摘 要：隨著水資源日益匱乏，水污染日益嚴(yán)重，對(duì)廢水的綜合治理越來越重要。刮式自清洗過濾器因簡(jiǎn)單的操作以及良好的性能可使污水達(dá)到的過濾效果，特別是對(duì)于一些難處理的黏附介質(zhì)更具有清污*的效果。本文針對(duì)我國(guó)刮式自清洗過濾器存在的缺陷，分析了國(guó)外優(yōu)良的過濾器結(jié)構(gòu)，介紹了新研制刮式過濾器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)等方法，為我國(guó)的自清洗過濾器的設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：刮式自清洗器 過濾 設(shè)計(jì)

一、引言

    隨著經(jīng)濟(jì)的的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)水的需要越來越大，但在水資源日益匱乏、水污染日益嚴(yán)重的今天，為了滿足對(duì)水資源的需求，刮式自清洗過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(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等行業(yè)的水處理過程中。自清洗過濾器的形式很多，按照清洗的方式可分為吸污式、刮式、轉(zhuǎn)臂式等，本文著重研究的是刮式自清洗過濾器。我國(guó)相對(duì)于國(guó)外優(yōu)良的過濾器結(jié)構(gòu)，技術(shù)水平還存在著十分明顯的差距，提高我國(guó)自清洗過濾器的技術(shù)水平是十分必要的。

   現(xiàn)我國(guó)，刮式自清洗過濾器是利用刮式清除過濾網(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(dǎo)致清污不*。針對(duì)于這些缺點(diǎn)，我國(guó)分析借鑒了國(guó)外優(yōu)良的過濾器技術(shù)，以此改進(jìn)我國(guó)的過濾器技術(shù)，從而開發(fā)一種去污*、運(yùn)行可靠的刮式自清洗過濾器。本文就是以新開發(fā)的HBAF4Z-500型刮式式自清潔過濾器做了一個(gè)設(shè)計(jì)分析研究。

二、刮式自清洗過濾器的工作原理

    目前國(guó)內(nèi)外的刮式自清洗過濾器的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，本文根據(jù)我國(guó)的刮式自清洗過濾器存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且濾網(wǎng)上雜質(zhì)清除不*的問題，設(shè)計(jì)了一款新型的刮式結(jié)構(gòu)，以此來解決過濾器的清污問題。刮式自清洗過濾器由筒體、濾網(wǎng)、減速機(jī)、刮式、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓差感應(yīng)器、清洗裝置、排污閥、電控箱等部件組成。

   在正常過濾時(shí)，污水從過濾器進(jìn)口進(jìn)入，通過濾芯從內(nèi)往外過濾。污水中的雜質(zhì)被截留在濾芯內(nèi)表面，當(dāng)雜質(zhì)達(dá)到一定厚度時(shí)，會(huì)形成一個(gè)雜質(zhì)層，使濾芯的內(nèi)、外兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)壓差。當(dāng)這個(gè)壓差達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，清洗過程將會(huì)自動(dòng)開啟，此時(shí)凈水供應(yīng)不斷流。具體工作流程如下：壓差達(dá)到設(shè)定值，壓差傳感器發(fā)出信號(hào)傳給控制箱，啟動(dòng)減速機(jī)電機(jī)，減速機(jī)帶動(dòng)刮式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，對(duì)濾芯進(jìn)行清洗。減速機(jī)啟動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)2-3圈后，排污閥自動(dòng)打開，進(jìn)行排污。

   清洗的過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)下沉積到過濾器底部，并經(jīng)排污閥排出。排污口口徑根據(jù)過濾器濾芯的容積及清洗時(shí)間進(jìn)行選擇，確保清洗過程中濾芯內(nèi)部污物與污水的混合液能全部排出。

   經(jīng)過清洗流程，就會(huì)將整個(gè)過濾網(wǎng)表層進(jìn)行*的清洗，而這個(gè)沖洗的過程僅數(shù)十秒的時(shí)間。清洗結(jié)束后排污閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，減速機(jī)停止工作，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)，然后準(zhǔn)備下一個(gè)沖洗周期。

三、刮式自清洗過濾器的設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)參數(shù)

    工作介質(zhì)為水，其中含有黏性雜質(zhì)：過濾的精度為250微米，設(shè)計(jì)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(fèi)的水量不得超過過濾出水量的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(xù)不間斷過濾、*清洗。

（二）結(jié)構(gòu)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濾器結(jié)構(gòu)，使用刮式清洗系統(tǒng)，可以達(dá)到更好的清污效果，濾網(wǎng)要選擇鍥形濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

（三）進(jìn)出口通徑

（四）濾網(wǎng)尺寸計(jì)算

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

（五）清污裝置設(shè)計(jì)

    刮式自清潔過濾器清污裝置的關(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)的清除都是通過刮式進(jìn)行的。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)要保證工作中的刮式與濾網(wǎng)無間隙的接觸，刮式要根據(jù)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濾網(wǎng)內(nèi)，刮式與濾網(wǎng)間要有一個(gè)夾角，這個(gè)夾角為90度。為了保證工作過程中刮式與濾網(wǎng)無間隙的接觸，所以要確定長(zhǎng)度尺寸，這個(gè)長(zhǎng)度尺寸要按照加工、安裝極限尺寸來確立。在設(shè)計(jì)時(shí)，清污裝置其它的結(jié)構(gòu)要考慮裝配、加工難度以及制造成本等問題，保證機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性。

四、總結(jié)

    過濾器在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起著重要的地位。刮式自清洗過濾器在各行中得到運(yùn)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，過濾器的設(shè)計(jì)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濾器，保證清污的過程中不間斷供水、清洗并延長(zhǎng)清洗組件使用壽命。通過對(duì)刮式自清洗過濾器原理及設(shè)計(jì)的分析，從而設(shè)計(jì)出運(yùn)行可靠、性能穩(wěn)定、清潔*、使用效果良好、服役年限長(zhǎng)的刮式自清洗過濾器。