廂式壓濾機工作原理

廂式壓濾機的液壓原理示意圖如圖3 所示,按下“柱塞前進”按鈕時,啟動油泵電動機,油泵由油箱經濾油器過濾后吸入液壓油,液壓油輸出后,進入油路塊和三位四通電磁換向閥,此時因三位四通電磁換向閥處于中間位置,油泵卸荷。同時,時間繼電器開始延時,延時幾秒(可調)后,三位四通換向閥用電磁鐵1 CT通電,油泵輸出的壓力油進入液壓油缸無桿腔并推動柱塞帶動推壓板及濾板濾布實現“前進”的動作。在推壓板、濾板濾布和止推板靠緊時,液壓油缸內的油液壓力迅速上升,當液壓油缸無桿腔內的油液壓力上升到電接點壓力表YX的上限(可調)時,電接點壓力表YX立即發訊號迫使1 CT失電,結果油缸柱塞立即停止“前進”的動作,延時幾秒后油泵電機停止工作,這時液壓系統因液控單向閥的關閉作用而自動形成鎖緊保壓過濾回路。然后再啟動進漿泵(液壓柱塞泥漿泵),此時陶瓷泥漿或固體顆粒懸浮物型工業廢水或污水由泥漿攪拌池或固體顆粒懸浮物型工業廢水聚集池(采用攪拌機攪拌防止固體顆粒懸浮物沉淀)或污水聚集池(采用攪拌機攪拌防止固體顆粒懸浮物沉淀)經進漿管路和止推板上的進漿口依次進入各濾板濾布所組成的濾室內進行壓濾脫水操作。

1 -油泵2 —溢流閥3 —行程開關XK4—三位四通電磁換向閥5 —壓力表開關6 —壓力表7 —電機8 —液控單向閥9 —電接點壓力表YX1 0 —油缸1 1 —濾油器1 2 —油箱1 CT、2 CT—電磁鐵

壓濾機脫水操作過程結束時,需要液壓缸柱塞做“退回”運動,此時首先應停止進漿泵(液壓柱塞泥漿泵)的工作,然后開啟止推板上進漿管路上的泥漿轉換開關,將剩余(未完成過濾脫水操作)的漿料全部排回泥漿攪拌池或固體顆粒懸浮物型工業廢水聚集池或污水聚集池后,再按下“柱塞退回”按鈕,此時油泵電機立即起動,同時三位四通換向閥用電磁鐵2 CT得電,油泵輸出的壓力油進入液壓油缸的有桿腔并推動柱塞快速退回,當柱塞退回到終點并壓下行程開關XK時,行程開關XK立即發訊號迫使2 CT失電,柱塞停止“退回”動作,延時幾秒后油泵停止工作。最后用人工拉開濾板,搬出濾餅(陶瓷泥餅),清潔和清洗濾布。這樣就完成了陶瓷泥漿或固體顆粒懸浮物型工業廢水或污水等過濾脫水操作過程。若在脫水過濾過程中,因液壓油的泄漏等引起液壓油缸內油液壓力的下降,當液壓油液的壓力下降到電接點壓力表YX調定的油壓下限值(可調)時,電氣控制系統將自動起動油泵電機,向液油缸壓緊裝置進行補能(灌油),迫使液壓油缸無桿腔內的液壓油壓再次上升到電接點壓力表YX調定的油壓上限值,然后又自動斷開電源,油泵停止供油,再次形成鎖緊保壓過濾回路。這樣循環可確保陶瓷泥漿或固體顆粒懸浮物型工業廢水或污水等壓濾脫水過程中所產生的液壓緊力的相對恒定,從而獲得含水量較低及含水量相對恒定的濾餅或污泥。

