疊片式自動反沖洗過濾器的研制

1、文章編號J007-2284(2005)01-0115-03疊片式自動反沖洗過濾器的研制楊萬龍，宋世良(天津市水利科學(xué)研究所天津300061)摘要:對疊片式自動反沖洗過濾器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能測試進行了詳細的闡述該種疊片式自動反沖洗過濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特，外形美觀拆裝方便。性能測試表明：水頭損失小反沖洗壓力低沖洗效果好可替代進口產(chǎn)品?？蓮V泛適用于微灌系統(tǒng)的水質(zhì)過濾也可與自動化系統(tǒng)配套使用，實現(xiàn)過濾器的自動反沖洗。關(guān)鍵詞:疊片;過濾器;反沖洗中圖分類號:S277.9文獻標(biāo)識碼:B1概述過濾器是微灌系統(tǒng)不可缺少的水凈化處理設(shè)備直接關(guān)系到微灌系統(tǒng)能否正常運行和系統(tǒng)的使用壽命。不同的水源條件應(yīng)選擇不同的過濾型式

2、。微灌過濾器從結(jié)構(gòu)上可分為砂石過濾器、濾網(wǎng)式過濾器、疊片式過濾器等從控制方式可分人工淸洗過濾器和H動淸洗過濾器。過濾器人工淸洗拆裝比較麻煩若水質(zhì)較差需經(jīng)常淸洗不僅增加了勞動強度而且影響系統(tǒng)的正常運行。過濾器自動淸洗可在系統(tǒng)運行過程中完成過濾器的淸洗，較為方便，自動化程度髙。以色列、西班牙等國生產(chǎn)的疊片式口沖洗過濾器在微灌系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用我國尚沒有完全產(chǎn)品化的、適宜微灌系統(tǒng)應(yīng)用的疊片式自淸洗過濾器這方而研究也屬起步階段，與國外有較大差距。開發(fā)研制國產(chǎn)化的疊片式自淸洗過濾器，是|分必要的。2003年，天津市水利科學(xué)研究所成功的開發(fā)研制了疊片式自動淸洗過濾器并獲國家實用新型專利。2疊片式自沖洗過濾

3、器結(jié)構(gòu)形式自沖洗過濾器由上、下殼體、疊片、反沖洗裝置、卡箍組成.結(jié)構(gòu)見圖1,安裝型式為立式進出水方式為側(cè)口進水下口岀水材料為工程塑料。3工作原理過濾器工作分過濾和反沖洗兩種工作狀態(tài)如圖2。過濾工作狀態(tài)：過濾器內(nèi)部的過濾盤片在彈簧力和水力作用下被緊密的壓在一起。當(dāng)含有雜質(zhì)的水通過時，雜質(zhì)顆粒被截留在濾盤的外邊。反沖洗工作狀態(tài)：改變過濾器的水流方向，在反向水壓1一排氣口；2蝶式螺母；3壓蓋；4一過濾片；5噴射管6連接忙；7底座;8密封片；9一動力活塞；10出水口11一進水口；12-()型密封圈；13鎖緊螺母；14一拉伸彈贊15彈簧室；16動力桿；17上蓋圖1秀片式1動反沖洗過濾器總裝圖力作用下盤片

4、被松開位于盤中央的反沖洗噴嘴沿切線噴射.使盤片旋轉(zhuǎn)，盤上截留的雜物被沖洗掉排出。4過濾器的主耍設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量。過濾器的設(shè)計流量可以從兒立方米到幾十立方米流雖:越大加工工藝越難造價越高。所以一般注塑寸淀翌牆呂木十干1A川/I、出雷亜寸淀牆畐祐十時FT灼先籃式過濾器是除去液體中少量固體顆粒的小型設(shè)備,可保護設(shè)備的正常工作，當(dāng)流體進入置有一定規(guī)格濾網(wǎng)的濾筒后，其雜質(zhì)被阻擋，而清潔的濾液則由過濾器出口排出，當(dāng)需要清洗時，只要將可拆卸的濾筒取出，處理后重新裝入即可，因此，使用維護極為方便。1空氣過濾器使受到污染的空氣被潔凈到生產(chǎn)、生活所需要的狀態(tài)，也就是使空氣達到一定的潔凈度。2液體過濾器使受到污染的

