JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 毕 业 （设 计） 题目： 板框压滤机系统模块设计 学 院： 工学院 姓 名： 学 号： 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 1004 班 指导教师： ：副教授 二 0 一四 年 五 月 摘要 压滤机是利用多孔性过滤介质,拦截混合固体颗粒的液体和固体颗粒,实现 固体和液体分离的设备。压滤机大范围的应用于化工、石油、制药、轻工、食品、选 矿、煤炭和水处理等。目前,现有数百个大型压滤机制造商。为满足产业高质量发展 的需求,市场上已然浮现了各种不同的类型压滤机。根据获得过滤的推动力不同, 分为重力过滤,真空过滤机和三种类型的压滤机。板框压滤机压紧方式有手动压 缩、机械压缩和液压三种形式。正在开发一种新型的过滤设备有:机械力压过滤 设备;实现无动态过滤滤饼层;洗煤废水净化处理、化工和石油等行业大型过滤设备。 设计的手工板框过滤机。它的优点是结构相对比较简单,容易制造,过滤面积大,占地面积 小,操作压力高、能力强的很多材料的应用,大多数都用在小企业,小批量生产。 关键词：过滤机 过滤面积 滤板 滤框 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 I 目录 摘要 错误!未定义书签。 Abstract 错误!未定义书签。 绪论 1 1 板框压滤机 2 1.1 板框压滤机的起源 2 1.2 板框压滤机的简介及分类 2 1.3 板框压滤机的结构 2 1.4 板框压滤机的工作原理 2 2. 板框压滤机的设计 3 2.1 板框压滤机的过滤原理及特点 3 2.1.1 板框压滤机的结构 3 2.1.2 板框压滤机的流程 4 2.1.3 滤布的选型 5 2.2 过滤机的参数 5 2.3 滤板和滤框的设计以及强度计算 6 2.3.1 板框和滤板材料选择 6 2.3.2 滤板的强度计算 7 2.3.3 滤框的强度计算 8 2.4 螺杆的设计及计算 9 2.4.1 螺杆螺纹类型的选择 10 2.4.2 选取螺杆材料 10 2.4.3 确定螺杆直径 9 2.4.4 自锁验算 9 2.4.5 稳定性计算 9 2.4.6 校核螺纹牙强度 11 2.5 横梁设计 12 2.6 压紧板设计 12 II 2.6.1 轴承的选择 13 2.7 支座组件 14 2.7.1 螺栓的校核 14 2.8 操纵阀组件设计 14 2.8.1 螺杆套筒剪切力校核 15 2.8.2 手轮与螺杆联接 16 2.9 安装及调试 16 3. 板框压滤机的操作规程 18 4. 板框压滤机的保养维护 19 结 束 语 20 参 考 文 献 20 致 谢 20 II 绪论 20世纪初，转鼓真空过滤机实现了操作上的连续过滤。自那时以来,各种类 型的压滤机出现。间歇运行的压滤机因能实现自动化操作而得到发展,随着生产 能力的逐步发展，过滤面积慢慢的变大。压滤机应该基于泥浆的浓度,固体颗粒 大小,液体粘度和选择压滤机的质量发展要求。使用过滤漏斗实验,测定不同过滤介质 和过滤速度不同压差下,滤液固体颗粒含量,滤饼层的厚度和含水量,找出适当的 过滤条件,初步选定的压滤机类型。然后根据定处理量选定过滤面积的容量,和实 际测试。正在开发一种新型的过滤设备有:机械力压滤过滤设备;实现无动态过滤 滤饼层;洗煤废水净化处理、化工和石油等行业大型使用过滤设备。在过滤理论研究, 残留在滤室内的滤饼其过滤阻力的计算和孔隙度、过滤速度、过滤设备模拟和放 大,液体澄清过滤和动态过滤机制,以及过滤介质,是重要的课题。 0 1 板框压滤机 1.1 板框压滤机的起源 19世纪初,德国人酷爱葡萄酒,酒供不应求,当地白酒制造商为了加快葡萄 酒生产和过滤,发明了世界上第一个台板压滤机--框式压滤机,大大加快工作效 率,并逐步的提升过滤机的质量。一直持续到今天,压滤机已成为一个很重要的设 备在工业生产和应用程序。 1.2 板框压滤机的简介及分类 板框压滤机是利用过滤原理对悬浮液进行固--液分离的机械。过滤操作的流程 一般来说包括过滤、洗涤、干燥、卸料四个阶段。 压滤机按操作方式可分为：间歇式压滤机和连续式压滤机。