【導(dǎo)讀】驗(yàn)設(shè)計(jì)了一臺(tái)帶寬為1500mm的帶式壓濾機(jī)。對(duì)脫水工藝上的重力脫水區(qū)、楔形脫水區(qū)、設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有輥系設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、糾偏機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、張。滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)、鏈輪設(shè)計(jì)。本低、實(shí)用性強(qiáng)的帶式壓濾機(jī)。

　　

【正文】 然還沒有形成濾餅并且仍然具有一定的流動(dòng)性，但是已經(jīng)完全可以經(jīng)受來(lái)自兩條濾帶施加給其的合理壓榨力。之所以稱合理壓榨力，是因?yàn)槿绻麎赫^(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得不合理，也完全可能造成污泥在接受 逐漸增加的擠壓力的過(guò)程中，形成污泥受壓擴(kuò)散和濾水過(guò)程不協(xié)調(diào)而外泄 “跑泥”。所以壓榨區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣也將對(duì)帶式壓濾機(jī)處理量產(chǎn)生直接影響。 1．輥徑變化的影響。若壓榨輥曲率半徑均勻遞減，則各輥單位面積上的正壓力均勻遞增，即 污泥所受的擠壓力和剪切力由低向高均勻、平穩(wěn)過(guò)渡，這樣可以有效地避免由于壓力突變?cè)斐傻摹芭苣唷爆F(xiàn)象。為此，應(yīng)盡可能做到相鄰兩輥徑之差為接近等值的降徑設(shè)計(jì)。 2．包角變化的影響。濾帶對(duì)各輥的包角趨近等梯度增加，使得污泥在壓榨段內(nèi)一直處于穩(wěn)定遞增的受壓狀態(tài)，既可以保證提高處理量的穩(wěn)定性又可以最大限度地降低泥餅含水率。為此，應(yīng)盡可能采用壓力由低向高的輥筒包角趨近等差數(shù)列增加的設(shè)計(jì)思路。 3．相鄰兩輥中心距的影響。壓榨輥系中相鄰兩輥中心距的合理布局，可以最大限度地降低壓榨段濾帶做無(wú)用功的長(zhǎng)度，以盡可能地防止“漏泥”現(xiàn) 象的產(chǎn)生而影響處理量。為此，應(yīng)力求達(dá)到相鄰兩輥中心距最短的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。輥徑、包角和中心距是互為關(guān)聯(lián)的三個(gè)指標(biāo)，在實(shí)踐中應(yīng)以輥徑為基準(zhǔn)與包角和中心距兩指標(biāo)進(jìn)行平衡設(shè)計(jì)，以求得帶式壓濾機(jī)設(shè)計(jì) 21 相對(duì)的最佳設(shè)計(jì)方案。對(duì)此，日本石川島播重工業(yè) (株 )在特開昭 58－ 2959專利中提出一種輥筒間距關(guān)系 [11]。 壓濾機(jī)壓榨輥間布置關(guān)系： 1．兩輥間距關(guān)系： 122 1 ?? （ 34） 2．兩輥垂直間距關(guān)系 : 1203DDH ??? （ 35） 式中： L —— 兩輥水平間距離， mm ； H —— 兩輥垂直間距離， mm ； 1D —— 前級(jí)脫水輥直徑， mm ； 2D —— 后級(jí)脫水輥直徑， mm 。 濾帶沖洗裝置 圖 濾帶清洗裝置原理圖 污泥脫水是通過(guò)濾帶編織的縫隙排泄濾液的，當(dāng)污泥經(jīng)過(guò)壓榨脫水后殘存在濾帶縫隙中的泥渣若不及時(shí)處理干凈，下一個(gè)脫水循環(huán)的濾液就無(wú)法透過(guò)濾帶排出，這樣勢(shì)必造成從濾帶兩側(cè)泄漏而無(wú)處理量可言。