折流板式双级过滤装置设计

陈孝玉，邓玉红，张　旭（.遵义师范学院工学院，贵州遵义56300；.遵义钛业股份有限公司，贵州遵义563004）



折流板式双级过滤装置设计

陈孝玉1，邓玉红2，张旭1
（1.遵义师范学院工学院，贵州遵义563002；2.遵义钛业股份有限公司，贵州遵义563004）

摘要：针对双程列管冷凝器水质要求及目前网式过滤器存在不易清洗、过滤网更换困难的缺陷，采用折流板式初、精两级过滤装置以及插板式固定安装方式，设计了折流板式双级过滤装置，并对装置功能实现进行了分析，研究结果及其在冷凝器上的应用表明：装置能够有效过滤杂质满足冷凝器用水要求，克服了以往过滤器存在的缺陷，并具有易制作、结构简单、操作方便等优点。关键词：折流；双级；插板式；过滤

工业用水常用作冷却液通入双程列管冷凝器中以冷却或冷凝流体，这种冷却方式对技术要求不高、且设备简单，在石油、化工、冶炼等行业有着广泛的应用。双程列管冷凝器由大量U型管网组成，冷凝器中冷却水管直径较小以增大散热面积从而增强冷凝效果，而工业用水含泥浆、石砂、铁锈或漂浮物等各种杂质，为了避免冷凝器发生堵塞，工业用水在通入双程列管冷凝器前需进行过滤处理。

目前，冷凝器用工业用水的过滤处理常采用网式过滤器，网式过滤器利用滤网直接拦截水中杂质，去除水体中的悬浮物、颗粒物、锈蚀等，以获得较为纯净的冷却水，具有结构简单、成本较低等优点。但目前所采用的网式过滤器存在滤网容易堵塞、更换困难、过滤装置不易清洗等缺点，导致生产效率较低。作者根据工业用水杂质的特点，针对目前网式过滤器存在的缺陷，设计了一种新型拆流板式双级过滤装置，该装置具有结构简单，过滤效率高、清洗方便等特点。

1折流板式过滤装置工作原理

折流板式过滤装置主要由沉降、过滤、排污系统组成。由于工业用水流量和水压较大，折流板式过滤装置沉降系统的主要作用是急剧减小水流动能，降低水流速度，同时改变水流方向，以便让大颗粒杂质迅速沉降；过滤系统的主要作用是过滤掉水中杂质，使水质满足工业使用要求，过滤系统由一级过滤和二级过滤两级构成，一级过滤的主要作用是首先进行杂质的初过滤，即过滤掉尺寸较大的杂质；二级过滤为精过滤，其作用是对粗过滤的水流进行再次过滤，根据过滤精度的要求，通常二级过滤比一级过滤的过滤精度高，采用粗、精两级过滤可以有效提高过滤装置的过滤效果。排污系统的主要作用是收集水中过滤的杂质，并在过滤装置清洗时能方便、快速地将杂质排出。图1为折流板式过滤装置过滤原理示意图。

图1过滤装置过滤原理示意图

2折流板式双级过滤装置结构设计

相对于其它工业用水（如锅炉用水等），冷凝器用水对于水质的要求并不高，主要是防止杂质进入冷凝器造成堵塞，故装置在满足过滤要求的同时应力求结构简单，成本低廉；为提高生产效率和减小劳动强度，滤网的清洗、维修、更换应力求简单、方便；同时，装置总体体积、质量不应太大，以便于搬运、安装。

2.1设计方案

（1）沉降装置

为减小进水的流速、压力并改变水流方向，使水向有利于杂质沉降的方向流动，快速沉降颗粒较大的杂质，在进水端设计了一块“h”型的折流板，折流板用钢板制作，采用焊接方式与过滤装置连接。

（2）过滤装置

为提高过滤精度，采用一、二两级过滤的方式进行，一级过滤采用目数较小的筛网，与折流板配合以快速过滤尺寸较大的杂质，二级过滤采用目数较大的筛网，以进一步过滤尺寸较小的杂质，根据过滤要求，可以选择不同参数的筛网以满足过滤精度。

