旋轉濾網排水自動撈渣裝置創新設計

摘 要：因地制宜，采用槽輪、凸輪、連桿機構的組合結構，利用槽輪間歇性運動的特性和連桿機構的往復運動特性，設計旋轉濾網排水自動撈渣機構，并利用撈渣裝置濾網前后差壓達到濾網的自動反沖洗功能。自動撈渣裝置提高了自動化程度，減少了人力資源消耗，提高了工作效率。

關鍵詞：旋轉濾網；撈渣；自動化

1 概述

對于以海水作為冷卻水源的開放式循環水系統，循環泵入口設有一道旋轉濾網，主要用來過濾海水中較大的海生物及雜物。每年春夏之交，水中海生物大量增多，水母類水生物極易附著在旋轉濾網上，對旋轉濾網的正常工作產生以下不利影響：①降低了旋轉濾網的沖洗水的沖洗效率。導致旋轉濾網前后差壓很快升高，旋轉濾網沖洗周期縮短。②部分水母會隨海水從旋轉濾網導向輪間隙處通過，從而引起二次濾網的差壓上升，導致循環泵電流增大，電機耗功增加，凝汽器的冷卻水量減小，影響凝汽器真空，使得機組熱經濟性下降。③水生物量大時需要清理人員全程不間斷清理，否則排水溝極易堵塞；但在夜班時很難實現。④旋轉濾網撈出的水生物因來不及清理大部分又返回前池，使前池內的水生物不斷積累，形成惡性循環。鑒于此，開發一臺撈渣裝置，安裝在旋轉濾網排水溝，試圖盡量清除撈出的水生物，消除或降低水生物對旋轉濾網的影響。

2 撈渣裝置設計思路

①裝置的布置：撈渣裝置宜因地制宜，沿排水溝方向布置于排水溝末端。②裝置的材質選擇：與還是接觸部件采用316L不銹鋼材質，以保證部件的奶腐蝕性；其余可采用碳鋼材質。③濾網的自動清洗利用反水板反向導流使水流反向沖洗濾網。④利用槽輪結構的特點使排污槽做間歇性運動。⑤利用凸輪結構的特點使排污槽做往復運動。

3 撈渣裝置結構及工作原理

在排水溝出口至回前池位置裝設半圓形濾網，將濾網均勻分為三個區間并設置30mm高的隔斷；濾網前設置自動反沖洗排污管，排污管可與濾網每個區間隔斷形成一個封閉區域；濾網后對應位置設置反水板，排污口設置漁網收集撈出的海生物；過濾后的海水返回前池。排污管及反水板由驅動機構帶動做往復間歇運動。

該裝置實現濾網的自動反沖洗功能借鑒自動反沖洗二次濾網的結構，在驅動機構間歇停止期間，排污管與濾網的區間隔斷形成一個封閉區域，通過濾網的部分海水被反水板的遮擋由濾網后回流至濾網前排污管，將濾網上的海生物的反沖洗到排污管中收集。驅動機構不斷間歇往復運動，帶動排污管轉動逐個清理濾網的不同區域，最終實現自動清理濾網和收集海生物的目的。

4 驅動機構結構及工作原理

驅動機構由槽輪組、凸輪、連桿組合而成，槽輪組實現間歇運動的功能，凸輪和連桿機構實現往復運動的功能。

槽輪采用四槽單銷槽輪組，以對應濾網的三個區間，間歇期濾網區域與排污管形成封閉空間，以保證反沖洗水的壓頭，實現反沖洗濾網的功能。間歇期的存在保證了濾網的反沖洗效果。

凸輪與連桿組合做往復運動，凸輪轉動90°連桿轉動60°，由此實現間歇位置與濾網位置的對應。

傳動機構運動位置圖

5 槽輪結構的設計

槽輪機構具有結構簡單，易加工，工作可靠，轉角準確，機械效率高的特點。槽輪機構一般應用在轉速不高、要求間歇地轉過一定角度的分度裝置中，適合在本裝置上使用。

單臂外嚙合槽輪機構（見上圖）由帶圓柱銷的轉臂、具有4條徑向槽的槽輪和機架組成。當連續轉動的轉臂上的圓柱銷進入徑向槽時，撥動槽輪轉動；當圓柱銷轉出徑向槽后，槽輪停止轉動。轉臂轉一周，槽輪完成一次轉停運動。為了保證槽輪停歇，在轉臂上固接一缺口圓盤，其圓周邊與槽輪上的凹周邊相配。這樣，既不影響轉臂轉動，又能鎖住槽輪不動。

6 電氣部分

裝置選擇1kW減速電機，轉速20轉/分鐘，較低的轉速能夠保證濾網的沖洗效果；設置啟動按鈕、停止按鈕、聯動、手動切換按鈕。

7 撈渣裝置的運行和停止

撈渣裝置可以設置為手動啟停，也可設置為與旋轉濾網聯動。

8 成本分析

制造、運行成本：撈渣裝置機械部分加工成本為2000元，電氣部分成本1500元，每天約運行8小時，年運行成本為1500元。節約成本：按每天約運行5小時計算，每天可節約1個人工費用。預計2-3個月即可回收成本。另外對于減小二次濾網的差壓所產生的間接經濟效益則遠大于直接經濟效益。

9 總結

自動反沖洗撈渣裝置，利用槽輪機構、凸輪機構、連桿機構的特點，實現撈渣裝置的間歇往復運動。撈渣裝置的使用，不僅可以清除部分前池的水生物，提高旋轉濾網可用性，降低二次濾網的差壓，還可以節約人工成本，具有良好的經濟價值。

作者簡介：劉永生，本科，工程師，工作于天津大唐國際南港公用工程島開發有限公司籌備處。