刮刀式過(guò)濾器的設計研究

摘 要：隨著(zhù)水資源日益匱乏，水污染日益嚴重，對廢水的綜合治理越來(lái)越重要。刮式自清洗過(guò)濾器因簡(jiǎn)單的操作以及良好的性能可使污水達到的過(guò)濾效果，特別是對于一些難處理的黏附介質(zhì)更具有清污*的效果。本文針對我國刮式自清洗過(guò)濾器存在的缺陷，分析了國外優(yōu)良的過(guò)濾器結構，介紹了新研制刮式過(guò)濾器的結構與設計等方法，為我國的自清洗過(guò)濾器的設計提供參考。

關(guān)鍵詞：刮式自清洗器 過(guò)濾 設計

一、引言

    隨著(zhù)經(jīng)濟的的發(fā)展，各行各業(yè)對水的需要越來(lái)越大，但在水資源日益匱乏、水污染日益嚴重的今天，為了滿(mǎn)足對水資源的需求，刮式自清洗過(guò)濾器因具有處理污水的能力，且可利用水壓自我控制、自我清洗，且清洗時(shí)不斷流等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛的應用在工業(yè)、農業(yè)、醫藥等行業(yè)的水處理過(guò)程中。自清洗過(guò)濾器的形式很多，按照清洗的方式可分為吸污式、刮式、轉臂式等，本文著(zhù)重研究的是刮式自清洗過(guò)濾器。我國相對于國外優(yōu)良的過(guò)濾器結構，技術(shù)水平還存在著(zhù)十分明顯的差距，提高我國自清洗過(guò)濾器的技術(shù)水平是十分必要的。

   現我國，刮式自清洗過(guò)濾器是利用刮式清除過(guò)濾網(wǎng)上的黏性雜質(zhì)，工作時(shí)刮式要與濾網(wǎng)接觸，但是因過(guò)濾網(wǎng)采用的是卷制后焊接，很難保證濾網(wǎng)的圓柱度，從而導致清污不*。針對于這些缺點(diǎn)，我國分析借鑒了國外優(yōu)良的過(guò)濾器技術(shù)，以此改進(jìn)我國的過(guò)濾器技術(shù)，從而開(kāi)發(fā)一種去污*、運行可靠的刮式自清洗過(guò)濾器。本文就是以新開(kāi)發(fā)的HBAF4Z-500型刮式式自清潔過(guò)濾器做了一個(gè)設計分析研究。

二、刮式自清洗過(guò)濾器的工作原理

    目前國內外的刮式自清洗過(guò)濾器的結構形式多種多樣，本文根據我國的刮式自清洗過(guò)濾器存在的結構復雜且濾網(wǎng)上雜質(zhì)清除不*的問(wèn)題，設計了一款新型的刮式結構，以此來(lái)解決過(guò)濾器的清污問(wèn)題。刮式自清洗過(guò)濾器由筒體、濾網(wǎng)、減速機、刮式、傳動(dòng)機構、壓差感應器、清洗裝置、排污閥、電控箱等部件組成。

   在正常過(guò)濾時(shí)，污水從過(guò)濾器進(jìn)口進(jìn)入，通過(guò)濾芯從內往外過(guò)濾。污水中的雜質(zhì)被截留在濾芯內表面，當雜質(zhì)達到一定厚度時(shí)，會(huì )形成一個(gè)雜質(zhì)層，使濾芯的內、外兩側產(chǎn)生一個(gè)壓差。當這個(gè)壓差達到預設值時(shí)，清洗過(guò)程將會(huì )自動(dòng)開(kāi)啟，此時(shí)凈水供應不斷流。具體工作流程如下：壓差達到設定值，壓差傳感器發(fā)出信號傳給控制箱，啟動(dòng)減速機電機，減速機帶動(dòng)刮式進(jìn)行旋轉，對濾芯進(jìn)行清洗。減速機啟動(dòng)并轉動(dòng)2-3圈后，排污閥自動(dòng)打開(kāi)，進(jìn)行排污。

