板框厢式隔膜压滤机
前言
厢式压滤机是一种固液分离设备，适用于各种浆料及悬浮液的固液分离，具有适用范围广、分离效果好、结构简单、操作方便、安全可靠等优点，故广泛应用于石油、化工、冶金、医药、食品、纺织、造纸、工业废水处理等领域。经过几十年的发展，厢式压滤机不论从控制原理、结构及操作技术方面均已有了长足的进步，按照其结构及用途的不同，大致可分为手动式厢式压滤机、半自动化厢式压滤机和全自动化厢式压滤机3种，其各自的操作、维护、保养、维修和管理要求差异较大，设备产能、生产指标、生产效率也不尽相同。来宾华锡冶炼有限公司（简称来冶）锌系统使用了GXZ-100/1000全自动厢式压滤机。这是来冶锌系统前期使用的厢式压滤机。通过技改工程，公司对前期使用GXZ-100/1000全自动厢式压滤机进行技术改造，在一些关键部位进行了改进，使得其故障率有所降低，生产效率提高。年底，公司又重新引进新一代厢式隔膜压滤机，这就是来冶锌系统后期使用的XMZG205/2000-UK隔膜厢式压滤机。对来冶锌系统前、后期使用的2种型号厢式压滤机的生产实践进行分析发现，虽然使用年限相距10年，但它们的结构、控制原理大致是相同的，各有优势，前期投入使用厢式压滤机过滤面积小，产能低；后期引进的压滤机，过滤面积从前期的100m2增大到205m2，产能提高近1培，且在取、拉板系统控制中采用变频技术，从而大大降低了设备故障率。
1 厢式压滤机结构、原理
1.1 结构
一般的半自动厢式压滤机主要由五大部分组成：机架部分，自动取、拉板部分，过滤部分，液压站部分，电气控制部分；而全自动厢式压滤机增加有卸料振打系统和滤布自动清洗系统。
机架部分：用于支撑过滤机构和取、拉板机构，由头板、尾板、过滤板、机座、油缸体和主梁等组成。
自动取、拉板部分：由电机（直接驱动或变频控制）、拉板小车、链轮、链条等组成。在PLC控制下，电机转动，通过链条带动拉板小车完成取、拉板动作。除程序控制外，还可以通过手动操作，随时控制取、拉板过程中的前进、停止、后退运行，以保证厢式压滤机正常卸料。
过滤部分：由整齐排列在主梁上的普通厢式滤板、隔模滤板（不带压榨的没有）、滤布等组成。
液压站部分：液压站部分是主机完成各种动作的动力装置，在电气控制系统的作用下，通过油缸、油泵及液压元件来完成各种过程工作，可实现自动压紧、自动补压及自动松开滤板等功能。
电气控制部分：电控部分是整个厢式压滤机的控制中心，它主要由变频器、可编程控制器（PLC）、热电电器、断路器、空气开关、中间继电器、接触器、电接点压力表、按钮开关及电源指示灯等组成，它是整个厢式压滤机系统的控制中心，在PLC程序指令控制下完成从进料到卸料、滤布清洗等一系列工作过程。
卸料振打系统：由振打活塞（振打锤）、气缸、软气管、电控阀门及行走小车等组成。
滤布清洗系统：由清洗大车（前后运行）、清洗小车（装在清洗大车上，左右运行）、清洗杆（装在清洗小车上，清洗杆的上下、四周有小孔）、软水管、水泵、电控阀门等组成。
0.1 工作流程、原理
1.2.1 压紧头板
开动油泵，采取手动压紧或自动压紧，在PLC控制下，通过液压系统将头板压紧，当达到设定压力时，自动停止压紧程序，进入过滤程序。
1.2.2 进料过滤
浆料通过料泵从厢式压滤机头板进料口进入滤室（由滤板与隔膜板构成）内，浆料借助进料泵产生的压力进行固液分离，由于过滤介质（滤布）的作用，使固相留在滤室内形成滤饼，液相（滤液）由水嘴排ft（再经滴液盘ft口流向下道工序）。在过滤过程中，当各滤板间压力低于设定值时，会自动补压，避免料浆、滤液向外泄漏。
1.2.3 风（或水）压榨
滤饼水分要求较高的工况，在卸料之前需进行压榨，
进一步把滤饼中的水分排ft。压榨有水压榨方式和风
（压缩空气）压榨方式2种，通过尾板上专用的压榨进口，通入高压水或压缩空气，并经隔膜板将压力均衡传递到滤布表面压榨滤饼，将滤饼中水分进一步压干，可得到水分≤25%的滤饼。
有的厢式压滤机还设有反吹风装置，即从厢式压滤机头板专用反吹口，通入压缩空气直接进入到进料通道，透过滤饼层，首先吹ft滤饼和进料通道中一部分水分，再进入压榨程序，进一步压榨，以此确保滤饼水分≤25%。
1.2.4 卸料、振打
