厢式压滤机工作原理

厢式压滤机工作原理

厢式压滤机的液压原理示意图如图3 所示,按下“柱塞前进”按钮时,启动油泵电动机,油泵由油箱经滤油器过滤后吸入液压油,液压油输出后,进入油路块和三位四通电磁换向阀,此时因三位四通电磁换向阀处于中间位置,油泵卸荷。同时,时间继电器开始延时,延时几秒(可调)后,三位四通换向阀用电磁铁1 CT通电,油泵输出的压力油进入液压油缸无杆腔并推动柱塞带动推压板及滤板滤布实现“前进”的动作。在推压板、滤板滤布和止推板靠紧时,液压油缸内的油液压力迅速上升,当液压油缸无杆腔内的油液压力上升到电接点压力表YX的上限(可调)时,电接点压力表YX立即发讯号迫使1 CT失电,结果油缸柱塞立即停止“前进”的动作,延时几秒后油泵电机停止工作,这时液压系统因液控单向阀的关闭作用而自动形成锁紧保压过滤回路。然后再启动进浆泵(液压柱塞泥浆泵),此时陶瓷泥浆或固体颗粒悬浮物型工业废水或污水由泥浆搅拌池或固体颗粒悬浮物型工业废水聚集池(采用搅拌机搅拌防止固体颗粒悬浮物沉淀)或污水聚集池(采用搅拌机搅拌防止固体颗粒悬浮物沉淀)经进浆管路和止推板上的进浆口依次进入各滤板滤布所组成的滤室内进行压滤脱水操作。

1 -油泵2 —溢流阀3 —行程开关XK4—三位四通电磁换向阀5 —压力表开关6 —压力表7 —电机8 —液控单向阀9 —电接点压力表YX1 0 —油缸1 1 —滤油器1 2 —油箱1 CT、2 CT—电磁铁

压滤机脱水操作过程结束时,需要液压缸柱塞做“退回”运动,此时首先应停止进浆泵(液压柱塞泥浆泵)的工作,然后开启止推板上进浆管路上的泥浆转换开关,将剩余(未完成过滤脱水操作)的浆料全部排回泥浆搅拌池或固体颗粒悬浮物型工业废水聚集池或污水聚集池后,再按下“柱塞退回”按钮,此时油泵电机立即起动,同时三位四通换向阀用电磁铁2 CT得电,油泵输出的压力油进入液压油缸的有杆腔并推动柱塞快速退回,当柱塞退回到终点并压下行程开关XK时,行程开关XK立即发讯号迫使2 CT失电,柱塞停止“退回”动作,延时几秒后油泵停止工作。最后用人工拉开滤板,搬出滤饼(陶瓷泥饼),清洁和清洗滤布。这样就完成了陶瓷泥浆或固体颗粒悬浮物型工业废水或污水等过滤脱水操作过程。若在脱水过滤过程中,因液压油的泄漏等引起液压油缸内油液压力的下降,当液压油液的压力下降到电接点压力表YX调定的油压下限值(可调)时,电气控制系统将自动起动油泵电机,向液油缸压紧装置进行补能(灌油),迫使液压油缸无杆腔内的液压油压再次上升到电接点压力表YX调定的油压上限值,然后又自动断开电源,油泵停止供油,再次形成锁紧保压过滤回路。这样循环可确保陶瓷泥浆或固体颗粒悬浮物型工业废水或污水等压滤脱水过程中所产生的液压紧力的相对恒定,从而获得含水量较低及含水量相对恒定的滤饼或污泥。

