開題報告---自清洗過濾器的設計

1、自清洗過濾器的設計自清洗過濾器的設計 1題目來源該題目來自于社會生產(chǎn)實踐2研究目的和意義自清洗過濾器又稱為自動管道式過濾器是一種利用濾網(wǎng)直接攔截水中的雜質，去除水體懸浮物、顆粒物，降低濁度，凈化水質，減少系統(tǒng)污垢、菌藻、銹蝕等產(chǎn)生,以凈化水質及保護系統(tǒng)其他設備正常工作的精密設備，水由進水口進入自清洗過濾器機體， 由于智能化（PLC、PAC）設計，系統(tǒng)可自動識別雜質沉積程度，給排污閥信號自動排污。自清洗過濾器是目前在水處理行業(yè)應用比較廣泛的設備，其簡單的設計以及良好的性能使污水達到最佳的過濾效果。主要組件有：電機、電控箱、控制管路、主管組件、濾芯組件、316L不銹鋼刷、框架組件、傳動軸、進出口連

2、接法蘭等。 自清洗過濾器克服傳統(tǒng)過濾產(chǎn)品的納污量小、易受污物堵塞、過濾部分需拆卸清洗且無法監(jiān)控過濾器狀態(tài)等眾多缺點，具有對原水進行過濾并自動對濾芯進行清洗排污的功能，且清洗排污時系統(tǒng)不間斷供水，可以監(jiān)控過濾器的工作狀態(tài)，自動化程度很高。覆蓋了由10um到3000um的各種過濾精度的需求。 自清洗過濾器，運行及控制不需外接任何能源就可以自動清洗過濾，自動排污。反沖洗期間不斷流，清洗過濾周期可以調節(jié)，自清洗過濾時間默認為10-60/s，清洗過濾損失水量只占過濾水量的0.080.6；過濾精度可達10-3000 微米；工作壓力可達1.0-1.6Mpa；單臺流量：4-4160m/h?？闪⑹?、臥式、倒置任

3、意方向任意位置安裝，可用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政電力、電子、醫(yī)藥、食品、印染、建筑、鋼鐵、冶金、造紙等各行各業(yè)水過濾。秉承從危險的工作環(huán)境中解救出來！專業(yè)從事循環(huán)水處理設備研發(fā)、制造的現(xiàn)代化高新技術企業(yè)。自清洗過濾器采用國際水處理行業(yè)設備先進技術，致力于給水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)及中水系統(tǒng)設備設計、制造、設備、調試及服務。 由于自清洗過濾去的使用廣泛且工作效率高，所以其具有良好的開發(fā)前景，值得升入研究。3閱讀的資料及參考文獻1 劉延俊.液壓與氣亞傳動（第2版）.機械工業(yè)出版社2機械工業(yè)部機械標準化研究所.過濾器行業(yè)標準 JB/T 7679-95.3編委會編寫.機械設計手冊 .化學工業(yè)出版社. 2

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5、編寫組編.機械設計手冊.中冊.M.北京.化學工業(yè)出版社.198713申永勝. 機械原理教程M. 北京.清華大學出版社M. 2006 14余俊等. 機械設計手冊2M. 北京.機械工業(yè)出版社. 199115邱宣懷等. 機械設計手冊5M. 北京。機械工業(yè)出版社. 199116 袁恩熙.工程流體力學.石油工業(yè)出版社.200617杜君文主編. 機械制造技術裝備及設計M . 天津大學出版社. 1998.8.第一版18李學雷主編. 機械設計基礎M . 科學出版社. 2004 .11 .第一版19汪凱、涂國芳. 機械原理計算機輔助設計. 廣州: 華南理工大學出版社. 198920長江大學教務處.畢業(yè)論文學生工

6、作手冊.教務處.2011.321Del Williams.Manufacturers Use Sele-cleaning Filters .2004.1222Boynton Beach.Refinery st self-cleaning filters cut labordisposal costs.2006.223 Dr marcas N .All hands PE.Automatic self-cleaning Filter for chiller protection.2007.1024Dr.Eng.Msc.EC.Camelia.Applying finite Element Metho

