ACF自清洗过滤器设计计算书 b

1、设计计算书产品/项目名称：ACF全自动自清洗过滤器编制人/日期：2002-5-13审核人/日期：2002-6-3批准人/日期：2002-6-3仑基环保 为了不增加水流水阻，滤芯过水截面积应等于管子的截面积，即滤芯的直径应兀x20024=3.14x104mm2则DDn=16AduK=x3.14%1%x0.10 x700228mm等于公称通径（DDN如右图所示阴影部分的面积为管子公称通径的截面积。8寸管的公称通径为200mm,滤芯的直径为200mm8吋过滤机公称通径的截面积兀D2A=DNDN42.滤芯长度的确定2.1.根据HG/T21637-1991化工管路过滤器滤网流通面积应在1.52倍公称通径

2、截面积范围内取值，本项目取1.6。样机有一个圆过滤面，如右图所示:nxDxLxK=1.6ADNDN式中:K方孔筛网的开孔率为10%1.6AL=DNnxDxKDN经画图，调整比例，L取700mm。3.主管的确定滤芯直径圆整取230mm。同理可计算324寸滤芯直径和长度出入水口通径（寸）滤芯直径滤芯长度390300414030051604006200460823070010280900123601000144101200164601400185101600205601800226052000246552200规格3寸4寸5寸6寸8寸10寸12寸14寸出水口通径8010012515020025030

3、0350主管通径150200250300350400450500规格16寸18寸20寸22寸24寸出水口通径400450500550600主管通径55060065070075032主管壁厚的确定参考压力容器与化工设备使用手册上册，第2章：压力容器壳体与封头参考中国建筑标准设计研究所的标准图集除污器，刷式全自动过滤机主管与进出水口的尺寸与除污器主管与进出水口的尺寸一致。2-1-6)PDi2LqJ)式中：S计算厚度，mmDj圆筒的内直径，mmP设计压力，MPa；设计压力取最大级别工作压力P=1.6MPa0焊缝系数，取0=0.85U材料的许用应力，主管材料采用Q235-A,U=snn安全系数，取n=

4、1.5出入水管：S081.6x2002352xx0.851.6mm主管：S1.6x3502352xx0.851.5沁4.21mm出入水口通径（寸）出入水管壁厚（mm）主管壁厚（mm）30.510.9040.641.2050.801.5060.961.8081.282.10101.602.40121.922.70142.243.00162.563.30182.883.60203.203.90223.524.21243.844.510833主管堵板厚度的确定参考压力容器与化工设备使用手册上册，第2章：压力容器壳体与封头=DqW几卩Dc需2-6-5令王，認=p0.35GT5堵板的计算厚度p查表得九1

5、.12，查表2-6-4得0=1.23由于全自动过滤机的设计压力为1-6MPa,主管堵板近似为环形，所以匕为环形内外环的半径之差，8寸De等于75mm。沁6.44mm51.12x1.23x75x0.35%1.6p170 x0.85出入水口通径（寸）主管堵板壁厚（mm）33.0044.2955.3666.4386.43106.43126.43146.43166.43186.43206.43226.43246.43壁厚需要考虑的因素：计算壁厚、材料的自偏差、腐蚀裕度和磨损裕度，它取决于工作压力、直径、自偏差标准、防腐措施、生产工艺、使用寿命等：SS=S+C=S+C1+C2（2-1-1）S12式中：S

6、S设计壁厚（mm）SC一壁厚附加值（mm）q负偏差附加值，取q=0.5C2腐蚀裕度，取C2=2s管道强度的计算壁厚进出水管：S=1.6+0.5+2=4.1mmS08 主管：Ssog=2.8+O.5+2=5.3mm主管堵板：8=6.44+0.5+2=8.94mmp出入水口（寸）出入水管壁厚主管壁厚主管堵板壁厚33.013.405.5043.143.706.7953.304.007.8663.464.308.9383.784.608.93104.104.908.93124.425.208.93144.745.508.93165.065.808.93185.386.108.93205.706.408

