Устройство для очистки жидкости

 

3 Матрица сравнительного анализа технических решений по критериям эффективности

Для выбранных  аналогов необходимо рассчитать и проанализировать основные производственно-технологические  показатели.

Коэффициент применяемости определяется по формуле:

                                   ;                                                        (3.1)

где  n – общее число типоразмеров составных частей изделия;

       n₀ – число оригинальных типоразмеров.

Для водоочистной установке № 2101070 имеем:

  n =28, n₀ =3: патрубок для подачи исходной смеси, патрубок для подачи исходной смеси, площадка для обслуживания установки выполнена в виде дополнительной емкости для вторичного отстоя ;

 

Для установки № 2275226 имеем:

n =24, n₀ =4: подводящие и отводящие каналы для промывки фильтров, циклонная камера, герметизирующие кольца;

 

 

Для  устройства № 2338573 имеем:

n =22, n₀ =2: распределительная и накопительная емкости;

 

 

 

Рассчитываем  среднее значение коэффициента применяемости:

                                     _(3.2)             

                       

 

 

 Для  обоснования выбора аналога определяем  безразмерный показатель:

                                                                                          (3.3)

      

 

 

При использовании  дифференцированного метода определения  качества оборудования могут иметь  место три уровня случая:

- - указывает на то, что выбранный аналог может быть использован в качестве прототипа для дальнейшей разработки.

- - необходимо распределить все эксплуатационные и технологически показатели на группы по степени их важности. Если по наиболее важным для данного вида гаражного оборудования показателям произошло существенное улучшение, то решение может быть положительным.

- - выбранный аналог признается устаревшим.

В данной работе в качестве прототипа  мы выбираем аналог №2. Устройство для очистки жидкости, которое представлено на рисунке 2.4.

С целью усовершенствования данного аналога изменил гайку 22 на крышку, прикрученной  к корпусу 1. Также установил редукционный клапан (на чертеже не показан), расположенный в нижней части корпуса, который будет срабатывать при засорении фильтров.

Считаю необходимым до ввода жидкости в фильтр, пройти предварительную очистку жидкости в ёмкости, снабжённой перегородками, для исключения быстрого засорения  фильтра.

4 Разработка функционально – физической схемы устройства для

очистки жидкости

Функционально-физическая схема  усовершенствованного устройства для  очистки жидкости представлена на листе №2

Корпус отстойного аппарата выполнен с наклонными боковыми стенками, а в нижней части установлены вертикальные перегородки разной высоты. Наклонные боковые стенки обеспечивают удаление механических примесей в виде осадка через патрубок в нижней части корпуса. Выполнение вертикальных перегородок разной высоты с учетом наклона боковых стенок обеспечивает организацию тонкослойного потока загрязненной воды в верхней части корпуса у верхних кромок вертикальных перегородок, создавая оптимальные условия для очищения загрязненной воды.

Как видно из схемы основным узлом очистки сточных вод является аппарат с перегородками, где загрязненная вода очищается при движении тонким слоем поверх перегородок.

Конструктивные особенности  устройства создают более благоприятные условия для очистки воды по сравнению с существующими аналогами. Отсек для очистки от плавающих загрязнений и от механических примесей выполнен так, чтобы загрязненная вода двигалась тонким слоем выше вертикальных пластин, а промежутки между пластинами служат для долговременного отстоя загрязненной воды. Снижаются энергозатраты, облегчается удаление механических примесей, обеспечивается надежная работа устройства.

Данный аппарат предназначен для очистки промстоков с минимальными

затратами, где очистка  загрязнений воды от плавающих загрязнений (масляные

включения) и механических примесей позволяет организовать оборотное водоснабжение.

Данный аппарат может  применяться на объектах малых предприятий в области металлообработки, машиностроения, на автомойках, на предприятиях, неподключенных к системе канализации.

Экономический эффект заключается  в снижении забора пресной воды, при

этом соответственно снижаются платы за забор чистой воды.

Экологическим эффектом является устранение сброса загрязненной воды, следовательно, аппарат позволяет исключить влияние загрязненных промстоковна окружающую среду. При организации оборотного водоснабжения на многих производственных предприятиях может быть достаточным очистка только в таких отстойниках.

В рамках выполнения данной работы нами предлагается наиболее простой и эффективный вариант отстойника на основе использования принципа отстоя втонком горизонтальном слое жидкости, который обеспечит очистку сточных водна многих предприятиях для организации оборотного водоснабжения, а в качестве узла отстоя такой отстойник может быть использован в любой сложной технологической схеме очистки загрязненных вод.

 

5 Описание устройства для очистки жидкости

 

В данной работе в качестве прототипа  было принято устройства для очистки жидкости

Основные состовные части:

• Ёмкости с перегородками для предварительной очитки жидкости
• Ёмкость для сбора легких примесей
• Фильтр тонкой очистки
• Насос;
• Ёмкость для очищенной воды
• Патрубки для подвода и отвода жидкости

Основу  устройства составляет ёмкость для предварительной очистки жидкости и фильтр тонкой очистки.