基本假设液压压紧型厢式压滤机的结构示意图。厢式压滤机框架是厢式压滤机的主要承载构件,不仅需要支承所有滤板、滤布及推压板(又称头板)的重量、所有滤板、滤布、推压板及后横梁(又称尾板或止推板)所形成的所有过滤室内填充物(待过滤物)的重量,而且还要承受滤板滤布的压紧力(液压油缸柱塞的推压力)以及过滤物料(浆料)产生的过滤推动力等。所以说,为了简化厢式压滤机框架强度和刚度的设计计算,我们可以将厢式压滤机框架简化为一个封闭的“四边形”框架(又称“矩形”框架)[2 ~4],如图4所示。显然这是一个超静定系统(也称静不定系统或静不定构件)。众所周知,静不定构件是一个整体的受力构件,当外力作用下,各构件之间存在着复杂的受力变形制约(协调)关系,通常是不能简单地将静不定构件简化成或者拆分成“梁状”构件和“杆状”构件的组合体等。为了求解此静不定构件的受力及其变形之间的复杂关系,我们需采用以下基本假设。

厢式压滤机正常工作时,施加于滤板滤布的压紧力必须大于过滤物料(如:陶瓷泥浆或固体颗粒悬浮物型化工浆液、工业废水及污水)的压滤脱水(过滤脱水)推动力,否则就会使所获得的滤饼(陶瓷泥饼)或污泥的含水率过高,导致压滤脱水效率降低,严重时,甚至还会产生漏浆(也称“跑浆”)等,浪费原材料,污染生产环境,不利于文明生产等。因此,在设计计算时,我们必须以滤板滤布的压紧力F(单位:N)为依据,并认为可滤板滤布的压紧力F通过推压板及各滤板滤布等分别作用于前横梁和后横梁的中断面上,而且可以简化为一对大小相等、方向相反、作用在一条直线上的纵向作用力。

因厢式压滤机两侧的拉杆(又称导轨)通常采用一个或两个支柱支承,这就最大限度地限制了两侧拉杆在自重方向(垂直方向)的变形。同时,考虑到推压板、所有滤板滤布及所有过滤室内的填充物的重量与滤板滤布的压紧力F相比都很小,因我们可以近似认为该作用力对拉杆所产生的垂直变形(自重方向)非常小,并可以忽略不计。

由于厢式压滤机框架的受力及结构具有对称性,同时压紧滤板滤布的移动过程中推压板、所有滤板滤布与拉杆接触所产生的支承力及摩擦阻力与滤板滤布的压紧力F相比极小,也可忽略不计。所以,我们获得厢式压滤机受力后其变形示意图如图5 所示。4)如图1 和图4所示,考虑到厢式压滤机框架是由前横梁、后梁和两侧拉杆两端分别通过高强度的螺纹连接可靠地连接构成“矩形”框架这一客观事实。那么,我们可近似地认为厢式压滤机框架的前横梁、后横梁和两侧拉杆交界处(又称拐角)的刚性为无限大,所以厢式压滤机框架受力变形后,其拐角扔保持为直角。

实际生产经验表明,通常剪力对厢式压滤机框架(“矩形”构件)的破坏作用极小,因此强度和刚度设计计算或校核时通常可忽略剪力的影响[2 ~3 ],因此,我们可以根据厢式压滤机框架的弯矩图和轴力图(见图8 ),对厢式压滤机框架进行强度设计计算或强度校核。同时图8 也表明,厢式压滤机框架后横梁中截面处既承受较大的弯曲拉应力,又承受较大的轴向拉应力,两者迭加后易达到材料的断裂应力(抗拉强度极限),并且球墨铸铁(如:QT6 0 0 -3 等)、铸钢(如:ZG3 5 等)和普通碳素结构钢(如:Q2 3 5 A等)材料的抗拉能力通常比抗压能力差。值得注意的是,若设计制造考虑欠妥时,其后果是易造成厢式压滤机框架后横梁受到破坏甚至断裂等安全隐患,这是厢式压滤机框架设计制造过程中应避免的毁坏性事故。在实践生产中确实也发生了厢式压滤机框架后横梁断裂的事故,这与理论分析及设计计算完全吻合,同时也验证了采用厢式压滤机框架强度设计计算或校核公式设计制造厢式压滤机是安全可靠的。

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