全自动立式过滤机.doc

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目录

第一章、设计题目……………………………………

（1）

第二章、设计意义…………………………………… （3）

第三章、方案选择…………………………………… （6）

第四章、过滤部分的设计…………………………… （7）

4.1过滤桶的设计……………………………………… （7）

4.2传动部件设计…………………………………（12）

4.3电动机的选择……………………………………（18）

4.4阀门的选择与设计…………………………………（19）

4.5传感器的选择与信号检测…………………………（22）

4.6控制面板的设计……………………………………（23）

第五章、控制部分的设计………………………………（24）

5.1控制系统的选择…………………………………（24）

5.2工艺流程………………………………………（26）

5.3PLC接线图…………………………………………（27）

5.4程序梯形图以及语句表……………………………（28）

第六章、设计的应用……………………………………（33）

第七章、设计心得………………………………………（35）

第八章、参考文献……………………………………（36）

附录：

外文翻译及文献

一、设计题目

题目：

全自动立式过滤机的设计

关键词：

过滤机;结构;;控制系统；可编程序控制器；

摘要：

随着水资源的缺乏和水污染的日益严重，废水的过滤与分离能很好的解决废水的处理与重复利用的问题，实现良好的经济效益和社会效益。

但传统的过滤分离设备占地空间大，连续生产能力低，自动化程度不高，造成人力物力财力的浪费。

本文以自行开发50m3/h处理量全自动白清洗过滤器为基础，提出了全自动自清洗过滤器的各操作参数的设计思想和方法，并建立了过滤过程中过滤器的模型，借此确定控制系统的控制参数。

主要工作内容如下;研制设计了一台处理量为50m3/h、工作压力为1.6-2.5Mpa，要求过滤精度为0.1-200μm,过滤总面积为10㎡，电动机功率为5.5KW，工作温度为-5℃-105℃的全自动自清洗过滤器。

该过滤器在运行过程中无须停运以清洗过滤元件，整机体积较小，精度可调节，适合于各类工业生产。

本文给出了这种过滤器的整体设计方法以及设计图纸，并对过滤器内部过滤机理进行分析，讨论了几个过滤参数，并应用于过滤器控制系统设计之中。

title:

Automaticverticalfiltermachinedesign

KeyWords:

filter，structure;controlsystem；Programmableenfroller；

Abstract：

Asshortofwaterresourceandmoreandmoreserioussituationofwaterpollution,filtrationandseparationhavebeenthebestwaytosettletheproblemofReuseofwastewaterandrealizationofwelleconomybenefitandsocialbenefit.Butthereareseveraldisadvantagesintheseraditionalfilterssuchasgreatvolume,discontinuousproduction,lackofautomation,greatwasteofmanpower,materialresources,financial.Basedondesignofautomaticself-cleaningfilteronindustrialscale（50m3/h）,thedesignandoptimizationproceduresofseveraloperationparametersarepresentedandamodeloffilterisobtainedaswell,thentocalculatecontrolparametersofcontrolsystem.Themainresearchcontentsarefollowingas:

Aautocontrolself-cleaningfilteronindustrialscale（50m3/h）,workpressure（1.6-2.5Mpa）,filtrationaccuracy（0.1-200μm）,filtrationsurface（10㎡）,Motorpower（5.5KW）andworktemperature（-5℃-105℃）hasbeendesigned.autocontrolself-cleaningfilterdriveitselftocleancompletelybyitspressureoffiltratedliquidandwithoutstop.Volumeofthefilterissolittleandprecisioncanbemodulatedtofitforkindsofindustryproduce.Inthispaper,asuitofdrawinganddesignproceduresofsuchfilterhasbeengiven.Mechanismduringfiltrationinthefilterhasbeenstudiedareobtained

二、设计意义

过滤机是利用多孔性过滤介质，截留液体与固体颗粒混合物中的固体颗粒，而实现固、液分离的设备。

过滤机广泛应用于化工、石油、制药、轻工、食品、选矿、煤炭和水处理等部门。

中国古代即已应用过滤技术于生产，公元前二百年已有植物纤维制作的纸。

公元105年，蔡伦改进了造纸法，他在造纸过程中将植物纤维纸浆荡于致密的细竹帘上，水经竹帘缝隙滤过，一薄层湿纸浆留于竹帘面上，干后即成纸张。

　　最早的过滤大多为重力过滤，后来采用加压过滤提高了过滤速度，进而又出现了真空过滤。

20世纪初发明的转鼓真空过滤机实现了过滤操作的连续化。

此后，各种类型的连续过滤机相继出现。

间歇操作的过滤机因能实现自动化操作而得到发展，过滤面积越来越大。

为得到含湿量低的滤渣，机械压榨的过滤机得到了发展。

　　用过滤介质把容器分隔为上、下腔，即构成简单的过滤器。

悬浮液加入上腔，在压力作用下通过过滤介质进入下腔成为滤液，固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣（或称滤饼）。