長(zhǎng)期的工程實(shí)踐證明：噴嘴出口處沖洗水流速保持在 6ms 左右，單個(gè)噴嘴流量 3 minL ，射流角度為 85 左右，在濾帶上形成的沖洗帶寬度為 80 90mm ，兩噴嘴射出的水流邊緣錯(cuò)位疊加為 15 25mm 時(shí) (見圖 3． 10)，其沖洗效果、耗水量、水泵電機(jī)功率等指標(biāo)的匹配相對(duì)最佳 [13]。 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 濾帶的選擇 濾帶透氣量選擇的合適與否對(duì)處理能力的提高起著至關(guān)重要的作用。透氣量過(guò)大容易造成壓榨段濾液渾濁，去除率降低。透氣量過(guò)小，重力區(qū)的排水效率低，處理能力直接受到影響，當(dāng)絮凝效果稍有下降時(shí)還有可能 在壓榨段出現(xiàn)擠壓“跑泥”現(xiàn)象。 通過(guò)在帶式壓濾機(jī)上對(duì)天津造紙網(wǎng)廠和沈陽(yáng)銅網(wǎng)廠生產(chǎn)的多種形式和型號(hào)的濾帶(如 2090 1770 2250 2250 6850 等 )所進(jìn)行的脫水試驗(yàn)和多年現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明，對(duì)各種處理介質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng)的透氣量指標(biāo)為 3800 0 100 0 mh。同時(shí)，選擇濾帶時(shí)還應(yīng)該考慮到濾帶編織結(jié)構(gòu)對(duì)沖洗效果的影響 (相同透氣量、不同編織結(jié)構(gòu)的濾帶對(duì)沖洗效果的影響不同 )和耐磨性、接頭形式 等 對(duì)濾帶壽命的影響等。 帶式壓慮機(jī)主要結(jié)構(gòu) 主要介紹帶式壓濾機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和組成部分 的作用及驅(qū)動(dòng)方案的確定。 簡(jiǎn)單介紹驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、 張緊裝置、糾偏裝置、壓榨棍、糾偏輥、清洗裝置、接水裝置、擋泥板、機(jī)架等。圖 是帶式壓濾機(jī)的總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 圖 帶式壓濾機(jī)主要結(jié)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 帶式壓濾機(jī)的動(dòng)力是由電機(jī) 無(wú)極變速器 減速機(jī)的組合方式來(lái)滿足動(dòng)力要求。 驅(qū)動(dòng)帶式壓濾機(jī)設(shè)計(jì) 23 機(jī)構(gòu)的 布置 方式主要有 立式和臥式兩種，減速機(jī)有渦輪蝸桿減速機(jī)和斜齒減速機(jī)在帶式壓濾機(jī)中應(yīng)用較多的兩種減速器。 組合式斜齒 渦輪蝸桿減速機(jī)，安裝方式有立 式 和臥式兩種方式。 二級(jí) 蝸桿減速機(jī)的直聯(lián) 傳動(dòng)，是由交流電機(jī) 摩擦盤無(wú)級(jí) 調(diào)速器 渦輪 減速直連兩級(jí)減速，實(shí)現(xiàn)濾帶速度的無(wú)極調(diào)節(jié)。 蝸桿減速機(jī)的輸出直聯(lián) 驅(qū)動(dòng)輥軸布局緊湊 ，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，承載能力強(qiáng)、振動(dòng)小、低噪音 。 底腳軸伸式安裝、組合型斜齒輪減速機(jī)，鏈傳動(dòng)與減速器的組合形式。 目前在濃縮脫水一體機(jī)應(yīng)用較廣。交流電機(jī) 摩擦盤無(wú)級(jí) 調(diào)速器 斜齒硬齒面 減速器， 通過(guò) 滾子 鏈 來(lái) 傳動(dòng)的方式。 