摘 要：因地制宜，采用槽輪、凸輪、連桿機構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)，利用槽輪間歇性運動的特性和連桿機構(gòu)的往復(fù)運動特性，設(shè)計旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)排水自動撈渣機構(gòu)，并利用撈渣裝置濾網(wǎng)前后差壓達到濾網(wǎng)的自動反沖洗功能。自動撈渣裝置提高了自動化程度，減少了人力資源消耗，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)；撈渣；自動化

1 概述

對于以海水作為冷卻水源的開放式循環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)泵入口設(shè)有一道旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，主要用來過濾海水中較大的海生物及雜物。每年春夏之交，水中海生物大量增多，水母類水生物極易附著在旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)上，對旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的正常工作產(chǎn)生以下不利影響：①降低了旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的沖洗水的沖洗效率。導致旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)前后差壓很快升高，旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)沖洗周期縮短。②部分水母會隨海水從旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)導向輪間隙處通過，從而引起二次濾網(wǎng)的差壓上升，導致循環(huán)泵電流增大，電機耗功增加，凝汽器的冷卻水量減小，影響凝汽器真空，使得機組熱經(jīng)濟性下降。③水生物量大時需要清理人員全程不間斷清理，否則排水溝極易堵塞；但在夜班時很難實現(xiàn)。④旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)撈出的水生物因來不及清理大部分又返回前池，使前池內(nèi)的水生物不斷積累，形成惡性循環(huán)。鑒于此，開發(fā)一臺撈渣裝置，安裝在旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)排水溝，試圖盡量清除撈出的水生物，消除或降低水生物對旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的影響。

2 撈渣裝置設(shè)計思路

①裝置的布置：撈渣裝置宜因地制宜，沿排水溝方向布置于排水溝末端。②裝置的材質(zhì)選擇：與還是接觸部件采用316L不銹鋼材質(zhì)，以保證部件的奶腐蝕性；其余可采用碳鋼材質(zhì)。③濾網(wǎng)的自動清洗利用反水板反向?qū)Я魇顾鞣聪驔_洗濾網(wǎng)。④利用槽輪結(jié)構(gòu)的特點使排污槽做間歇性運動。⑤利用凸輪結(jié)構(gòu)的特點使排污槽做往復(fù)運動。

3 撈渣裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

在排水溝出口至回前池位置裝設(shè)半圓形濾網(wǎng)，將濾網(wǎng)均勻分為三個區(qū)間并設(shè)置30mm高的隔斷；濾網(wǎng)前設(shè)置自動反沖洗排污管，排污管可與濾網(wǎng)每個區(qū)間隔斷形成一個封閉區(qū)域；濾網(wǎng)后對應(yīng)位置設(shè)置反水板，排污口設(shè)置漁網(wǎng)收集撈出的海生物；過濾后的海水返回前池。排污管及反水板由驅(qū)動機構(gòu)帶動做往復(fù)間歇運動。

該裝置實現(xiàn)濾網(wǎng)的自動反沖洗功能借鑒自動反沖洗二次濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動機構(gòu)間歇停止期間，排污管與濾網(wǎng)的區(qū)間隔斷形成一個封閉區(qū)域，通過濾網(wǎng)的部分海水被反水板的遮擋由濾網(wǎng)后回流至濾網(wǎng)前排污管，將濾網(wǎng)上的海生物的反沖洗到排污管中收集。驅(qū)動機構(gòu)不斷間歇往復(fù)運動，帶動排污管轉(zhuǎn)動逐個清理濾網(wǎng)的不同區(qū)域，最終實現(xiàn)自動清理濾網(wǎng)和收集海生物的目的。

4 驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理

驅(qū)動機構(gòu)由槽輪組、凸輪、連桿組合而成，槽輪組實現(xiàn)間歇運動的功能，凸輪和連桿機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)運動的功能。

槽輪采用四槽單銷槽輪組，以對應(yīng)濾網(wǎng)的三個區(qū)間，間歇期濾網(wǎng)區(qū)域與排污管形成封閉空間，以保證反沖洗水的壓頭，實現(xiàn)反沖洗濾網(wǎng)的功能。間歇期的存在保證了濾網(wǎng)的反沖洗效果。

凸輪與連桿組合做往復(fù)運動，凸輪轉(zhuǎn)動90°連桿轉(zhuǎn)動60°，由此實現(xiàn)間歇位置與濾網(wǎng)位置的對應(yīng)。

傳動機構(gòu)運動位置圖

5 槽輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計

槽輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準確，機械效率高的特點。槽輪機構(gòu)一般應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高、要求間歇地轉(zhuǎn)過一定角度的分度裝置中，適合在本裝置上使用。

單臂外嚙合槽輪機構(gòu)（見上圖）由帶圓柱銷的轉(zhuǎn)臂、具有4條徑向槽的槽輪和機架組成。當連續(xù)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臂上的圓柱銷進入徑向槽時，撥動槽輪轉(zhuǎn)動；當圓柱銷轉(zhuǎn)出徑向槽后，槽輪停止轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)一周，槽輪完成一次轉(zhuǎn)停運動。為了保證槽輪停歇，在轉(zhuǎn)臂上固接一缺口圓盤，其圓周邊與槽輪上的凹周邊相配。這樣，既不影響轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動，又能鎖住槽輪不動。

6 電氣部分

裝置選擇1kW減速電機，轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分鐘，較低的轉(zhuǎn)速能夠保證濾網(wǎng)的沖洗效果；設(shè)置啟動按鈕、停止按鈕、聯(lián)動、手動切換按鈕。

7 撈渣裝置的運行和停止

撈渣裝置可以設(shè)置為手動啟停，也可設(shè)置為與旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)聯(lián)動。

8 成本分析

制造、運行成本：撈渣裝置機械部分加工成本為2000元，電氣部分成本1500元，每天約運行8小時，年運行成本為1500元。節(jié)約成本：按每天約運行5小時計算，每天可節(jié)約1個人工費用。預(yù)計2-3個月即可回收成本。另外對于減小二次濾網(wǎng)的差壓所產(chǎn)生的間接經(jīng)濟效益則遠大于直接經(jīng)濟效益。

9 總結(jié)

自動反沖洗撈渣裝置，利用槽輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)的特點，實現(xiàn)撈渣裝置的間歇往復(fù)運動。撈渣裝置的使用，不僅可以清除部分前池的水生物，提高旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)可用性，降低二次濾網(wǎng)的差壓，還可以節(jié)約人工成本，具有良好的經(jīng)濟價值。

作者簡介：劉永生，本科，工程師，工作于天津大唐國際南港公用工程島開發(fā)有限公司籌備處。