卸压、排水：当过滤程序完成时，会自动卸压，头板往后松开（后退）一点（不是完全松开），这是为了排ft滤板与隔膜之间的水，此时，油缸上电接点压力表压力数字指示为零。
卸料：当卸压、排水完毕，在PLC程序控制下，头板继续往后退到设定位置自动停下，滴液盘开ft，转入卸料程序，取、拉板系统开始工作。取板→拉板→振打（可选择）→取板，周而复始，直到卸完最后一板滤饼才结束（如果有滤布清洗系统，则进入滤布清洗程序），此时液压系统重新启动，滴液盘进入，头板重新压紧，到此一个过滤工作流程结束。又进入到下一个滤机工作循环，回到进料、过滤程序，重新开始进料……依次进行。
振打：当卸料过程需要振打时，振打小车按卸料程序同步运行到第一板滤布吊杆上方，振打锤由上至下方向来回振打滤布吊杆中部，以达到振落滤布上的滤饼作用，由PLC控制振打次数和频率。
1.2.5 清洗滤布
当卸料完毕，需要清洗时，由PLC控制进入滤布清洗程序，首先将头板退到位，然后拉开第一块滤块，此时，清洗大车行走到第一板滤布前面，然后安装在清洗小车上的清洗杆自动立起，接着清洗小车在清洗大车上左右行走。随后，从清洗杆上下四周的小孔向外喷ft高压水，对整块滤布进行清洗，直到清洗设定时间到，接着自动放下清洗杆，小车行走到大车一端停下，然后取拉板机构拉开第二块滤板，清洗大车行走到第二块滤布面前，接着清洗第二板滤布，依此循环，直到洗完所有滤布，清洗车才自动停止，整个清洗过程由PLC指令控制完成。
应用实例
0.1 GXZ-100/1000全自动厢式压滤机
2.1.1 特点
GXZ-100/1000全自动厢式压滤机，是一种从压板、进料、压榨、卸料（含振打）、取板、拉板及滤布清洗等操作，均按PLC程序指令自动完成的全自动化厢式压滤机。在压滤机设备正常运行过程中，无需人工干预、过滤效率高、安全可靠、节省人力物力，具有滤液清、滤饼水分低等特点。该压滤机在来冶锌系统过滤工序生产实际应用中效果显著，在当时的背景条件下，是一种性能优越的现代化过滤设备。
2.1.2 问题
问题一：滤布吊挂架装置易变形，导致滤布上下移位、进料通道被部分堵塞，直接影响过滤效率，需要经常调整吊架。
问题二：取、拉板小车轨道易变形，取、拉板小车在运行过程中经常发生卡死现象，影响正常卸料。取、拉板换向装置，刚性转动，机械冲击力大，设备故障略高。
问题三：清洗小车的清洗杆易刮到滤布，影响清洗进度。
2.1.3 改进
上述3种常见故障或设计缺陷，我们与设备生产厂家进行充分沟通，针对实际使用中存在的问题，做了相应的改进。
滤布吊挂架装置易变形：取消了吊挂机构中的弹簧，把活动连接改为钢性连接，但可随时调整，从而解决了由于滤布上下移位导致进料通道被部分堵塞，直接影响过滤效率的问题。
取、拉板小车轨道易变形：针对这一问题，生产厂家在后期生产的同一型号厢式压滤机中对小车轨道重新改进设计，更换了材质，较好地解决了因轨道变形，影响正常卸料的问题。
取、拉板换向装置故障：在后期生产的压滤机中，在取、拉板换向设计上运用了PLC中高速传感器，作为送钩、拉板换向信号控制，从而使取、拉板机构发生故障率有所降低。
清洗杆易刮碰滤布：通过重新修正限位位置，重新设计调整PLC程序，准确控制清洗大车停靠位置，确保滤布清洗杆能刚好位于滤布与滤板之间的空间位置，经多次试验和生产实践证实，问题得以解决。
0.2 XMZG205/2000-UK厢式压滤机
2.2.1 特点
来冶锌系统在2011年下半年开始使用XMZG205/2000-UK厢式压滤机。它的大部分功能与GXZ－100/1000型号机型相同。主要优点是取、拉板系统引用了变频器控制技术，通过对PLC程序的调整和变频器参数的简单设置，把厢式压滤机的取、拉板系统电气控制从刚性到柔性进行转变，使得取、拉板速度可调，电机启动电流降低，从而机械冲击力降低，电气元件寿命延长，设备故障率降低，系统可靠性、安全性得以大幅提高，能基本满足生产要求。
2.2.2 问题
问题一：XMZG205/2000-UK厢式压滤机进料采用料泵，在实际使用中泵的故障率高、备件消耗大，导致维修成本高，压滤机不能连续生产，产能有所降低。
问题二：该机只能在卸料中实现整机的局部自动控制，属于一种间歇操作压滤设备，不利于企业提高生产自动化控制水平。