   清洗的過(guò)程中刮式在離心力與彈簧力共同的作用下，刮式與濾網(wǎng)保持*的接觸，且它們之間的法向力很小，雜質(zhì)經(jīng)過(guò)刮式與濾網(wǎng)切向力的作用后會(huì )被*的清洗，同時(shí)還避免了雜質(zhì)在法向力的作用下被擠壓到過(guò)濾網(wǎng)的可能。刮式清除的雜質(zhì)會(huì )在重力的作用及水流的帶動(dòng)下沉積到過(guò)濾器底部，并經(jīng)排污閥排出。排污口口徑根據過(guò)濾器濾芯的容積及清洗時(shí)間進(jìn)行選擇，確保清洗過(guò)程中濾芯內部污物與污水的混合液能全部排出。

   經(jīng)過(guò)清洗流程，就會(huì )將整個(gè)過(guò)濾網(wǎng)表層進(jìn)行*的清洗，而這個(gè)沖洗的過(guò)程僅數十秒的時(shí)間。清洗結束后排污閥會(huì )自動(dòng)關(guān)閉，減速機停止工作，系統恢復到初始狀態(tài)，然后準備下一個(gè)沖洗周期。

三、刮式自清洗過(guò)濾器的設計

（一）設計參數

    工作介質(zhì)為水，其中含有黏性雜質(zhì)：過(guò)濾的精度為250微米，設計流量為2000m3/h，氣動(dòng)排污閥工作壓力為1.0MPa，工作溫度低于100℃，控制箱為220V，50HZ。要求在排污時(shí)，耗費的水量不得超過(guò)過(guò)濾出水量的1%。排污的控制形式可以采用壓差控制與定時(shí)控制、手動(dòng)和自動(dòng)控制等。工作要求就是要做到連續不間斷過(guò)濾、*清洗。

（二）結構形式的要求

   由于水中含有大量的黏性雜質(zhì)，所以選擇的是HBAF4Z-500型的刮式式自清洗過(guò)濾器結構，使用刮式清洗系統，可以達到更好的清污效果，濾網(wǎng)要選擇鍥形濾網(wǎng)結構。

（三）進(jìn)出口通徑

（四）濾網(wǎng)尺寸計算

    水流通過(guò)濾網(wǎng)時(shí)的速度稱(chēng)為過(guò)濾速度。在過(guò)濾面積一定時(shí)過(guò)濾速度越大，過(guò)濾器的過(guò)濾能力越大，但會(huì )使某些污物容易擠過(guò)濾網(wǎng)，使過(guò)濾后的水質(zhì)達不到使用要求.如果過(guò)濾速度過(guò)小為了達到一定的過(guò)濾能力則需要較大的濾網(wǎng)面積. 這樣會(huì )使過(guò)濾器的體積變大造價(jià)升高.一般的自清洗過(guò)濾器的過(guò)濾速度都在0.5-3m/s之間。

（五）清污裝置設計

    刮式自清潔過(guò)濾器清污裝置的關(guān)鍵部分就是刮式，刮式是直接與濾網(wǎng)上的雜質(zhì)相接觸的，雜質(zhì)的清除都是通過(guò)刮式進(jìn)行的。所以，在設計時(shí)要保證工作中的刮式與濾網(wǎng)無(wú)間隙的接觸，刮式要根據濾網(wǎng)圓柱度的變化而采用沿徑向伸縮的方式，為避免雜質(zhì)在法向力的作用下被擠壓到過(guò)濾網(wǎng)內，刮式與濾網(wǎng)間要有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角為90度。為了保證工作過(guò)程中刮式與濾網(wǎng)無(wú)間隙的接觸，所以要確定長(cháng)度尺寸，這個(gè)長(cháng)度尺寸要按照加工、安裝極限尺寸來(lái)確立。在設計時(shí)，清污裝置其它的結構要考慮裝配、加工難度以及制造成本等問(wèn)題，保證機器的運轉靈活性。

四、總結

    過(guò)濾器在經(jīng)濟的發(fā)展中起著(zhù)重要的地位。刮式自清洗過(guò)濾器在各行中得到運用，為工業(yè)發(fā)展提供清潔的水資源。為了為生產(chǎn)提供更多更清潔的水資源，過(guò)濾器的設計技術(shù)就要跟上發(fā)展的需求，要不斷地研發(fā)新型的刮式自清洗過(guò)濾器，保證清污的過(guò)程中不間斷供水、清洗并延長(cháng)清洗組件使用壽命。通過(guò)對刮式自清洗過(guò)濾器原理及設計的分析，從而設計出運行可靠、性能穩定、清潔*、使用效果良好、服役年限長(cháng)的刮式自清洗過(guò)濾器。