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板框压滤机的设计【含CAD图纸】doc

发布时间:2020-11-14 22:58

  摘要 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。目前,国现有几百家大型生产厂家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。板框压滤机有手动压紧、机械压紧和液压压紧种形式。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。的优点是结构简单、制造容易、过滤面积大而占地面积小、操作压力高、对各种物料的适用能力强,主要应用与小型企业小批量生产过滤机过滤面积Abstract Filter is the use of porous filter medium, retain the mixture of liquid and solid particles, solid particles, and to achieve solid, liquid separation equipment. Filter is widely used in chemical, petroleum, pharmaceutical, light industry, food, mineral processing, coal and water treatment sectors. Currently, hundreds of our existing large filter manufacturers. To meet the requirements of the industry and the market has been the emergence of various different models and methods of filter .Be driven by different methods of filtration, divided into gravity filters, vacuum filters and pressure filter categories. Pressed mode frame filter press with manual compression, mechanical compression and hydraulic clamping three forms. Is developing a new type of filtration equipment: mechanical press filtration equipment; to achieve residue-free layer of filtering a dynamic filter; Coal washing waste water treatment, chemical and oil industry equipment used in large filtration. The design of the filter frame for the hand over machine. It has the advantage of simple structure, easy to filter area and small size, operating pressure is high, the application of the ability of various materials, mainly small-batch production and small business applications Key Words:Filter Filter area Plates Filter box Screw 目录 绪论 6 1 板框压滤机 7 1.1 板框压滤机的起源及发展 7 1.1.1 板框压滤机的起源 7 1.1.2 板框压滤机的发展 7 1.1.3 板框压滤机的发展趋向 8 1.2 板框压滤机的简介及分类 8 1.3 板框压滤机的结构 8 1.4 板框压滤机的工作原理 9 2. 板框压滤机的设计 9 2.1 板框压滤机的过滤原理及特点 9 2.1.1 板框压滤机的结构 9 2.1.2 板框压滤机的流程 10 2.1.3 滤布的选型 12 2.2 过滤机的参数 12 2.3 滤板和滤框的设计以及强度计算 13 2.3.1 板框和滤板材料选择 13 2.3.2 滤板的强度计算 15 2.3.3 滤框的强度计算 17 2.4 螺杆的设计及计算 18 2.4.1 螺杆螺纹类型的选择 18 2.4.2 选取螺杆材料 18 2.4.3 确定螺杆直径 18 2.4.4 自锁验算 19 2.4.5 稳定性计算 19 2.4.6 校核螺纹牙强度 20 2.5 横梁设计 21 2.6 压紧板设计 22 2.6.1 轴承的选择 22 2.7 支座组件 23 2.7.1 螺栓的校核 24 2.8 操纵阀组件设计 24 2.8.1 螺杆套筒剪切力校核 24 2.8.2 手轮与螺杆联接 25 2.9 安装及调试 25 板框压滤机的操作规程 25 板框压滤机的保养维护 27 参 考 文 献 28 致 谢 28 绪论 过滤机自18世纪末首次在欧洲用于工业生产来,它在许多领域得到广泛应用。