毕业设计论文全自动立式过滤机的设计.docx

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1、目录第一章、设计题目(D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 过漉桶的设计(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 5传感器的选择与信号检测(22)4.6 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)5.3 P1C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)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

2、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5(3h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50m3h、工作压力为1.6-2.5Mpa,要求过滤精度为0.1-200Hm,过滤总面积为10H12,电动机功率为5.5KW,工作温度为-5CT05的全自动自清洗过滤器。该过滤器在运行

3、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。tit1e:Automaticvertica1fi1termachinedesignKeyWords:fi1ter,structure;contro1system；Programmab1eenfro11er；Abstract：Asshortofwaterresourceandmoreandmoreserioussituationofwaterpo11ution,fi1trationands

4、eparationhavebeenthebestwaytosett1etheprob1emofReuseofwastewaterandrea1izationofwe11economybenefitandsocia1benefit.Buttherearesevera1diSadvantagesintheseraditiona1fi1terssuchasgreatvo1ume,discontinuousproduction,1ackofautomation,greatwasteofmanpower,materia1resources,financia1.Basedondesignofautomat

5、icse1f-c1eaningfi1teronindustria1sca1e(50m3h),thedesignandoptimizationproceduresofsevera1operationparametersarepresentedandamode1offi1terisobtainedaswe11,thentoca1cu1atecontro1parametersofcontro1system.Themainresearchcontentsarefo11owingas:Aautocontro1se1f-c1eaningfi1teronindustria1sca1e(50m3h),work

6、pressured.6-2.5Mpa),fi1trationaccuracy(0.1-200Um),fi1trationsurface(10m2),Motorpower(5.5KW)andworktemperature(-5-105)hasbeendesigned.autocontro1se1f-c1eaningfi1terdriveitse1ftoc1eancomp1ete1ybyitspressureoffi1trated1iquidandwithoutstop.Vo1umeofthefi1terisso1itt1eandprecisioncanbemodu1atedtofitforkin

7、dsofindustryproduce.Inthispaper,asuitofdraw1nganddesignproceduresofsuchfi1terhasbeengiven.Mechanismduringfi1trationinthefi1terhasbeenstudiedareobtained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

8、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

9、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

10、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

11、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，

12、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、方案选择循环方案：管道系统如下图：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

13、向控制阀F6冲洗阀F7排气阀F8排渣阀F9-成品出口阀F1O-余液出口阀F11-取样阀S1-循环视筒S2-正常工作视筒图3-1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FI1中取样检验，从而调整滤网密度）。滤余液过程：收

14、到“管高压差”信号后，开始反冲洗过程前的约IMin内，打开FIO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。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关闭过滤过程：过滤液由泵泵入，经过阀1后进入过滤桶过滤，滤后液经过视筒后从阀4排出（阀2、阀3处于关闭状态）；反冲洗过程：清洗水由泵泵入，经过阀2以及视筒后，对过滤桶进行反冲洗，滤渣由阀3处排出（阀1、阀4处于关闭状态）

15、。方案比较：方案1原理教简单，管道系统相对较为复杂，但是过滤精度较高，可靠性较强，由于采用循环过滤且用闭环控制，待网内外压差值满足排放条件时，指挥排污阀进行排污,使过滤精度得以提高；并且采用先进的控制方式和优质的信号转换器从而具有性能稳定，维护管理方便，日常维护少，只须做定期维护即可等特点，具有明显的实用价值、经济价值和推广价值。方案2原理简单，过滤和反冲洗装置简单，但是由于过滤和反冲洗管道共用较多且没有排除管道余液的设计，故过滤精度难以保证，维护较多以及容易发生堵塞等情况。综上所述，最终方案选取为方案1为基本方案。四、过滤部分的设计1过滤桶的设计过滤盘的设计过滤精度为0.5.100m,故滤网采用涤纶布料可以达到要求而且表面光滑，再在上涂上一层硅藻土增加过滤流量，水面上部采用气压，压强大小为1.6MPa,最大可达到2.5MPa,可以使过滤更加快捷。滤后液通过下部孔流出，从取样阀中取样调节流速从而保证过滤精度，达到保准后，打开F1O,完成过滤。另外该系统在5105C的范围内工作。已知条件：过滤面积：10m正常工作压力1.6MPa、最大工作压力2.5MPa0（D.选定过滤介质的半径（R）,厚度（H）,片间间隙（h）以及片数（N）分别为：R=0.4mH=0.03mh=0.02