旋转滤网排水自动捞渣装置创新设计

摘 要：因地制宜，采用槽轮、凸轮、连杆机构的组合结构，利用槽轮间歇性运动的特性和连杆机构的往复运动特性，设计旋转滤网排水自动捞渣机构，并利用捞渣装置滤网前后差压达到滤网的自动反冲洗功能。自动捞渣装置提高了自动化程度，减少了人力资源消耗，提高了工作效率。

关键词：旋转滤网；捞渣；自动化

1 概述

对于以海水作为冷却水源的开放式循环水系统，循环泵入口设有一道旋转滤网，主要用来过滤海水中较大的海生物及杂物。每年春夏之交，水中海生物大量增多，水母类水生物极易附着在旋转滤网上，对旋转滤网的正常工作产生以下不利影响：①降低了旋转滤网的冲洗水的冲洗效率。导致旋转滤网前后差压很快升高，旋转滤网冲洗周期缩短。②部分水母会随海水从旋转滤网导向轮间隙处通过，从而引起二次滤网的差压上升，导致循环泵电流增大，电机耗功增加，凝汽器的冷却水量减小，影响凝汽器真空，使得机组热经济性下降。③水生物量大时需要清理人员全程不间断清理，否则排水沟极易堵塞；但在夜班时很难实现。④旋转滤网捞出的水生物因来不及清理大部分又返回前池，使前池内的水生物不断积累，形成恶性循环。鉴于此，开发一台捞渣装置，安装在旋转滤网排水沟，试图尽量清除捞出的水生物，消除或降低水生物对旋转滤网的影响。

2 捞渣装置设计思路

①装置的布置：捞渣装置宜因地制宜，沿排水沟方向布置于排水沟末端。②装置的材质选择：与还是接触部件采用316L不锈钢材质，以保证部件的奶腐蚀性；其余可采用碳钢材质。③滤网的自动清洗利用反水板反向导流使水流反向冲洗滤网。④利用槽轮结构的特点使排污槽做间歇性运动。⑤利用凸轮结构的特点使排污槽做往复运动。

3 捞渣装置结构及工作原理

在排水沟出口至回前池位置装设半圆形滤网，将滤网均匀分为三个区间并设置30mm高的隔断；滤网前设置自动反冲洗排污管，排污管可与滤网每个区间隔断形成一个封闭区域；滤网后对应位置设置反水板，排污口设置渔网收集捞出的海生物；过滤后的海水返回前池。排污管及反水板由驱动机构带动做往复间歇运动。

该装置实现滤网的自动反冲洗功能借鉴自动反冲洗二次滤网的结构，在驱动机构间歇停止期间，排污管与滤网的区间隔断形成一个封闭区域，通过滤网的部分海水被反水板的遮挡由滤网后回流至滤网前排污管，将滤网上的海生物的反冲洗到排污管中收集。驱动机构不断间歇往复运动，带动排污管转动逐个清理滤网的不同区域，最终实现自动清理滤网和收集海生物的目的。

4 驱动机构结构及工作原理

驱动机构由槽轮组、凸轮、连杆组合而成，槽轮组实现间歇运动的功能，凸轮和连杆机构实现往复运动的功能。

槽轮采用四槽单销槽轮组，以对应滤网的三个区间，间歇期滤网区域与排污管形成封闭空间，以保证反冲洗水的压头，实现反冲洗滤网的功能。间歇期的存在保证了滤网的反冲洗效果。

凸轮与连杆组合做往复运动，凸轮转动90°连杆转动60°，由此实现间歇位置与滤网位置的对应。

传动机构运动位置图

5 槽轮结构的设计

槽轮机构具有结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高的特点。槽轮机构一般应用在转速不高、要求间歇地转过一定角度的分度装置中，适合在本装置上使用。

单臂外啮合槽轮机构（见上图）由带圆柱销的转臂、具有4条径向槽的槽轮和机架组成。当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时，拨动槽轮转动；当圆柱销转出径向槽后，槽轮停止转动。转臂转一周，槽轮完成一次转停运动。为了保证槽轮停歇，在转臂上固接一缺口圆盘，其圆周边与槽轮上的凹周边相配。这样，既不影响转臂转动，又能锁住槽轮不动。

6 电气部分

装置选择1kW减速电机，转速20转/分钟，较低的转速能够保证滤网的冲洗效果；设置启动按钮、停止按钮、联动、手动切换按钮。

7 捞渣装置的运行和停止

捞渣装置可以设置为手动启停，也可设置为与旋转滤网联动。

8 成本分析

制造、运行成本：捞渣装置机械部分加工成本为2000元，电气部分成本1500元，每天约运行8小时，年运行成本为1500元。节约成本：按每天约运行5小时计算，每天可节约1个人工费用。预计2-3个月即可回收成本。另外对于减小二次滤网的差压所产生的间接经济效益则远大于直接经济效益。

9 总结

自动反冲洗捞渣装置，利用槽轮机构、凸轮机构、连杆机构的特点，实现捞渣装置的间歇往复运动。捞渣装置的使用，不仅可以清除部分前池的水生物，提高旋转滤网可用性，降低二次滤网的差压，还可以节约人工成本，具有良好的经济价值。

作者简介：刘永生，本科，工程师，工作于天津大唐国际南港公用工程岛开发有限公司筹备处。