随着工业的发展和社会的进步,近年来迫切要求节省能源有效地利用资源及环境保护。其中对过滤机需求量增加较快的领域有:煤炭.酒精 上下水道 发酵工业和蛋白的提取 废弃物的回收和再利用。然而,需要过滤的物料多数是难过滤的,处理量的变动也很大,所以迫切的要求开发高性能的过滤设备以适应这一情况。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,进而又出现了线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。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。 1 板框压滤机 1.1 板框压滤机的起源及发展 1.1.1 板框压滤机的起源 在19世纪初期,由于德国人酷爱饮酒,酒类供不应求,当地某酒类制造商为了加快酒的压榨和过滤,发明了世界上第一台板框式压滤机,大大的加快了工作效率,提高了压滤质量。一直延续到今天,压滤机已经成为工业生产和应用中很重要的设备。第一代压滤机,它适用于高灰分、细粒度、高粘度的煤泥和尾煤的脱水也适用于精煤的脱水。产品的水分约为20%~22%,滤液浓度为0.1~0.03g/l。但它还有不足之处主要表现在4个方面处理能力小间歇生产压滤时间长机体笨重占用空间大操作复杂操作成本高滤布耗量高滤板寿命短维修量大第二代压滤机其最主要的特点是滤板的改变这种新滤板形成滤室厚度是可以变化的该滤板称为薄膜滤板。这种新型压滤机的工作过程与第一代压滤机的不同之处是在“压滤过程”结束后被挤压到滤板表面上的橡胶薄膜与滤板之间的给入压缩空气或水使橡胶薄膜鼓涨。这种工作过程称之为“挤压过程”。挤压脱水是滤饼脱水的有效方法由于组成滤饼颗粒间有很多空隙当滤饼受到挤压作用时由于颗粒之间的位移和变形使得滤饼内空隙变小而挤出部分滤液,从而降低滤饼的水分。在挤压过程中开始滤饼受挤压明显变形随后滤饼变形明显下降水分下降变得缓慢。排出滤液的多少取决于对滤饼的挤压程度。由于橡胶薄膜的收缩也提高了卸饼的能力美国丹佛撒拉公司研制的VPA型压滤机是第三代压滤机的代表。到目前为止该机已有10余台在各种行业应用。与第二代压滤机相比它有以下不同。滤板大多采用钢制滤板经过长期运转比较钢芯的滤板尽管成本高但坚固耐用卸料装置为了加快卸料的过程开启装置一次打开一组滤板为了卸料还增加了专门的振动装置。过滤压力加大一般情况下它的过滤压力为0.8~1Mpa增加了“吹气过程”在“挤压”滤饼后增加了“吹气过程”这是第三代与第二代压滤机最明显的不同。新型APN压滤机的出现必将把压滤机的发展制造和使用推到一个新的水平它将给设计部门提供合适的选择给现场的技术改造提供理想可靠的设备。大胆地设想今后压滤机将沿着以下4点继续完善。将多种固液分离及脱水的方法集于一身在可能的条件下增加过滤、挤压、吹气的压力用简单可行的调节产品水分的办法来满足用户的要求。采用本身结构简单、容积不大和重量较轻的压滤机循环时间虽短却有较高的处理能力以最小移动空间的思想来设计工作部件减少能耗节约时间减少维护降低成本并大大提高零部件的寿命。简单可靠的控制系统。 手轮支架 螺杆套螺杆套筒压滤机的出液方式有明流和暗流两种形式。滤液从每块滤板的出液孔直接排出机外,此种 形式称为明流式;若各块滤板的滤液汇合起一由出液孔道排出机外,则称为暗流式。 压滤机根据是否需要洗涤滤饼又可分可洗不可洗两种形式。需进行洗涤滤饼的称为可洗型.本设计的压滤机是暗流可洗。 下面分析下暗流可洗压滤机的流程. 图三 图四 图五 2.1.3 滤布的选型 板框压滤机滤板和滤框中间夹着过滤介质,通常板框压滤机选用的是滤布。当然滤布的选型对过滤效果很重要,在压滤机使用过程中,滤布起着关键的作用,其性能的好坏,选型的正确与否直接影响着过滤的效果。目前所使用的滤布中最常见的是合成纤维经纺织而成的滤布,根据其材质的不同,可分为涤纶、维纶、丙纶、锦纶等几种。其性能特点可见下表: 由于涤纶耐强酸,所以本次设计选用的滤布材质为涤纶。 2.2 过滤机的参数 2.3 滤板和滤框的设计以及强度计算 2.3.1 板框和滤板材料选择 滤板和滤框板采用的塑料滤板是改进型的聚丙烯塑料滤板,在其中加入填充剂、增韧剂、防老化剂、抗氧化剂等辅助材料,使其具有很好的优点。这样的压滤机在市场占到了%80以上的份额。这是因为他具有比玻璃钢的滤板的耐碱性还要好,可以用在浓酸、浓碱的环境下使用;高温环境可以使用,最高温度达到100~120℃;重力小,使用时间长,在一年以上。 