7、.93226.026.718.93246.347.018.93参考电子水处理仪，取为出入水口（寸）出入水管壁厚主管壁厚主管堵板壁厚334644485451064510855101056101256101468101668101888102088102288102488104.刷子的确定由于结构原因，3寸刷毛直接种在驱动轴上，其余规格由框架和轴组成。经询问刷子厂，他们做的钢刷钢丝长2030mm,钢丝要比被刷桶体单边大23mm,材料为lCrl8Ni9Ti,钢丝直径有两种规格0.1mm、0.15mm。因此，过滤机不锈钢刷子的钢丝长取32mm，钢丝直径取0.15mm，栽种钢丝的板厚等于30mm。考虑结

8、构尺寸，框架的长度比滤芯长度少34mm（12吋、14吋少35mm），框架的宽度比滤芯直径少80mm5.电机功率的确定参考压力容器与化工设备使用手册下册，第2章：搅拌设备功率的计算。转动轴受力简图3-3-1)P+P+P+PsmnJKWP克服水阻损耗的功率，KWSP轴封处的摩擦损耗功率，KWmP刷子与滤网之间的摩擦损耗功率,KWnPt轴与花篮之间的摩擦损耗功率,KWn传动效率，0.75.1克服水阻损耗的功率的计算P=PkPn3D5KW（3-2-1）sOjp液体密度，Kg/m3k功率准数校正总系数PO功率准数n刷子转速，本项目选取15r/min,则n=0.25r/sDj刷子直径，mj5.1.1功率准

9、数和功率准数校正总系数功率准数PO与液体的雷诺系数（Re）及框架的尺寸有关。D2npj-Dj刷子直径，mn刷子转速,0.25r/sp水的密度,103kg/m3“水的粘度，10-3P&S出入水口通径（寸）刷子直径D.3J95414551656205823510285123651441516465 =D计算根据公式R出入水口通径（寸）RePo34556.251.644556.251.256806.251.1610506.2518132250.81018906.250.712324000.4814420250.421654056.250.421866306.250.422079806.250.422

10、21600030.2242265120.2e参考压力容器与化工设备使用手册下册，查表：锚式和框式搅拌器功率准数（p255）k=k-khakh高度系数，佇=o&hD+0.11/jka形状系数，k广089hD+0.11j出入水口通径（寸）k34.2196344.2196354.9769964.2979287.68769108.8401126.45269147.13218167.52974187.99794208.39386228.87114249.158215.1.2功率出入水口通径（寸）Ps(KW)30.00295640140.00295640150.00665739260.0133724168

11、0.040202975100.10862026120.27433777140.568086516161.074271379181.901443909203.171563898222.341417122243.584101915.2轴封处的摩擦损耗功率（采用填料密封）P=6.67d2h-nx10-9KWm0h填料密封圈总高度，3-3-2)d0轴径，mm。n刷子转速,15r/min参考框架式搅拌器，填料数量为3寸6圈，814寸7圈，16-24寸为8圈，考虑填料垫、压盖尺寸，h尺寸为出入水口通径（寸）H(mm)36x8+10=5845687x8+10=66107x10+10=801214168x12

12、+12=10818202224Pm计算数据出入水口通径（寸）Pm30.00752055840.00752055850.00752055860.00752055880.01056528100.015495744120.02001140.0242121160.042271125180.056278125200.090295125220.090295125240.0902951255.3刷子与滤网之间的摩擦损耗功率如右图所示，刷子放入滤芯时，不锈钢刷毛的变形看成一端固定，一端自由弹性变形；放入滤芯后，滤芯对刷毛继续保持大小相等、而方向与刷毛垂直的力保持弹性变形，近似看成细长杆失稳。根据欧拉公式兀2E

13、IP1j3兀d464P兀2EI兀3d4E1j(pl64P临界压力，N1jE弹性模量，210X109N/m2d单根不锈钢刷毛直径，0.15mm“长度系数，2l长度，25mm0.02N兀3d4E兀3X154X10-20X210X10964(pl)264x(2x25x10-3)2与刷子厂咨询，用0.15mm的钢丝制成的钢刷，一米长的钢刷大概有1.07x105根刷毛。出入水口通径（寸）P1j3642464258566984.481498101926122140142568162996183424203852224280244708nP=2兀xxMM二fPrn601j1f摩擦系数，0.2r1刷子的旋转半