7、d for solving a self cleaning filtering Battery Module prototype-casestudy 第 10 頁 (共 10 頁)4內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢4.1發(fā)展概況 自清洗過濾器，他突出的優(yōu)點是體積小、造價低、技術水平高、使用方便，可以直接安置在管道上。在冶金行業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)中，自清洗過濾器的應用日趨廣泛，我國近期引進的連鑄、高爐、熱軋用水系統(tǒng)各種加熱爐、乳化劑系統(tǒng)以及封閉的水循環(huán)系統(tǒng)，大量采用了具有V型斷面縫隙式的自動清洗過濾器。 根據(jù)近年來對日本、以色列、德國等工業(yè)發(fā)達國家的自動清洗過濾器進行大量的技術交流和資料收集，綜合了我國寶鋼、鞍鋼等

8、許多大型企業(yè)的安裝、調試及運行經(jīng)驗，我國研制成功了多種新型V型斷面的縫隙式現(xiàn)代過濾桶，使我國的自動清洗過濾器設計制造技術步入了一個新的水平。 4.2自清洗過濾器結構及工作原理 4.2.1自清洗過濾器工作原理（吸式）水由入口進入，首先經(jīng)過粗濾網(wǎng)濾掉較大顆粒的雜質，然后到達細濾網(wǎng)。在過濾過程中，細濾網(wǎng)逐漸累積水中的臟物、雜質，形成過濾雜質層，由于雜質層堆積在細濾網(wǎng)的內側，因此在細濾網(wǎng)的內、外兩側就形成了一個壓差。 當過濾器的壓差達到過濾器預設值時，將開始自動清洗過程，此間凈水供應不斷流，清洗閥打開，清洗室及吸污器內水壓大幅度下降，通過濾筒與吸污管的壓力差，吸污管與清洗室之間通過吸嘴產(chǎn)生一個吸力，形

9、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。 吸污器軸向運動與旋轉運動的結合將整個濾網(wǎng)內表面完全清洗干凈。整個沖洗過程只需數(shù)十秒鐘。排污閥在清洗結束時關閉。過濾器開始準備下一個沖洗周期。 4.2.2自清洗過濾器工作原理（刷式）待處理的水由入水口進入機體，水中的雜質沉積在不銹鋼濾網(wǎng)上，由此產(chǎn)生壓差。通過壓差開關監(jiān)測進出水口壓差變化，當壓差達到設定值時，電控器給水力控制閥、驅動電機信號，引發(fā)下列動作：電動機帶動刷子旋轉，對濾芯進行清洗，同時控制閥打開進行排污，整個清洗過程只需持續(xù)數(shù)十秒鐘，當清洗結束時，關閉控制閥，電機停止轉動，系統(tǒng)恢復至其初始狀態(tài)，開始進入下一個過濾工序。設備

10、安裝后，由技術人員進行調試，設定過濾時間和清洗轉換時間，待處理的水由入水口進入機體，過濾器開始正常工作，當達到預設清洗時間時，電控器給水力控制閥、驅動電機信號，引發(fā)下列動作：電動機帶動刷子旋轉，對濾芯進行清洗，同時控制閥打開進行排污，整個清洗過程只需持續(xù)數(shù)十秒鐘，當清洗結束時，關閉控制閥，電機停止轉動，系統(tǒng)恢復至其初始狀態(tài)，開始進入下一個過濾工序。 4.2.3自清洗過濾器工作原理（反沖洗）水由進水口進入過濾器，首先經(jīng)過粗濾芯組件濾掉較大顆粒的雜質，然后到達細濾網(wǎng)，通過細濾網(wǎng)濾除細小顆粒的雜質后，清水由出水口排出。在過濾過程中，細濾網(wǎng)的內層雜質逐漸堆積，它的內外兩側就形成了一個壓差。當這個壓差達

11、到預設值時，過濾器將開始自動清洗過程：排污閥打開，主管組件的水力馬達室和水力缸釋放壓力并將水排出；水力馬達室及吸污管內的壓力大幅下降，由于負壓作用，通過吸嘴吸取細濾網(wǎng)內壁的污物，由水力馬達流入水力馬達室，由排污閥排出，形成一個吸污過程。當水流經(jīng)過濾器水力馬達時，帶動吸污管進行旋轉，由水力缸活塞帶動吸污管作軸向運動，吸污器組件通過軸向運動與旋轉運動的結合將整個濾網(wǎng)內表面完全清洗干凈。整個清洗過程將持續(xù)數(shù)十秒。排污閥在清洗結束時關閉，增加的水壓會使水力缸活塞回到其初始位置，過濾器開始準備下一個沖洗周期。在清洗過程中，過濾機正常的過濾工作不間斷。4.3自清洗過濾器的分類目前國內外尚無統(tǒng)一的對自清洗過

