過濾器的設(shè)計及運動仿真

1、2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計論文 任務(wù)書一、題目及專題：1、 題目過濾器的設(shè)計及運動仿真2、專題二、課題來源及選題依據(jù)該課題來源于啟東巨龍化工裝備的復(fù)合型袋式精細過濾器設(shè)計。目前，我國很多企業(yè)使用傳統(tǒng)過濾器，這種過濾器在過濾持續(xù)過程中， 過濾面積小使得液體中固態(tài)雜質(zhì)被過濾元件表面，過濾效率下降。因此需要對此裝置進行改進與創(chuàng)新，在保證技術(shù)性能的前提下以其阻力 最小為目的，提高使用周期，減少停車次數(shù)，能夠提高生產(chǎn)產(chǎn)量和產(chǎn) 品質(zhì)量，以便降低能耗和運行費用。過濾器的最優(yōu)設(shè)計對充分發(fā)揮其 技術(shù)和經(jīng)濟上的優(yōu)勢有很大意義。本課題根據(jù)設(shè)計要求，運用二維、三維建模軟件進行設(shè)計，完成總裝配，

2、并對總體機構(gòu)進行運動仿真，加深對本專業(yè)的相關(guān)知識理解 和提高綜合運用專業(yè)知識能力。三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： 根據(jù)提供的畢業(yè)設(shè)計資料理解設(shè)計要求，查閱相關(guān)中外資料； 分析現(xiàn)過濾器現(xiàn)狀及存在的問題，了解過濾器的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢； 運用二維、三維建模軟件進行設(shè)計，完成總裝配，并對總體機構(gòu)進行運動仿真; 完成對主要零部件設(shè)計計算和校核; 閱讀和翻譯英文文獻; 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。四、接受任務(wù)學(xué)生：五、開始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：指導(dǎo)教師簽名簽名 簽名教研室主任學(xué)科組組長研究所所長簽名系主任 簽名2012年11月12日摘要過濾分

3、離技術(shù)在國民經(jīng)濟各個部門中應(yīng)用很廣。從人民日常生活，資源、能源的開發(fā) 利用，國防尖端，到保護環(huán)境，防止公害等方面，都離不開過濾分離技術(shù)。過濾器和過濾 分離技術(shù)不僅應(yīng)用廣，而且是某些生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵性設(shè)備之一，若采用不當，不但生產(chǎn) 任務(wù)完不成，產(chǎn)品質(zhì)量上不去，而且會造成資源浪費，環(huán)境污染，使整個生產(chǎn)經(jīng)濟效益很 低。因此，必須根據(jù)物料的種類及生產(chǎn)上的要求，研究、設(shè)計和制造各種不同系列、規(guī)格 和型號的過濾器，以適應(yīng)各種不同生產(chǎn)的需要。本設(shè)計選擇復(fù)合型袋式精細過濾器作為設(shè)計對象。在全面了解過濾器的結(jié)構(gòu)及其工作 原理后，運用SW6-1998過程設(shè)備強度計算軟件，對受壓的圓筒、封頭和法蘭等受壓元件 進行強

4、度計算。利用UG軟件對過濾器的零件進行參數(shù)化建模，并對整體結(jié)構(gòu)進行虛擬裝 配。然后將裝配體導(dǎo)入UG軟件的運動仿真界面，并利用軟件進行運動學(xué)仿真。分析仿真 結(jié)果，得出相應(yīng)結(jié)論。最后對過濾器進行優(yōu)化設(shè)計，提高其穩(wěn)定性，可靠性，讓本設(shè)計能 夠真正的投入到日常生產(chǎn)操作中，使其切實能夠為過濾分離技術(shù)做出貢獻。關(guān)鍵詞：UG;過濾器；運動仿真優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）AbstractFilteri ng separati on tech no logy is applied widely in various departme nts of n ati onal

5、economy. From the aspect of people's daily life, such as the exploitation and utilization of resources and en ergy and the adva need n ati onal defe nse to the aspect of protect ing en vir onment and preventing pollution and other aspects, all of them cannot be without filtration-separation tech

6、 no logy . Filter and filteri ng-separati on tech no logy are n ot only used widely but also are one of the key equipme nts in some producti on processesf the tech no logy is used un suitably, the product ion task will not be fini shed and the quality of the products will not be improved. Eve n it w

7、ill cause the the waste of resources and environmental pollution so that it will reduce the product ion efficie ncy.Therefore, in order to meet the dema nds of differe nt product ion, we should research, desig n and manu facture the various series, specificatio ns and types of filters accordi ng to

8、the kinds of product ion materials and the requireme nts of product ion.This design chooses fine the composite bag type filter as the design object. After comprehensive understanding of the structure and working principles of the filter, this design uses SW6-1998 process equipment calculation softwa

9、re for calculating the strength of the pressurized cyli nder, head, and flange pressure parts and other pressurized parts. This desig n has a parametric modeling of the elements of filter by using UG software and assemble the integral structure virtually. The n the desig n will lead the assembly int

10、o the motio n simulatio n in terface of the UG software and use the software to make kin ematics simulati on. Next we should make an alysis of the simulati on results and obta in the corresp onding con clusi ons. Fin ally we should do the optimization design to improve the stability and reliability

11、of the filter in order to put this desig n in to the daily product ion operati on really and make con tributi ons faithfully to the filtrati on-separati on tech no logy.Key words: UG ; Filter ; Motion simulation優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄摘要錯誤!未定義書簽。Abstract錯.誤!未定義書簽。目 錄錯誤!未定義書簽。1緒論錯誤!未定義書簽

12、。1.1過濾器設(shè)計的目的和意義 錯誤!未定義書簽。1.2過濾器的發(fā)展錯誤!未定義書簽。1.3過濾器的未來展望錯誤!未定義書簽。1.4本文的基本構(gòu)想與要求 32過濾器總體設(shè)計方案錯誤!未定義書簽。2.1過濾器設(shè)計概述 錯誤!未定義書簽。2.1.1過濾器簡介42.1.2過濾器結(jié)構(gòu)42.1.3過濾器工作原理42.1.4過濾器有關(guān)設(shè)計參數(shù)42.2過濾器的特征42.2.1主要特征42.2.2安裝步驟52.2.3 應(yīng)用52.3 過濾器的參數(shù)計算 52.3.1 內(nèi)筒體內(nèi)壓計算 52.3.2內(nèi)筒封頭內(nèi)壓計算 62.3.3法蘭計算72.3.4開口補強計算 92.4過濾器部件設(shè)計102.4.1封頭設(shè)計102.4.