5、液體被潔凈到生產(chǎn)、生活所需要的狀態(tài)，也就是使液體達到一定的潔凈度。3網(wǎng)絡(luò)過濾器通過設(shè)置來阻擋垃圾信息，使出現(xiàn)在電腦屏幕上的信息盡量符合要求。同吸收的原理將不同顏色的光線分離4光線過濾器，把一些不需要的光線吸收掉。上面說的應(yīng)該是網(wǎng)式過濾器，其實過濾器還有很多種，譬如疊片過濾器、砂濾器、碳濾器等等，主要原理都是利用過濾介質(zhì)的孔徑截留比介質(zhì)孔徑更小的物質(zhì)，當(dāng)然有的過濾介質(zhì)還具有吸附等特殊效果。大多過濾器反洗也沒有那么麻煩，只要用清水從過濾出水的一端導(dǎo)入逆向反沖洗過濾器中的介質(zhì)就可以達到很好反洗效果。本類閥門在管道中_般應(yīng)當(dāng)水平安裝http”/ HYPERLINK http:/www.wxyntcom

6、/www.wxyntcom/管道過濾器是除去液體中少量固體顆粒的小型設(shè)備，可保護壓縮機、泵、儀表和其它設(shè)備的正常工作，當(dāng)流體進入置有一定規(guī)格濾網(wǎng)的濾筒后，其雜質(zhì)被阻擋，而清潔的濾液則由過濾器出口排出，當(dāng)需要清洗時，只要將可拆卸的濾筒取出，處理后重新裝入即可，因此，使用維護極為方便。生產(chǎn)的過濾器具有結(jié)構(gòu)緊湊、過濾能力大、壓損小、適用范圍廣、維護方便、價格低廉等優(yōu)點，其主要適用的物料有：化工、石油化工生產(chǎn)中弱腐蝕性物料，如：水、油品、氨、桂類等?；どa(chǎn)中的腐蝕性物料，如：燒堿、純堿、濃稀硫酸、碳酸、醛酸等。制冷中的低溫物料，如：液甲烷、液氨、液氧和各種冷劑。食品、制藥生產(chǎn)中有衛(wèi)生要求的物料，如：

7、啤酒、飲料、乳制品、糖漿等。新近推出的智能過濾器系列產(chǎn)品，除具有普通過濾器的所有功能外，同時還具有提供更換、清洗濾網(wǎng)信息的標(biāo)志和遠程聲光報警功能，它的基本原理是利用流體經(jīng)過過濾器入口與出口的壓力差，使智能器內(nèi)壓差式信號發(fā)生器動作，在智能一端的紅圓柱便冒出或發(fā)生報警信號，表示濾網(wǎng)被阻塞需要更換或清洗。它克服了當(dāng)今普通過濾器因無法及時指示濾網(wǎng)的阻塞程度而造成斷流、燒泵或誤判濾網(wǎng)阻塞白白浪費人力、物力等弊端，是一種理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。若將它串聯(lián)地安裝在泵的入口或系統(tǒng)管理線的其他部位，即可延長泵和其他設(shè)備的使用壽命，又能保證整個系統(tǒng)安全。用于過濾器性能實驗臺上面，這種試驗臺在試驗前都要對系統(tǒng)嚴格凈化，