Неочищенная вода поступает самотёком в резервуар, выполненный с наклонными боковыми стенками. По ходу своего движения загрязненная вода очищается при движении тонким слоем поверх перегородок. Тяжёлые примеси стекают по боковым стенкам и перегородками. Лёгкие же фракции поднимаются вверх и удаляются в отдельную ёмкость, при этом благодаря перегородки исключается возможность вновь ей смешиваться с уже очищенной водой. Далее жидкость попадает в разработанное устройство где дополнительно очищается. Очищаемая жидкость через тангенциальный штуцер 2 (рис 2.4) под давлением поступает в циклонную камеру 5 и приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил механические частицы или капельки воды, обладающие большим удельным весом, отбрасываются на стенки циклона и, теряя скорость, сползают по ним вниз по спиральной траектории, попадая в конусную часть 12 циклонной камеры, осаждаются и поступают в грязесборную кольцевую камеру 16, а затем выводятся через нижний штуцер 18, герметизированный кольцом 23. Осветленная жидкость отжимается к центру и выбрасывается через сливной штуцер 3 в фильтрационную камеру 6, дополнительно очищается в патронах-фильтрах 7 и через отверстия 9 и штуцер 21 отводится в сборник очищенной жидкости. В отличие от прототипа интенсификация процесса очистки жидкости от механических примесей и воды, а также увеличение срока работы фильтра достигаются оптимальным соотношением элементов конструкции циклона, что обеспечивает строго установленное движение очищаемой жидкости, а также периодической очисткой патронов-фильтров 7 и отвода из фильтрационной камеры 6 загрязнений. С этой целью по кольцевому трубопроводу (не показано) неочищенная жидкость периодически подается по симметрично размещенным тангенциально установленным с наличием герметизирующих колец 23 штуцерам 14 через вентили 15 в фильтрационную камеру 6.

Далее жидкость попадает в резервуар для очищенной  жидкости, где насосом подаётся на потребителя воды.

 

 

 

 

 

6 Расчёты, подтверждающие работоспособность и надёжность конструкции

 

В данном разделе  осуществим расчет болтового соединения

Сила открывающая крышку и растягивающая болты:

;                                                                     (6.1)

Где d- внутренний диаметр сосуда

P- давление жидкости в сосуде

Сила, передаваемая одному болту:

;                                                                             (6.2)

где i- число болтов.

Максимальное давление жидкости в  фильтре, при установку его на высоте 1м ниже уровня слива воды с резервуара составит 10кПа. Допускаем максимальное давление при установе водяного насоса, создаваемого максимальное давление в 0,4 МПА.

Тогда, при диаметре крышки d=0,18м сила передаваемая одному болту составит:

 Н

Принимают для  надёжности расчётную нагрузку P=2Q, тогда

2Q<F[σ_p]I,

Где F- площадь сечения болта, по внутреннему диаметру резьбы, мм²

1. число болтов.

Определяют  [σ_p]:

Н

 

Если брать болт М12, то его сечение F=113 мм², следовательно

МПА

Что меньше домустимой  80МПА

Условия прочности  выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В  ходе  выполнения  курсовой  работы  были  проведены  исследование  уровня  и тенденций развития  для устройств очистки жидкости. По  результатам  исследования  и  анализа  выбраны  и  обоснованы  три  аналога, из  которых  по превосходству эксплуатационных и производственно-технологических показателей выбран  один прототип.

В результате решения поставленных задач было разработано устройство, позволяющее очищать воду на станциях СТО

Данное  устройство существенно  отличается от базового прототипа: была изменена конструкция устройства, а также дополнено ряд другого оборудования с помощью которого достигается большая эффективность очистки воды.

 Т.о. данное устройство по совокупности своих преимуществ является наиболее приемлемым для использования на АТП и автосервисах различного размера.

По  разработанной  установке  составлена  функционально  – физическая  схема  и  произведены  расчеты  основных  параметров. Приобретен  опыт  в  конструировании, расчете  и  эксплуатации  технологического  оборудования.

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Бакиев А.В., Гайсин А.З. «Устройство для очистки воды и обеспечения оборотного водаснабжения, 2011. 83с.
2. ГОСТ 52237-2004 «Методы очистки смазочно-охлаждающей жидкости от механических примесей»
3. Курмаз Л. В., Скойбеда А.Т., Детали машин. Проектирование Мн.2002, 295 с.

 

4. Анурьев В. И. Справочник  конструктора – машиностроителя: В 3 – х т.

Т. 1. – 5 –  е изд.., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. 728 с.

5. Анурьев В. И. Справочник  конструктора – машиностроителя: В 3 – х т.

Т. 2. – 5 – е изд.., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. 559 с.

6. Анурьев В. И. Справочник  конструктора – машиностроителя: В 3 – х т.

Т. 3. – 5 – е изд.., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. 557 с.