移动式废水收集装置的研制

一、重要性和必要性

2023 年全国烟草科技工作会议强调，要扎实做好“十四五”时期行业科技创新工作谋篇布局，坚持创新核心地位，推进科技自立自强，坚定不移实施创新驱动发展战略，以科技创新带动全面创新，支撑引领行业高质量发展。

设备维护保养是确保设备正常运行、提高生产效率和安全性的关键措施，对企业的长远发展具有重要意义。精细化的设备保养能够：

（1）延长设备寿命：通过对设备进行定期的保养和维护，可以延长设备的使用寿命，提高设备的可靠性，减少设备故障的发生。

（2）保障安全：保设备正常运转，及时发现设备故障和隐患，做好设备维修和更换工作，保障设备的正常运转；及时处理设备隐患，降低设备故障风险，确保人身财产安全。

（3）节约成本：合理的维护和保养可以降低设备的维修成本，提高企业的生产效率。

（4）提升形象：科学合理的设备维护和保养，不仅能够使设备运行更加稳定可靠，同时也展示了车间设备管理的精细化、高效化的管理理念和能力。

二、背景

针对车间设备维护保养过程中涉及的困难点及保养时长等信息进行调研，经调研发现车间部分振槽类设备清洁保养难度较大，占用时间相对较长，维保人员针对这一难点的改进需求也最高。

振槽清洁用时中主要耗时点在于处理清洗废水的时间。由于切梗丝机出口振槽与下级振槽之间空间狭小，振槽保养时一般需要用水冲洗振槽 2 次才能将振槽清理干净，期间产生的清洗废水( 约30L)。处理清洗废水时由于空间狭小，操作人员只能将用吸水海绵将废水吸出，通过不断重复该动作，将清洗废水排走，该过程由于没有专用的清洗废水处理装置，耗费时间长。

三、解决方案

通过使用气源引流式 - 空气放大器，采用空压气作为动力源，实现清洁废水的抽吸。

根据振槽清洁保养需求分析，目前制丝车间振槽类设备清洁保养过程中产生的最大废水量约 60L，需用抽吸流量 >30L/min 的抽吸装置抽吸，保证废水在 2min 内抽吸完毕，采用空气放大器，0.3MPa 的供给空压压力，实现的抽吸流量为 30L/min, 基于车间生产现场所提供的供给空压压力为 0.4MPa, 同时基于实际应用中的复杂性和不确定性, 将指标调整为大于30L/min ；

根据实际需求，选择加强外螺纹型空气放大器，同时查看其供给压力 - 喷出流量曲线图，根据车间所提供的空压气压力，确定根据空气放大器型号及输送流量。将空气放大器的动力输入端接入车间压缩空气管路，另一端连接抽吸管 ( 不锈钢波纹管），为保证实施方便，在空压气管路端加装了手动球阀，以方便控制气源管路通断。

根据空气放大器外螺纹尺寸设计相对应的进水管，进水管与空气放大器采用螺纹连接。为保证抽吸进水箱的水不外溢，需要保证引射水流角度合理。

根据箱体至少储存 60L 的水容量，设计箱体的长宽高尺寸分别为 :500mm的正方体，壁厚 2mm。为保证箱体的强度及承载能力，设计箱体材质为 304 不锈钢。利用有限元分析软件对储存箱体进行仿真分析，模拟对箱体施加 60L 水的压力，测试箱体的强度，由仿真分析结果可以看出箱体应变为 0，05mm，小于目标值 0.5mm。

在水箱底部焊接方形铁块，打眼钻孔后，用螺栓将移动轮与箱体固定的方式。对橡胶轮进行模拟仿真强度测试，模拟 60L 水的压力载荷，橡胶轮的直径方向变形量为0.46mm。

水箱排水口弯管一段与箱体焊接在一起，另一端通过管件与手动球阀连接，最后排水管路采用PVC 蛇皮管，方便将清洁废水排入下水道。

根据进水口的位置，结合箱体尺寸，设计过滤网的结构。同时为方便过滤网移动，设计卡扣式，将过滤网卡在箱体一侧，方便滤网需移动或拆装清洗。为保证有效过滤 L⩾4mm 的梗头，设计过滤网网孔直径 3mm, 网孔间距小于6mm。对过滤网进行仿真模拟分析，测试器抗冲击能力，经测试，滤网在 40L/min 流量的冲击下，变形为0.25mm。

设计呼吸网在储存箱盖板上，同时为保证正常的泄压，尽可能呼吸网面积大同时为保证泄压效果，设计均布在盖板上四角位置。由于在抽吸过程中，高速水流进入箱体，同时为保证泄压的稳定，呼吸网需固定牢固，因此在每个呼吸网的四角加中间位置分别用螺栓固定，保证呼吸网的固定牢固。