自動(dòng)壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理開題報(bào)告.doc

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目錄 第一章 國(guó)內(nèi)外自動(dòng)壓濾機(jī)的發(fā)展 1 1.1 國(guó)外自動(dòng)壓濾機(jī)的發(fā)展 1 1.1.1臥式壓濾機(jī)的發(fā)展 1 1.2.2 立式壓濾機(jī) 2 1.2 國(guó)內(nèi)自動(dòng)壓濾機(jī)的發(fā)展 3 1.2.1 國(guó)內(nèi)自動(dòng)壓濾機(jī)的現(xiàn)狀 4 1.2.2 國(guó)內(nèi)自動(dòng)壓濾機(jī)的發(fā)展 5 第二章 自動(dòng)壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 6 2.1 自動(dòng)壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu) 6 2.2 自動(dòng)壓濾機(jī)的工作原理 6 第三章 總結(jié) 8 第一章 國(guó)內(nèi)外自動(dòng)壓濾機(jī)的發(fā)展 1.1 國(guó)外自動(dòng)壓濾機(jī)的發(fā)展 在19世紀(jì)初期，由于德國(guó)人酷愛飲酒，酒類供不應(yīng)求，當(dāng)?shù)啬尘祁愔圃焐虨榱思涌炀频膲赫ズ瓦^濾，發(fā)明了世界上第一臺(tái)板框式壓濾機(jī)，大大的加快了工作效率，提高了壓濾質(zhì)量。一直延續(xù)到今天，壓濾機(jī)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用中很重要的設(shè)備。 1.1.1臥式壓濾機(jī)的發(fā)展 圖1 臥式濃縮型污泥壓濾機(jī) 該機(jī)分為板框型和凹板型。后者的最大優(yōu)點(diǎn)在于容易實(shí)現(xiàn)作業(yè)自動(dòng)化，因而其發(fā)展特別迅速。自從日本的栗田機(jī)械制作所率先于1958年推出RF型全自動(dòng)壓濾機(jī)以來，其他公司也相繼研制了自己的產(chǎn)品，如聯(lián)邦德國(guó)的KFP-A型、法國(guó)的Titan型、日本則武 鐵工所的NR型等。 作業(yè)自動(dòng)化是指夾緊濾板、過濾、濾餅洗滌、打開濾板、卸餅、清洗濾布等均為自動(dòng)化操作。目前大多采用繼電器進(jìn)行程序控制，有的在采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行一人多機(jī)控制。后者可以根據(jù)濾漿濃度和流量、濾餅含濕率、濾液澄清度以及壓濾機(jī)本身的操作參數(shù)（過濾壓等）自動(dòng)進(jìn)行控制和調(diào)整。 繼作業(yè)自動(dòng)化之后，凹板型壓濾機(jī)的第二項(xiàng)進(jìn)步是在濾室中增設(shè)了橡膠壓榨膜，用來給濾餅進(jìn)一步脫水，以降低濾餅的干燥或焚燒能耗。實(shí)踐證明，經(jīng)壓榨后的濾餅含濕濾可在降低5～15%，并有利于卸餅。此種壓榨式壓濾機(jī)于1965年成為正式產(chǎn)品，不久獲得普及。它所用的壓榨流體是壓縮空氣或水，如則武鐵工所的NR-PFⅠ型機(jī)采0.7MPa的壓縮空氣，而NR-PFⅡ型和Ⅲ型采用1.5～2MPa的水。 壓濾機(jī)的第三項(xiàng)進(jìn)步是大型化。這是由選煤場(chǎng)等大規(guī)模生產(chǎn)促成的。目前Pa-ssvant公司的A200型壓榨式壓濾機(jī)的過濾面積達(dá)到1080m2，則武鐵工所達(dá)到1007.5m2，而栗田機(jī)械制作所的JMF-IB型已達(dá)到1400m2，是當(dāng)前國(guó)外投入使用的最大型壓榨式濾機(jī)。 今后還應(yīng)開展關(guān)于壓濾機(jī)進(jìn)一步機(jī)械化的研究，如拉板機(jī)構(gòu)、洗滌機(jī)構(gòu)等。此外，濾板結(jié)構(gòu)、濾板夾緊力的控制等也在進(jìn)一步研究之列。 1.2.2 立式壓濾機(jī) 圖2 立式全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī) 立式壓濾機(jī)的濾板呈水平排列。該機(jī)由烏克蘭化工機(jī)械研究所率先于60年代推出，并逐漸形成了ФПAκM系列，過濾面積為9.5～50m2。