12、濾器的分類方法，以下分類是綜合了國內外許多企業(yè)按不同精度、不同規(guī)格、關鍵部件不同結構或安裝方式來分類的。4.3.1按過濾精度分類過濾精度：即過濾網(wǎng)通的等效孔徑（粒徑）低等精度：2-10mm（圓孔或錐孔，才用機械方法做空）；中等精度：0.2-2mm（V型斷面網(wǎng)筒，采用CAM高技術手段制造）；高等精度：0.03-0.2mm（V型斷面網(wǎng)筒及其余特種編織網(wǎng)結合的網(wǎng)筒）；超高精度<0.03mm（特種編織網(wǎng)或燒結網(wǎng)）4.3.2按主管道接口方位分類直通式：進出口管道在同一中心線上非直通式：進出口管道不在同一中心線上4.3.3按過濾網(wǎng)通分類單筒式 雙筒式4.4自清洗過濾器的實例圖(圖1)（圖2）（圖3）

13、（圖4） （圖5） 4.6國內外自清洗過濾器發(fā)展現(xiàn)狀4.6.1清洗過濾器發(fā)展歷程中國古代即已應用過濾技術于生產(chǎn)，公元前二百年已有植物纖維制作的紙。公元105年，蔡倫改進了造紙法，他在造紙過程中將植物纖維紙漿蕩于致密的細竹簾上，水經(jīng)竹簾縫隙濾過，一薄層濕紙漿留于竹簾面上，干后即成紙張。最早的過濾大多為重力過濾，后來采用加壓過濾提高了過濾速度，進而又出現(xiàn)了真空過濾。20世紀初發(fā)明的轉鼓真空自清洗過濾器實現(xiàn)了過濾操作的連續(xù)化。此后，各種類型的連續(xù)自清洗過濾器相繼出現(xiàn)。間歇操作的自清洗過濾器因能實現(xiàn)自動化操作而得到發(fā)展，過濾面積越來越大。為得到含濕量低的濾渣，機械壓榨的自清洗過濾器得到了發(fā)展。正在發(fā)展

14、的新型過濾設備有：機械力壓榨過濾設備；能實現(xiàn)無濾渣層過濾的動態(tài)自清洗過濾器；洗選煤炭污水處理、化工和石油工業(yè)用的大型過濾設備。在過濾理論研究方面，濾渣層過濾阻力和孔隙率的測算、過濾速度、過濾設備的模擬和放大、稀薄液體澄清過濾和動態(tài)自清洗過濾器理，以及過濾介質的研究，都是重要的課題。利用電子計算機控制過濾操作是過濾設備的發(fā)展方向。4.6.2目前自清洗過濾器的發(fā)展方向隨著工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)污染對水質造成極大傷害，現(xiàn)我國目前出品的全自動過濾器在很大程度上減少污水的排放，使得污水過濾后得到二次利用，既保護了環(huán)境又節(jié)省了水資源。國內的過濾設備廣泛應用在化工、汽車、機械、冶金、制藥、食品、造紙、塑膠、醫(yī)院

15、、紡織、輕工、電鍍、國防、建筑、航空航天、礦山安全及環(huán)保電子電力、新型復合材料等行業(yè)，并服務于多個領域。隨著中國國民經(jīng)濟的高速增長和科學技術水平的不斷提高，生物化工新材料、精細化工、制藥、食品等行業(yè)的迅速崛起，要求過濾向高純度、高分離精度發(fā)展，其應用領域也在不斷擴大并形成了一個規(guī)模巨大的市場。 為進一步推動我國過濾行業(yè)的發(fā)展加強過濾行業(yè)國際、海內交流與合作，提高我國過濾技術和生產(chǎn)工藝，不斷推進產(chǎn)業(yè)升級，國際最新過濾設備和技術都在我國制造的過濾設備中一一呈現(xiàn)。1、設備與技術處理：濾材深加工設備（注塑、密封、濾芯成型、復合、涂層和疊層等），工業(yè)污水處理設備及系統(tǒng)（除鐵、去除硬度鹽、水消毒、凈化和精

