車載集成凈水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與評價.pdf

1、我國是自然災(zāi)害多發(fā)的國家，及時高效的災(zāi)害救援對于保障國家和人民利益，維護社會穩(wěn)定有著至關(guān)重要的意義。災(zāi)害發(fā)生往往導(dǎo)致水資源遭到破壞，直接影響著救援人員的工作效率，阻礙著救災(zāi)工作進度。車載凈水設(shè)備能夠跟隨救援隊進入災(zāi)區(qū)，快速對污染水源進行凈化救援使用，可對災(zāi)區(qū)救援提供用水保障。
　　本文以膜分離技術(shù)作為凈水工藝的核心，建立了超濾+反滲透+離子交換技術(shù)為主體的車載凈水系統(tǒng)工藝流程，可分別生產(chǎn)制備消毒用水、飲用水和純化水，實現(xiàn)分質(zhì)供水。

2、采用Solidworks軟件進行了車載集成凈水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，該系統(tǒng)主要包括消毒用水模塊、飲用水模塊和純化水模塊，系統(tǒng)的分質(zhì)產(chǎn)水提高了水資源利用率。根據(jù)建立的工藝流程，通過陶瓷膜、反滲透膜、離子交換樹脂、高壓泵、潛水泵、空壓機的選型以及對功率、流量及空間尺寸的計算對比，設(shè)計了滿足機械結(jié)構(gòu)強度剛度要求的系統(tǒng)框架和具有自動控制功能的控制系統(tǒng)，選擇合理的零件固定方式和空間排布，通過模塊化及機電一體化設(shè)計完成整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。車載集成凈水系統(tǒng)的主要

3、技術(shù)參數(shù)如下：外形尺寸為2000mm×800mm×1200mm，整機重量為350 Kg，功耗為3.4 Kw，消毒用水產(chǎn)水流量為1127 L/h，飲用水產(chǎn)水流量為236 L/h，純化水產(chǎn)水流量為119 L/h。
　　為滿足結(jié)構(gòu)機械強度剛度，應(yīng)用ANSYS軟件分別進行了系統(tǒng)框架的強度剛度計算、框架固有頻率計算、陶瓷膜支撐梁的強度剛度計算以及連接管路的所受應(yīng)力計算，計算結(jié)果顯示框架應(yīng)變最大位置應(yīng)變?yōu)?.87×10-3 m，應(yīng)變量很小，沒

4、有達到材料屈服極限，所受應(yīng)力最大位置的應(yīng)力為3.69×106 Pa，低于所選材料屈服強度4.1×107 Pa，框架固有陣型頻率為39.765 Hz，陶瓷膜組件支撐梁所受最大彎曲正應(yīng)力2×107 Pa，最大彎曲切應(yīng)力為2.5×107 Pa，均小于材料許用應(yīng)力4.1×107 Pa，管路內(nèi)壁受力最大位置所受水流應(yīng)力5.9×105 Pa，遠小于管路承受能力。
　　車載集成凈水系統(tǒng)由消毒用水模塊、飲用水模塊和純化水模塊組成，結(jié)構(gòu)緊湊、布局合