SKFL系列礦用水質(zhì) 過濾器（凈化器），體積小、重量輕、耐壓高，尤其適用工業(yè)用水、煤礦井下用水水質(zhì)過濾及一切液體過濾的場合。該產(chǎn)品尤其應(yīng)用于煤礦井下采煤、掘進(jìn)工作面、主要運(yùn)輸巷的運(yùn)輸及轉(zhuǎn)載系統(tǒng)等防塵用水的水質(zhì)過濾。自沖洗式水質(zhì)過濾器直接連接于井下供水管路系統(tǒng)中，能夠除掉水中的泥沙及懸浮物，保證水質(zhì)符合煤礦井下防塵用水的要求。

　　工作原理

　　過濾器正常工作時(shí)，水流轉(zhuǎn)向閥板為開啟狀態(tài)，處理水通過濾網(wǎng)后利用慣性原理而將水中的細(xì)小顆粒雜質(zhì)用懸浮物由于慣性作用沉積在排污口附近。

　　反沖洗排污，當(dāng)打開排污閥排污時(shí)，在水力的作用下?lián)Q向閥板自動(dòng)轉(zhuǎn)換為關(guān)閉狀態(tài)，這時(shí)水流被迫從過濾網(wǎng)筒的入口段孔進(jìn)入過濾筒外側(cè)與殼體夾層，反向從網(wǎng)筒外側(cè)沖洗粘附在內(nèi)側(cè)網(wǎng)孔上的雜質(zhì)，達(dá)到清潔過濾網(wǎng)恢復(fù)過濾功能的的目的。經(jīng)過反沖后流速恢復(fù)。特點(diǎn)是反沖洗無需人工干預(yù)，達(dá)到了自動(dòng)反沖洗的目的。

　　自動(dòng)反沖洗過濾器中濾芯的固定密封至關(guān)重要，常采用O形圈密封結(jié)構(gòu)來隔離原水與過濾后的水。在該密封結(jié)構(gòu)中，O形圈安裝在溝槽內(nèi)，具有一定的初始預(yù)壓縮率和拉伸率，在介質(zhì)壓力作用下，O形圈進(jìn)一步壓縮變形實(shí)現(xiàn)密封。橡膠屬于超彈性材料，其彈性行為與金屬不同，有以下特點(diǎn)：可承受大彈性變形；幾乎不可壓縮，泊松比接近于0.5；應(yīng)力應(yīng)變曲線具有高度的非線性。ANSYS Workbench中的超彈性材料模型是基于材料各向同性和不可壓縮的假設(shè)進(jìn)行定義的。

　　橡膠材料模型近似不可壓縮，泊松比為0.5，模型常數(shù)C10和C01由單軸拉伸或單軸壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合本構(gòu)方程確定，具體分析見文獻(xiàn)。在ANSYSWORKBENCH中有限元計(jì)算前，預(yù)先輸入材料的模型常數(shù)，本文根據(jù)參考文獻(xiàn)，本文取C10=1.87MPa，C01=0.47MPa。

　　接觸是一種高度非線性行為，在形成接觸的不同物體表面之間，可以沿法向自由分離，也可以沿切向相對滑動(dòng)，但不能發(fā)生互相穿透，因此，二者可以傳遞法向壓縮力和切向摩擦力，但不能傳遞法向拉伸力。在ANSYS Mechanical中提供了罰函數(shù)法（Pure Penalty）、拉格朗日算法（Normal Lagrange）、擴(kuò)展拉格朗日算法（Augmented Lagrange）等接觸算法，用來執(zhí)行強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)。同時(shí)，Mechanical中提供了5種不同的接觸類型：Bonded（綁定）、No Separation（不分離）、Frictionless（光滑無摩擦）、Rough（粗糙）及Frictional（摩擦），用于接觸對象間的接觸特點(diǎn)。

　　由于自動(dòng)反沖洗過濾器的濾芯與殼體間屬于靜密封，濾芯安裝到位后，O形圈壓縮變形，當(dāng)O形圈與濾芯間的接觸壓應(yīng)力大于實(shí)際工作介質(zhì)壓力時(shí)，實(shí)現(xiàn)有效密封，實(shí)際受力工況如圖1所示，其中1代表濾芯端蓋，中間開O形圈溝槽，2代表O形圈，3代表自動(dòng)反沖洗過濾器殼體，圖中箭頭方向代表介質(zhì)壓力方向。O形圈規(guī)格選取為φ466×7，溝槽底的內(nèi)徑468mm，溝槽尺寸為9.7×5mm，忽略O(shè)形圈安裝后的拉伸率。由于該結(jié)構(gòu)為2D軸對稱模型。濾芯端蓋1和殼體3均為316L不銹鋼，彈性模量200GPa，泊松比0.3。