13、2法蘭設(shè)計 112.4.3搖臂式吊桿設(shè)計 132.4.4筒體設(shè)計132.4.5復(fù)合濾筒設(shè)計152.4.6支座組件設(shè)計153 SW6-98軟件的應(yīng)用錯誤!未定義書簽。3.1 SW-98軟件介紹 錯誤!未定義書簽。3.2 SW6-98軟件結(jié)構(gòu)及一般使用指南 183.3SW6-98軟件的使用 193.3.1軟件模塊計算項目 錯誤!未定義書簽。93.3.2軟件計算校核19UG軟件的應(yīng)用 錯誤!未定義書簽。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）4.1 UG軟件介紹.4.2UG功能與優(yōu)點錯誤!未定義書簽錯誤!未定義書簽4.3UG主要功能模塊4.4過濾器運動仿真分析265結(jié)論

14、與展望錯誤!未定義書簽5.1結(jié)論錯誤!未定義書簽5.2不足之處及未來展望錯誤!未定義書簽錯誤!未定義書簽參考文獻錯誤!未定義書簽優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）1緒論1.1過濾器設(shè)計的目的和意義目前，我國很多企業(yè)使用傳統(tǒng)過濾器，這種過濾器在過濾持續(xù)過程中，過濾面積小使 得液體中固態(tài)雜質(zhì)被過濾元件表面，過濾效率下降。因此需要對此裝置進行改進與創(chuàng)新， 提高使用周期，減少停車次數(shù)，能夠提高生產(chǎn)產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。復(fù)合型袋式精細過濾器與 普通過濾器相比，在同樣殼體、容積的情況下，該過濾器過濾面積相對大60%以上，這樣裝置運行周期長，停車時間短，有效降低運行成本；在相同

15、處理量的情況下，該過濾器過 濾面積較普通過濾器大，意味著設(shè)備容積就可以做小，可以節(jié)省設(shè)備投資20%以上，有效降低設(shè)備的制造成本。1.2過濾器的發(fā)展過濾器的原型是人們?yōu)楸Ｗo呼吸而使用的呼吸保護器具。據(jù)記載，早在一世紀的羅馬，人們在提純水銀的時候就用粗麻制成的面具進行保護。在此之后的漫長時間里，空氣 過濾器也取得了進展，但其主要是作為呼吸保護器具用于一些危險的行業(yè)，如有害化學(xué)品 的生產(chǎn)。1827年布朗發(fā)現(xiàn)了微小粒子的運動規(guī)律，人們對空氣過濾的機理有了進一步的認 識。過濾器的迅速發(fā)展是與軍事工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)的。在第一次世界大戰(zhàn)期 間，由于各種化學(xué)毒劑的使用，以石棉纖維過濾紙作為濾煙層的軍

16、用防毒面具應(yīng)運而生。 玻璃纖維過濾介質(zhì)用于空氣過濾于1940年10月在美國取得專利。50年代，美國對玻璃纖 維過濾紙的生產(chǎn)工藝進行了深入的研究， 使空氣過濾器得到了改善和發(fā)展。60年代，HEPA 過濾器問世；70年代，采用微細玻璃纖維過濾紙作為過濾介質(zhì)的HEPA過濾器，對0.1微米粒徑的粒子過濾效率高達99.9998%。八十年代以來，隨著新的測試方法的出現(xiàn)、使用評 價的提高及對過濾性能要求的提高，發(fā)現(xiàn)HEPA過濾器存在著嚴重的問題，于是又產(chǎn)生了性能更高的ULPA過濾器。目前，各國仍在努力研究，估計不久就會出現(xiàn)更先進的空氣過 濾器。過濾器本身的設(shè)計也取得了顯著進展，其中最重要的是分隔板的去除，即

17、無隔板過濾 器的發(fā)展。無隔板過濾器不僅消除了分隔板損壞過濾介質(zhì)的危險，而且有效地增加了過濾 面積，提高了過濾效率，并降低了氣流阻力，從而減少了能量消耗。此外，空氣過濾器在 耐高溫、耐腐蝕以及防水、防菌等方面也取很大的進展，滿足了一些特殊的需求。70年代前后是精密過濾器飛躍發(fā)展時期，美、英、德、法和日本都有自己牌號的精密 過濾器，并紛紛在國際市場上競爭。影響最大的是美國公司，其次是德國公司，他們分布 于世界各地，從事精密過濾器濾膜和精密過濾器濾器的生產(chǎn)，科研和銷售等工作。六十年代，我國一些科研部門對精密過濾器進行了小規(guī)模的試驗和應(yīng)用，但基本上沒 有形成工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)能力。70年代末期，上海醫(yī)藥工