該項(xiàng)技術(shù)于60年代中期傳入歐洲其他國(guó)家，并由聯(lián)邦德國(guó)Eberhard Hoesch過濾機(jī)制造公司進(jìn)一步發(fā)展，故又稱其為Hoesch壓濾機(jī)。此外，井上金屬工業(yè)株式會(huì)社和月島機(jī)械株式會(huì)社也有同類產(chǎn)品。 立式壓濾機(jī)的技術(shù)發(fā)展，體現(xiàn)在芬蘭LOROX公司的產(chǎn)品中以及蘇聯(lián)“進(jìn)步”化工機(jī)械制造廠的產(chǎn)品中。后者是最早制造ФПAκM型機(jī)的工廠。 LOROX公司的立式壓濾機(jī)曾在1988年度的Achema展覽會(huì)上展示。該機(jī)具有濾餅洗滌效果最佳的性能。實(shí)現(xiàn)這一性能的方法是：初過濾后的濾餅，受到壓力1.6104Pa 的橡膠膜壓榨，以便撤壓后在橡膠膜和濾餅之間形成一空間。待該空間充滿洗滌液后，再進(jìn)行壓榨，直至濾餅被榨干。在理論上認(rèn)為壓濾機(jī)的洗滌效果比真空過濾機(jī)高50～60%，其原因在于這種洗滌的排代特性。實(shí)踐證明，經(jīng)過這樣兩次洗滌的濾餅獲得了99%的洗滌效率。為了節(jié)省洗滌水，通過增設(shè)兩個(gè)閥門實(shí)現(xiàn)了逆流洗滌，即用第二次洗滌得到的過濾洗滌液作為第一次洗滌用的水。 最近，ФПAκM型機(jī)由蘇聯(lián)“進(jìn)步”化工機(jī)械制造廠進(jìn)行了根本性的改裝，形成了新的ПAκM系列。主要有以下五項(xiàng)改進(jìn)：濾板由機(jī)械夾緊方式改為有兩個(gè)油缸夾緊，改變了濾板組在夾緊狀態(tài)下的定位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)；新型濾板結(jié)構(gòu)降低了濾液的流動(dòng)阻力，從而提高了生產(chǎn)率；采用了新型濾布緊張機(jī)構(gòu)，使機(jī)器的外觀有很大的改進(jìn)，顯得更為緊湊；配備了公共底盤，徹底改善了機(jī)器作業(yè)區(qū)的工作環(huán)境。 1.2 國(guó)內(nèi)自動(dòng)壓濾機(jī)的發(fā)展 在漢代我國(guó)就在釀酒工藝上使用了簡(jiǎn)單的壓濾過濾器材，連酒糟一起飲用是我國(guó)自古以來的酒的飲用方式之一。漢朝韓嬰在《韓詩(shī)外傳》卷四中有：“桀為酒池，可以運(yùn)舟，糟丘足以望十里?！钡挠涊d，這個(gè)記載雖然帶有夸張的性質(zhì)，但已反映出了當(dāng)時(shí)的統(tǒng)治者已開始進(jìn)行了一定規(guī)模的釀酒生產(chǎn)，并采用了一些生產(chǎn)工藝分離出了酒液和糟。 我國(guó)直到1965年由輕工業(yè)部組織的黃酒壓濾機(jī)的試點(diǎn)中，介紹和推廣了BKY54/820氣模式板框壓濾機(jī)，該機(jī)同時(shí)具備了壓榨和過濾兩項(xiàng)功能，因此獲得了國(guó)家國(guó)家發(fā)明三等獎(jiǎng)。結(jié)束了我國(guó)傳統(tǒng)的人力壓榨過濾方式。 1.2.1 國(guó)內(nèi)自動(dòng)壓濾機(jī)的現(xiàn)狀 圖3 自動(dòng)壓濾機(jī) 壓濾機(jī)是傳統(tǒng)的固液分離設(shè)備之一，中國(guó)早在公元前一百多年漢朝淮南王劉安發(fā)明豆腐制作過程中就有了最原始?jí)簽V機(jī)的應(yīng)用。改革開放以來30多年時(shí)間，壓濾機(jī)在濾板材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式、高效能過濾介質(zhì)、分離效率、自動(dòng)化水平、功能集成、產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性方面發(fā)展迅速，與歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品性能差距越來越小，尤其是近五年時(shí)間， 高壓隔膜壓濾機(jī)的研發(fā)成功，使得我國(guó)壓濾機(jī)的生產(chǎn)數(shù)量躍居世界第一。 在鋼鐵行業(yè)污水處理中，大部分都采用了壓濾機(jī)。工業(yè)鋼鐵廠污泥污水處理設(shè)備對(duì)壓濾機(jī)的使用效果具有耐腐蝕耐磨損等要求。因此最早用來進(jìn)行鋼鐵污水處理的壓濾機(jī)是采用增強(qiáng)聚丙烯板濾板式壓濾機(jī)。但隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的更高要求和企業(yè)更少的處理成本，增強(qiáng)聚丙烯板濾板式壓濾機(jī)的問題也逐漸明顯：1、密封性能差，過濾介質(zhì)含水量高，泥餅在運(yùn)輸過程中易出現(xiàn)問題；2、后改為裝配式隔膜壓榨板，出現(xiàn)氣囊不密封，漏氣現(xiàn)象嚴(yán)重，耗能高，泥餅不易脫落；3、儲(chǔ)泥斗不存泥；4、過濾過程中毛細(xì)現(xiàn)象得不到解決等，因此鋼鐵行以及至化工等眾多行業(yè)都期待著更合適的壓濾機(jī)上市。 1.2.2 國(guó)內(nèi)自動(dòng)壓濾機(jī)的發(fā)展 在煤炭行業(yè),壓濾機(jī)已成為煤泥水處理的首選設(shè)備,在國(guó)內(nèi)約60%的選煤廠采用此設(shè)備就是很好的說明。新型APN壓濾機(jī)的出現(xiàn)必將把壓濾機(jī)的發(fā)展、制造和使用推到一個(gè)新的水平,它將給設(shè)計(jì)部門提供合適的選擇,給現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)改造提供理想可靠的設(shè)備。 由于近代電子技術(shù)的發(fā)展和液壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用，印刷電路與隨動(dòng)系統(tǒng)的出現(xiàn)，近二十年來壓濾機(jī)在世界各國(guó)都取得了很大的成績(jī)，努力研制新型高效設(shè)備。目前，壓濾機(jī)的發(fā)展總趨勢(shì)是向著大型、大容量、高壓、帶擠壓機(jī)構(gòu)的全自動(dòng)操作方向發(fā)展。 近代壓濾機(jī)發(fā)展很快，到目前為止，它是一種高效的固液分離設(shè)備，由于新型材料的使用，結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，機(jī)械系統(tǒng)的發(fā)展和完善，程序控制和隨動(dòng)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，及在實(shí)踐中工藝系統(tǒng)的改革等，都將為壓濾機(jī)的發(fā)展，提供優(yōu)越的發(fā)展條件，今后也將以新型現(xiàn)代化脫水工藝設(shè)備，被更廣泛的應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中。 第2章 自動(dòng)壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 自動(dòng)壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu) 圖4 壓濾機(jī)結(jié)構(gòu) （1）壓濾機(jī)由機(jī)架、濾板、濾布、壓緊機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成。 （2）機(jī)架部分起支撐壓緊裝置和濾板的作用，由機(jī)座、推板、止推板、頭尾板和主板組成。 (3)奪濾板安裝在頭尾板之間的主梁上，其間裝有濾布。 2.2 自動(dòng)壓濾機(jī)的工作原理 圖5 板框式自動(dòng)壓濾機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 板框式壓濾機(jī)由交替排列的濾板和濾板框構(gòu)成一組濾室。濾板的表面有溝槽，其凸出部位用以支撐濾布。濾框和濾板的邊角上有通孔，組裝后構(gòu)成完整的通道，能通入懸浮液、洗滌水和引出濾液。板、框兩側(cè)各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊板、框。板、框之間的濾布起密封墊片的作用。由供料泵將懸浮液壓入濾室，在濾布上形成濾渣，直至充滿濾室。濾液穿過濾布并沿濾板溝槽流至板框邊角通道，集中排出。過濾完畢，可通入清洗滌水洗滌濾渣。洗滌后，有時(shí)還通入壓縮空氣，出去剩余的洗滌液。隨后打開壓濾機(jī)卸除濾渣，清洗濾布，重新壓緊板、框，開始下一工作循環(huán)。 板框壓濾機(jī)對(duì)于濾渣壓縮性大或近于不可壓縮的懸浮液都能適用。適合的懸浮液的固體顆粒濃度一般為10%一下，操作壓力一般為0.3～0.6兆帕，特殊的可達(dá)3兆帕或更高。過濾面積可以隨所用的板框數(shù)目增減。板框通常為正方形，濾框的內(nèi)邊長(zhǎng)為320～2000毫米，框厚為16～18毫米，過濾面積為1～1200米。