箱式壓濾機的結構及自動化應用

戴金波

（湖南琦爾設備有限公司，湖南 株洲412000）

0 引言

廂式壓濾機是集機、電、液一體技術水平先進的固液分離機械產品。它由四大部分組成：即機架部分、過濾部分（濾板、濾布）、液壓部分和電器部分。根據用戶要求還可以增加自動拉板、接液裝置等。

1 箱式壓濾機構成

1.1 機架部分

機架部分是機器的主體，用以支撐過濾機構，連接其它部件。它主要由止推板、壓緊板、油缸和主梁等部件組成。機器工作時，油缸體內的活塞推動壓緊板，將位于壓緊板與止推板之間的濾板濾布壓緊，以保證帶有壓力的料漿在濾室內進行加壓過濾。

1.2 過濾部分

過濾部分是由按一定次序排列在主梁上的濾板和夾在濾板之間的濾布組成，濾板和濾布的相間排列形成了數個獨立的過濾單元——濾室。過濾開始時，料漿在進料泵的推動下，經止推板上的進料口進入各濾室內，并借進料泵產生的壓力進行過濾。由于濾布的作用，使固體留在濾室內形成濾餅，濾液由水嘴（明流）或出液閥（暗流）排出。在壓濾機使用過程中，濾布起著關鍵的作用，其性能好壞，選型的正確與否直接影響著過濾效果。

1.3 液壓部分

液壓部分是驅動壓緊板壓緊或松開濾板的動力裝置，配置了柱塞泵及各種控制閥。壓緊濾板時，按下“壓緊”按鈕，電機啟動，活塞桿前移，壓緊濾板；當油壓上升到電接點壓力表的上限時，電接點壓力表上限接通而停泵；此時，壓濾機進入自動保壓狀態；（這時可開啟進料泵進行固液分離工作）當油壓降至電接點壓力表調定的下限值時，柱塞泵重新啟動以保證過濾所需工作壓力；（當出液水嘴不出水時說明濾室內已充滿濾餅，這時要停掉進料泵，可以卸除濾餅）回程時，按下“放松”按鈕，電機啟動，活塞桿帶動壓緊板回程，濾板松開；濾板一塊一塊地拉開，濾餅自動掉下。

1.4 電控部分

電控部分是整個系統的控制中心。電控系統由PLC、觸摸屏、變頻器、交流接觸器、空氣開關、中間繼電器、感應開關和傳感器組成，擔負主機及各相關部件的控制任務。電控柜中有PLC、變頻器、交流接觸器、空氣開關和中間繼電器等元件構成。由PLC進行各個工作過程的控制。

1.5 自動拉板機構

拉板系統由電機減速機組、鏈條、鏈盒和拉板小車組成。電機減速機組安裝于頭板支架上面，鏈盒安裝在左右主梁外側，鏈條和拉板小車置于鏈盒之內。

1.6 接液裝置

接液裝置是由滾輪軌道和接水小車組成。采用油缸推動接水小車，易于實現自動控制。

2 自動拉板機構構成

自動拉板系統由電機減速機組、鏈條、鏈盒和拉板小車組成。由電機減速機驅動鏈條，鏈條驅動拉板小車，由拉板小車進行濾板取拉板動作。每運動一次一般取一塊濾板，也可以采用鏈條連接濾板，一次取多塊濾板，提高拉板效率。濾餅在濾板運動中自行脫離。拉板結束后拉板小車自動返回初始位置。拉板小車結構如圖1所示。

當拉板小車向尾板方向運行，拉爪4碰到第一塊濾板把手后，即被把手碰倒，此后，拉爪6被濾板把手擋住。產生一定阻力，并通過變頻器控制減速機減速機和行程開關控制電機反向拉板，從而使開板小車向頭板方向移動。這時拉爪4在彈簧回復力的作用下被彈起，并立即鉤住濾板反把手將濾板拉向頭板端。

