開題報告---自清洗過濾器的設計

1、<p><b>　　自清洗過濾器的設計</b></p><p><b>　　1題目來源</b></p><p>　　該題目來自于社會生產(chǎn)實踐</p><p><b>　　2研究目的和意義</b></p><p>　　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

2、攔截水中的雜質(zhì)，去除水體懸浮物、顆粒物，降低濁度，凈化水質(zhì)，減少系統(tǒng)污垢、菌藻、銹蝕等產(chǎn)生,以凈化水質(zhì)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(zhì)沉積程度，給排污閥信號自動排污。</p><p>　　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

3、、主管組件、濾芯組件、316L不銹鋼刷、框架組件、傳動軸、進出口連接法蘭等。 </p><p>　　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。 </p><p&g

4、t;　　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(diào)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0.08－0.6％；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

5、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(shù)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(shù)，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(diào)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。</p><p>　　3閱讀的資料及參考文獻</p><p>　　[1] 劉延俊.液壓與氣亞傳動（第2版）

6、.機械工業(yè)出版社</p><p>　　[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.</p><p>　　[3]編委會編寫.機械設計手冊 .化學工業(yè)出版社. 2003.10</p><p>　　[4]李斌艷 、肖文福 .機械設計基礎課程設計指導書 .江西高校出版社.2005.08</p><p>　　[5] 機

7、械設計手冊編委會.機械設計手冊第3版 .北京機械工業(yè)出版社.2004.08.</p><p>　　[6] 機電傳動控制（第四版）.華中科技大學出版社2006.10</p><p>　　[7]成大先. 機械設計手冊[M]. 北京. 化學工業(yè)出版社. 2002</p><p>　　[8] 張瑩.機械設計基礎[M]. 北京.機械工業(yè)出版社. 1997.7</p>

8、;<p>　　[9]梁德本、葉玉駒. 機械制圖手冊[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2002</p><p>　　[10]黃平，劉建素等. 常用機械零件及機構(gòu)圖冊[M]. 北京. 化學工業(yè)出版社.1999</p><p>　　[11]吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊[M].北京.高等教育出版社.2005</p><p>　　[12]聯(lián)合編寫組編.

9、機械設計手冊.中冊.[M].北京.化學工業(yè)出版社.1987</p><p>　　[13]申永勝. 機械原理教程[M]. 北京.清華大學出版社[M]. 2006 </p><p>　　[14]余俊等. 機械設計手冊2[M]. 北京.機械工業(yè)出版社. 1991</p><p>　　[15]邱宣懷等. 機械設計手冊5[M]. 北京。機械工業(yè)出版社. 1991</p&

10、gt;<p>　　[16] 袁恩熙.工程流體力學.石油工業(yè)出版社.2006</p><p>　　[17]杜君文主編. 機械制造技術(shù)裝備及設計[M ]. 天津大學出版社. 1998.8.第一版</p><p>　　[18]李學雷主編. 機械設計基礎[M ]. 科學出版社. 2004 .11 .第一版</p><p>　　[19]汪凱、涂國芳. 機械原理計

11、算機輔助設計. 廣州: 華南理工大學出版社. 1989</p><p>　　[20]長江大學教務處.畢業(yè)論文學生工作手冊.教務處.2011.3</p><p>　　[21]Del Williams.Manufacturers Use Sele-cleaning Filters .2004.12</p><p>　　[22]Boynton Beach.Refinery

12、 st self-cleaning filters cut labor\disposal costs.2006.2</p><p>　　[23] Dr marcas N .All hands PE.Automatic self-cleaning Filter for chiller protection.2007.10</p><p>　　[24]Dr.Eng.Msc.EC.Camelia

13、.Applying finite Element Method for solving a self cleaning filtering Battery Module prototype-casestudy</p><p>　　4內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p><b>　　4.1發(fā)展概況 </b></p><p>　　自清洗過濾器，他突

14、出的優(yōu)點是體積小、造價低、技術(shù)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。</p><p>　　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(shù)交流和資料收集，綜合了我國寶鋼、鞍鋼等許多大型企業(yè)的安裝、調(diào)試及運行

15、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(shù)步入了一個新的水平。 </p><p>　　4.2自清洗過濾器結(jié)構(gòu)及工作原理 </p><p>　　4.2.1自清洗過濾器工作原理（吸式）</p><p>　　水由入口進入，首先經(jīng)過粗濾網(wǎng)濾掉較大顆粒的雜質(zhì)，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(zhì)，形