18、業(yè)研究院等單位對精密過濾器進行 了教系統(tǒng)的研究。迄今為止，國內(nèi)已有了商品化的精密過濾器，其中生產(chǎn)最多的品種是混 合纖維素濾膜。耐溶劑、耐溫和耐酸堿等方面的濾膜 一一特種多孔濾膜已被研制和先后投 產(chǎn)的有聚砜酰胺精密過濾器膜、N型聚酰胺精密過濾器膜、聚四氟乙烯精密過濾器膜、核 孔膜及其他優(yōu)質(zhì)精密過濾器濾膜等。至于精密過濾器的形式，除板式以外，還制成了摺疊式筒型，可謂品種繁多、五花八優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）門，基本已滿足了國內(nèi)各方面的需要。當然和國外相比，我國的產(chǎn)品無論是在質(zhì)量方面還 是在數(shù)量方面，都還存在一定的差距，有待進一步的提高和創(chuàng)新。精密過濾器主

19、要用于分離各種流體中尺寸為 0.1-10 ym的微生物和微粒子。在實驗室 中，精密過濾器過濾時檢查有形微細雜質(zhì)的重要工具。主要用途如下：1、用于微生物檢測，例如對飲用水中大腸菌群、游泳池水中假單胞族菌和鏈球菌、 啤酒中酵母和細菌，軟飲料中酵母、醫(yī)藥制品中細菌的檢測和空氣中微生物的檢測等。2、用于微粒子檢測，例如對注射劑中不溶性異物、石棉粉塵，航空染料中的微粒子， 水中懸浮和排氣中粉塵的檢測，鍋爐用水中鐵分的分析及放射性塵埃的采樣等。在流體凈化、分離雜質(zhì)、貴重物料回收等領(lǐng)域取得了最大的工藝效益和經(jīng)濟效益，被 廣泛應(yīng)用于石油化工、精細化工、化纖工業(yè)、制藥工業(yè)及航空、電子、食品、飲料等行業(yè)。 主要用

20、途如下：1、納濾（NF）、超濾（UF）、反滲透（RO）、電滲析（EDI）等系統(tǒng)保安過濾；2、醫(yī)藥針劑、大輸液、滴眼液、中草藥藥液等過濾，生物制劑提取、提純、濃縮；3、電子、微電子、半導(dǎo)體工業(yè)用高純水預(yù)過濾；4、油田回注水、鍋爐補給水、化學(xué)試劑、液體有機制品、高純化學(xué)品、濃藥等過濾；5、飲用純凈水、礦泉水、果汁、茶飲料、保健飲品過濾；6白酒、葡萄酒、啤酒、黃酒及其他果酒的過濾，純生啤酒除菌過濾；7、生產(chǎn)、生活廢水處理及中水循環(huán)再利用過程中的預(yù)處理過濾或保安過濾；8、其他如生物工程、油類精制、印染、紡織行業(yè)的給水及廢水處理、科研實驗過濾 等。1.3過濾器的未來展望在如今這個社會經(jīng)濟發(fā)展越來越迅速的

21、時候，有多少人會注意到環(huán)境污染的嚴重性 呢？好在有我們的過濾器出現(xiàn)和運用，為我們解決了困擾多年的污染問題，還提醒了我們 環(huán)境保護的重要性，而設(shè)備未來的發(fā)展也是很值得期待的 ?？梢哉f，過濾器的出現(xiàn)使得我們國家多年來長期存在的污染肆意的難題得到了完美的 解決，它利用自身的先進的濾網(wǎng)將水中的懸浮物、顆粒物、細菌等有害物質(zhì)進行有效阻擋, 從而使水質(zhì)得到一定程度的凈化，并且能夠達到中水回用的標準，經(jīng)過它處理凈化的中水 可以用來灌溉、洗車，大大節(jié)省了有限的淡水資源。事實證明，提高水資源的使用率才是節(jié)省的根本辦法，我國的南方地區(qū)常年多雨，大 范圍的降雨經(jīng)常給當?shù)厝嗣駧碇T多不便，但是自從有效利用了高效過濾器

22、之后，專家們 從雨水中得到了可用的再生水資源，這一發(fā)現(xiàn)不僅解決了雨水排放不利的問題，同時也為 我們的社會開發(fā)了新的水資源。全球范圍內(nèi)的水質(zhì)污染給我們的生活帶來了巨大的影響，污水不僅污染了我們的環(huán) 境，更會對我們的身體健康造成傷害，近來年由于水污染而引起的疾病也是屢見不鮮。高 效過濾器出現(xiàn)成功吸引了我們的眼球，不僅解決了困擾我們多年的污水泛濫問題，同時還 能在一定程度上緩解水資源的重負，因此得到了一致的好評。由于我國的環(huán)保產(chǎn)業(yè)起步比較晚，基礎(chǔ)也很是薄弱，因此以往人們對環(huán)保的概念還不 是很清晰，但是如今隨著經(jīng)濟水平的持續(xù)增長，人民生活水平的不斷改善，大家也開始越 來越重視環(huán)保的概念。我們國家的中央

23、財政在環(huán)境保護方面的支出也是逐年增加，這不得 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文） 通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)不說是一個很好的現(xiàn)象。在環(huán)保事業(yè)的發(fā)展中，必不可缺的無疑是高效率的過濾設(shè)備了。過濾器對城市的污水進行一定的處理并且促進了水的循環(huán)利用，這個階段即將成為凈 化設(shè)備市場發(fā)展的高峰時期。因為我們都知道，中國的淡水面積還是相當少的，一些偏遠 城鎮(zhèn)的供水問題還不能得到有效的解決，情況令人堪憂。越來越多地區(qū)的供水量及供水安 全問題的逐漸得到了各方面的重視和關(guān)心，國家把這兩個問題提到至關(guān)重要位置，可見水 處理行業(yè)將成為中國未來幾年發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)之一。我們經(jīng)常說的工業(yè)水處理包括了工業(yè)用水處理

