Механические расчеты фильтров. Фильтр-прессы.

Для герметизации стыков в пакете плит и рам, или только плит, необходимо механизмом зажима создать усилие:

P ,

где - усилие, возникающее в момент фильтрования или отжима осадка (для ФПАКМ), от внутреннего давления р в полости рабочих камер; - реакции прокладки:

здесь - рабочая поверхность плиты; - поверхность уплотнения; - коэффициент (для фильтр-прессов =3).

Усилие Р вводят в расчет узлов фильтра как основную рабочую нагрузку, например для рамы фильтр-пресса.

Для электромеханического привода механизма зажима на усилие Р рассчитывают грузовой винт (на прочность и устойчивость); определяют долговечность упорного подшипника; определяют момент, необходимый и для вращения гайки. Затем находят мощность двигателя и выбирают элементы кинематической цепи.

Для гидравлического привода механизма зажима определяют размеры гидроцилиндра, затем гидроцилиндр рассчитывают на прочность. Для ручного привода механизма зажима рассчитывают ходовой винт и определяют усилия на рукоятке колеса и рычаге храпового механизма. Клиновое запирающее устройство для фильтров типа ФПАКМ рассчитывают на самоторможение.

Листовые фильтры под давлением.

Элементы корпуса фильтра (цилиндрическая обечайка, коническое днище и эллиптическая крышка) рассчитывают на прочность под действием внутреннего избыточного давления фильтрования в условиях многократного статического нагружения. Если листовой фильтр за расчетный срок эксплуатации (обычно 10 лет) подвергается статическим нагружениям не более 10³ циклов, то такую нагрузку условно считают однократной и элементы корпуса рассчитывают на прочность ГОСТ 14249—80.

При числе циклов нагружения от 10³ до 10⁶ расчет элементов корпуса, работающих в условиях воздействия повторно-статических нагрузок, проводят по методике, изложенной в ОСТ 25-859-83. Фланцевые соединения листовых фильтров рассчитывают ОСТ 26-373-78; ОСТ распространяется на фланцы работающие в условиях повторно – статических нагружений при числе циклов не более 10⁶.

Вакуум-фильтры барабанные.

РТМ 26-01-82-78 распространяется на фильтры, подчиняющиеся условию 1/8 <D/L <2/3 (где D и L – диаметр и длина барабана).

По РТМ рассчитывают на прочность основные узлы: цапфы и сварное соединение цапфы с торцовой стенкой (при расчете при­нимают схему, при которой барабан с цапфами рассматривают как балку на двух опорах); торцовую стенку барабана, расчетная схема которой сведена к круглой пластине с радиальными ребрами жест­кости (в центре пластины от цапфы передается сосредоточенный момент, наружный контур пластины принят защемленным); цилин­дрическую обечайку барабана, нагруженную гидростатическим давле­нием суспензии, усилием от механизма съема осадка и изгибающим моментом от силы тяжести барабана.

Вакуум-фильтры дисковые.

Наиболее нагруженный узел дискового вакуум-фильтра - ячейковый вал. Расчетная схема его сво­дится к балке на двух опорах, находящейся под действием попереч­ной распределенной нагрузки от собственной силы тяжести и не­скольких сосредоточенных сил от силы тяжести дисков. Вал состоит из нескольких литых чугунных секций, соединенных фланцами. Болтовое соединение фланцев рассчитывают на нераскрытие стыка. Изгибающий момент М_и в сечении стыка воспринимается группой болтов; усилие в каждом из них пропорционально расстоянию от болта до точки поворота сечения. Таким образом, наиболее нагружен болт в нижней точке (рис.225) фланцевого соединения ячейкового вала.

Рис.225. Схема к расчету болтовых нагрузок фланцевых соединений ячейкового вала дискового вакуум-фильтра.

где

(R - радиус болтовой окружности, n - число пар болтов, - угловое расстояние между болтами)

Максимальная нагрузка на болт от действия изгибающего момента:

Кроме того, та же группа болтов передает крутящий момент, действующий в плоскости стыка; при этом каждый болт должен создать усилие:

где - коэффициент трения в стыке.

Усилие затяжки болта

где К - коэффициент, учитывающий наличие и материал прокладки в стыке.