shè) 圓筒內(nèi)徑 Di =1000mm，腐蝕裕量C2 =2mm；材料的許用應(yīng)力bt=1

10、70Mpa （厚度為616時(shí)），筒體厚度計(jì)算:.二 Pc* Dj/2二S -Pc=1.6*1000/ () =5.5mm；、d =、C2 =5.5+2=7.5mm；由鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，圓整可得壁厚為：=10mm2.吸污管的設(shè)計(jì)當(dāng)過濾器的壓差達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，將開始自動(dòng)清洗過程，清洗閥打開，清洗室及吸 污器內(nèi)水壓大幅度下降，通過過濾桶和吸污管的壓力差，過濾器吸污管和清洗室之間通過吸嘴產(chǎn)生一個(gè)吸力，形成一個(gè)吸污過程。同時(shí)，過濾器電力馬達(dá)帶動(dòng) 吸污管沿軸向做螺旋運(yùn)動(dòng)。吸污器軸向運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合將整個(gè)濾網(wǎng)內(nèi)表面 完全清洗干凈。吸污器是過濾器的重要部件，它是空心結(jié)構(gòu)（如圖），在主體上按一定距離均布著 若干個(gè)

11、吸污管，吸污管和一個(gè)排污閥相連。吸污器按照固定的轉(zhuǎn)速做螺旋運(yùn)動(dòng)， 來處理整個(gè)濾網(wǎng)表面。吸污器的主軸旋轉(zhuǎn)，因此主軸上的吸管在流體中運(yùn)動(dòng)受到 阻力作用。每個(gè)吸污組件開口的吸附力大小決定了排污運(yùn)行時(shí)問及沖凈率。根據(jù)這個(gè)定量值，可以對(duì)排污時(shí)間及自清洗裝置進(jìn)行優(yōu)化， 從而使過濾器過濾及排污 達(dá)到最優(yōu)效果。4.控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）控制系統(tǒng)的選擇PLC，Programmable Logic Controller，即可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運(yùn) 算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯 運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和 算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模 擬式的輸入和輸出，控

12、制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于和工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。PLC技術(shù)代表了當(dāng)今電氣程序控制的最先進(jìn)水平。通過PLC和各種單元自動(dòng)化裝置以及現(xiàn)場(chǎng)總線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)成了車間和工廠自動(dòng)化的完整體系。 鑒于PLC控制系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，信號(hào)處理時(shí)間短，速度快，系 統(tǒng)配置簡(jiǎn)單靈活，安裝簡(jiǎn)單，維修方便，因此，此過濾器選用PLC的控制系統(tǒng)。面對(duì)著日益變少的江河湖泊以及越來越多的污染，不得不說內(nèi)心非常的沉重盡管污水處理事業(yè)已經(jīng)發(fā)展了幾十年， 改進(jìn)，來更加迎合社會(huì)和時(shí)代的發(fā)展。 事業(yè)出一份力更是自己的榮幸。當(dāng)然，我們面對(duì)的挑戰(zhàn)也非常嚴(yán)峻。 們研發(fā)的產(chǎn)品往往能滿足各方面的要求,但是和實(shí)際需求比較起來，還需要更多的又作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生， 為環(huán)境很多國家污水處理事業(yè)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)， 他但是如果我們自己不用有核心技術(shù)，便只能一直處于被動(dòng)地位。這樣下去容易出現(xiàn)“大者恒大”的現(xiàn)象。所以我們更要