24、、工業(yè)用水重復(fù)水處理和工業(yè)廢水處理 三大類，高效過濾器很對這三個方面在自身的技術(shù)上做出了巨大的改革，使其能更加適應(yīng) 環(huán)境與時代的發(fā)展。除了一些基本的污水處理領(lǐng)域，過濾器還將運用到海水淡化、中水循 環(huán)利用和終端水處理等更多細節(jié)化的領(lǐng)域去，這其中無不蘊含著驚人的市場潛力和發(fā)展的 空間。這一系列的措施都使得設(shè)備的特性被發(fā)揮到了極致，它的未來十分值得期待?，F(xiàn)在人們開始越來越清晰的認識到如何利用雨水帶來節(jié)水、防洪、環(huán)境方面的巨大收 益，尤其在一些北方城市已經(jīng)開始逐步實現(xiàn)雨水的循環(huán)再利用。此時就更需要一些專業(yè)的 過濾設(shè)備來推進這項工程的發(fā)展。過濾器作為新型的過濾設(shè)備，在解決水污染的問題方面 可是很有一套的

25、，到目前為止它已經(jīng)廣泛運用于飲用水的處理、循環(huán)水處理、工業(yè)水處理、采礦業(yè)水處理等各行各業(yè)。隨著人們的環(huán)保意識的日益加強，大家也開始逐漸意識到水資源的寶貴，水是我們的 生命之源，同時水也不是用之不竭的，如何對其進行有效的保護是目前環(huán)境保護工程中的 重點。過濾器就是我們國家用來保護水資源的有利屏障。大家都知道我國一直是一個嚴重缺水的國家，加上水污染嚴重、地下水超采等一系列 問題，使得我們所面臨的局勢越來越危急，如何有效保護水資源成了我們迫在眉睫的任務(wù)， 也是不容忽視的。而過濾器設(shè)備的出現(xiàn)無疑是給這種緊張的情況帶來了一絲緩和的希望， 它采用進口優(yōu)質(zhì)原材料制作而成，結(jié)構(gòu)新穎獨特、工作強度高、使用壽命長

26、，擯棄了傳統(tǒng) 設(shè)備復(fù)雜的安裝使用程序，采用簡單快捷的使用方式。1.4本文的基本構(gòu)想與要求我所設(shè)計的復(fù)合型袋式精細過濾器，可以運用于很多領(lǐng)域。它占地面積很小，過濾效 率高。所以我在選擇零件上會偏向易于單件加工、生產(chǎn)簡單、容易維修的零件?；疽笕缦拢?1) 全面了解復(fù)合型袋式精細過濾器的結(jié)構(gòu)及其工作原理。(2) 計算相關(guān)參數(shù)，對整體進行計算，設(shè)計過濾器的機構(gòu)尺寸。(3) 主要機構(gòu)參數(shù)選擇完畢之后，利用 AutoCAD 3進行二維模型的建立。首先，完成 裝配圖。其次，拆分主要零件，作出零件圖。(4) 根據(jù)二維圖紙，利用UG建立三維模型并進行運動仿真。首先，完成各部分的零 件圖；其次，把各個零件圖進

27、行裝配；最后進行運動仿真。2過濾器總體設(shè)計方案2.1過濾器設(shè)計概述2.1.1過濾器簡介復(fù)合型袋式精細過濾器主要由三部分組成：過濾容器、支承網(wǎng)籃和過濾袋。根據(jù)流量 要求可在單機里使用多個濾袋，液體從過濾容器側(cè)面或者下面進液口進入，由被網(wǎng)籃支撐 的濾袋上方?jīng)_入濾袋中，濾袋因液體的沖擊和均勻的壓力面展開，使得液體物料在整個過 濾袋內(nèi)表面得到均勻分布，透過濾袋的液體沿著金屬支承網(wǎng)籃壁，由過濾器底部出液口排 出。濾出顆粒雜質(zhì)被截留在過濾袋內(nèi)，完成過濾過程。每只濾袋都有單獨的鎖緊裝置，絕 無側(cè)漏機會。復(fù)合型袋式精細過濾器因體積較大，頂蓋重量重，一個工人難以操作，在此 過濾器加上搖臂裝置，可降低人工成本。復(fù)

28、合型袋式精細過濾器操作簡單、方便，占地面 積較小，安裝十分簡單；過濾精度高，適用于任何細微顆?；驊腋∥?，過濾范圍可從1800微米；有效過濾面積大，一個濾袋過濾功能相當于同類型濾芯510倍，可大大降低成本；設(shè)計流量可以滿足11000m3/h要求，成本造價低；用途廣泛，可用于粗濾或精濾； 單位過濾面積的處理流量較大，過濾阻力較小，過濾效率高。2.1.2過濾器結(jié)構(gòu)復(fù)合型袋式精細過濾器設(shè)計采用立式結(jié)構(gòu)，是一種壓力式過濾裝置，主要有過濾筒體、過濾筒蓋和快開機構(gòu)、不銹鋼濾袋加強網(wǎng)等主要部件組成，過濾器加上搖臂裝置，能快速 方便的開啟上封頭。上封頭和筒體采用法蘭連接，能更好的防止側(cè)漏，下封頭與筒體采用 焊接

29、連接。筒體內(nèi)部的過濾裝置進行單獨設(shè)計能更好的利用空間，提高單位過濾面積的處 理量，過濾效率高。根據(jù)需求選擇合適的支腳，對抗震有很大的幫助。2.1.3過濾器工作原理復(fù)合型袋式精細過濾器是一種結(jié)構(gòu)新穎、體積小、操作簡便靈活、節(jié)能、高效、密閉 工作、適用性強的多用途過濾設(shè)備。復(fù)合型袋式精細過濾器常設(shè)置在壓力過濾器之后，用 于去除液體中細小的微粒，以滿足后續(xù)工序?qū)M水的要求。濾液由過濾機外殼的旁側(cè)入口 管流入濾袋，濾袋本身是裝置在加強網(wǎng)籃內(nèi)，液體滲透過所需要細度等級的濾袋即能獲得 合格的濾液，雜質(zhì)顆粒被濾袋攔截，從而達到固液分離。該機更換濾袋十分方便，過濾基 本無物料消耗。2.1.4過濾器有關(guān)設(shè)計參數(shù)

