壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力模塊分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)

楊青云

（山西西山煤電股份有限公司馬蘭礦選煤廠， 山西 太原 030205）

引言

壓濾機(jī)是國內(nèi)較為常見的固液分離設(shè)備，而液壓裝置則是壓濾機(jī)系統(tǒng)中和各個(gè)部件連接的中心部分，壓濾機(jī)的液壓裝置系統(tǒng)可以掌控壓濾機(jī)整個(gè)工作狀態(tài)，但是大部分的壓濾機(jī)的液壓裝置系統(tǒng)在實(shí)際的工作狀態(tài)下，濾布輔助驅(qū)動(dòng)響應(yīng)性差，油缸回油沖擊振動(dòng)大，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)力模塊經(jīng)常損壞需要維修，降低了壓濾機(jī)使用效率。在這種情況下，壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力模塊設(shè)計(jì)問題成為了該領(lǐng)域亟待解決的主要問題，引起了很多專家和學(xué)者的重視。

1 壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)

壓濾機(jī)是一種魯棒性強(qiáng)，分離效果好的固液分離設(shè)備。目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于冶金、食品、陶瓷、石油、化工等各個(gè)領(lǐng)域。在國內(nèi)，工業(yè)技術(shù)日趨成熟，尤其是礦產(chǎn)行業(yè)的興起，大部分的礦廠所采用的冗余壓濾機(jī)不能滿足日益擴(kuò)大的生產(chǎn)規(guī)模需求，因此，需要對壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力模塊進(jìn)行改進(jìn)，并闡述壓濾機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和其受力狀態(tài)。壓濾機(jī)具有單位過濾面積低，對物料適應(yīng)性好的特點(diǎn)，并且過濾面積選擇的面積寬。其壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，壓濾機(jī)由固定壓蓋、濾板、活動(dòng)壓蓋、大梁、壓榨機(jī)構(gòu)、限位行程開關(guān)、端座等幾部分組成。

圖1 壓濾機(jī)的機(jī)構(gòu)圖

1.2 壓濾機(jī)的工作原理

壓濾機(jī)基本執(zhí)行器件的程序是：促使專業(yè)人員啟動(dòng)電鈕啟動(dòng)機(jī)器，每個(gè)濾室給料都是由輸送原料泵經(jīng)濾板中心的給料孔輸送的，在其濾室內(nèi)，料漿通過濾板進(jìn)行統(tǒng)一過濾。在工作一段時(shí)間內(nèi)，濾板上濾餅會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的厚度，其過濾過程會(huì)進(jìn)入下個(gè)步驟，終止給料。在擠壓板內(nèi)匯聚高壓泵擠壓出的液體，在彈性膜鼓起的情況下，均勻施加壓力在已經(jīng)形成的濾餅上，促使濾餅水逐漸蒸發(fā)，在施加壓力結(jié)束后采用真空泵抽出被施壓的濾液，在用壓縮空氣消除殘?jiān)诹峡字械臐{料，納入開柜機(jī)構(gòu)的原始系統(tǒng)中。對于固定模式的濾板，濾板順序拉開，濾布會(huì)呈現(xiàn)V字形，濾餅會(huì)順序輸出。假設(shè)黏性致使濾餅無法逃脫，需要振動(dòng)拍打機(jī)構(gòu)，為了更好地分離濾餅和濾板，由液壓系統(tǒng)將濾板分開，各個(gè)室濾布一起向下移動(dòng)，帶動(dòng)濾餅輸出，濾餅輸出進(jìn)入濾布，濾餅排完快速的進(jìn)入其清洗狀態(tài)。在固定的濾布狀態(tài)下端，噴嘴向下方移動(dòng)，以此來對濾布進(jìn)行沖洗，多面清洗濾，計(jì)數(shù)器控制需要依據(jù)給定的要求進(jìn)行。

2 壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力模塊改進(jìn)設(shè)計(jì)

2.1 優(yōu)化原則

在壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力模塊改進(jìn)設(shè)計(jì)過程中，液壓系統(tǒng)優(yōu)化措施可以分為兩個(gè)部分：

