200T水处理π型全自动过滤器设计说明书2

1、200T水处理n型全自动过滤器设计说明书学生：鲁家勇，机电和建筑工程学院指导老师：宋玉明，江汉大学机电和建筑工程学院一、课题来源改革开放以来，随着我国经济的不断发展，生活水平和工业生产强度不断 提高，水需求量也随之急剧增长，城市水污染及水供需矛盾日益突出，已经 严重制约了城市经济的发展，并对城市居民的生活造成一定的影响。同时，由于资金、技术等因素的限制，城市污水处理率仍然很低。在这样的大环境下， 城市污水处理设施是现代化城市不可或缺的组成部分，建造城市污水处理厂 是解决城市水污染，缓解水资源紧张问题的一条有效途径。因此，研究新的 污水处理技术，采用高效率、低能耗、运行成本低、管理维护方便的工艺

2、是最 佳方案,也是所有科研人员为之奋斗的目标，使人和自然更好的相处，也可以使城市污水处理事业成为一种新兴工业，为经济发展献一份力。考虑到当今社会的实际情况，作为污水处理的研究方向，重点在于提高出 水水质、降低能耗、减小占地面积、简化管理方式、降低运行费用、无二次 污染等。这些即是重点也是难点，需要科研人员不断的交流努力。为此，在 指导老师的引导下，我选择了此课题。二、过滤器的比较在人们对环境问题认识越来越充分 ，对水污染问题的了解也越来越清晰的同 时，对污水处理方式的关注也越来越多。 因此，污水过滤设备的市场前景非常可 观，由此也发展出了各式各样的污水处理过滤装置。 下面，分别介绍和比较下几

3、种主流的污水过滤器。1. 自清洗过滤器设备自清洗过滤器即利用水压自我清洗 ，同时连续过滤的过滤器，是一种利用多 层不同的滤网直接拦截水中的杂质，再通过滤筒和吸污管的压力差，产生一个吸 力，形成一个吸污过程的污水处理装置。自清洗过滤器有很多类型，可以是立式、卧式，多联式、多单元式，内滤式、 外滤式等。多联过滤器采用多个过滤器并联的方式， 其中的某一过滤器在自清洗时，而其它的过滤器仍进行过滤；多单元指一个过滤器内具有多个滤网，滤网逐 个清洗。各类自清洗过滤器的过滤过程为同一原理，主要的区别在于自清洗方 式，根据自清洗的方式可将自清洗过滤器分为三类，即吸污式、刷式（刮式）、反冲洗式。2. 搅拌式过滤

4、器搅拌式过滤器主要用于含油污水处理。自清洗过滤器在处理含油污水时， 往往会出现反冲洗憋压、水筛管堵塞、水质不合格等问题。这些问题主要是 由于被处理水质含油较多，导致污水粘度增大，反冲洗效果不好，直接导致 了出水水质不达标。搅拌式过滤器在滤罐内增加了齿状搅拌器，在过滤器顶 端增加了集油器，从而解决了滤料板结、冲洗空间不足等问题。主要特点：搅拌式过滤器有效解决了普通自洗过滤器存在的反冲洗憋 压、水筛管堵塞、滤料板结、水质不合格等问题，保证过滤后的水质。3. 薄膜液体过滤器在一定的压力作用下，待处理液体通过薄膜流动，液体中的悬浮物被拦 截在滤袋表面形成一层滤饼，当滤饼达到一定厚度后，控制器控制进料阀

5、关 闭，出料阀打开，罐内液体迅速流出，在滤袋两侧形成压差，使滤饼剥离。 过滤器在PLC控制系统的控制下，可以实现进液、过滤、反冲和排污的连续 动作。主要特点：占地面积小，安装方便，自动化程度高，无需人工管理，能 耗低，使用寿命高，过滤精度高。4. 重力式过滤器待滤液经过滤池自上而下地过滤，同时清水注入存水箱内贮存，水箱充 满后，水通过出水管进入清水池。滤层不断拦截悬浮物，造成滤层阻力逐渐 增加，从而促使虹吸管内的水位不断升高。当水位达到虹吸辅助管管口时， 水自该管中落下，通过抽气管借以带走虹吸下降管中的空气，当真空度达到 一定值时，便发生虹吸作用。这时水管中的水自下而上地通过滤层，对滤料 进行

6、反冲洗。当冲洗水箱水面下降至虹吸破坏管时，空气进入虹吸管，破坏 虹吸作用，滤池反冲洗结束。主要特点：过滤精度高，安全自动化，能耗低，运行费用低，管理方便， 无阀滤池免维护，没有磨损。三、本过滤器的工作原理及特点污水由入口进入，首先经过粗滤网滤掉较大的颗粒杂质， 然后经过细滤网，在 过滤过程中细滤网逐渐累积在水中的杂质， 形成过滤杂质层，由于杂质层累积在 细滤网的内侧，因此在细滤网的内外两侧形成了压力差。当这个压差达到预设值时，过滤器将开始自动清洗过程，并且此间不断流。然后反冲洗阀打开，由液压 活塞释放压力并将水排除，液压马达舱和吸污器内的压力大幅降低，因此，通过吸嘴和液压马达舱外端产生了一个吸