30、該過濾器工作壓力為0.5MPa,設(shè)計壓力為0.6MPa,工作溫度為25C,設(shè)計溫度為80C。 主要受壓元件材質(zhì) 06CrNi10，牌號S30408H，標準NB/T47010-2010。設(shè)備最大處理量為 145m3 /h,過濾精度為5ym,濾件材質(zhì)為聚酯，過濾面積3m2。2.2過濾器的特性2.2.1主要特征(1) 設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，占用工作液少，減少投資運營成本；(2) 過濾量大，壓降小，過濾精度高，性能穩(wěn)定，濾袋清洗周期長，濾袋可重復(fù)使 用；袋式過濾器采用積木式裝卸，固定壓緊裝置，密封性能好，這樣對清洗修理方 便，節(jié)省維修成本。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(論文)通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計

31、（論文）2.2.2安裝步驟1、徹底清洗過濾器殼體。2、外殼進出口與過濾系統(tǒng)管路相連，連接時注意方向，確 保濾芯為外側(cè)進水、內(nèi)側(cè)出水狀態(tài)。3、將濾芯開口一端的塑料袋打開，檢查 O形圈是否完 好、就位。4、用合適的的濕潤劑（例如水）濕潤O形圈和濾芯座插孔。5、手握濾芯靠近O形 圈的一端，垂直將濾芯插口完全插入濾芯座插孔。6將所有的濾芯插好后，去掉濾芯包裝袋，再扣上壓板固定，然后將金屬罩殼安裝好。7、打開外殼頂部的放氣閥。8稍微打開入口閥，使液體進入殼體，直到液體從殼體頂部的放氣閥益出，此時關(guān)閉放氣閥。9、緩慢調(diào)節(jié)打開下游出口閥，直至完全打開。10、緩慢調(diào)節(jié)打開入口閥，直至完全打開此時 過濾器上、下

32、游之間的壓力降為0.02Mpa（確定流量下的初始壓降）。2.2.3應(yīng)用在化工石油領(lǐng)域：可以過濾潤滑油、航煤等油品、分離從苯中的聚合物、回收催化劑、 過濾催化油漿、過濾開桶后的原料、成品灌裝前的保安過濾、攔截碳墨和助濾劑、濾清樹 脂、丙烯酸和黏膠乳劑、泵前保護 。在涂裝行業(yè)：電泳漆過濾、超濾的保護過濾、脫脂工藝過濾、磷化液體的過濾、電泳 漆除油、過濾清洗液、過濾金屬漆、清漆等。在樹脂涂料油墨行業(yè)：樹脂等原料過濾、清除涂料中的纖維、凝膠、過濾溶劑、過濾 研磨細度不達標顆粒、清除混合反應(yīng)后的顆粒雜質(zhì)、清除膠性涂料的凝結(jié)塊、清除涂料中 的油份。食品飲料行業(yè)：攔截造糖中的碳墨和助濾劑、食用油拋光、灌裝前

33、的保安過濾、各種 工藝用水、糖漿等原料的過濾、去除調(diào)和工藝中產(chǎn)生的雜質(zhì)、濾除飲料中的懸浮物、沉積 物。在水處理和膜工業(yè)：HVAC系統(tǒng)凈化、清除水管中的水垢或鈣化物、原水的濾清、過 濾處理廢水的化學(xué)品、超濾膜、RO膜的前置保護、阻攔絮狀物、膠狀物、膜法提純液的預(yù) 過濾、攔截離子交換樹脂。2.3過濾器的參數(shù)計算2.3.1內(nèi)筒體內(nèi)壓計算（1） 計算條件 計算壓力Pc=0.6MPa,設(shè)計溫度t=80C，內(nèi)徑 Di=500mm，材料為 0Cr18Ni9（板材），試驗溫度許用應(yīng)力c =137.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 J =137.00MPa， 試驗溫度下屈服點 c=205.00MPa，鋼板負偏差 C1

34、=0.60mm,腐蝕裕量 C2=0.00，焊接接 頭系數(shù)=0.85名義厚度5i=5mm。（2） 厚度計算計算厚度可按下列公式計算：PcDi2 tPc0.6 5002 137 0.85 0.60mm1.29mm(2.1)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型：液壓試驗(2.2)有效厚度e n C1 C25 0.60 0mm 4.4mm優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（

35、論文）試驗壓力值計算公式如下:優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)(2.3)(2.4)(2.5)(2.6)(2.7)2 e24.4 137 0.85PwMPa 2.03MPa(Die)500 4.4設(shè)計溫度下計算應(yīng)力：t Pc(Die)0.75(500 4.4)MPa 42.99M Pa2 e2 4.4(3)壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力計算公式如下：校核條件 J結(jié)論：合格2.3.2內(nèi)筒封頭內(nèi)壓計算(1) 計算條件 計算壓力Pc=0.6MPa,設(shè)計溫度t=80°C，內(nèi)徑 Di=500mm，曲面高 度hi=125mm,材料為0Cr18Ni9 (板材)，

36、試驗溫度許用應(yīng)力t =137.00MP,設(shè)計溫度許 用應(yīng)力 Tt =137.00MPa,鋼板負偏差 C1=0.50mm,腐蝕裕量C2=0.00,焊接接頭系數(shù) =1.00。(2) 厚度計算形狀系數(shù)137Pt 1.25Pr 1.25 0.6 MPa 0.75MPat137壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平罰t 0.90 s 184.50MPa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力PT(Die) 0.75 (500 4.4) RTM Pa 50.57M Pa2 e2 4.4 0.85因為(5T< T 所以校核合格K丄622 Di 2hi1262500d12 125(2.8)計算厚度KPcDi1 0.6500mm 1.1

