刮刀式過濾器的設計研究

摘 要：隨著水資源日益匱乏，水污染日益嚴重，對廢水的綜合治理越來越重要。刮式自清洗過濾器因簡單的操作以及良好的性能可使污水達到的過濾效果，特別是對于一些難處理的黏附介質更具有清污*的效果。本文針對我國刮式自清洗過濾器存在的缺陷，分析了國外優良的過濾器結構，介紹了新研制刮式過濾器的結構與設計等方法，為我國的自清洗過濾器的設計提供參考。

關鍵詞：刮式自清洗器 過濾 設計

一、引言

    隨著經濟的的發展，各行各業對水的需要越來越大，但在水資源日益匱乏、水污染日益嚴重的今天，為了滿足對水資源的需求，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，且清洗時不斷流等優點，而被廣泛的應用在工業、農業、醫藥等行業的水處理過程中。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、轉臂式等，本文著重研究的是刮式自清洗過濾器。我國相對于國外優良的過濾器結構，技術水平還存在著十分明顯的差距，提高我國自清洗過濾器的技術水平是十分必要的。

   現我國，刮式自清洗過濾器是利用刮式清除過濾網上的黏性雜質，工作時刮式要與濾網接觸，但是因過濾網采用的是卷制后焊接，很難保證濾網的圓柱度，從而導致清污不*。針對于這些缺點，我國分析借鑒了國外優良的過濾器技術，以此改進我國的過濾器技術，從而開發一種去污*、運行可靠的刮式自清洗過濾器。本文就是以新開發的HBAF4Z-500型刮式式自清潔過濾器做了一個設計分析研究。

二、刮式自清洗過濾器的工作原理

    目前國內外的刮式自清洗過濾器的結構形式多種多樣，本文根據我國的刮式自清洗過濾器存在的結構復雜且濾網上雜質清除不*的問題，設計了一款新型的刮式結構，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、減速機、刮式、傳動機構、壓差感應器、清洗裝置、排污閥、電控箱等部件組成。

   在正常過濾時，污水從過濾器進口進入，通過濾芯從內往外過濾。污水中的雜質被截留在濾芯內表面，當雜質達到一定厚度時，會形成一個雜質層，使濾芯的內、外兩側產生一個壓差。當這個壓差達到預設值時，清洗過程將會自動開啟，此時凈水供應不斷流。具體工作流程如下：壓差達到設定值，壓差傳感器發出信號傳給控制箱，啟動減速機電機，減速機帶動刮式進行旋轉，對濾芯進行清洗。減速機啟動并轉動2-3圈后，排污閥自動打開，進行排污。

   清洗的過程中刮式在離心力與彈簧力共同的作用下，刮式與濾網保持*的接觸，且它們之間的法向力很小，雜質經過刮式與濾網切向力的作用后會被*的清洗，同時還避免了雜質在法向力的作用下被擠壓到過濾網的可能。刮式清除的雜質會在重力的作用及水流的帶動下沉積到過濾器底部，并經排污閥排出。排污口口徑根據過濾器濾芯的容積及清洗時間進行選擇，確保清洗過程中濾芯內部污物與污水的混合液能全部排出。

   經過清洗流程，就會將整個過濾網表層進行*的清洗，而這個沖洗的過程僅數十秒的時間。清洗結束后排污閥會自動關閉，減速機停止工作，系統恢復到初始狀態，然后準備下一個沖洗周期。

三、刮式自清洗過濾器的設計

（一）設計參數

    工作介質為水，其中含有黏性雜質：過濾的精度為250微米，設計流量為2000m3/h，氣動排污閥工作壓力為1.0MPa，工作溫度低于100℃，控制箱為220V，50HZ。要求在排污時，耗費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控制、手動和自動控制等。工作要求就是要做到連續不間斷過濾、*清洗。

（二）結構形式的要求

   由于水中含有大量的黏性雜質，所以選擇的是HBAF4Z-500型的刮式式自清洗過濾器結構，使用刮式清洗系統，可以達到更好的清污效果，濾網要選擇鍥形濾網結構。

（三）進出口通徑

（四）濾網尺寸計算

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

（五）清污裝置設計

    刮式自清潔過濾器清污裝置的關鍵部分就是刮式，刮式是直接與濾網上的雜質相接觸的，雜質的清除都是通過刮式進行的。所以，在設計時要保證工作中的刮式與濾網無間隙的接觸，刮式要根據濾網圓柱度的變化而采用沿徑向伸縮的方式，為避免雜質在法向力的作用下被擠壓到過濾網內，刮式與濾網間要有一個夾角，這個夾角為90度。為了保證工作過程中刮式與濾網無間隙的接觸，所以要確定長度尺寸，這個長度尺寸要按照加工、安裝極限尺寸來確立。在設計時，清污裝置其它的結構要考慮裝配、加工難度以及制造成本等問題，保證機器的運轉靈活性。

四、總結

    過濾器在經濟的發展中起著重要的地位。刮式自清洗過濾器在各行中得到運用，為工業發展提供清潔的水資源。為了為生產提供更多更清潔的水資源，過濾器的設計技術就要跟上發展的需求，要不斷地研發新型的刮式自清洗過濾器，保證清污的過程中不間斷供水、清洗并延長清洗組件使用壽命。通過對刮式自清洗過濾器原理及設計的分析，從而設計出運行可靠、性能穩定、清潔*、使用效果良好、服役年限長的刮式自清洗過濾器。