板框压滤机的滤板在表面设计有凹槽,用以安装、澳门赌场,支撑滤布,并引导过滤液的流向,而滤框和滤板在组装后构成液体流通通道,用以通入悬浮液、洗涤水和引出滤液。每个滤板的下方设有出液通道孔,若干块滤板的出液孔连成一个出液通道,由止推板下方的出液孔相连接的管道排出。和 滤板所受的弯曲载荷 当取达到最大值为过滤压强最为安全,但滤板太厚,将导致过滤效率降低,成本增加。根据经验可得 P=5Mpa 这时滤板中产生的最大应力的最大挠度应满足下列条件 式中——压强差Pa; b——短边的一半m; t——板厚m; E——弹性模量Pa; ——许用应力Pa; ——板的许用挠度m; ——取决于a/b的比值的系数可查下表得 由上式可得出最小滤板厚度 = 取t=20mm符合条件 2.3.3 滤框的强度计算 过滤时,在过滤压强p的作用下,滤框承受了内部压强如右图。今将滤框的框边简化为两端固定作用有均匀载荷p的梁因而框边最大弯曲力矩为 而 N/m 式中M——最大弯矩, ——单位长度上的载荷; l——滤框内边长 p——过滤压强; t——滤框厚度 从而可求的滤框个边的最大弯曲应力和最大挠度 即 取d=40mm 符合条件 2.4 螺杆的设计及计算 2.4.1 螺杆螺纹类型的选择 选择梯形螺纹,牙型角=30°,梯形螺纹的内外螺纹以锥面贴紧而不易松动;它的基本牙型按GB/T5796.1-2005的规定。 2.4.2 选取螺杆材料 选择45钢 2.4.3 确定螺杆直径 按耐磨性条件确定中经; 取, 则 由 可得 查国标对标准化 选择d=36mm 同时可查的p=6mm 2.4.4 自锁验算 自锁条件是 符合自锁条件 2.4.5 稳定性计算 细长螺杆工作时受到较大的轴向压力可能失稳,为此应按稳定性条件验算螺杆的稳定性。 螺杆的临界载荷与柔度有关 由, =H+5t+1.5d=220+1.536+56=304mm 应进行校核 合理 2.4.6 校核螺纹牙强度 一般螺母的材料强度低于螺杆,故只校核螺母螺纹强度 由于D=36mm 剪切强度条件为: 查表得: 符合剪切强度条件; 弯曲强度条件为: 查表得 符合弯曲强度条件 2.5 横梁设计 横梁采用45号钢材料制,弯曲许用应力; 直径为d=30mm 作用在横梁上的力为滤板,滤框,紧推板及滤液重量 G=105kg 横梁受压长度为l=0.78m 所以横梁受均匀载荷q=1.35kN/m 受力情况如下图所示: 通过分析可知最大应力出现在最远处,于是有 ; 引用记号; 则有;又有 由以上可得最大弯曲应力为: 可见此圆形截面横梁满足强度满足要求,选择是合理的。 压紧板设计 压紧板用以压紧滤板滤框,两侧的滚轮用以支撑压紧板在大梁的轨道上滚动 由武汉理工大学出版社出版《机械设计》表8.9可得 根据中个农业出版社出版《实用机械设计手册》(上)可查的 合理 轴承的寿命校核 假设当量载荷是 由公式= 符合要求 3.6.1 轴承的润滑 查武汉理工大学出版社出版《机械设计》表8.11可得使用脂润滑 密封圈选用推销锁紧挡圈 GB/T883-1986 支座组件 机架是压滤机的基础部件,两端是止推板和压紧头,两侧的大梁将二者连执着起来,大梁用以支撑滤板、滤框和压紧板。 2.7.1 螺栓的校核 螺栓组为不受任何工作载荷作用的紧螺栓联接。尽管该联接并不受任何工作载荷作用,但是由于装配时已经将螺母拧紧,因此,螺栓必然受到预紧力F'和螺纹副摩擦力矩T的作用。按照第四强度理论,螺栓危险截面上的当量应力为 故螺栓螺纹部分的强度条件为 或,式中——紧螺栓的需用拉应力,Mpa. 查表可得,M10的=8.367mm,许用应力取值范围为3~4,取=3.5Mpa。 操纵阀组件设计 操纵阀组件螺杆套、手轮支架、手轮部件、螺帽手轮支架螺杆套筒螺杆套筒 = 25.3kN 符合剪切应力条件 手轮与螺杆联接 采用螺栓使得手轮在螺杆轴向固定。在使用键传递转矩,键选用平键联接,再根据高等教育出版社出版《机械制图》附录表15可选的 键宽b=8mm 键高h=7 键长l=28 键挤压强度条件即 手轮是由手动转动,故满足挤压强度条件 2.9 安装及调试 安装调试应注意以下几点 地基结构应由建筑工程人员按负荷情况进行设计,地角螺栓位置可参见安装基础图,以两次灌浆法为宜 压滤机安装现场应由足够空间,在平面上压滤机四周五障碍物的最小距离不小于滤板边长的3倍,离压滤机最高点的上方不小于滤板边长的2倍 本机应放置于混泥土基础或构架上,用地角螺栓固定进料端的机架脚,而另一端平放在基础上。 滤布的材质、规格按照过滤的物料、压力、温度而定,应选择适宜的滤布 板框按照要求整齐地排放在机架上,将加工好的滤布整齐地排在滤板上,注意滤板间进料孔和漂洗孔相对应。 接通电源检查是否正常。机械传动要检查电机正反转是否符合要求,丝杆、齿轮润滑油是否加上。 板框压滤机的操作规程 YF系列压滤机的操作简单可靠,大多采用按钮控制,亦可采用非接触式的触摸屏控制,特殊工况可配备各种类型安全装置保证操作人员安全。操作方法 (一)滤前检查 1.