37、0mm(2.9)2 t 0.5Pc 2137 0.850.500.60有效厚度e n C1 C2 5 0.50 0mm 4.5mm(2.10)最小厚度min=2.00mm名義厚度n=5.00mm結(jié)論：滿足最小厚度要求(3) 壓力計算最大允許工作壓力Pwt2 e1 5005 0.5 4.5 MPa 2.45M Pa(2.11)KDi 0.5 e結(jié)論：合格2.3.3法蘭計算(1)計算條件設(shè)計壓力p=0.60MPa,計算壓力Pc=0.60MPa,設(shè)計溫度t=80C。殼體的許用應(yīng)力qn=137.0MPa, ：=137.0MPa,材料名稱 0Cr18Ni9。法蘭的許用應(yīng)力Qn=137.0MPa,：=11

38、9.8MPa,螺栓的許用應(yīng)力dn=117.0MPa, ：=108.0MPa,材料名稱35。螺栓公稱 直徑dB=20.0mm,螺栓根徑dd=17.3mm,數(shù)目為20個。墊片結(jié)構(gòu)尺寸 Di=510.0mm, Db=590.0mm,D 內(nèi)=504.0mm, Do=630.0mm, D 外=544.0MPa, l=8.0mm，如圖2.1所示。(2)螺栓受力計算預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Wan bDy = 504297.3N操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 WPWp = Fp + F = 183130.0N所需螺栓總截面積AmAm = max (Ap ,Aa ) = 4310.2mm2實際使用螺栓總截面

39、積 Abd2Ab =n根2=4698.0mm(2.12)(2.13)(2.14)(2.15)墊片最小寬度 NminNmin =:Abb :=4.4(2.16)6.28yDG(3)彎矩計算外壓Mp力矩計算Mp :=Fd (Ld -Lg )+Ft(Lt-Lg )(2.17)內(nèi)壓Mp力矩計算Mp :=Md+Mg+Mt(2.18)式(2.17)中 Fd = 0.785Dfpc= 122507.1N, Ld= 0.5(DbQ)= 40.0mm, Lg= 0.5 ( Db - Dg )=31.0mm, Ft = F-Fd = 8799.6N, Lt= 35.5mm。式(2.18)中 Fg = Fp = 5

40、1730.6N, Mg= Fg Lg = 1603678.1N.mm, Md= Fd Ld = 4900284.0Nmm, Mt= Ft Lt = 312389.0N.mm。由式(2.18)計算可得：Mp = 6816351.0N mm越緊力矩Ma計算Ma= WLg( 2.19)式(2.19)中 W=Wa= 526980.1N, Lg= 0.5 ( Db - Dg ) = 31.0mm。由式(2.19)計算可得：Ma= 16336671.0Nmmfn46.7mm計算彎矩 Mo= Mp 與 Ma ； f 中大者，可得 Mo=14279681.0Nmm。(4)螺栓間距校核實際間距DbL92.7mm

41、(2.20)n最小間距Lm in46.0mm(2.21)最大間距Lmax“6 f(2.22)2dB (m 0.5)116.8mm(5)輸入法蘭厚度 岔=48.0 mm,法蘭應(yīng)力校核，如表2-1所示 表2-1法蘭應(yīng)力校核計算值許用值剪應(yīng)力校核結(jié)論W141.11MPaDil10.8n校核合格W)214.29MPaDil2 0.8校核合格(7)計算結(jié)果(2.23)結(jié)論：校核合格2.3.4開口補強計算(1)接管N1、N2計算條件接管N1、N2的補強計算，計算方法按照 GB150-1998等面積補強法，如圖2.2所示。 計算壓力pc=0.6MPa,設(shè)計溫度=80E，殼體型式為圓形筒體，殼體材料名稱及類型

42、為 0Cr18Ni9 板材。殼體開孔處焊接接頭系數(shù)(1=0.85,殼體內(nèi)直徑 Di=500mm,殼體開孔處名義厚度 an=5m m,殼體厚度負偏差 C1=0.5m m,殼體腐蝕裕量 C2=0m m,殼體材料許用應(yīng)力 (jt=137MPa。接管實際外伸長度為150mm,接管實際內(nèi)伸長度為0mm,接管焊接接頭系數(shù)為1,接 管腐蝕裕量為0,接管厚度負偏差 C1t =0.562mm,接管材料許用應(yīng)力=137MPa,接管材 料名稱及類型為0Cr18Ni9管材。圖2.2接管簡圖1(2)接管N1、N2的開孔補強計算，如表2-2所示表2-2開孔補強計算1參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)額殼體計算厚度S1.291mm接管計算厚度

43、St0.176 mm補強圈強度削弱系數(shù)frr0接管材料強度削弱系數(shù)fr1開孔直徑d81.12mm補強區(qū)有效寬度 B162.2 mm接管有效外伸長度 m19.11mm接管有效內(nèi)伸長度 h20 mm開孔削弱所需的補強面積 A104.8mm2殼體多余金屬面積 A12260.3 mm接管多余金屬面積 A2143.8mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積A320.25 mm2因為A1+A2+A3=424.3 mm2，大于A，所以不需另加補強。結(jié)論：補強滿足要求，不需另加補強。(3)接管N3計算條件接管N3的開孔補強計算，計算方法按照 HG20582-98等面積補強法，如圖2.3所示， 計算條件如下。計算壓力 pc=0

