折流板式雙級(jí)過濾裝置設(shè)計(jì)

陳孝玉，鄧玉紅，張　旭（.遵義師范學(xué)院工學(xué)院，貴州遵義56300；.遵義鈦業(yè)股份有限公司，貴州遵義563004）

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折流板式雙級(jí)過濾裝置設(shè)計(jì)

陳孝玉1，鄧玉紅2，張旭1
（1.遵義師范學(xué)院工學(xué)院，貴州遵義563002；2.遵義鈦業(yè)股份有限公司，貴州遵義563004）

摘要：針對(duì)雙程列管冷凝器水質(zhì)要求及目前網(wǎng)式過濾器存在不易清洗、過濾網(wǎng)更換困難的缺陷，采用折流板式初、精兩級(jí)過濾裝置以及插板式固定安裝方式，設(shè)計(jì)了折流板式雙級(jí)過濾裝置，并對(duì)裝置功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析，研究結(jié)果及其在冷凝器上的應(yīng)用表明：裝置能夠有效過濾雜質(zhì)滿足冷凝器用水要求，克服了以往過濾器存在的缺陷，并具有易制作、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：折流；雙級(jí)；插板式；過濾

工業(yè)用水常用作冷卻液通入雙程列管冷凝器中以冷卻或冷凝流體，這種冷卻方式對(duì)技術(shù)要求不高、且設(shè)備簡(jiǎn)單，在石油、化工、冶煉等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。雙程列管冷凝器由大量U型管網(wǎng)組成，冷凝器中冷卻水管直徑較小以增大散熱面積從而增強(qiáng)冷凝效果，而工業(yè)用水含泥漿、石砂、鐵銹或漂浮物等各種雜質(zhì)，為了避免冷凝器發(fā)生堵塞，工業(yè)用水在通入雙程列管冷凝器前需進(jìn)行過濾處理。

目前，冷凝器用工業(yè)用水的過濾處理常采用網(wǎng)式過濾器，網(wǎng)式過濾器利用濾網(wǎng)直接攔截水中雜質(zhì)，去除水體中的懸浮物、顆粒物、銹蝕等，以獲得較為純凈的冷卻水，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。但目前所采用的網(wǎng)式過濾器存在濾網(wǎng)容易堵塞、更換困難、過濾裝置不易清洗等缺點(diǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低。作者根據(jù)工業(yè)用水雜質(zhì)的特點(diǎn)，針對(duì)目前網(wǎng)式過濾器存在的缺陷，設(shè)計(jì)了一種新型拆流板式雙級(jí)過濾裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過濾效率高、清洗方便等特點(diǎn)。

1折流板式過濾裝置工作原理

折流板式過濾裝置主要由沉降、過濾、排污系統(tǒng)組成。由于工業(yè)用水流量和水壓較大，折流板式過濾裝置沉降系統(tǒng)的主要作用是急劇減小水流動(dòng)能，降低水流速度，同時(shí)改變水流方向，以便讓大顆粒雜質(zhì)迅速沉降；過濾系統(tǒng)的主要作用是過濾掉水中雜質(zhì)，使水質(zhì)滿足工業(yè)使用要求，過濾系統(tǒng)由一級(jí)過濾和二級(jí)過濾兩級(jí)構(gòu)成，一級(jí)過濾的主要作用是首先進(jìn)行雜質(zhì)的初過濾，即過濾掉尺寸較大的雜質(zhì)；二級(jí)過濾為精過濾，其作用是對(duì)粗過濾的水流進(jìn)行再次過濾，根據(jù)過濾精度的要求，通常二級(jí)過濾比一級(jí)過濾的過濾精度高，采用粗、精兩級(jí)過濾可以有效提高過濾裝置的過濾效果。排污系統(tǒng)的主要作用是收集水中過濾的雜質(zhì)，并在過濾裝置清洗時(shí)能方便、快速地將雜質(zhì)排出。圖1為折流板式過濾裝置過濾原理示意圖。

圖1過濾裝置過濾原理示意圖

2折流板式雙級(jí)過濾裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

相對(duì)于其它工業(yè)用水（如鍋爐用水等），冷凝器用水對(duì)于水質(zhì)的要求并不高，主要是防止雜質(zhì)進(jìn)入冷凝器造成堵塞，故裝置在滿足過濾要求的同時(shí)應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉；為提高生產(chǎn)效率和減小勞動(dòng)強(qiáng)度，濾網(wǎng)的清洗、維修、更換應(yīng)力求簡(jiǎn)單、方便；同時(shí)，裝置總體體積、質(zhì)量不應(yīng)太大，以便于搬運(yùn)、安裝。

2.1設(shè)計(jì)方案

（1）沉降裝置

為減小進(jìn)水的流速、壓力并改變水流方向，使水向有利于雜質(zhì)沉降的方向流動(dòng)，快速沉降顆粒較大的雜質(zhì)，在進(jìn)水端設(shè)計(jì)了一塊“h”型的折流板，折流板用鋼板制作，采用焊接方式與過濾裝置連接。

（2）過濾裝置

為提高過濾精度，采用一、二兩級(jí)過濾的方式進(jìn)行，一級(jí)過濾采用目數(shù)較小的篩網(wǎng)，與折流板配合以快速過濾尺寸較大的雜質(zhì)，二級(jí)過濾采用目數(shù)較大的篩網(wǎng)，以進(jìn)一步過濾尺寸較小的雜質(zhì)，根據(jù)過濾要求，可以選擇不同參數(shù)的篩網(wǎng)以滿足過濾精度。

（3）排污裝置

排污裝置位于整個(gè)過濾裝置的底部，為了方便清洗和排污，排污采用閥門控制，排污閥門與過濾裝置箱體采用鋼制圓筒連接，圓筒的尺寸可根據(jù)過濾器尺寸及裝置容污能力而定。