8、因此試驗系統(tǒng)和為試驗系統(tǒng)服務(wù)的污染注入系統(tǒng)都需配有過濾器，這中過濾器和被試驗的過濾器是兩回事兒，它的精度要求，污物容納量要求要比被試驗的過濾器精度高，為區(qū)別同一試驗系統(tǒng)中的兩類過濾器，這種過濾器稱為試驗臺過濾器，被試驗的過濾器稱為被試過濾器。 HYPERLINK /pro%ef%bc%88hict.asp/pro（hict.aspY型過濾器（水過濾器）屬于管道粗過濾器系列，也可用于氣體或其他介質(zhì)大顆粒物過濾，安裝在管道上能除去流體中的較大固體雜質(zhì)，使機器設(shè)備（包括壓縮機、泵等）、儀表能正常工作和運轉(zhuǎn)，達到穩(wěn)定工藝過程，保障安全生產(chǎn)的作用。該公司所生產(chǎn)的Y型過濾器（水過濾器）能根據(jù)客戶具體要求（

9、特殊壓力、特殊口徑）定制。Y型過濾器（水過濾器）具有制作簡單、安裝清洗方便、納污量大等優(yōu)點。116濾片為環(huán)狀結(jié)構(gòu)濾片上下表面有V形型溝槽結(jié)構(gòu)如圖3所示。濾后清水圖3濾片結(jié)構(gòu)圖濾片設(shè)計參數(shù)。外徑0115mm；流道斜度27；內(nèi)徑085mm；槽深0.14mm；流道數(shù)量(雙面)960條；槽寬0.75mm；厚度=294N；最小工作負荷P1=49N；工作彳亍程h=FFi=30mm。彈簧的主要設(shè)計參數(shù)。根據(jù)設(shè)計要求通過理論計算得:彈簧直徑d=3.5mm；彈簧外徑D=22mm；彈簧圈數(shù)”=29；彈簧極限負荷p=382.2N；自由長度L=102mm；最大工作負荷變形雖：X=27.1mm。4Q3607TV式中：Q

10、為過濾器設(shè)計流V為進、出口流速取e=2m/s。4X10360X/rX2=0.042(m)=42(mm)考慮到出水口內(nèi)部件有損失而積過濾器進水口取166過濾器結(jié)構(gòu)件強度計算mm(內(nèi)徑)過濾器出水口取48mm(內(nèi)徑)。根據(jù)市場管材標(biāo)準(zhǔn)進、出水口采用G2螺紋連接。(1)過濾器上蓋強度計算。過濾器上蓋應(yīng)力分布如圖5。過濾器上蓋是筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁受有垂直的壓力。郴抿第一商傳理診條件.1177過濾器主耍性能指標(biāo)測試耐壓試驗。根據(jù)測試規(guī)程規(guī)立:工作壓力X1.5倍=試驗壓力。過濾器的設(shè)計工作壓力為0.4MPa.試驗壓力為0.6MPao利用試壓泵進行打壓試驗待測試系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在0.6MPa時保持10min.經(jīng)觀

11、察試件沒有破損變形,密封件密封良好沒有滲漏現(xiàn)彖。試驗結(jié)果表明：過濾器耐壓試驗達標(biāo)。流量與水頭損失關(guān)系曲線標(biāo)世。流量與水頭損失關(guān)系測試成果見表1。根據(jù)測試數(shù)據(jù)進行Q加的回歸分析。表1流雖與水頭損失關(guān)系測試成果表圖5過濾器上蓋應(yīng)力分布圖式中：卩為工作介質(zhì)壓力取P=0.4MPa；D為筒身直徑cm；W為壁厚.cm；M為拉伸允許應(yīng)力40MPa；九c=4.6MPa5=40MPa計算可知:筒身強度滿足設(shè)計要求。(2)活塞桿直徑計算。V7T匕-1式中：d為直徑mm；P嶺為最大拉壓力N；P昨=卩2;匚】為允許應(yīng)力.7-1=35MPa。序號123456前壓/MPa0.0550.330.34后壓