44、.6MPa，設(shè)計溫度=80E，殼體型式為橢圓形封頭，殼體材 料名稱及類型為0Cr18Ni9板材。殼體開孔處焊接接頭系數(shù)(|=1,殼體內(nèi)直徑Di=500m m,殼體開孔處名義厚度 =5mm, 殼體厚度負偏差 C1=0.5mm,殼體腐蝕裕量 C2=0mm,殼體材料許用應(yīng)力(Jt=137MPa0優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(論文)通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）橢圓形封頭長短軸之比為2,接管實際外伸長度為120mm,接管實際內(nèi)伸長度為0mm, 接管焊接接頭系數(shù)為1,接管腐蝕裕量為0,接管厚度負偏差C=0.438mm,凸形封頭開孔 中心至封頭軸線的距離為160mm,接管軸線與殼體表面法線的夾角為 2

45、2.61度，接管材料 許用應(yīng)力（jt=137MPa,接管材料名稱及類型為0Cr18Ni9管材。（4）接管N3的開孔補強計算，如表2-3所示表2-3開孔補強計算2計算截面圖示截面計算截面與圖示成90度的截面應(yīng)力校正系數(shù) F1應(yīng)力校正系數(shù) F1開孔直徑d30.22mm開孔直徑d27.88mm補強區(qū)有效寬度 B60.43mm補強區(qū)有效寬度 B55.75mm開孔削弱所需的補強面積A29.81mm2開孔削弱所需的補強面積A27.5mm2殼體多余金屬面積 A1106.2mm2殼體多余金屬面積 A197.94mm2接管多余金屬面積 A259.33mm2接管多余金屬面積 A259.33mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積

46、A3212.25mm補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積A3212.25mm圖示截面計算結(jié)果 A什A2+A3+A4 =177.7mm2與圖示成90度的截面計算結(jié)果A什A2+A3+A4 =169.5mm2計算截面的校核結(jié)果都合格。結(jié)論：補強滿足要求，無需另加補強。2.4過濾器部件設(shè)計2.4.1封頭設(shè)計封頭是壓力容器重要的受壓元件，其質(zhì)量直接關(guān)系到壓力容器的安全性。自60年代開始，我國陸續(xù)制定了一些封頭標準，有的業(yè)已經(jīng)過修訂，如按結(jié)構(gòu)型式分類的JB576-95碟形封頭、JB/T4737-95橢圓形封頭、JB/T4738-9590°折邊錐形封頭、JB/T4739-9560°折邊錐形封頭和按成形方式

47、分類的JB/T4729-94旋壓封頭。這些標準對我國壓力 容器用封頭的設(shè)計、制造、檢驗和驗收，都起到過十分重要的作用，但也存在著分類方法 不統(tǒng)一、標準內(nèi)容相互不協(xié)調(diào)等問題。壓力容器封頭的用途十分廣泛，它是在石油化學(xué)工 業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國民經(jīng)濟的各個部門都起著重要作用的設(shè)備。根據(jù)GB/T25198-2010壓力容器封頭選擇合適的封頭5。本標準的適用范圍如下：1、本標準規(guī)定了鋼制以及鋁、鈦、銅、鎳及鎳合金制壓力容器用封頭的制造、檢驗 與驗收要求，以及常用的封頭型式與基本參數(shù)。2、本標準適用于整板、拼板采用沖壓、旋壓、卷制以及分瓣成形的壓力容器用半球 形、橢圓形、蝶形、球冠形、平底形和錐形

48、封頭。3、常壓容器及其他承壓設(shè)備用封頭的制造、檢驗與驗收要求可參照本標準執(zhí)行。 根據(jù)圭寸頭的計算，圭寸頭壁厚選擇5mm，運用AutoCAD畫出三維圖，如圖2.4所示。圖2.4上封頭與下封頭2.4.2法蘭設(shè)計壓力容器法蘭是壓力容器的常用部件，是連接各種壓力容器部件的基本元件，廣泛地 用于石油化工、電力、原子能、輕工等工業(yè)領(lǐng)域。對于容器而言，壓力容器法蘭應(yīng)該是一個組件，包括法蘭、墊片和連接螺栓或螺柱以 及螺母，其作用是使不同的受壓元件組合在一起，同時保證連接部位不產(chǎn)生泄漏。壓力容 器法蘭，法蘭連接的主要失效形式為接頭的剛度失效，其外部表現(xiàn)形式為泄漏。壓力容器 內(nèi)部的介質(zhì)具有高溫、高壓的特點，同時具

49、有易燃、易爆的特性或毒性，一旦產(chǎn)生泄漏， 將發(fā)生嚴重的次生災(zāi)害，嚴重威脅壓力容器木體和周圍設(shè)備以及人員的安全。因此容器法 蘭的設(shè)計和選用應(yīng)優(yōu)先考慮的因素是整體密封性能。法蘭是一種盤狀零件，法蘭都是成對使用的，在管道工程中最為常見。在管道工程中, 法蘭主要用于管道的連接。在需要連接的管道，各種安裝一片法蘭盤，低壓管道可以使用 絲接法蘭，4公斤以上壓力的使用焊接法蘭。水泵和閥門，在和管道連接時，這些器材設(shè) 備的局部，也制成相對應(yīng)的法蘭形狀，也稱為法蘭連接。根據(jù)JB47004007-2000壓力容器法蘭選擇合適的法蘭，本標準適用范圍如下：1、本標準規(guī)定了壓力容器法蘭的分類、規(guī)格，法蘭、螺柱、螺母的材

50、料及墊片的匹 配，各級溫度下的最大允許工作壓力，技術(shù)要求以及標記。2、本標準適用于公稱壓力 0.256.40MPa,工作溫度-70450C的碳鋼、低合金鋼制壓 力容器法蘭。本文的設(shè)計壓力為0.6MPa,設(shè)計溫度為80C，材料選擇0Cr18Ni9。按設(shè)計要求選擇 JB/T4701 2000甲型平焊法蘭，密封面結(jié)構(gòu)型式選擇凹凸密封面如圖2.5所示。運用AutoCAD三維建模建模如圖2.6所示。圖2.5凹凸密封面圖2.6甲型平焊法蘭243搖臂式吊桿設(shè)計搖臂式吊桿的墊板和支承板與筒體焊接固定，利用耳環(huán)、銷軸、開口銷和活節(jié)螺栓將 上封頭與吊桿連接，在需要開啟設(shè)備時利用導(dǎo)向套的導(dǎo)向作用，推動彎桿即可開始設(shè)