組合型斜齒輪減速機(jī) 具有結(jié)構(gòu)緊湊、 體積小、傳動(dòng)平穩(wěn)、裝配精 度高、調(diào) 速范圍大、 承受過(guò)載能力強(qiáng)、 傳動(dòng)效率高、 使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 減速機(jī)依據(jù)機(jī)型、應(yīng)用場(chǎng)合以及對(duì)調(diào)速范圍的要求來(lái)選擇。本次設(shè)計(jì)的帶式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，要求組合式減速機(jī)安裝 方式是臥式，綜合性能好，性價(jià)比高?？梢钥闯鰞烧邷p速機(jī)都滿足驅(qū)動(dòng)性能要求，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇底腳軸伸式安裝、組合型斜齒輪減速機(jī)。 張緊裝置 對(duì)于不同性質(zhì)的污泥，要求濾帶的張緊力能夠調(diào)節(jié)。濾帶張緊拉力常用氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通常采用氣缸撐緊方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)減壓閥，改變氣體的壓力即可調(diào)整濾帶的拉力。采用氣動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，氣體減壓閥的壓力一般在 之間調(diào)節(jié)，常用的張緊氣壓在 。 糾偏裝置 采用電 氣濾帶 自動(dòng)糾偏系統(tǒng)。在上、下濾帶的兩側(cè)設(shè)有機(jī)動(dòng)換向閥，當(dāng)濾帶脫離正常位置時(shí)，將觸動(dòng)換向閥桿，接通閥內(nèi)氣路，使糾偏氣缸帶動(dòng)糾偏滾運(yùn)動(dòng)，在糾偏輥的作用下，使濾帶恢復(fù)原位。氣動(dòng)調(diào)偏具有動(dòng)作平穩(wěn)可靠、靈敏度高、維修方便、無(wú)污染等特點(diǎn)。 正常工作時(shí)，濾帶允許偏離中心線兩邊 10 15mm ， 超過(guò) 15mm 時(shí)，濾帶矯正裝置開始工作，調(diào)整濾帶的運(yùn)行。如果矯正裝置失靈，濾帶得不到調(diào)整，當(dāng)濾帶偏離中心位置超過(guò) 40mm 時(shí)，保護(hù)裝置 使設(shè)備自動(dòng)停機(jī)報(bào)警。 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 傳動(dòng)輥、壓榨輥及糾偏輥 帶式壓濾機(jī)具有各種不同直徑的棍，其結(jié)構(gòu)形式相似。本次設(shè)計(jì)采用的是材質(zhì)為304 0Cr18Ni9（ ）不銹鋼的無(wú)縫鋼管，兩端焊接軸頭，一次加工而成 。驅(qū)動(dòng)輥 和糾偏輥為增加摩擦力，在外表面襯膠。為了保持濾帶在運(yùn)行中的平穩(wěn)性，設(shè)備安裝后，所有輥?zhàn)又g的軸線應(yīng)平行，平行度不得低于 1184GB 形狀和位置公差中 未注明公差等級(jí)規(guī)定的10 級(jí)精度 [9]。 機(jī)架 機(jī)架是采用 槽鋼、方鋼、角鋼、鋼板等型材焊接而成。其主要作用是安裝傳動(dòng)裝置和各個(gè)工作部件，起到定位和支持的作用。對(duì)機(jī)架的要求， 除了要有足夠的強(qiáng)度和剛性之外還要求有較高的耐腐蝕能力 。 濾帶的沖洗裝置 濾帶經(jīng)卸料裝置卸去濾餅后，上、下濾帶必須清洗干凈，保持濾帶的透水性，以利于脫水工作的連續(xù)運(yùn)行，對(duì)于粘性大的污泥，要求沖洗水壓必須大于 。清洗水管上要裝有等距的噴嘴，噴出的水呈扇形，有利于減小水的壓力損失。 本章小結(jié) 本章介紹帶式壓濾機(jī)的主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)，分析壓榨過(guò)濾的機(jī)理，比較各種典型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)符合本 次設(shè)計(jì)要求的結(jié)構(gòu)。 