14、径，mnfPrP=2kx-n60 x1000出入水口通径（寸）Pn30.0136071940.0136071950.0221746860.03168291480.05409278100.08315505120.1209528140.16530216160.21872298180.27684752200.34169166220.4098956240.487842965.4轴与花篮之间的摩擦损耗功率以8寸为例，初算刷子的重量:约9KgnP=2kxxMt60摩擦系数，0.2r2转动轴的旋转半径，0.02m215x0.2x9x0.02P=2kx=0.68x10-4KWt60 x1000轴与花篮之间的摩

15、擦损耗功率非常小，忽略不计。5.5电机功率的确定 P-t-smntsm-nM08出入水口通径（寸）PM(KW)30.03211219940.03211219950.04847017460.07010118580.139814713100.276361406120.553734093141.010134368161.780353979182.979426072204.804734244223.788810462245.549653327选用艾格瑞特减速电机查样本并参考同类型自动过滤机的电机功率：出入水口通径（寸）电机型号3TSAF48-Y0.25-4P-90-W2B4TSAF48-Y0.25-4

16、P-90-W2B5TSAF48-Y0.25-4P-90-W2B6TSAF48-Y0.25-4P-90-W2B8TSAF58-Y0.37-4P-91.84-W2B10TSAF68-Y0.75-4P-91.84-W2B12TSAF68-Y1.1-4P-91.96-W2B14TSAF78-Y1.5-4P-95.88-W2B16TSAF78-Y2.2-4P-95.88-W2B18TSAF88-Y4-4P-94.77-W2B20TSAF98-Y5.5-4P-93.27-W2B22TSAF72-Y11-4P-91.45-W2B24TSAF72-Y15-4P-91.45-W2B6.轴的校核：6.1.按扭转变

17、形校核（参考机械设计手册第二卷）按扭转强度计算：d二17.23T.*d轴的直径，mmT-轴所传递的扭距，Nmt材料的许用剪应力，Nmm216二42016二26.25b635/16=39.69查样本：过滤机轴输出的扭距为将各数带入公式可得：出入水口通径（寸）轴直径（mm）圆整轴直径（mm）326.2230426.2230526.2230626.2230830.05351038.04401243.13451448.51501654.84601866.03702073.4190Y=7350 xlymaxd4丫轴的许用扭转角，0/m。对于本项目为单跨轴:丫=10/m；Tmax轴传递的最大扭矩，按样本m

18、ax出入水口通径（寸）Y3s0.84440.84450.84460.84480.686100.815120.742140.693160.483180.455200.229丫=1/mmax所以选用正确。6.2.按强度条件校核maxWn16nt材料的许用剪应力，MPa,Itb16二42016二26.25Wn抗扭截面模量n16MT=nmaxmax兀D3出入水口通径（寸）Tmax317.55417.55517.55617.55816.641022.611223.151424.011620.081822.062014.27TVTmax满足要求7.键的计算按照样本，键宽出入水口通径（寸）B(mm)3848

19、58688101012121414141618182020252Th1k=（参考机械设计手册）pDk2l键的工作长度D电机驱动轴直径,mmh键的高度，mmT电机输出转距，NmmL键的全长b键的宽度出入水口通径（寸）l(mm)L=l+b(mm)查手册取L335.4343.4350435.4343.4350535.4343.4350635.4343.4350845.7155.71701071.0083.001001292.00106.0011014104.71118.7111016126.07144.0714018154.29174.2916020151.19176.191608.键的校核按剪切强度条件计算2rTDbl出入水口通径（寸）T(Mpa)315.50415.50515.50615.50811.431011.831211.951415.301611.261813.262011.34b键的宽度l键的工作长度，mm；D电机驱动轴直径，mm；T电机输出转距，Nmmt材料的许用剪应力，85MPa；t材料的许用剪应力，85MPa；所以满足要求。9.框架强度的校核I-I断面1)弯矩M1M=11592Pn3-3-32)Mx103厂o二+loJMPa(3-3-28)iW1P电机功率，KW；n转速，18r