7、污过程。当水流经过液压马达时，带动吸污 器进行轴向运动并旋转，逐渐将污水排除。轴身运动和旋转运动合成螺旋运动， 可将整个滤网内外表面完全清洗干净。整个冲洗过程只需要6至10秒，反冲洗阀在冲洗结束时关闭，增加的水压会使 水力活塞回到其初始位置。过滤器开始准备下一个清洗周期，过滤后的水由出口 流出。其主要特点有：体积小，安装简单，无需外部能源，运行可靠，维护费用 低，反冲洗时不断流，过滤精度低。四、主要技术特点工作压力：过滤温度：0-98 C工作温度：0-98 C过滤精度：15-300微米(粒径)反冲洗压力损失：0.02Mpa过滤流量：25-1200m3/h反冲洗时间：6-10秒主要构造：过滤器本

8、体，粗细滤网，反冲洗控制器，反冲洗阀，马达舱，过滤舱， 吸污器总成，排污口，进/出连接口。五、过滤器的总体设计1.过滤筒的设计(1)过滤桶的结构设计过滤桶是整个管道系统的主体部分。从桶上引出的有 5个管道:桶底正中引出的滤后管，然后连接S2,再接上2个阀门成品出口阀和取样阀。桶底斜锥面引出排渣管，引出后分成 2个方向，其中一个是反冲洗时使用的 排渣管，上面安装着排渣阀，另一个是循环过滤的循环管，通过流向控制阀和单 向阀，使压力过大时形成循环过滤。桶内靠壁处装有反冲洗管道，连接冲洗阀，之后分成2个方向，一个直接连 到水泵上，另一个接上余液出口阀，其作用是在过滤余液的过程中使管道以及过 滤桶的液体

9、流出。桶顶的一个循环管道向上连接循环视筒和循环液出口阀门，连接到循环桶底部。桶顶的另一个循环管道向上连接排气阀和压力表，然后接到循环桶顶部，以保持过滤桶以及循环筒压力的正常（）。（2）计算内压筒壳体壁的厚度已知 Pg=1.6MPa由壁厚计算公式：:.二 Pc* Dj /2二t：-Pc其中：、一计算厚度；mmPc-计算压力；Mpa'-焊接接头系数；-材料的许用应力；在已知设计温度下16MnR的许用应力，在厚度为616mm时，汀=170Mpa在厚度为1636mm时，t=163Mpa已知焊接接头系数=0.85假设 圆筒内径 Di =1000mm，腐蚀裕量C2 =2mm；材料的许用应力bt=1

10、70Mpa （厚度为616时），筒体厚度计算:.二 Pc* Dj/2二S -Pc=1.6*1000/ () =5.5mm；、d =、C2 =5.5+2=7.5mm；由钢材标准规格，圆整可得壁厚为：=10mm2.吸污管的设计当过滤器的压差达到预设值时，将开始自动清洗过程，清洗阀打开，清洗室及吸 污器内水压大幅度下降，通过过滤桶和吸污管的压力差，过滤器吸污管和清洗室之间通过吸嘴产生一个吸力，形成一个吸污过程。同时，过滤器电力马达带动 吸污管沿轴向做螺旋运动。吸污器轴向运动和旋转运动的结合将整个滤网内表面 完全清洗干净。吸污器是过滤器的重要部件，它是空心结构（如图），在主体上按一定距离均布着 若干个

11、吸污管，吸污管和一个排污阀相连。吸污器按照固定的转速做螺旋运动， 来处理整个滤网表面。吸污器的主轴旋转，因此主轴上的吸管在流体中运动受到 阻力作用。每个吸污组件开口的吸附力大小决定了排污运行时问及冲净率。根据这个定量值，可以对排污时间及自清洗装置进行优化， 从而使过滤器过滤及排污 达到最优效果。4.控制系统的设计（1）控制系统的选择PLC，Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器，是一种数字运 算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑 运算、顺序运算、计时、计数和 算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模 拟式的输入和输出，控

12、制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于和工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。PLC技术代表了当今电气程序控制的最先进水平。通过PLC和各种单元自动化装置以及现场总线、计算机网络系统，构成了车间和工厂自动化的完整体系。 鉴于PLC控制系统具有实时性、高可靠性等优点，信号处理时间短，速度快，系 统配置简单灵活，安装简单，维修方便，因此，此过滤器选用PLC的控制系统。面对着日益变少的江河湖泊以及越来越多的污染，不得不说内心非常的沉重尽管污水处理事业已经发展了几十年， 改进，来更加迎合社会和时代的发展。 事业出一份力更是自己的荣幸。当然，我们面对的挑战也非常严峻。 们研发的产品往往能满足各方面的要求,但是和实际需求比较起来，还需要更多的又作为一名机械设计专业的学生， 为环境很多国家污水处理事业已经非常发达， 他但是如果我们自己不用有核心技术，便只能一直处于被动地位。这样下去容易出现“大者恒大”的现象。所以我们更要