16、細過濾等），家用水質凈化處理過濾設備，各種膜及膜過濾裝置，污水處理，設計和安裝清洗設施，輔助設備（管材，管件，水龍頭，適配器和刀片等）；2、材料過濾：合纖、玻璃、金屬纖維等各種原料的非織造（無紡）、織造、造紙、針織等濾材、金屬燒結機各種復合濾材等，袋式除塵及成套裝置、相關系統(tǒng)納米過濾介質等；3、各種液-固分離裝置、設備：濾清器、壓濾機、過濾機，帶式、真空式、圓盤式、板框式等；4、其他：實驗室控制、測試設備和裝置，過濾測試儀器，過濾與分離技術工程服務咨詢、服務等，各種網(wǎng)、絲、絲網(wǎng)制品、絲網(wǎng)機械、拔絲模具、拔絲輔料、絲網(wǎng)表面處理設備及原料、絲網(wǎng)機械相關配件等。目前國內的自清洗過濾器正在快速發(fā)展，其

17、應用越越來越廣泛。在我國的經(jīng)濟發(fā)展中正越來越大的發(fā)揮作用。同時我國和國外先進技術的差距也越來越小。許多高新技術的出現(xiàn)必能使我國自清洗過濾器的水平上一個新的臺階。4.6.3自清洗過濾器的應用前景展望 自清洗顧慮器在工業(yè)方面可應用于：水源水過濾、冷卻水過濾、工藝水過濾、及廢水處理等。自清洗過濾器的應用可提高換熱裝置的效率?？裳娱L軋鋼設備的壽命，可保護膜分離設備的分離膜。在農(nóng)業(yè)方面可應用于：農(nóng)業(yè)灌溉，草地灌溉，園藝灌溉對各種灌溉設備提供完善的保護。自清洗過濾器的發(fā)源于以色列，源于以色列極度缺水，以色列被迫開發(fā)了多樣化的水資源管理技術和節(jié)水新技術，他們首先發(fā)明自清洗過濾器并用于農(nóng)業(yè)灌溉并逐漸發(fā)展到工業(yè)

18、及各行各業(yè)。我國同樣面臨水資源短缺，水的人均資源與以色列差不多。石油、化工、鋼鐵業(yè)的高速發(fā)展，對實行清潔生產(chǎn)提出了更高的要求。自清洗過濾器在石油、化工、鋼鐵、電力有很多的應用是清潔生產(chǎn)的重要裝備。隨著我國水資源的緊缺、工業(yè)的高速發(fā)展、環(huán)境的惡化自清洗過濾器必將得到越來越多的重視。我國的工業(yè)水重復利用和再生利用程度較低，用水工藝比較落后。這些都預示著自清洗過濾器會在我國有著較快的發(fā)展5關鍵問題及解決思路5.1 設計應完成的主要內容（1）自清洗廢水過濾器概況； （2）自清洗廢水過濾器結構方案；（3）沖洗葉輪參數(shù)計算及結構設計；（4）部分零部件選型。5.2研究的關鍵問題 （1）自清洗過濾器結構方案的確定，參考所收集的文獻，提出不同的方案結合所要求的數(shù)據(jù)進行比較，選擇比較優(yōu)化的一種；（2）在確定好了自清洗過濾器的清洗方式后設計計算過濾網(wǎng)的規(guī)格及計算過濾速率；（3）計算水壓；（4）沖洗葉輪的參數(shù)計算； （5）過濾水壓損失的計算。5.3設計的目標及具體要求（1）在完成開題報告過程中閱讀較充分的參考資料，基本了解本設計領域的發(fā)展狀況和趨勢，明確完成畢業(yè)設計的思路，并做出可行的計劃安排；（2）譯文原文應來自于英文學術期刊，文句通順，譯意基本正確，譯文不少于3千字；（3）畢業(yè)設計說明書正文字數(shù)不少于 1.2萬字或1.2萬字篇幅；（4）全部采用計算機繪圖：總裝圖1張（1號圖紙）；零件