壓濾機原理及存在問題

公司有六臺自動板框壓濾機，該設備由Filter Press Plate、液壓系統、壓濾機框、濾板傳輸系統和電氣系統五大 部分組成。其工作原理比較簡單：先由液壓施力壓緊板 框組，固液混合的懸濁液由中間進入，分布到各濾布之 間，通過過濾介質實現固、液分離。目前板框壓濾機是實 現料漿固液分離的機械，由于它密閉性好、過濾壓力高、 便于洗滌、對料漿適應性強，因而在水處理、冶金、洗煤、 食品、醫藥、化工等領域得到廣泛應用。

運行工況

先是油缸活塞向右運動將板片壓緊，油 缸壓力為20MPa。打開進料泵進料，過濾后的乳酸溶液 進一步精制加工，固形物做廢物處理。當物料的壓力達 到0．6MPa時，此時板片的間隙中已填滿濾渣，對濾渣洗 滌、吹干，然后液壓缸活塞向左運行松開板片卸渣。 但在壓濾過程中，油缸無桿腔內的油壓可能會出現 泄漏，當油壓泄漏到18MPa時，高壓油泵自動補壓，達 到20MPa，然后停泵。據我們統計約70％的情況下，油缸 內的壓力穩定在理想控制范圍之內即18～20MPa上下 波動，但在其余的30％時間內，油缸的壓力持續升高，有 時竟然達到30MPa以上，超過了油缸25MPa的設計壓 力。不久前就發生了一起油缸炸裂事故，幸好未造成人員傷亡。

原因分析

究竟是什么原因造成油缸的壓力持續上升呢?經過 我們仔細分析，真相浮出水面：當油缸的夾緊壓力達到 20MPa時，如果全過程油缸內的油無泄漏，板片無膨脹， 液壓油無膨脹，此時油缸的壓力等于油缸原先的夾緊壓 力加上物料反壓產生的壓力之和，故隨著物料反壓力的 逐步升高，施加到油缸的反壓力也隨之升高。如以 1．5m*1．5m板片為例，其實際的內腔尺寸為 1390mm*1390ram，當物料壓力達到o．6MPa時，物料施 加的反壓力為600KPa*1．39m*1．39m=1 159KN，油缸的截面直徑為360mm，根據二力平衡的原理，則施加到油 缸的壓強為： 1159KN／(3．14．0．18m*0．18m)=11392KPa—114MPa 由于油缸的預緊壓力為20MPa，物料泵對油缸形成 的反壓力為11．4MPa，則壓力之和為31．4MPa。如果由于 板片溫度升高或因氣溫原因而油溫升高，則壓力還會升 高。如果此時油壓泄漏到18MPa，泵的壓力恒定，再補壓 到20MPa，則油缸的壓力只能達到20MPa，不會是3 1AMPa。 油泵的夾緊力是為了克服泵的反推力來設定的。以 大板框為例，如果板片及濾布平整，其中無夾渣，在5bar 的過濾壓力下，理論計算油缸夾緊在11．4MPa即可確保 板片間無泄漏。但由于舊的板片通常會翹曲變形，濾布 上可能會有夾渣不能完全清理干凈等原因，油泵的預緊 壓力通常要略大些，才能確保板片間不會漏料。據實踐 經驗，通常油泵的預緊壓力需達到160MPa，因此，油壓 經常泄漏需反復補壓的液壓缸不會超壓。當油缸無泄漏 時，就可能增壓至31．4MPa。

解決方法

如何在油缸無泄漏的情況下降低油缸的壓力呢?

(1)降低油缸的初始壓力，或隨著物料壓力的升高 逐步提高油缸的打壓壓力。目前可通過DCS控制將物 流泵的進料壓力與油泵的鎖緊壓力聯動起來。

(2)在油缸活塞腔壓力表處接一個皮囊式蓄能器， 當物料的壓力上升時會壓縮蓄能器充氣空間的容積，此 時活塞桿向左移動，板片所受預緊力呈下降趨勢，此時 油缸的受力將不再是預緊力和物料反壓力的合力，而是 蓄能器的工作壓力，這樣可確保油缸內的壓力不會超 壓；反之，當油缸內的壓力油發生泄漏時，蓄能器氣囊內 的壓縮氮氣會推動活塞向右運動，保證板片能夠繼續得到壓緊，減少油泵的開啟頻次。