　　过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐加厚，液体通过滤渣层的阻力随之增高，过滤速度减小。

当滤室充满滤渣或过滤速度太小时，停止过滤，清除滤渣，使过滤介质再生，以完成一次过滤循环。

　　液体通过滤渣层和过滤介质必须克服阻力，因此在过滤介质的两侧必须有压力差，这是实现过滤的推动力。

增大压力差可以加速过滤，但受压后变形的颗粒在大压力差时易堵塞过滤介质孔隙，过滤反而减慢。

　　悬浮液过滤有滤渣层过滤、深层过滤和筛滤三种方式。

滤渣层过滤是指在经过过滤初期后，形成了初始滤渣层，此后，滤渣层对过滤起主要作用，这时大、小颗粒均被截留；深层过滤是指过滤介质较厚，悬浮液中含固体颗粒较少，且颗粒小于过滤介质的孔道，过滤时，颗粒进入后被吸附在孔道内的过滤；筛滤是过滤截留的固体颗粒都大于过滤介质的孔隙，过滤介质内部不吸附固体颗粒的过滤方式，例如转筒式过滤筛滤去污水中的粗粒杂质。

　　在实际的过滤过程中，三种方式常常是同时或相继出现。

过滤机的处理能力取决于过滤速度。

悬浮液中的固体颗粒大、粒度均匀时，过滤的滤渣层孔隙较为畅通，滤液通过滤渣层的速度较大。

应用凝聚剂将微细的颗粒集合成较大的团块，有利于提高过滤速度。

　　对于固体颗粒沉降速度快的悬浮液，应用在过滤介质上部加料的过滤机，使过滤方向与重力方向一致，粗颗粒首先沉降，可减少过滤介质和滤渣层的堵塞；在难过滤的悬浮液（如胶体）中混入如硅藻土、膨胀珍珠岩等较粗的固体颗粒，可使滤渣层变得疏松；滤液粘度较大时，可加热悬浮液以降低粘度。

这些措施都能加快过滤速度。

　　过滤机按获得过滤推动力的方法不同，分为重力过滤器、真空过滤机和加压过滤机三类。

重力过滤器是借助悬浮液的重力和位差，在过滤介质上形成的压力作为过滤的推动力，一般为间歇操作。

　　真空过滤器是在滤液出口处形成负压作为过滤的推动力。

这种过滤机又分为间歇操作和连续操作两种。

间歇操作的真空过滤机可过滤各种浓度的悬浮液，连续操作的真空过滤机适于过滤含固体颗粒较多的稠厚悬浮液。

　　加压过滤器以在悬浮液进口处施加的压力，或对湿物料施加的机械压榨力作为过滤推动力，适用于要求过滤压差较大的悬浮液，也分为间歇操作和连续操作两种。

　　过滤机应根据悬浮液的浓度、固体粒度、液体粘度和对过滤质量的要求选用。

先选择几种过滤介质，利用过滤漏斗实验，测定不同过滤介质和不同压差下的过滤速度、滤液的固体含量、滤渣层的厚度和含湿量，找出适宜的过滤条件，初步选定过滤机类型，再根据处理量选定过滤面积，并经实际试验验证。

　　正在发展的新型过滤设备有：

机械力压榨过滤设备；能实现无滤渣层过滤的动态过滤机；洗选煤炭污水处理、化工和石油工业用的大型过滤设备。

　　在过滤理论研究方面，滤渣层过滤阻力和孔隙率的测算、过滤速度、过滤设备的模拟和放大、稀薄液体澄清过滤和动态过滤机理，以及过滤介质的研究，都是重要的课题。

利用电子计算机控制过滤操作是过滤设备的发展方向。

三、方案选择

㈠循环方案：

管道系统如下图：

图3-1

F1——清洗水入口阀F2——待滤液入口阀F3——循环液入口阀

F4——循环液出口阀F5——流向控制阀

F6——冲洗阀F7——排气阀F8——排渣阀

F9——成品出口阀F10——余液出口阀F11——取样阀

S1——循环视筒S2——正常工作视筒

此过滤过程有四个过滤阶段，预过滤过程，过滤过程，滤余液过程，反冲洗过程。

预过滤过程：

待滤液由F2进入泵内，经F3（此时F1、F5关闭）进入循环视筒，然后从F4进入过滤桶进行过滤，此时F9关闭，过滤液经F5再次进入循环桶。

过滤过程：

待滤液由F2进入泵内，经F3（此时F1、F5关闭）进入循环视筒，然后从F4进入过滤桶进行过滤（期间可以通过S1观察过滤循环过程）滤液由F7再次进入循环桶，直至完全过滤通过S2经F9流出（可以从F11中取样检验，从而调整滤网密度）。

滤余液过程：

收到“管高压差”信号后，开始反冲洗过程前的约1Min内，打开F10将管道内的余液滤出以方便反冲洗，防止堵塞反冲洗管道。

反冲洗过程：

当“管高压差”达到预定压力值或者达到预定时间后，F2、F3关闭，将F1打开，清洗水从F1、F7进入过滤桶中进行清洗，洗出的滤渣从F8中排出。

㈡双管道一次过滤方案：

管道系统如下：

图3-2

过滤：

阀1、阀4开启，阀2、阀3关闭；

反冲洗：

：

阀2、阀3开启，阀1、阀4关闭