帶式壓濾機(jī)設(shè)計(jì) 25 4 帶式壓濾機(jī)性能分析和技術(shù)要求 設(shè)計(jì)的前提條件 污泥濃縮脫水效果良好 帶式壓濾機(jī)脫水分為絮凝濃縮脫水和機(jī)械脫水兩個(gè)過(guò)程，絮凝濃縮脫水主要由絮凝藥劑 聚丙烯酰胺 氨（簡(jiǎn)稱 PAM）在絮凝攪拌反應(yīng)器來(lái)完成。假設(shè)絮凝效果良好包括： （ 1） 藥劑與污泥混合后擴(kuò)散效果好、絮體生長(zhǎng)快； （ 2） 反應(yīng)時(shí)間設(shè)計(jì)合理，絮體凝結(jié)力強(qiáng)、承壓性好； （ 3)攪拌線速度設(shè)計(jì)合理，游離水析出效果好。 （ 4） 轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)合理，脫水效果良好； 濾帶沖洗情況良好 由水泵送來(lái)的水通過(guò)噴嘴以較高 壓力噴射在上、下濾帶上，將殘留在濾帶上的污泥沖洗掉，使濾帶在循環(huán)使用中保持透水性能。采用濾帶反向沖洗，上、下濾帶皆實(shí)現(xiàn)了反沖洗，殘存于濾帶上的污泥不用透過(guò)濾帶編織層即可輕易沖洗掉，保證了下一工作循環(huán)的重力脫水效果，同時(shí)降低了泵的功率。 濾餅具有可壓縮性 濾餅假設(shè)為可壓縮性濾餅，就意味著一般情況下，不發(fā)生跑泥現(xiàn)象，使系統(tǒng)穩(wěn)定，這樣就可以對(duì)濾餅進(jìn)行理論上的分析和推導(dǎo)。 各脫水區(qū)理論分析 ．重力脫水區(qū) 帶式壓濾機(jī)的重力脫水，主要依靠重力脫去漿料中的自由水和游離水。由于帶式壓濾機(jī)的特殊性，在重力 脫水時(shí)一部分水的過(guò)濾按沉降過(guò)濾計(jì)算，而另一部分在過(guò)濾時(shí)幾乎沒有濾餅的阻力，這部分只需要克服過(guò)濾介質(zhì)阻力。 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 ．預(yù)壓壓榨脫水區(qū) 用過(guò)濾方式脫去毛細(xì)水必須依靠濾帶產(chǎn)生的、施加在過(guò)濾介質(zhì)上的機(jī)械力。由可壓濾餅的過(guò)濾方程可知，過(guò)濾速率與濾餅的壓強(qiáng)降成正比。 ．剪切壓榨區(qū) 以上兩個(gè)脫水區(qū)的理論比較完善，和實(shí)際結(jié)合的也較好。剪切區(qū)的壓榨理論還不成熟，需要進(jìn)一步進(jìn)行理論上的分析研究。 推導(dǎo)過(guò)程及方程式見參考文獻(xiàn) [13]，由此過(guò)程得到的理論指導(dǎo)如下： 壓濾過(guò)程中，顆粒對(duì)流體的阻滯作用使得流體靜壓強(qiáng)沿流 動(dòng)方向降低，濾餅表面處最大，介質(zhì)表面處最?。豢紫堵蕿V餅表面最大，介質(zhì)表面最小。 帶式壓濾機(jī)的壓榨區(qū)壓力計(jì)算應(yīng)該充分考慮剪切力的影響。由于剪切力的作用，使得作用在濾餅上的最大壓力點(diǎn)，并不出現(xiàn)在濾帶與輥筒接觸的包圍區(qū)中心，也就是說(shuō)，濾帶施加在輥筒上的最大壓力并沒有預(yù)期想象的那么大，從而影響了帶式壓濾機(jī)的壓榨效果。 濾餅受擠壓力和剪切力的共同影響壓榨系數(shù)及孔隙率都發(fā)生了變化。擠壓作用導(dǎo)致濾餅孔隙率的下降，剪切力提高了壓榨系數(shù)。 提高過(guò)濾工作壓力，增加過(guò)濾時(shí)間，均可以提高濾餅過(guò)濾的效果，提高工作壓力是提 高過(guò)濾效果的最終要途徑和發(fā)展方向，為帶式壓濾機(jī)脫水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 帶式壓濾機(jī)性能指標(biāo)計(jì)算 帶式壓濾機(jī)的性能指標(biāo)處理能力，設(shè)備參數(shù)過(guò)濾面積、有效寬度的計(jì)算是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算的，在這里因?qū)嶋H條件不足不以計(jì)算。 