12、/MPa0.0550.0270.339差壓/m2.5流/(m3h_1)16.5615.752.04/4X294ZVirX35=3.3(mm)考慮安全性取活塞桿直徑d=6mm.活塞結(jié)構(gòu)形式如圖6所示。(4)不銹鋼卡箍自鎖斜邊的設(shè)計。不銹鋼卡箍是將過濾器底座與外筒連接鎖緊裝置。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)介理拆卸方便。其工作原理是通過調(diào)節(jié)卡箍直徑在自鎖斜面作用下將過濾器上、下部件緊密結(jié)合在一起。卡箍自鎖斜邊角度大小是卡箍設(shè)計的關(guān)鍵。為了滿足設(shè)備在受縱向力時,保持上、下部件間距持衡因此卡箍的斜邊與底邊傾角應(yīng)滿足卡箍A鎖條件?？ü孔枣i條件是：(

13、3)過濾器反沖洗壓力范圍測試。當(dāng)反沖洗壓力為0.1MPa時過濾片開始上下移動但形不成反沖洗效果。當(dāng)反沖洗壓力為0.2MP&時過濾片之間相互脫離在反沖洗水流作用下過濾片產(chǎn)生縱向移動和橫向轉(zhuǎn)動反沖洗效果顯著。通過試驗表明：過濾器反沖洗適宜工作壓力范圍為0.180.25MPa08結(jié)語過濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計合理外形美觀各部件強度滿足設(shè)計要求。在反沖洗環(huán)節(jié)設(shè)計上具有獨創(chuàng)性反沖洗工作壓力低.性能上髙于國外產(chǎn)品。該產(chǎn)品最低反沖洗工作壓力0.18乩而進口產(chǎn)品最低反沖洗壓力需0.35MPa否則需提供外部壓力源輔助反沖洗增加投入成本。采用卡箍作為過濾器部件的連接鎖緊裝置拆裝|分方便。水頭損失小在設(shè)計流量下，過濾器水頭損失

14、僅0.6m0淸洗效果顯著通過試驗表明，當(dāng)過濾器堵塞嚴重時.反沖洗時間2min,可完全沖洗干凈。口疊片式口動反沖洗過濾器的研制楊萬龍宋肚良參考文獻:rn付琳輩文菇鄭樨泉.微灌工稈枝術(shù)楷南mi北jig水利電疊片式自動反沖洗過濾器的研制WANFANGDATA文獻健接作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷（期）:被引用次數(shù):楊萬龍,宋世良天津市水利科學(xué)研究所,天津,300061中國農(nóng)村水利水電11STICPKUCHINARURALVATERANDHYDROPOWER2005,（1）4次疊片式自動反沖洗過濾器的研制WANFANGDATA文獻健接疊片式自動反沖洗過濾器的研制WANFANGDATA文獻健接疊

15、片式自動反沖洗過濾器的研制WANFANGDATA文獻健接疊片式自動反沖洗過濾器的研制WANFANGDATA文獻健接1付琳螢文楚鄭燿泉微灌丁程技術(shù)指南19872.戲文楚微灌過濾器研究報告1988相似文獻（10條）期刊論文肖新棉.矗文楚.楊金忠.羅金権.XiaoXinntiartDong甲enchu.YangJinzhong.LuoJinyao微灌用疊片式砂過濾器性能試驗研究-農(nóng)業(yè)工程學(xué)報2005,21（5）器堵那的問眩在分析現(xiàn)有砂過濾器莫礎(chǔ)上.研究設(shè)計了栓片式砂過戲器通過大fit的水力性能瀏試和反沖洗抗堵塞性能試驗以及対比試魏探討了淀濾管直徑的最佳疊片數(shù)，即濾管直徑PanLin.YuLifeng

16、疊片式砂過濾器水力特性模擬計算-農(nóng)業(yè)工程學(xué)報200&24（8）徴涯.程中淞水器培寵的問曲迪過大掀的水力性能測試和反沖洗性能試勉探討f血片式砂過濾器半濾管W徑淀時的城佳謹片數(shù)，提出克片式砂過濾器的水力性能轎性方程和過濾水頭扔失公試,試於證實所建立的栓片式砂過濾需的水頭損失公式比原有經(jīng)驗公兀的計口衲度島，即在設(shè)計流速條件下謀差僅為3.1以,為開發(fā)研究新型砂過濾器提供琴冷.3學(xué)位論文王燕燕白涓洗疊片過濾器的設(shè)計與研究2010涓洗血片過池:K利用斥差過戲凍理対物料進行固液分離.八4結(jié)構(gòu)簡化連續(xù)操作、輅確過池、為效反洗、運行可瓠占.地面積小、安裝簡便維護成本低使用壽命長等優(yōu)點.施廣泛的運用于各個存業(yè)的固