其中，间歇式压 滤机有板框压滤机、重力压滤机、叶滤机、厢式压滤机 1.3 板框压滤机的结构 板框压滤机有压紧部分，压滤部分和支承部分所组成 1. 压紧部分包括手轮、推杆和压紧板。 2. 压滤部分主要由止推板、滤板、滤框、滤布构成 3. 支承部分有横梁、螺杆支架和座架组成 1.4 板框压滤机的工作原理 压滤机的工作原理是利用压力泵，将浆液压入相临两滤板形成的密闭滤室 中，让滤布两边形成压力差，因而实现固--液分离。压滤机一般止推板、压紧板、 滤板、压力泵、主梁、丝杆及手轮等部分所组成。液压缸活塞推压紧板，使滤板压 紧相临的滤板形成滤室；压力泵将浆液送人滤室，水透过滤布经排水管排除，固 体材料在过滤室滤饼的形成,后滤饼填满过滤室,使用液压泵继续压滤浆、滤液在 滤室实现固液分离。 1 2. 板框压滤机的设计 2.1 板框压滤机的过滤原理及特点 板框压滤机由多块滤板、滤框按次序排列在止推板和压紧板之间，其间夹着 滤布。当压紧板被向前推时，被压紧的滤板和滤框形成一个个滤室，在进料泵压 力的推动下，悬浮液从止推板上的进料孔进入各个滤室，固体颗粒因粒径大于滤 布的孔隙而被截留在滤室内，形成滤饼，滤液则透过滤饼和过滤介质由出液 出。 2.1.1 板框压滤机的结构 板框过滤机由多块滤板和滤框交替排列组成，滤板和滤框的多少视滤浆和生 产能力的情况可以增减，其结构如图所示。 图一 图二 2 1.止推板 2.过滤框 3.过滤板 4.推板 5.弹性挡圈 6. 内六角圆柱头螺钉 7.深沟球 轴承 8.轴承端盖 9. 手轮支架 10. 螺杆套盖 11.垫圈 12.六角头螺栓 13.螺杆套 筒 14.手轮 15.垫圈 17 横梁 18 螺母 19.支座 2.1.2 板框压滤机的流程 滤液在推动力的作用下，克服滤布的阻力进行固液分离；固体颗粒被拦截, 逐步形成滤饼并且不断增厚,所以过滤阻力也将继续增加,滤过率逐渐降低,滤过 率降低到某些特定的程度时,必须停止过滤,否则将导致浪费时间和力量。 压滤机根据要不要洗涤滤饼又可分可洗与不可洗两种形式。需要洗涤滤饼 的称为可洗型。 图三 图四 3 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，当然,选择滤布的过滤效果是非 常重要的,在压滤机的过程中使用,滤布起着关键的作用,它的性能好坏直接影响 板框压滤机过滤质量。目前市场上所使用的滤布,最常见的是 纺织品和 滤布,根据材料不同,可分为聚酯, ,聚丙烯、聚酰胺纤维,等等。 其性能特点可见下表： 由于涤纶耐强酸，所以此设计选用的滤布材质为涤纶。 2.2 过滤机的参数 4 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 滤板和滤框的材料选择聚丙烯塑料制成的板框,并添加填充剂,抗氧化剂和 其他辅助材料,使其拥有非常良好的优势。聚丙烯塑料板框占市场 80%以上的份额。 这是因为它有良好的耐碱性的玻璃纤维增强塑料盘,能够适用于强酸、强碱性环境 中使用;能够正常的使用高温,最高温度 100 ~ 120℃;重力很小,使用时间长,一般可用 一年多。 板框压滤机的滤板在表面设计有凹槽，方便安装滤布,引导滤液的流动,然后 滤框和滤板组成液体流动通道。每个滤板的下方设有一个流体通过孔,滤板过滤 出来的液体通过通道流出,止推板底部的 产生的液体排放出管外。 滤板 滤框 5 2.3.2 滤板的强度计算 滤板两个侧面的沟槽部分是承受着过滤压强。理论上两侧压强应当是相等 的，但实际上在过滤过程中一开始滤板首先受到滤浆入口侧的压强，而且在压滤 过程中由于液体流动受到障碍和压强损失等原因，滤板两侧的压力则失衡， 多数滤板处于单侧受压状态，因而滤板需要具有一定大小的厚度才能确保足够 的机械强度。 设滤板两侧过滤压强为P 和P Pa 1 2 则滤板所受的弯曲载荷ΔP = P − P Pa 1 2 当Δp 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 6 ΔP ≈P /10 低，成本增加。根据经验可得 P=5 Mpa 这时滤板中产生的最大应力σ 的最大挠度δ 应满足下列条件

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