帶式壓慮機(jī)處理能力的計(jì)算 處理能力是評(píng)價(jià)帶式壓濾機(jī)綜合性能的首要指標(biāo)。影響帶式壓濾機(jī)處理能力的因素很多，但主要體現(xiàn)在重力脫水區(qū)、壓榨區(qū)及其濾帶運(yùn)行速度、濾帶張力、輥徑 (大小、包角和中心距 )、濾帶 (透氣量 )選擇、加藥調(diào)理效果等方面，也是帶式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、帶式壓濾機(jī)設(shè)計(jì) 27 生產(chǎn)制造 等質(zhì)量的綜合體現(xiàn) [9]。 根據(jù)卡門過(guò)濾基本方程： 22 fRt VV PA PA?????? (） 式中： V —— 濾液體積， 3m ； t —— 過(guò)濾時(shí)間， s ； P —— 過(guò)濾壓力， ap ； A —— 過(guò)濾面積， 2m ； ? —— 濾液的動(dòng)力粘度， Pas ； ? —— 濾過(guò)單位體積濾液在過(guò)濾介質(zhì)上截留的干固體重量， 3/kgm ； ? —— 比阻，即濾餅的阻力，定義為單位過(guò)濾面積上單位于重濾餅所具有的阻力， 3/( )m kg m ； fR —— 過(guò)濾介質(zhì)的阻抗， 31m ； 由 ? 的定義可寫出下式： 0 f KfCQ? ?? () 式中： 0Q —— 進(jìn) 污泥 (處理 )量， 3m ； fQ —— 廠濾液量， 3m ； KC —— 濾餅中固體物質(zhì)的濃度， 3/kgm 。 根據(jù)液相平衡關(guān)系： 0 fKQ Q C?? () 根據(jù)固相平衡關(guān)系 ： 00 f f k KQ C Q C Q C??得： 00f KCCCC? ?? () 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 式中： 0C —— 進(jìn)原污泥中固體物質(zhì)濃度， g／ L； fC—— 濾液中固體物質(zhì)濃度 /gL，污泥脫水機(jī)系統(tǒng)一般要求固體回收率 95%? ，fC 數(shù)值很小，實(shí)際計(jì)算時(shí)可取 0fC? ； kQ —— 濾餅量， L 。 根據(jù)過(guò)濾生產(chǎn)率的定義，設(shè)過(guò)濾介質(zhì)得阻抗 0fR? ，則卡門過(guò)濾方程變?yōu)? 22t VV PA???? () 即： 22 2()V P tA ?? ?? 濾 液 面 積（ ） ＝過(guò) 濾 面 積 () 設(shè)濾餅干重為 W ，則 WV?? ， /VW?? 代入整理得： 122V P tA ?? ?? 濾 液 面 積 ＝ ()過(guò) 濾 面 積 () 帶式壓濾機(jī)處理量 L (以絕干污泥量計(jì)， 濾餅干重 )為： 122W PtLA ?????() () 對(duì)于城市污水廠污泥脫水系統(tǒng)，污泥經(jīng)加藥調(diào)理后，對(duì)于帶式壓濾機(jī)，實(shí)驗(yàn)室一般通過(guò)加藥調(diào)理后污泥的比阻抗 r 在 2(1 3) 10 /m kg? 。按環(huán)境溫度 20C 時(shí)，污泥的運(yùn)動(dòng)粘度： 。 利用 ()式計(jì)算時(shí)，對(duì)于帶式壓濾一體機(jī)應(yīng)分兩部 分計(jì)算：濃縮段和壓榨段。濃縮段屬重力過(guò)濾脫水，過(guò)濾壓力 P 按進(jìn)入濃縮段污泥的高度 (平均厚高度， 1 Pa? )計(jì)算，濃度 0C 為進(jìn)泥濃度， KC 為出濃縮段污泥濃度，一般可按為 8 10% （通過(guò)濃縮段重力脫水后，污泥基本失去流動(dòng)性時(shí)濃度）。過(guò)濾時(shí)間 t 按濃縮段長(zhǎng)度與濾