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真空带式过滤机自动清洗装置设计

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目前国内外经济形势仍然不容乐观,经济下行压力不断加大,有色金属市场价格持续下跌,选矿加工成本压缩空间小,提高工作效率和降低人工成本就成为企业发展的关键因素之一。在选矿脱水工艺中,浓缩设备占地面积大,传统过滤设备工作效率低,人工及机械使用成本较高是最突出的问题。有针对性的学习国内外先进技术,引入新型过滤设备,降低人工及机械使用成本是提高工作效率,促进企业发展的重要举措。
真空带式过滤机是一种自动化程度高的新型过滤设备,它凭借着生产能力大、过滤效率高、洗涤效果好、滤饼水分低、应用范围广、操作简单、运行平稳、维护保养方便等特点将会受到人们越来越多的关注。
1.2  研究现状
自清洗过滤器,又称自动清洗式管道过滤器,指存在于流体中杂质在一定条件下自动过滤分离,并利用流体自身压力进行自我清洗的装置。自清洗过滤器发展于 20世纪 70 年代,优点众多。传统的过滤设备,过滤在运行过程中,由于固相杂质的累积,必须要停止过滤过程以更换过滤组件或取出清洗来保证过滤效率。这样以来,既浪费时间浪费静力而且会影响过滤效率,无法满足自动化连续过滤的要求。自清洗过滤器可实现过滤杂质的自动冲洗,实现连续过滤,提高工作效率,并且结构紧凑、处理量大、工作平稳可靠,使用寿命长。
最早开始研究自清洗过滤器的国家是以色列。以色列的大部分地区为沙漠,降水少,且降水分布极其不均。以色列这种极度缺水的国情要求他们必须提高对水的利用效率,因此以色列对于水处理的研究投入十分多。首先是大力发展节水技术,大力扶植废水循环利用工程。如今,以色列对于水处理的研究已走在了世界的最前沿。 以色列在以前有三家生产自清洗过滤器的知名企业,分别是福马特(Filtomat)过滤系统有限公司、Arkal过滤系统有限公司和阿米亚德(Amiad)水系统有限公司。如今国内也有很多生产自清洗过滤器的厂家,比较著名的有以下几家,常州沛德水处理设备有限公司、秦皇岛世纪源水处理技术有限公司、苏州明瑞过滤等。

电气工程及其自动化设计
如图3-1(a)所示,当过滤器启动后,待过滤液体由进水 1 口流入到过滤器内部,然后流入过滤器的下室 3 中,部分液体由过滤器下室直接流入过滤器中室 3,液体通过滤网完成过滤,部分液体先经由中心管流入到过滤器上室 6 中,再由上室 4 流入到过滤器中室 3,液体通过滤网完成过滤,两部分的液体在完成过滤后均由出水口 7 流出。
(2)反冲洗排污过程
过滤器在运行过程中,过滤和清洗同步进行,在过滤过程中同时开启排污阀 3。安装在进水口1处的管道式水力叶轮2在水流的冲击作用下产生绕固定轴的旋转运动,经过由直齿圆柱齿轮传动和螺旋锥齿齿轮传动所组成的传动机构将运动传递给过滤器内的中心轴,由中心轴带动冲洗臂旋转,冲洗臂旋转到滤芯处使其从过滤状态隔离开来,被隔离滤芯在内部会形成横流且与排污口相通,排污口直通大气,从而形成压差。经过滤后的液体在压差作用下从滤芯外部反向流动到内部并对滞留在内表面上的杂质进行清洗。若清洗不彻底或自清洗功能失效致使压差超过设定值时,过滤器会启动超声波振动利用超声波空化作用进行清洗,如图 3-1(b)所示。
3.2  结构特点
本次设计的自清洗过滤器由过滤系统及反冲洗清洗系统组成。其中,过滤系统由过滤组件和过滤室组成。过滤组件即过滤网,主要起物质分离的作用。过滤室用来存储液体及安装过滤组件的,被上下隔板分成三部分,过滤器上室、中室和下室。过滤组件安装在中室内,在中室内安装有若干个可同时工作,大大提高了过滤效率。反冲洗清洗系统由管道式水力叶轮、冲洗臂、传动机构及排污管组成。因为本文设计的反冲洗清洗系统以安装在进水口 1 处的管道式水力叶轮在水流作用下所产生的旋转运动为驱动力,所以该机构与传统电力驱动自清洗过滤器相比,耗能低、节能环保、过滤与清洗同时进行、过滤元件始终处于周期间歇状态的自清洗之中,所以,滤网的通透性强,处理流量稳定,系统运行成本低以及运行成本低等优点。传统电力驱动自清洗过滤器的驱动电机一般安装在过滤器的顶端,过滤器的空间体积较大,给过滤器的安装使用造成不便。新型自清洗过滤器将叶轮安装在与过滤器进水口相连的管道内,在垂直方向上无需增加额外的安装空间。因而,新型自清洗过滤器的结构更加紧凑而且占用体积更小。
新型自清洗过滤器相比传统电力驱动运行的自清洗过滤器具有以下优势:
(1)反冲洗清洗系统的驱动力为水力,使用成本低,无污染,经济、节能、环保。
(2)多个滤芯同时工作,过滤面积大,且过滤元件始终处于周期间歇状态的自清洗之中,使得滤网的通透性强,过滤效率高,处理流量稳定。
(3)结构布置合理,减小占用空间,结构紧凑。


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