廂式壓濾機(jī)工作原理

廂式壓濾機(jī)的液壓原理示意圖如圖3 所示,按下“柱塞前進(jìn)”按鈕時(shí),啟動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī),油泵由油箱經(jīng)濾油器過濾后吸入液壓油,液壓油輸出后,進(jìn)入油路塊和三位四通電磁換向閥,此時(shí)因三位四通電磁換向閥處于中間位置,油泵卸荷。同時(shí),時(shí)間繼電器開始延時(shí),延時(shí)幾秒(可調(diào))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(jìn)入液壓油缸無(wú)桿腔并推動(dòng)柱塞帶動(dòng)推壓板及濾板濾布實(shí)現(xiàn)“前進(jìn)”的動(dòng)作。在推壓板、濾板濾布和止推板靠緊時(shí),液壓油缸內(nèi)的油液壓力迅速上升,當(dāng)液壓油缸無(wú)桿腔內(nèi)的油液壓力上升到電接點(diǎn)壓力表YX的上限(可調(diào))時(shí),電接點(diǎn)壓力表YX立即發(fā)訊號(hào)迫使1 CT失電,結(jié)果油缸柱塞立即停止“前進(jìn)”的動(dòng)作,延時(shí)幾秒后油泵電機(jī)停止工作,這時(shí)液壓系統(tǒng)因液控單向閥的關(guān)閉作用而自動(dòng)形成鎖緊保壓過濾回路。然后再啟動(dòng)進(jìn)漿泵(液壓柱塞泥漿泵),此時(shí)陶瓷泥漿或固體顆粒懸浮物型工業(yè)廢水或污水由泥漿攪拌池或固體顆粒懸浮物型工業(yè)廢水聚集池(采用攪拌機(jī)攪拌防止固體顆粒懸浮物沉淀)或污水聚集池(采用攪拌機(jī)攪拌防止固體顆粒懸浮物沉淀)經(jīng)進(jìn)漿管路和止推板上的進(jìn)漿口依次進(jìn)入各濾板濾布所組成的濾室內(nèi)進(jìn)行壓濾脫水操作。

1 -油泵2 —溢流閥3 —行程開關(guān)XK4—三位四通電磁換向閥5 —壓力表開關(guān)6 —壓力表7 —電機(jī)8 —液控單向閥9 —電接點(diǎn)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(jī)脫水操作過程結(jié)束時(shí),需要液壓缸柱塞做“退回”運(yùn)動(dòng),此時(shí)首先應(yīng)停止進(jìn)漿泵(液壓柱塞泥漿泵)的工作,然后開啟止推板上進(jìn)漿管路上的泥漿轉(zhuǎn)換開關(guān),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(yè)廢水聚集池或污水聚集池后,再按下“柱塞退回”按鈕,此時(shí)油泵電機(jī)立即起動(dòng),同時(shí)三位四通換向閥用電磁鐵2 CT得電,油泵輸出的壓力油進(jìn)入液壓油缸的有桿腔并推動(dòng)柱塞快速退回,當(dāng)柱塞退回到終點(diǎn)并壓下行程開關(guān)XK時(shí),行程開關(guān)XK立即發(fā)訊號(hào)迫使2 CT失電,柱塞停止“退回”動(dòng)作,延時(shí)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(yè)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(nèi)油液壓力的下降,當(dāng)液壓油液的壓力下降到電接點(diǎn)壓力表YX調(diào)定的油壓下限值(可調(diào))時(shí),電氣控制系統(tǒng)將自動(dòng)起動(dòng)油泵電機(jī),向液油缸壓緊裝置進(jìn)行補(bǔ)能(灌油),迫使液壓油缸無(wú)桿腔內(nèi)的液壓油壓再次上升到電接點(diǎn)壓力表YX調(diào)定的油壓上限值,然后又自動(dòng)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(huán)可確保陶瓷泥漿或固體顆粒懸浮物型工業(yè)廢水或污水等壓濾脫水過程中所產(chǎn)生的液壓緊力的相對(duì)恒定,從而獲得含水量較低及含水量相對(duì)恒定的濾餅或污泥。