16、成過濾雜質(zhì)層，由于雜質(zhì)層堆積在細濾網(wǎng)的內(nèi)側(cè)，因此在細濾網(wǎng)的內(nèi)、外兩側(cè)就形成了一個壓差。 </p><p>　　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(nèi)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。 </p><p>　　吸污器軸

17、向運動與旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)合將整個濾網(wǎng)內(nèi)表面完全清洗干凈。整個沖洗過程只需數(shù)十秒鐘。排污閥在清洗結(jié)束時關閉。過濾器開始準備下一個沖洗周期。 </p><p>　　4.2.2自清洗過濾器工作原理（刷式）</p><p>　　待處理的水由入水口進入機體，水中的雜質(zhì)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(qū)動電機信號，引發(fā)下列動作：電

18、動機帶動刷子旋轉(zhuǎn)，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(jié)束時，關閉控制閥，電機停止轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)恢復至其初始狀態(tài)，開始進入下一個過濾工序。設備安裝后，由技術(shù)人員進行調(diào)試，設定過濾時間和清洗轉(zhuǎn)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(qū)動電機信號，引發(fā)下列動作：電動機帶動刷子旋轉(zhuǎn)，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

19、，當清洗結(jié)束時，關閉控制閥，電機停止轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)恢復至其初始狀態(tài)，開始進入下一個過濾工序。 </p><p>　　4.2.3自清洗過濾器工作原理（反沖洗）</p><p>　　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(zhì)，然后到達細濾網(wǎng)，通過細濾網(wǎng)濾除細小顆粒的雜質(zhì)后，清水由出水口排出。在過濾過程中，細濾網(wǎng)的內(nèi)層雜質(zhì)逐漸堆積，它的內(nèi)外兩側(cè)就形成了一個壓差。當這個壓差達到預設值時

20、，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(nèi)的壓力大幅下降，由于負壓作用，通過吸嘴吸取細濾網(wǎng)內(nèi)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)運動的結(jié)合將整個濾網(wǎng)內(nèi)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(jié)束時關閉，增加的水壓會使水

21、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。</p><p>　　4.3自清洗過濾器的分類</p><p>　　目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的對自清洗過濾器的分類方法，以下分類是綜合了國內(nèi)外許多企業(yè)按不同精度、不同規(guī)格、關鍵部件不同結(jié)構(gòu)或安裝方式來分類的。</p><p>　　4.3.1按過濾精度分類</p>

22、<p>　　過濾精度：即過濾網(wǎng)通的等效孔徑（粒徑）</p><p>　　低等精度：2-10mm（圓孔或錐孔，才用機械方法做空）；</p><p>　　中等精度：0.2-2mm（V型斷面網(wǎng)筒，采用CAM高技術(shù)手段制造）；</p><p>　　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(jié)合的網(wǎng)筒）；</p><p>　

23、　超高精度<0.03mm（特種編織網(wǎng)或燒結(jié)網(wǎng)）</p><p>　　4.3.2按主管道接口方位分類</p><p>　　直通式：進出口管道在同一中心線上</p><p>　　非直通式：進出口管道不在同一中心線上</p><p>　　4.3.3按過濾網(wǎng)通分類</p><p>　　單筒式 雙筒式</p&

24、gt;<p>　　4.4自清洗過濾器的實例圖</p><p><b>　　(圖1)</b></p><p><b>　　（圖2）</b></p><p><b>　?。▓D3）</b></p><p><b>　?。▓D4）</b></p&

25、gt;<p>　　（圖5） </p><p>　　4.6國內(nèi)外自清洗過濾器發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　4.6.1清洗過濾器發(fā)展歷程</p><p>　　中國古代即已應用過

26、濾技術(shù)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。</p><p>　　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(zhuǎn)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

27、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。</p><p>　　正在發(fā)展的新型過濾設備有：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。</p><p>　　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

28、器理，以及過濾介質(zhì)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。</p><p>　　4.6.2目前自清洗過濾器的發(fā)展方向</p><p>　　隨著工業(yè)化的發(fā)展，工業(yè)污染對水質(zhì)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。</p><p>　　國內(nèi)的過濾設備廣泛

29、應用在化工、汽車、機械、冶金、制藥、食品、造紙、塑膠、醫(yī)院、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(shù)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(nèi)交流與合作，提高我國過濾技