2.2.3 改进
从多年生产实践中总结经验可知，作为厢式压滤机进料用的料泵，在长期运行中，泵的备件损坏非常大，维修成本高。我们针对这一问题，把用料泵进料改为料罐进料，即先将需要过滤的浆料打到料罐，然后给料罐加入压缩空气，通过压力把浆料从料罐中压进厢式压滤机中，当配上电动阀门，就可实现自动进料，并减少泵的备品备件消耗。
小结
综上所述，GXZ-100/1000全自动厢式压滤机是一种从压板、进料、压榨、卸料（含振打）、取板、拉板及滤布清洗等操作，均按PLC程序指令自动完成的全自动化厢式压滤机，非常有利于企业提高生产自动化控制水平；而XMZG205/2000-UK是一种间歇性操作的加压过滤设备，无法实现整机全自动化生产，只能在卸料程序中实现自动取板、拉板操作，完成自动卸料过程。除此之外，其他所有的过程控制，仍需依靠人工手动操作来完成。该厢式压滤机与GXZ-100/1000全自动厢式压滤机相比，缺少卸料振打及滤布清洗功能，无法实现整机自动化控制，在一定程度上不利于企业提高生产自动化控制水平。但是，XMZG205/2000-UK厢式压滤机在取、拉板系统中引用了变频器控制技术，使得压滤机的取拉板电气控制从刚性向柔性转变，这一项改进在技术上是一个质的飞跃，它使得厢式压滤机取、拉板系统的机械、电气性能得以大幅提高，设备故障率大为降低。笔者认为，如果能将以上2种型号压滤机的设计理念综合考虑，取长补短，重新设计一种新型全自动化厢式压滤机，将有利于改进企业的固液分离工序，实现全自动化生产过程控制，极大地提高生产效率。
厢式压滤机运行管理与维护
厢式压滤机投入运行后，必须按设备要求搞好厢式压滤机的正常维护与日常管理工作，确保厢式压滤机生产两大过程控制指标（滤液、滤饼的质量）在生产可控范围（滤液质量要求清亮、透明，含固量≤5%，滤饼水分≤25%），从而实现锌冶炼生产的自动化，持续提高生产效率，降低生产成本，使企业获得较好的经济效益。
0.1 管理
厢式压滤机的日常管理，主要是指为确保厢式压滤机的正常运行，而制定ft的一些必要的管理制度，并经常化的监督实施所采取的一切措施。比如：厢式压滤机的日常操作规程，厢式压滤机维护巡检制度，厢式压滤机维、检修规程，厢式压滤机定期检查、保养制度，厢式压滤机维护和管理人员的技术业务素质水准及必须具备的工作责任心等条款，均属于厢式压滤机管理的范畴。而重点应放在培养或配备高水准的厢式压滤机设备管理专业人才上，它能确保厢式压滤机在锌冶炼生产应用中发挥重要作用，是达到设计预期效果的关键所在。
0.2 操作与维护
3.2.1 操作
操作是指岗位操作人员依据厢式压滤机操作规程要求，对厢式压滤机进行的正常操作，承担维护、保养的义务和责任。同时，工艺技术管理人员应对厢式压滤机
的操作和管理有足够的认识并引起重视，能与机电技术管理人员密切配合，共同搞好厢式压滤机的日常管理工作，以确保厢式压滤机正常运行，在生产中发挥应有的作用。
3.2.2 维护
维护是指岗位操作人员和厢式压滤机设备专业维修人员，对厢式压滤机正常运行的日常检查和维护工作。当厢式压滤机设备ft现故障时，岗位操作人员有责任及时向机电技术管理人员或现场维修人员提供信息，反映厢式压滤机设备平时的运行情况，并配合相关维修人员迅速排除故障，以便及时恢复生产；厢式压滤机设备现场维修人员要按照有关管理制度，搞好厢式压滤机的日常维护和检修工作，做到正常巡检和定期保养，确保厢式压滤机正常可靠地运行。
结语
综上所述，厢式压滤机如果能实现整机全自动化控制，将有效地提高锌冶炼生产自动化控制水平，对推动锌冶炼技术进步，改善生产工艺技术指标，提高锌冶炼金属回收率，减轻一线冶炼工人的劳动强度，改善生产作业环境，以及提高企业经济效益具有重大的现实意义。由于全自动化厢式压滤机在生产中推广应用，因此必将促进企业全体员工为适应对新设备操作、管理工作的需要，从自身实际ft发，加强对生产、科学技术的学习。锌冶炼生产实现自动化和管理的科学化、程序化，将被提到企业管理层的高度。企业依靠科技进步，保证锌冶炼生产持续、稳定、高速发展。
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