基本假設液壓壓緊型廂式壓濾機的結構示意圖。廂式壓濾機框架是廂式壓濾機的主要承載構件,不僅需要支承所有濾板、濾布及推壓板(又稱頭板)的重量、所有濾板、濾布、推壓板及后橫梁(又稱尾板或止推板)所形成的所有過濾室內填充物(待過濾物)的重量,而且還要承受濾板濾布的壓緊力(液壓油缸柱塞的推壓力)以及過濾物料(漿料)產生的過濾推動力等。所以說,為了簡化廂式壓濾機框架強度和剛度的設計計算,我們可以將廂式壓濾機框架簡化為一個封閉的“四邊形”框架(又稱“矩形”框架)[2 ~4],如圖4所示。顯然這是一個超靜定系統(也稱靜不定系統或靜不定構件)。眾所周知,靜不定構件是一個整體的受力構件,當外力作用下,各構件之間存在著復雜的受力變形制約(協調)關系,通常是不能簡單地將靜不定構件簡化成或者拆分成“梁狀”構件和“桿狀”構件的組合體等。為了求解此靜不定構件的受力及其變形之間的復雜關系,我們需采用以下基本假設。

廂式壓濾機正常工作時,施加于濾板濾布的壓緊力必須大于過濾物料(如:陶瓷泥漿或固體顆粒懸浮物型化工漿液、工業廢水及污水)的壓濾脫水(過濾脫水)推動力,否則就會使所獲得的濾餅(陶瓷泥餅)或污泥的含水率過高,導致壓濾脫水效率降低,嚴重時,甚至還會產生漏漿(也稱“跑漿”)等,浪費原材料,污染生產環境,不利于文明生產等。因此,在設計計算時,我們必須以濾板濾布的壓緊力F(單位:N)為依據,并認為可濾板濾布的壓緊力F通過推壓板及各濾板濾布等分別作用于前橫梁和后橫梁的中斷面上,而且可以簡化為一對大小相等、方向相反、作用在一條直線上的縱向作用力。

因廂式壓濾機兩側的拉桿(又稱導軌)通常采用一個或兩個支柱支承,這就最大限度地限制了兩側拉桿在自重方向(垂直方向)的變形。同時,考慮到推壓板、所有濾板濾布及所有過濾室內的填充物的重量與濾板濾布的壓緊力F相比都很小,因我們可以近似認為該作用力對拉桿所產生的垂直變形(自重方向)非常小,并可以忽略不計。

由于廂式壓濾機框架的受力及結構具有對稱性,同時壓緊濾板濾布的移動過程中推壓板、所有濾板濾布與拉桿接觸所產生的支承力及摩擦阻力與濾板濾布的壓緊力F相比極小,也可忽略不計。所以,我們獲得廂式壓濾機受力后其變形示意圖如圖5 所示。4)如圖1 和圖4所示,考慮到廂式壓濾機框架是由前橫梁、后梁和兩側拉桿兩端分別通過高強度的螺紋連接可靠地連接構成“矩形”框架這一客觀事實。那么,我們可近似地認為廂式壓濾機框架的前橫梁、后橫梁和兩側拉桿交界處(又稱拐角)的剛性為無限大,所以廂式壓濾機框架受力變形后,其拐角扔保持為直角。

實際生產經驗表明,通常剪力對廂式壓濾機框架(“矩形”構件)的破壞作用極小,因此強度和剛度設計計算或校核時通常可忽略剪力的影響[2 ~3 ],因此,我們可以根據廂式壓濾機框架的彎矩圖和軸力圖(見圖8 ),對廂式壓濾機框架進行強度設計計算或強度校核。同時圖8 也表明,廂式壓濾機框架后橫梁中截面處既承受較大的彎曲拉應力,又承受較大的軸向拉應力,兩者迭加后易達到材料的斷裂應力(抗拉強度極限),并且球墨鑄鐵(如:QT6 0 0 -3 等)、鑄鋼(如:ZG3 5 等)和普通碳素結構鋼(如:Q2 3 5 A等)材料的抗拉能力通常比抗壓能力差。值得注意的是,若設計制造考慮欠妥時,其后果是易造成廂式壓濾機框架后橫梁受到破壞甚至斷裂等安全隱患,這是廂式壓濾機框架設計制造過程中應避免的毀壞性事故。在實踐生產中確實也發生了廂式壓濾機框架后橫梁斷裂的事故,這與理論分析及設計計算完全吻合,同時也驗證了采用廂式壓濾機框架強度設計計算或校核公式設計制造廂式壓濾機是安全可靠的。

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