30、術(shù)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(shù)都在我國制造的過濾設備中一一呈現(xiàn)。</p><p>　　1、設備與技術(shù)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、凈化和精細過濾等），家用水質(zhì)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

31、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(jié)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(zhì)等；</p><p>　　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；</p><p>　　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(shù)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

32、輔料、絲網(wǎng)表面處理設備及原料、絲網(wǎng)機械相關配件等。</p><p>　　目前國內(nèi)的自清洗過濾器正在快速發(fā)展，其應用越越來越廣泛。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(shù)的差距也越來越小。許多高新技術(shù)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。</p><p>　　4.6.3自清洗過濾器的應用前景展望

33、 </p><p>　　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。</p><p>　　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(shù)和節(jié)水

34、新技術(shù)，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)及各行各業(yè)。</p><p>　　我國同樣面臨水資源短缺，水的人均資源與以色列差不多。</p><p>　　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

35、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</p><p>　　5關鍵問題及解決思路</p><p>　　5.1 設計應完成的主要內(nèi)容</p><p>　?。?）自清洗廢水過濾器概況； </p>

36、<p>　?。?）自清洗廢水過濾器結(jié)構(gòu)方案；</p><p>　?。?）沖洗葉輪參數(shù)計算及結(jié)構(gòu)設計；</p><p>　?。?）部分零部件選型。</p><p>　　5.2研究的關鍵問題 </p><p>　?。?）自清洗過濾器結(jié)構(gòu)方案的

37、確定，參考所收集的文獻，提出不同的方案結(jié)合所要求的數(shù)據(jù)進行比較，選擇比較優(yōu)化的一種；</p><p>　?。?）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；</p><p><b>　?。?）計算水壓；</b></p><p>　　（4）沖洗葉輪的參數(shù)計算；

38、 </p><p>　　（5）過濾水壓損失的計算。</p><p>　　5.3設計的目標及具體要求</p><p>　　（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；</p><p>　　（2）譯文原文應來自于英文學術(shù)期刊，文句通順，譯

39、意基本正確，譯文不少于3千字；</p><p>　?。?）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；</p><p>　?。?）全部采用計算機繪圖：總裝圖1張（1號圖紙）；零件圖不少于4張（3號圖紙）。</p><p>　　6完成畢業(yè)設計所必須具備的工作條件及解決的方法</p><p>　　6.1 畢業(yè)設計所需的原始數(shù)據(jù)<

40、;/p><p>　?。?）單臺處理水量：>50 m3/h；</p><p>　?。?）最大工作壓力：1.6MPa；</p><p>　?。?）過濾精度范圍：100-3000 μm；</p><p>　　（4）過濾器清潔時的壓力損失：≤0.03Mpa；</p><p>　?。?）適用溫度：≤100℃。</p>

41、;<p>　　6.2完成畢業(yè)設計所必備的工作條件</p><p>　　裝有AutoCAD等繪圖軟件及Word等辦公軟件的電腦一臺，機械設計手冊和相關的機械設計資料等機械手冊，要有扎實的力學和機械設計學基礎，熟練的計算機繪圖技能，綜合的機械設計基本理論和專業(yè)知識，實際動手能力和解決問題的能力。</p><p><b>　　6.3解決方法</b></p

42、><p>　?。?）租用或借用電腦一臺并裝上AutoCAD、Word等繪圖或辦公軟件；</p><p>　?。?）充分有效地利用網(wǎng)絡資源和到圖書館查閱權(quán)威資料及欠缺材料；</p><p>　?。?）預先做好產(chǎn)品的可行性分析，并在設計過程中不斷的完善；</p><p>　?。?）遇到不懂的問題要及時向指導老師或同學們請教；</p>&

43、lt;p>　　（5）及時向指導老師匯報自己的設計進度；</p><p>　?。?）做完每一步都要仔細檢查，確保下一步的順利進行。</p><p>　　7工作的主要階段、進度與時間安排</p><p>　　第1周-第2周：收集資料，并翻譯一篇不少于3000字的外文資料，閱讀文獻并完成開題報告。 </p><p>　　第3周-第4周：進行自

44、清洗過濾器的理論分析計算。</p><p>　　第5周-第6周：進行自清洗過濾器結(jié)構(gòu)設計。</p><p>　　第7周-第8周：繪制自清洗過濾裝配圖及主要零件圖。</p><p>　　第9周-第9周：撰寫畢業(yè)論文</p><p>　　第10周-第10周：完成畢業(yè)答辯PPT，打印論文并準備答辯。</p><p><