板與框用手動(dòng)螺旋、電動(dòng)螺旋和液壓等方式壓緊。板和框用木材、鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、聚丙烯和橡膠等材料制造。 其一般工作流程為： （1） 壓緊濾板 操作液壓系統(tǒng)，使板尾向頭板方向移動(dòng)，把在頭板和板尾之間的全部濾板壓緊。由此，在相鄰的濾板間構(gòu)成了中空的密封濾室。 （2) 壓濾過程 給料泵將礦漿從尾板的給料孔輸送到濾室里，當(dāng)濾室充滿礦漿后，壓濾過程開始，礦漿借助給料泵的壓力，進(jìn)行固液分離。 在壓濾初期，礦漿在濾室內(nèi)濾餅厚度不大，濾餅的阻力較小，脫水速度較快，通常此時(shí)用低揚(yáng)程、大流量的泵。隨著濾餅厚度增加、阻力增大，壓濾速度下降，此時(shí)應(yīng)用高揚(yáng)程、小流量的泵。壓濾過程所需的時(shí)間，根據(jù)煤漿的過濾特性和工藝要求而確定，當(dāng)達(dá)到規(guī)定壓濾時(shí)間，停止給料，壓濾過程完成。 （3） 松開濾板 操縱液壓系統(tǒng)，將頭板退回原來的位置。 （4） 濾板卸料 傳動(dòng)及拉開裝置上的傳動(dòng)鏈，相繼將濾板拉開，濾餅借助自重脫落，由下部的運(yùn)輸機(jī)運(yùn)走。 完成上訴四個(gè)步驟，就完成了壓濾機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)。由于壓濾機(jī)的過濾壓力大，所以脫水效果比真空過濾機(jī)好。 第3章 總結(jié) 剛拿到設(shè)計(jì)題目時(shí)，迷茫、舉足無(wú)措，通過三周的資料收集，了解了自動(dòng)壓濾機(jī)的歷史背景、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展，并對(duì)各種自動(dòng)壓濾機(jī)有了一定的感性認(rèn)識(shí)。此外，通過查閱資料，對(duì)板框式自動(dòng)壓濾機(jī)的工作原理有了一些了解。 板框式壓濾機(jī)和廂式壓濾機(jī)的區(qū)別如下： 板框式壓濾機(jī)是一種加壓過濾間歇操作的過濾設(shè)備，它是由壓緊部分，止推板、壓緊板、橫梁、組成一臺(tái)機(jī)架，所有濾板和濾框交替疊合架在兩根平等的支撐橫梁上，所有濾板和濾框的相應(yīng)部位上都有通液孔道，用于引入懸浮液或排出液體，所有濾板兩側(cè)都具有和濾框形狀相同的密封面，濾布夾在板和框密封面之間，；成為密封的墊片在濾板和框形密封面之內(nèi)，支撐濾布的過濾面上布滿溝槽，所有溝槽和排放濾液的通道想通，一臺(tái)壓濾機(jī)由許多個(gè)并聯(lián)的濾室所組成，每個(gè)濾室的兩側(cè)均有阻止懸浮液中固相顆粒通過而允許濾液滲透的濾布層，這些濾板的總過濾面積代表壓濾機(jī)所有的生產(chǎn)能力。 板框式壓濾機(jī)是由一塊濾板和一塊濾框組成，能承受的過濾壓力較低（通常小于0.6MPa)每臺(tái)壓濾機(jī)根據(jù)面積的大小，板框數(shù)量也不同，板框式壓濾機(jī)一般用于物料含顆粒狀物體較少的物料過濾，常用于精細(xì)產(chǎn)品的過濾，可在過濾布的背面加過濾紙過濾。 廂式壓濾機(jī)單塊濾板比板框?yàn)V板厚，也就是廂式壓濾機(jī)由兩塊相同的濾板相合而成，兩塊濾板之間在壓緊時(shí)形成一個(gè)濾室用于存放被濾布隔離的顆粒狀物體，進(jìn)料孔放在濾板中央，一般用于顆粒狀物體比較多的物料，比如污水處理，選礦，洗煤等行業(yè)，廂式壓濾機(jī)特點(diǎn)是不宜造成各濾室偏壓，從而濾板不宜被損壞，過濾速度快，卸渣方便，過濾壓力大，濾餅含液量低，能承受過濾壓力最高可達(dá)3.0MPa，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拉板卸料，適應(yīng)范圍更廣，可以制造最大的壓濾機(jī)。 板框式和廂式壓濾機(jī)都可實(shí)現(xiàn)明流和暗流兩種，擴(kuò)散過程和過濾后洗液可進(jìn)一步洗出濾餅中所含的所需的產(chǎn)品和不需要的廢液，濾餅洗滌方法分明流可洗、暗流可洗和符合洗滌型（亦稱雙向交叉洗滌型）。如果選擇不可洗型，就只能過濾，不可洗滌。 通過查閱大量的資料以及對(duì)所查資料的整理和篩選，不僅對(duì)自己的設(shè)計(jì)有所了解，更為今后的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。