基本假設(shè)液壓壓緊型廂式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。廂式壓濾機(jī)框架是廂式壓濾機(jī)的主要承載構(gòu)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(nèi)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(chǎn)生的過濾推動(dòng)力等。所以說(shuō),為了簡(jiǎn)化廂式壓濾機(jī)框架強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)計(jì)算,我們可以將廂式壓濾機(jī)框架簡(jiǎn)化為一個(gè)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(gè)超靜定系統(tǒng)(也稱靜不定系統(tǒng)或靜不定構(gòu)件)。眾所周知,靜不定構(gòu)件是一個(gè)整體的受力構(gòu)件,當(dāng)外力作用下,各構(gòu)件之間存在著復(fù)雜的受力變形制約(協(xié)調(diào))關(guān)系,通常是不能簡(jiǎn)單地將靜不定構(gòu)件簡(jiǎn)化成或者拆分成“梁狀”構(gòu)件和“桿狀”構(gòu)件的組合體等。為了求解此靜不定構(gòu)件的受力及其變形之間的復(fù)雜關(guān)系,我們需采用以下基本假設(shè)。

廂式壓濾機(jī)正常工作時(shí),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(yè)廢水及污水)的壓濾脫水(過濾脫水)推動(dòng)力,否則就會(huì)使所獲得的濾餅(陶瓷泥餅)或污泥的含水率過高,導(dǎo)致壓濾脫水效率降低,嚴(yán)重時(shí),甚至還會(huì)產(chǎn)生漏漿(也稱“跑漿”)等,浪費(fèi)原材料,污染生產(chǎn)環(huán)境,不利于文明生產(chǎn)等。因此,在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),我們必須以濾板濾布的壓緊力F(單位:N)為依據(jù),并認(rèn)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(jiǎn)化為一對(duì)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(jī)兩側(cè)的拉桿(又稱導(dǎo)軌)通常采用一個(gè)或兩個(gè)支柱支承,這就最大限度地限制了兩側(cè)拉桿在自重方向(垂直方向)的變形。同時(shí),考慮到推壓板、所有濾板濾布及所有過濾室內(nèi)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(rèn)為該作用力對(duì)拉桿所產(chǎn)生的垂直變形(自重方向)非常小,并可以忽略不計(jì)。

由于廂式壓濾機(jī)框架的受力及結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性,同時(shí)壓緊濾板濾布的移動(dòng)過程中推壓板、所有濾板濾布與拉桿接觸所產(chǎn)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(jì)。所以,我們獲得廂式壓濾機(jī)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(jī)框架是由前橫梁、后梁和兩側(cè)拉桿兩端分別通過高強(qiáng)度的螺紋連接可靠地連接構(gòu)成“矩形”框架這一客觀事實(shí)。那么,我們可近似地認(rèn)為廂式壓濾機(jī)框架的前橫梁、后橫梁和兩側(cè)拉桿交界處(又稱拐角)的剛性為無(wú)限大,所以廂式壓濾機(jī)框架受力變形后,其拐角扔保持為直角。

實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明,通常剪力對(duì)廂式壓濾機(jī)框架(“矩形”構(gòu)件)的破壞作用極小,因此強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)計(jì)算或校核時(shí)通常可忽略剪力的影響[2 ~3 ],因此,我們可以根據(jù)廂式壓濾機(jī)框架的彎矩圖和軸力圖(見圖8 ),對(duì)廂式壓濾機(jī)框架進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算或強(qiáng)度校核。同時(shí)圖8 也表明,廂式壓濾機(jī)框架后橫梁中截面處既承受較大的彎曲拉應(yīng)力,又承受較大的軸向拉應(yīng)力,兩者迭加后易達(dá)到材料的斷裂應(yīng)力(抗拉強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)制造考慮欠妥時(shí),其后果是易造成廂式壓濾機(jī)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(jī)框架設(shè)計(jì)制造過程中應(yīng)避免的毀壞性事故。在實(shí)踐生產(chǎn)中確實(shí)也發(fā)生了廂式壓濾機(jī)框架后橫梁斷裂的事故,這與理論分析及設(shè)計(jì)計(jì)算完全吻合,同時(shí)也驗(yàn)證了采用廂式壓濾機(jī)框架強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算或校核公式設(shè)計(jì)制造廂式壓濾機(jī)是安全可靠的。

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