1）手動(dòng)：操作員通過操作控制柜上的按鈕來對壓濾機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行掌控。專業(yè)人員可以在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行液壓系統(tǒng)管理和維護(hù)。

2）自動(dòng)：從頭板松開指令開始自動(dòng)指定，壓濾機(jī)在很封閉的狀態(tài)下，在料壓濾后，掌控頭板按鈕，壓濾機(jī)頭板往后移動(dòng)，在頭板后移限制位置靠近接近開關(guān)動(dòng)作時(shí)，輸入控制器信號(hào)，松開頭板，系統(tǒng)處于卸料狀態(tài)。利用控制信號(hào)，控制系統(tǒng)進(jìn)行取板和返回操作。在其返回途中，專業(yè)人員可以依據(jù)實(shí)時(shí)的操作狀態(tài)，掌控手操按鈕。在返回電接點(diǎn)和壓力表動(dòng)作擬合狀態(tài)相一致，利用控制信號(hào)進(jìn)行取板操作，控制依據(jù)電壓力表的輸入狀態(tài)，自動(dòng)完成成取板、返回的工序。

2.2 優(yōu)化措施

壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力模塊改進(jìn)設(shè)計(jì)過程中，融合原有液壓系統(tǒng)的優(yōu)勢上，動(dòng)力模塊中增添同步馬達(dá)，將電磁球閥和差動(dòng)回路相融合，對液壓系統(tǒng)動(dòng)力模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障預(yù)卸荷，彌補(bǔ)了初始?jí)簽V機(jī)液壓系統(tǒng)存在的缺陷。

1）在動(dòng)力模塊部分增添設(shè)計(jì)同步馬達(dá)。動(dòng)力模塊大部分是泵組，泵組主要的模式是定量泵和高低壓補(bǔ)償控制型變量泵、三相異步電動(dòng)機(jī)。其主要實(shí)現(xiàn)的目的是為濾板開啟—合攏、濾布輔助驅(qū)動(dòng)、濾布主驅(qū)動(dòng)、濾布張緊、濾板密封等工作狀態(tài)配備動(dòng)力，表述系統(tǒng)動(dòng)力狀態(tài)，并依據(jù)實(shí)時(shí)情況增添馬達(dá)，采用葉片泵配備油，對同步馬達(dá)進(jìn)行掌控，由此實(shí)現(xiàn)對濾布的同步。防止了濾布在穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下，形成的拉傷，濾布掌控馬達(dá)具有較高的轉(zhuǎn)動(dòng)精度，保障了濾布的穩(wěn)定性，消除了不同類型濾布馬達(dá)不統(tǒng)一的問題，達(dá)到了濾布的同步。

2）完成擠壓后要將濾板快速地打開，將開啟瞬間高壓工作的液壓油壓力的最大范圍設(shè)定在28 MPa，液壓會(huì)依據(jù)管路沖擊油箱，給機(jī)械結(jié)構(gòu)帶來較大的振動(dòng)，致使設(shè)備容易損害，所以需要在其回油管路上對其進(jìn)行預(yù)卸荷，降低壓力，由此將電液變?yōu)殚搫?dòng)作進(jìn)入油箱，消除了液壓裝置的邊沖，將壓力控制在一定的范圍內(nèi)，消除了液壓裝置的脈沖和振動(dòng)，將壓力控制在允許的空間內(nèi)，減少了設(shè)備損耗的幾率。其回路是通過變量柱塞泵供油，采用回油節(jié)流閥保障動(dòng)作的魯棒性，解決了其沖擊過大的問題。

3）液缸在速度動(dòng)作大的時(shí)候，要輸出很多液壓油，以此滿足設(shè)計(jì)缸速需要的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。給出符合液壓系統(tǒng)的差動(dòng)回路，利用葉片泵和變量柱塞泵一起為回路配油。

3 結(jié)語

對壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可在很大程度上防止壓濾機(jī)濾布的損耗情況，有效減輕機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)，大幅提升壓濾機(jī)的工作效率。