17、液分離和脫水,特別是冶金.化工、石油、適紙.城山給水.海水淡化籌存業(yè).木論文設(shè)計的n涓洗亞片過濾器機型繪國內(nèi)為創(chuàng).與現(xiàn)何的門淸洗栓片過濾需相比.在結(jié)構(gòu)上作了若干改進設(shè)計.包括過濾總元結(jié)構(gòu)和間隔裝賈的設(shè)計対過濾單元的改進設(shè)計之處包h栓片、惟形閥座、惟形閥、活塞組件.支捋桿杵和外丸另外.為了克at自重的形響對過泯單元設(shè)置了多種何隔方式,并且對務(wù)種何隔方式進行了對比.本論丈采用混合多相斷模型、標(biāo)準(zhǔn)的H湍流模型和SIMPIXP：法應(yīng)用計算派體力學(xué)軟flFluent対過波頭相鄰於片何的流場進行分析通過數(shù)值模擬.可以得出A型證片城合適的開口和度、深層過濾時同一過淀粘度F不同類型代片間的過濾液速度矢址斥力分

18、布怙況.以及同種類型不同的過濾榊度證片間過濾液的速度欠就和用力分布怙況.曲模擬結(jié)果可知過池頭的結(jié)構(gòu)改進満足設(shè)計浚求.本方案右利干提島過池效率和降低過濾過程中的樂力損失從而降低了過迪器的成本.有一定的工業(yè)實用價值.4期刊論文劉廠容.葉祚松鄧迎祥羅志紅錢勤LiuGuangrong.YeChunsong.DengYingchun.LuoZhihong.QianQin兩種疊片式過濾器的工藝性能比較試驗-工業(yè)水處理2008,28（7）濾器與以色列AMALyjJ的栓片式過淀器進行了藝件能比較試臉針対不同過淀輅度（20、55、100、200Mo的謹片/不同的加藥處下,比較研允丹種過濾KS進出水的濁度和無浮周

19、體含以周期產(chǎn)水此FBI值、水頭扔失.流如反洗等匸藝件能多數(shù)爼尼試酸結(jié)果衣明，兩種過濾器的性能大體相近期刊論文王艷帕ngYan疊片式過濾器在膜法海水淡化工藝中的應(yīng)用詢景-化工科技市場2010,33（8）以以色列阿科麗（ARKADY金片過沱技術(shù)為例，介紹片式過砂晉的樸叵刃和網(wǎng)人過濾器、介質(zhì)過越器進行了簡總的技術(shù)比松并亜:點介紹了處片式過濾器在膜法珞水淡化匸藝中対超泯朕/微濾I1R（uf/mf）保護過池的應(yīng)用怙況期刊論文安興才.帑建文.高公青.AnXingcai.ZhaiJiarwertGaoYunqing鞋片式微孔膜過濾器的研制-膜科學(xué)秘技蘭2000,20（3）介紹f血片試過濾器的結(jié)構(gòu)、性能轉(zhuǎn)點.應(yīng)用范用和開發(fā)前駅檯片式過戲器山不銹鋼或樂料空心岡盤歟11架,將片狀淀材堆證堆安製組成.兒右耐島鮎、低陰力、耐用強度高.反沖性能好、運行費用低等特點在爪縮空氣過濾、高污染液體過施等場介均右很好的陶用7會議論文安興才崔建文高云青疊片式微孔膜過濾器的研制1999該文介紹了證片式過濾器的結(jié)構(gòu)、件能持點、應(yīng)用范川和開發(fā)麗此介片弋吃器山不銹鋼或耀料空心岡盤做U架.將片狀濾材堆