200T水處理π型全自動過濾器設(shè)計說明書2

1、200T水處理n型全自動過濾器設(shè)計說明書學(xué)生：魯家勇，機電和建筑工程學(xué)院指導(dǎo)老師：宋玉明，江漢大學(xué)機電和建筑工程學(xué)院一、課題來源改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，生活水平和工業(yè)生產(chǎn)強度不斷 提高，水需求量也隨之急劇增長，城市水污染及水供需矛盾日益突出，已經(jīng) 嚴重制約了城市經(jīng)濟的發(fā)展，并對城市居民的生活造成一定的影響。同時，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、運行成本低、管理維護方便的工藝

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)濟發(fā)展獻一份力?？紤]到當(dāng)今社會的實際情況，作為污水處理的研究方向，重點在于提高出 水水質(zhì)、降低能耗、減小占地面積、簡化管理方式、降低運行費用、無二次 污染等。這些即是重點也是難點，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環(huán)境問題認識越來越充分 ，對水污染問題的了解也越來越清晰的同 時，對污水處理方式的關(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)生一個吸 力，形成一個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)過濾器采用多個過濾器并聯(lián)的方式， 其中的某一過濾器在自清洗時，而其它的過濾器仍進行過濾；多單元指一個過濾器內(nèi)具有多個濾網(wǎng)，濾網(wǎng)逐 個清洗。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， 往往會出現(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：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，液體中的懸浮物被攔 截在濾袋表面形成一層濾餅，當(dāng)濾餅達到一定厚度后，控制器控制進料閥

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，可以實現(xiàn)進液、過濾、反沖和排污的連續(xù) 動作。主要特點：占地面積小，安裝方便，自動化程度高，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，同時清水注入存水箱內(nèi)貯存，水箱充 滿后，水通過出水管進入清水池。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)水位達到虹吸輔助管管口時， 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)真空度達到 一定值時，便發(fā)生虹吸作用。這時水管中的水自下而上地通過濾層，對濾料 進行

6、反沖洗。當(dāng)沖洗水箱水面下降至虹吸破壞管時，空氣進入虹吸管，破壞 虹吸作用，濾池反沖洗結(jié)束。主要特點：過濾精度高，安全自動化，能耗低，運行費用低，管理方便， 無閥濾池免維護，沒有磨損。三、本過濾器的工作原理及特點污水由入口進入，首先經(jīng)過粗濾網(wǎng)濾掉較大的顆粒雜質(zhì)， 然后經(jīng)過細濾網(wǎng)，在 過濾過程中細濾網(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 細濾網(wǎng)的內(nèi)側(cè)，因此在細濾網(wǎng)的內(nèi)外兩側(cè)形成了壓力差。當(dāng)這個壓差達到預(yù)設(shè)值時，過濾器將開始自動清洗過程，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艙外端產(chǎn)生了一個吸

7、污過程。當(dāng)水流經(jīng)過液壓馬達時，帶動吸污 器進行軸向運動并旋轉(zhuǎn)，逐漸將污水排除。軸身運動和旋轉(zhuǎn)運動合成螺旋運動， 可將整個濾網(wǎng)內(nèi)外表面完全清洗干凈。整個沖洗過程只需要6至10秒，反沖洗閥在沖洗結(jié)束時關(guān)閉，增加的水壓會使 水力活塞回到其初始位置。過濾器開始準備下一個清洗周期，過濾后的水由出口 流出。其主要特點有：體積小，安裝簡單，無需外部能源，運行可靠，維護費用 低，反沖洗時不斷流，過濾精度低。四、主要技術(shù)特點工作壓力：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反沖洗時間：6-10秒主要構(gòu)造：過濾器本

8、體，粗細濾網(wǎng)，反沖洗控制器，反沖洗閥，馬達艙，過濾艙， 吸污器總成，排污口，進/出連接口。五、過濾器的總體設(shè)計1.過濾筒的設(shè)計(1)過濾桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計過濾桶是整個管道系統(tǒng)的主體部分。從桶上引出的有 5個管道:桶底正中引出的濾后管，然后連接S2,再接上2個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個方向，其中一個是反沖洗時使用的 排渣管，上面安裝著排渣閥，另一個是循環(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個方向，一個直接連 到水泵上，另一個接上余液出口閥，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€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€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）計算內(nèi)壓筒殼體壁的厚度已知 Pg=1.6MPa由壁厚計算公式：:.二 Pc* Dj /2二t：-Pc其中：、一計算厚度；mmPc-計算壓力；Mpa'-焊接接頭系數(shù)；-材料的許用應(yīng)力；在已知設(shè)計溫度下16MnR的許用應(yīng)力，在厚度為616mm時，汀=170Mpa在厚度為1636mm時，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），筒體厚度計算:.二 Pc* Dj/2二S -Pc=1.6*1000/ () =5.5mm；、d =、C2 =5.5+2=7.5mm；由鋼材標(biāo)準規(guī)格，圓整可得壁厚為：=10mm2.吸污管的設(shè)計當(dāng)過濾器的壓差達到預(yù)設(shè)值時，將開始自動清洗過程，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)生一個吸力，形成一個吸污過程。同時，過濾器電力馬達帶動 吸污管沿軸向做螺旋運動。吸污器軸向運動和旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)合將整個濾網(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

11、吸污管，吸污管和一個排污閥相連。吸污器按照固定的轉(zhuǎn)速做螺旋運動， 來處理整個濾網(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動受到 阻力作用。每個吸污組件開口的吸附力大小決定了排污運行時問及沖凈率。根據(jù)這個定量值，可以對排污時間及自清洗裝置進行優(yōu)化， 從而使過濾器過濾及排污 達到最優(yōu)效果。4.控制系統(tǒng)的設(shè)計（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 算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯 運算、順序運算、計時、計數(shù)和 算術(shù)運算等操作的指令，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)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。PLC技術(shù)代表了當(dāng)今電氣程序控制的最先進水平。通過PLC和各種單元自動化裝置以及現(xiàn)場總線、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)成了車間和工廠自動化的完整體系。 鑒于PLC控制系統(tǒng)具有實時性、高可靠性等優(yōu)點，信號處理時間短，速度快，系 統(tǒng)配置簡單靈活，安裝簡單，維修方便，因此，此過濾器選用PLC的控制系統(tǒng)。面對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，來更加迎合社會和時代的發(fā)展。 事業(yè)出一份力更是自己的榮幸。當(dāng)然，我們面對的挑戰(zhàn)也非常嚴峻。 們研發(fā)的產(chǎn)品往往能滿足各方面的要求,但是和實際需求比較起來，還需要更多的又作為一名機械設(shè)計專業(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， 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