（3）排污装置

排污装置位于整个过滤装置的底部，为了方便清洗和排污，排污采用阀门控制，排污阀门与过滤装置箱体采用钢制圆筒连接，圆筒的尺寸可根据过滤器尺寸及装置容污能力而定。

（4）其它装置

由于过滤是在密闭空间内进行，故过滤装置还包括箱体、箱体盖板、进、出水口、法兰等，箱体与箱体盖板采用螺栓连接，为了增强装置的密闭性，在箱体与盖板间应增设橡胶垫片。

2.2具体结构

结合冷凝器用水的水质要求和过滤装置的实际功能，设计出折流板式双级过滤装置，其总体结构如图2、图3所示。

图2折流板式过滤装置主视图的剖视图

图3折流板式过滤装置俯视图的剖视图

折流板式双级过滤装置外形呈U型，顶部设有一方形盖板，盖板与器体之间用螺栓连接，连接处有密封垫密封。器体由外钢壳、内置折流板、过滤网及导轨构成，器体中靠近折流板处为进水端，靠近二级过滤网处为出水端，一、二级过滤网皆采用插板式安装，筛网用压板式螺栓固定，装置底部需外接阀门，以便进行清洗及排污。

2.3关键部件设计

过滤装置是折流板式双级过滤装置的核心部件，它不仅会影响过滤器的过滤精度，还会对生产效率产生重要影响，其结构如图4所示。

一、二级过滤装置结构类似，主要由固定板、过滤网、压板以及压紧螺栓组成。固定板用于支撑筛网，压板用于压紧放置于固定板边框内的过滤网，螺栓起连接固定作用，手柄便于清洗、更换过滤网时使用。为了方便拆卸，一、二级过滤装置均采用角钢做导轨，插板式安装，需要更换过滤网时，只需从导轨内取出过滤装置，拆卸压紧螺栓即可完成过滤网的更换。

图4一级过滤装置结构图

3过滤装置功能实现分析

由遵义钛业股份有限公司自主设计的折流板式双级过滤装置已投入生产使用，过滤装置运行状况良好，过滤水质完全满足冷凝器使用要求，降低了冷凝器的堵塞几率，大大延长了冷凝器的清洗周期，同时具有过滤网清洗、更换方便等优点，提高了生产效率。

过滤装置使用时，水流首先进入进水端，在折流板的作用下，水流动能急剧下降，这将有利于杂质的沉降，在一级过滤装置及折流板的共同作用下，尺寸较大的颗粒杂质先被过滤、沉降到一级过滤室，随后，经过初级过滤的水流进入二级过滤室，在二级过滤装置的作用下，进一步将水中尺寸较小的杂质过滤去除，在出水口处即可获得经过两级过滤的工业用水，打开装置底部排污阀门即可完成过滤室清洗及排污。

4结论

过滤装置是工业上常用的一种设备，根据水质及用水要求的不同，过滤装置的过滤原理和结构也不同。折流板式双级过滤装置针对工业上双程列管冷凝器用水要求进行设计，通过更换过滤网也可用于其它过滤精度更高的工艺流程，是一种新型的过滤装置，相对于普通过滤装置，它有以下特点：

（1）克服了以往过滤器排污、清洗困难的弊病；

（2）采用二级过滤，实现杂质由大到小的逐级过滤，过滤精度更高；

（3）各级过滤装置皆采用插板式，筛网采用压板式螺栓固定，清洗、更换筛网更为方便；

（4）装置结构简单，容易制作，操作方便。

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（责任编辑：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

作者简介：陈孝玉，男，贵州绥阳县人，遵义师范学院工学院助教，硕士。主要研究方向：机电技术及应用。

收稿日期：2015-10-12

中图分类号：TH122

文献标识码：A

文章编号：1009-3583（2016）-0104-03