操作前应检查进出管路,连接是否有渗漏或堵塞,管路与压滤机板框、滤布是否保持清洁,进液泵及各阀门是否正常。 2.检查机架各连接零件及螺栓、螺母有无松动,应随时予以调整紧固,相对运动的零件必须经常保持良好的润滑,检查减速机和螺母油杯油位是否到位,电机正反转是否正常。 (二)准备过滤 1.接通外接电源,按动操作箱按钮,使电机反转,将中顶板退到适当位置,再按停止按钮。 2.将清洁的滤布挂在滤板两面,并将料孔对准,滤布必须大于滤板密封面,布孔不得大于管孔,并抚平不准有折叠以免漏夜,板框必须对整齐,漂洗式过滤滤板次序不可放错。 (三)过滤 1.打开滤液出口阀门,启动进料泵并渐渐开启进料阀门调节回料阀门,视过滤速度压力逐渐加大,一般不得大于0.6MPa,刚开始时,滤液往往浑浊,然后转清。如滤板间有较大渗漏,可适当加大中顶板顶紧力,但因滤布有毛细现象,仍有少量滤液渗出,属正常现象可由托盆接贮。 (四)过滤结束 1.输料泵停止工作,关闭进料阀门 2.卸滤渣并将滤布、滤板、滤框冲洗干净,叠放整齐,以防板框变形,也可依次放在压滤机里用压紧板顶紧以防变形,冲洗场地及擦洗机架,保持机架及场地整洁。 3.切断外接电源,整个过滤工作结束。 板框压滤机的保养维护 为了更好的利用和管理板框压滤机,提高产品质量,延长设备寿命,日常维护和保养板框压滤机是一个必不可少的环节,因此需做好以下几点: 1、经常检查板框压滤机的各连接部件有无松动,应及时紧固调整。 2、要经常清洗、更换板框压滤机的滤布,工作完毕时应及时清理残渣, 不能在板框上干结成块,以防止再次使用时漏料。经常清理水条和排水孔,保持畅通。 3、要经常更换板框压滤机的机油,对于转动部件要保持良好的润滑。 4、压滤机长期不用应上油封存,板框应平整地堆放在通风干燥的库房,堆放高度不超过2m,以防止弯曲变形。 参 考 文 献 [1] 何铭新 钱可强主编 机械制图,第五版,高等教育出版社 [2] 杨明忠 朱家诚主编,机械设计.武汉理工大学出版社 [3] 机械设计手册(下).第二版,石油化工出版社 [4] 刘鸿文主编,材料力学第四版. 高等教育出版社 [5] 使用机械设计手册(上,下),中国农业机械出版社 [6] 机械工程师手册(上).机械工业出版社 [7] 吴尚斌编著,公差配合使用技术手册.辽宁科学技术出版社 [8] 农业机械设计手册(上).机械工业出版社 [9] 无锡轻院、天津轻院合编,食品工艺学(上).轻工出版社 致 谢 首先,我要感谢我的导师徐雪红老师,他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样,给了起到了指明灯的作用;他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪,让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同组同学对我的帮助和指点,没有他们的帮助和提供资料,没有他们的鼓励和加油,这次毕业设计就不会如此的顺利进行。 此次毕业设计历时三个月,是我大学学习中遇到过的时段最长、涉及内容最广、工作量最大的一次设计。用老师的一句话概括就是这次毕业设计相当如是把以前的小课程设计综合在一起的过程,只要把握住每个小课设的精华、环环紧扣、增强逻辑,那么这次的任务也就不难了。我此次的任务是做一个项目的招标文件。虽说老师说的话让此次的毕业设计看起来不是那么的可怕,但是当我真的开始着手时,还的确是困难重重。 俗话说的好,“磨刀不误砍柴工”,当每次遇到不懂得问题时,我都会第一时间记在本子上面,然后等答疑的时候问两位老师,老师对于我提出来的问题都一一解答,从来都不会因为我的问题稍过简单加以责备,而是一再的告诫我做设计该注意的地方,从课题的选择到项目的最终完成,老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持,他们真正起到了“传道授业解惑疑”的作用,让人油然而生的敬佩。除此之外,我们组和老师还有另外两个交流途径:打电话和上网,为此老师还特意建立一个群,以便大家第一时间接收到毕业设计的最新消息和资料,每次大家都在群不亦乐乎的讨论着毕业设计的事情。多少个日日夜夜,两位老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩老师们的专业水平外,他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向xx老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意! 最后我还要感谢工学院和我的母校江西农业大学四年来对我的栽培。 购买设计文档后加Q--1459919609免费领取图纸 购买设计文档后加Q--1459919609免费领取图纸

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