51、備法 蘭。管帽、接管和長半徑彎頭采用焊接，使用60X5規(guī)格。加強筋使用 32XJ很好的加強接管強度。螺母和墊片分別查找GB95-85與GB6170-86。此裝備降低了人工成本，濾袋更 換非常便捷，富有人性化的設(shè)計大大提高了本設(shè)計的使用性能。運用AutoCAD三維建模完成搖臂式吊桿組合件的設(shè)計，如圖 2.7所示。圖2.7吊桿244筒體設(shè)計根據(jù)GB24511-2009承壓設(shè)備不銹鋼鋼板及鋼帶選擇合適的鋼板，本標準適用范圍如下：本標準規(guī)定了承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板及鋼帶的分類和代號、尺寸、外形及允許偏差、 技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標志及產(chǎn)品質(zhì)量證明書等內(nèi)容。本標準適用于寬 度不小于600mm

52、的承壓設(shè)備用熱軋、冷軋不銹鋼鋼板及鋼帶（含卷切鋼板）。為了使壓力容器上焊縫分布均勻、避免焊接殘余應(yīng)力相互疊加，有關(guān)壓力容器規(guī)程中 對焊縫的數(shù)量和布置做了具體的規(guī)定。（1）筒體拼接時，最短筒節(jié)的長度：對于中低壓鍋爐不應(yīng)小于 300mm，對于高壓鍋 爐不應(yīng)小于600mm；每節(jié)筒體，縱向焊縫的數(shù)量：筒體內(nèi)徑 Di < 1800m時，拼接焊縫不多 于2條，Di > 1800mm時，拼接焊縫不多于3條；每節(jié)筒體兩條縱焊縫中心線間的外圓弧長，優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯2013年機械設(shè)計專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）對于中低壓鍋爐不應(yīng)小于300mm,對于高壓鍋爐不應(yīng)小于600mm；相鄰?fù)补?jié)的縱向焊縫

53、應(yīng) 相互錯開，兩焊縫中心線間的外圓弧長不得小于鋼板厚度的3倍，且不得小于100mm。(2) 封頭和管板應(yīng)盡量用整塊鋼板制成。 如必須拼接，封頭、管板的內(nèi)徑Di <2200mm 時，拼接焊縫不多于1條，Di >2200mm時，拼接焊縫不多于2條；封頭拼接焊縫離封頭中 心線距離應(yīng)不超過0.3Di，并不得通過扳邊人孔，且不得布置在人孔扳邊圓弧上；管板上整 條拼接焊縫不得布置在扳邊圓弧上，且不得通過扳邊孔；由中心圓板和扇形板組成的凸形封頭，焊縫的方向只允許是徑向和環(huán)向的。徑向焊縫之間的最小距離應(yīng)不小于壁厚的3倍，且不小于100mm。(3) 爐膽拼接焊縫的要求同于筒體。U形下腳圈的拼接焊縫必

54、須徑向布置，兩焊縫中 心線間最短弧長不應(yīng)小于300mm。(4) 管子對接焊縫不應(yīng)布置在管子的彎曲部分。對于中低壓鍋爐，受熱面管子直段 上的對接焊縫的中心線至管子彎曲起點(或鍋筒、集箱外壁，或管子支架邊緣)的距離。 至少為50mm，對高壓鍋爐，上述距離至少為70mm；鍋爐范圍內(nèi)管道焊縫中心線至管道彎 曲起點之間的距離不應(yīng)小于管道的外徑，且不小于 100mm；受熱面管子直段上，對接焊縫 間的距離不得小于150mm。(5) 受壓元件主要焊縫及其鄰近區(qū)域，應(yīng)避免焊接零件。如不能避免時，焊接零件 的焊縫可穿過主要焊縫，而不要在焊縫及其鄰近區(qū)域中止。(6) 開孔、焊縫和轉(zhuǎn)角要錯開。開孔邊緣與焊縫的距離應(yīng)不

55、小于開孔處實際壁厚的3倍，且不小于100mm。在凸形封頭上開孔時，孔的邊緣與封頭周邊間的投影距離應(yīng)不小于 封頭外徑的10%。開孔及焊縫不允許布置在部件轉(zhuǎn)角處或扳邊圓弧上，并應(yīng)離開一定距離。根據(jù)設(shè)計的筒體長度為1484m m,兩板焊接時應(yīng)錯開焊縫線。按照計算筒體結(jié)果，選擇筒體壁厚為5mm，筒體開口方位圖見總圖，三維建模如圖2.8 所示。圖2.8筒體2.4.5復(fù)合濾筒設(shè)計濾筒，是一種用來進行過濾的筒狀元件，濾筒一般分為用來過濾液體狀介質(zhì)的濾筒和 過濾氣體狀介質(zhì)的濾筒，通常我們所指的濾筒大多是用來過濾空氣的， 稱之為空氣濾筒（以 下簡稱濾筒）。過濾液體是主要是用各種目數(shù)的金屬絲網(wǎng)，除去液體中的雜質(zhì)。濾筒屬于 表面過濾元件，它是利用濾材表面形成的微小透氣組織阻擋掉空氣中的粒狀物質(zhì)。常見濾筒的濾料有木漿纖維濾紙，紡粘法聚酯纖維無紡布，金屬絲網(wǎng)，其中聚酯無紡 布可以進行覆膜，防油防水，防靜電處理。濾筒的用途：用于礦業(yè)、石油、化工、食品、醫(yī)藥、機械制造等行業(yè)。擠出機