（4）其它裝置

由于過濾是在密閉空間內(nèi)進(jìn)行，故過濾裝置還包括箱體、箱體蓋板、進(jìn)、出水口、法蘭等，箱體與箱體蓋板采用螺栓連接，為了增強(qiáng)裝置的密閉性，在箱體與蓋板間應(yīng)增設(shè)橡膠墊片。

2.2具體結(jié)構(gòu)

結(jié)合冷凝器用水的水質(zhì)要求和過濾裝置的實(shí)際功能，設(shè)計(jì)出折流板式雙級(jí)過濾裝置，其總體結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。

圖2折流板式過濾裝置主視圖的剖視圖

圖3折流板式過濾裝置俯視圖的剖視圖

折流板式雙級(jí)過濾裝置外形呈U型，頂部設(shè)有一方形蓋板，蓋板與器體之間用螺栓連接，連接處有密封墊密封。器體由外鋼殼、內(nèi)置折流板、過濾網(wǎng)及導(dǎo)軌構(gòu)成，器體中靠近折流板處為進(jìn)水端，靠近二級(jí)過濾網(wǎng)處為出水端，一、二級(jí)過濾網(wǎng)皆采用插板式安裝，篩網(wǎng)用壓板式螺栓固定，裝置底部需外接閥門，以便進(jìn)行清洗及排污。

2.3關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

過濾裝置是折流板式雙級(jí)過濾裝置的核心部件，它不僅會(huì)影響過濾器的過濾精度，還會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生重要影響，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

一、二級(jí)過濾裝置結(jié)構(gòu)類似，主要由固定板、過濾網(wǎng)、壓板以及壓緊螺栓組成。固定板用于支撐篩網(wǎng)，壓板用于壓緊放置于固定板邊框內(nèi)的過濾網(wǎng)，螺栓起連接固定作用，手柄便于清洗、更換過濾網(wǎng)時(shí)使用。為了方便拆卸，一、二級(jí)過濾裝置均采用角鋼做導(dǎo)軌，插板式安裝，需要更換過濾網(wǎng)時(shí)，只需從導(dǎo)軌內(nèi)取出過濾裝置，拆卸壓緊螺栓即可完成過濾網(wǎng)的更換。

圖4一級(jí)過濾裝置結(jié)構(gòu)圖

3過濾裝置功能實(shí)現(xiàn)分析

由遵義鈦業(yè)股份有限公司自主設(shè)計(jì)的折流板式雙級(jí)過濾裝置已投入生產(chǎn)使用，過濾裝置運(yùn)行狀況良好，過濾水質(zhì)完全滿足冷凝器使用要求，降低了冷凝器的堵塞幾率，大大延長(zhǎng)了冷凝器的清洗周期，同時(shí)具有過濾網(wǎng)清洗、更換方便等優(yōu)點(diǎn)，提高了生產(chǎn)效率。

過濾裝置使用時(shí)，水流首先進(jìn)入進(jìn)水端，在折流板的作用下，水流動(dòng)能急劇下降，這將有利于雜質(zhì)的沉降，在一級(jí)過濾裝置及折流板的共同作用下，尺寸較大的顆粒雜質(zhì)先被過濾、沉降到一級(jí)過濾室，隨后，經(jīng)過初級(jí)過濾的水流進(jìn)入二級(jí)過濾室，在二級(jí)過濾裝置的作用下，進(jìn)一步將水中尺寸較小的雜質(zhì)過濾去除，在出水口處即可獲得經(jīng)過兩級(jí)過濾的工業(yè)用水，打開裝置底部排污閥門即可完成過濾室清洗及排污。

4結(jié)論

過濾裝置是工業(yè)上常用的一種設(shè)備，根據(jù)水質(zhì)及用水要求的不同，過濾裝置的過濾原理和結(jié)構(gòu)也不同。折流板式雙級(jí)過濾裝置針對(duì)工業(yè)上雙程列管冷凝器用水要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過更換過濾網(wǎng)也可用于其它過濾精度更高的工藝流程，是一種新型的過濾裝置，相對(duì)于普通過濾裝置，它有以下特點(diǎn)：

（1）克服了以往過濾器排污、清洗困難的弊??；

（2）采用二級(jí)過濾，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)由大到小的逐級(jí)過濾，過濾精度更高；

（3）各級(jí)過濾裝置皆采用插板式，篩網(wǎng)采用壓板式螺栓固定，清洗、更換篩網(wǎng)更為方便；

（4）裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制作，操作方便。

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（責(zé)任編輯：朱彬）

The Design for the Double Baffled Filtering Device

CHEN Xiao-yu1，DENG Yu-hong2，ZHANG-xu1
(1. Engineering College, Zunyi Normal College, Zunyi 563002, China; 2. Zunyi Titanium Industry co., LTD, Zunyi 563002, China)

Abstract：As double shell and tube condenser is required for water quality, screen filter is not easy to clean up and filter net is hard to be replaced, first-and-second stage baffled filtering device and plate fixed installation are adopted. The double baffled filtering device is designed and its function is analyzed. The finding and its application to the condenser show that the device can filter impurities and satisfy the need of water for condenser, that it overcome the weak points in the previous filtering devices, and that it owns such advantages like easy manufacture, a simple structure and convenient performance, etc.

Key words：baffling; double-stage; plate; filtering

作者簡(jiǎn)介：陳孝玉，男，貴州綏陽(yáng)縣人，遵義師范學(xué)院工學(xué)院助教，碩士。主要研究方向：機(jī)電技術(shù)及應(yīng)用。

收稿日期：2015-10-12

中圖分類號(hào)：TH122

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3583（2016）-0104-03