當到達頭板端并被頭板擋住后，又產生一定的阻力，通過變頻器控制減速機和另一個行程開關控制電機反向送鉤，這樣反復動作直到濾板被拉完而開板小車又返回尾板端時，活動板碰到尾板端的擋塊而被推回，使拉爪4被壓下同時開板小車回到頭板端碰到行程開關而停止，活動板1和拉爪4也隨之被推向原位。

3 PLC在廂式壓濾機中的應用

全自動壓濾機控制系統的主要功能包括手動、自動、參數設定、顯示和報警故障診斷等。手動功能可以做到當轉換開關置位在手動位時，按壓閉合、過濾、洗滌、擠壓、吹干、卸料按鈕啟動相應的生產工序。自動功能可以做到當轉換開關置位在自動位時，按壓程序啟動按鈕，壓濾機從初始位置開始運行并自動連續工作。參數設定功能可以由操作人員控制的各個工藝時間，通過觸摸屏進行調整，程序內部的時間控制，技術人員在授權的條件下可以進行調整。顯示功能可以在壓濾機閉合、過濾、洗滌、擠壓、吹干、卸料等工序過程中，顯示屏上顯示相應的工作狀態和工藝參數。報警、故障診斷功能可以在壓濾機操作、運行過程中，當出現故障時發出報警信號并防止過濾機及其附屬設備受到損壞，同時在顯示屏上顯示具體的故障點。

我公司產品采用omron CPM2A-30MR型PLC驅動中間繼電器，再由中間繼電器驅動負載。采用觸摸屏和PLC進行通訊連接，顯示壓濾機運行時的所有參數，并采用接近開關作為接水小車的限位開關。omron CPM2A-30MR型PLC專為惡劣的工業環境而設計,具有很強的抗干擾能力和穩定性,連續無故障運行時間可達100000小時,同時還具備很強的通信能力,可以和上位機和其他設備互聯。觸摸屏是操作人員和機械設備之間進行相互溝通的窗口和界面,一般通過串行接口與個人電腦、PLC、變頻器以及其他外部設備連接通信、傳輸數據信息，由專用軟件完成畫面制作和傳輸，實現其作為圖形操作和顯示終端的功能，在控制系統中，觸摸屏常作為PLC輸入和輸出設備，通過設計適合要求的控制畫面，實現對控制對象的操作和顯示。接近開關是一種非接觸的位置檢測開關，電感式接近開關由三大部分組成：振蕩器、開關電路及放大輸出電路。振蕩器產生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬目標內產生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發驅動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的。所以，采用omron CPM2A-30MR型PLC可以達到控制要求，同時采用觸摸屏作為PLC的輸入輸出設備可以減少PLC需要的I/O點數，降低系統的成本，提高設備的性能；另外，接近開關是一種非接觸的位置檢測開關，壽命長，性能穩定，作為接水小車的限位開關使用，可以大大降低系統的故障率。

4 結束語

圖1 拉板小車結構示意圖1.活動板；2.連接板；3.頂板；4.拉爪；5.拉簧；6.拉爪；7.擋軸；8.掛桿

廂式壓濾機的應用范圍相對廣泛，多用于石油、化工、冶金、煤炭、醫藥、輕工、食品、環保、紡織、陶土等工業。主要用于各種懸浮液的固液分離。本系統使用性能優異的歐姆龍公司PLC及HMI產品實現壓濾機的全自動控制，使壓濾機整個運行過程連續、穩定、可靠，通過觸摸屏能監測到所有的工藝參數、設備的工作狀況、閥門的開關狀態，并且具備完善可靠的報警保護與故障診斷功能，控制系統展現出人性化的設計思想，在實際使用中深受用戶的好評。

［1］何軍.BLZG38型全自動立式壓濾機的開發設計[J].過濾與分離,2007(02).

［2］劉建民.用PLC實現立式壓濾機的全自動控制[J].自動化應用,2010(03).