快開式隔膜壓濾機(jī)技術(shù)改造探究

蘆為民

（西山煤電馬蘭礦選煤廠，山西古交 030200）

1 快開式隔膜壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

快開隔膜壓濾機(jī)是一種機(jī)、電、液一體化分離設(shè)備，工藝過程包括：進(jìn)料、壓緊、過濾、保壓、壓榨、反吹、松開、拉板、卸料等工序。快開隔膜壓濾機(jī)機(jī)構(gòu)包括五大部件：機(jī)架、卸料機(jī)構(gòu)、過濾系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制。機(jī)架連接過濾機(jī)構(gòu)和拉板機(jī)構(gòu)，是設(shè)備的組成的必要保障。卸料機(jī)構(gòu)主要用于將濾餅卸除。過濾部分是設(shè)備的核心部分，利用進(jìn)料壓力及濾布實現(xiàn)固液分離。液壓部分是設(shè)備的動力源，能實現(xiàn)壓緊、補(bǔ)壓、松開等操作。電器控制是系統(tǒng)的控制中心，有變頻器、PLC、各類開關(guān)、繼電器、指示燈等部分組成，是快開隔膜壓濾機(jī)各項功能的實現(xiàn)的必要保證[1]。

快開隔膜壓濾機(jī)工作時，控制系統(tǒng)控制相關(guān)油路控制閥實現(xiàn)油路控制動作，液壓缸的無桿腔注入壓力油，在油壓作用下，活塞桿伸出，推動頭板前移，將設(shè)備上的濾板壓緊，濾板之間構(gòu)成各個密封過濾室，同時煤漿在進(jìn)料泵的推動下，通過進(jìn)料孔泵入各濾室，借助給料泵的壓力，實現(xiàn)固液分離。顆粒度小于濾布目數(shù)的濾液流出，尺寸大于濾布目數(shù)的顆粒留在濾室內(nèi)；隨著持續(xù)進(jìn)料，顆粒在濾布上逐漸加厚最后形成濾餅，傳感器反饋信號，系統(tǒng)停止進(jìn)料泵給料。設(shè)備執(zhí)行對隔膜濾板充氣動作，濾布膨脹變形后腔室的容積變小，濾餅被壓榨，降低濾餅含水率。卸料機(jī)構(gòu)通過逐級拉開各部分濾板，濾餅在自身重力及濾布張力下落至運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)，再通運(yùn)輸至精煤系統(tǒng)，完成一個工作過程。

壓濾機(jī)的優(yōu)點如下。

（1）多液壓缸端面均勻壓緊，形成腔室密封均勻，有效避免腔室密封不均勻形成的噴料。

（2）采用兩口進(jìn)料。進(jìn)料速度快，有利于均勻布料，濾餅成型效果好。

（3）濾板面液阻小，煤液排出通暢，過濾比較徹底，數(shù)度快。

（4）卸料數(shù)度快，卸料徹底[2]。

2 快開式隔膜壓濾機(jī)常見故障及分析

快開式隔膜壓濾機(jī)在選煤廠有廣泛的應(yīng)用，有效的提高了生產(chǎn)效率。使用過程中快壓濾機(jī)會由于操作、維護(hù)、設(shè)計缺陷等因素出現(xiàn)一些故障，主要表現(xiàn)如下。

（1）濾板易拉斜、掉道、接近開關(guān)故障高發(fā)

卸料動作比較繁瑣，分三次拉板，卸料板數(shù)量多且拉動距離長，板件間小鏈脫落、濾板兩側(cè)數(shù)度不一致就會出現(xiàn)濾板拉斜、掉道現(xiàn)象。

卸料過程中需要執(zhí)行拉板操作，拉板的位置控制通過觸碰接近開關(guān)實現(xiàn)。三次拉板過程需要7個接近開關(guān)，由于電子元器件極易受煤泥及水分的影響。這部分開關(guān)非常容易出現(xiàn)故障。

（2）濾布壽命短

原設(shè)計濾布的固定方式是上方掛布銷孔固定，用尼龍繩將濾布分兩次固定在濾板上，造成濾布磨損嚴(yán)重。

（3）運(yùn)行中斷

設(shè)備有時無故停止，通過跟蹤觀察，分析得出由于快開式隔膜壓濾機(jī)入的進(jìn)料管為鋼圈橡膠管，鋼圈進(jìn)料管在彎曲的過程中會有彈性變形，在壓榨的過程中，這種變形引起的彈力會對對壓緊板產(chǎn)生作用力，由于和油缸提供的力的方向相反，會使油缸作用力變小，造成止推銷合不到位。電控系統(tǒng)報停，運(yùn)行中斷[3]。

3 快開式隔膜壓濾機(jī)技術(shù)改造方案

針對以上的幾個典型故障，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，提出以下技術(shù)改造方案。

3.1 利用拉板小車實現(xiàn)拉板動作，減少接近開關(guān)數(shù)量，優(yōu)化濾板上部分零部件的結(jié)構(gòu)

卸料機(jī)構(gòu)包括：減速器、傳動軸、鏈條、鏈輪等部分。卸料開始時，壓緊板打開，支撐座處的電機(jī)通過鏈條傳統(tǒng)系統(tǒng)拉動油缸座、壓緊板等部分，將第一部分濾板拉開；濾板到位后接近開關(guān)給出信號，止推板處的電機(jī)開始運(yùn)行，帶動隔板運(yùn)動，將第二部分濾板拉開，第二部分濾板到位后接近開關(guān)給出信號，將第三部分濾板拉開，濾餅在重力和濾板的張力作用下脫落。實現(xiàn)一次卸料的過程。過程中三次拉板。技術(shù)改造方案如下。

（1）簡化拉板過程，由變頻電機(jī)帶動拉板小車來實現(xiàn)拉板動作。

如圖1所示，技術(shù)改造后的拉板系統(tǒng)主要包括：變頻減速電機(jī)、鏈輪、拉板小車、鏈條等。在電控系統(tǒng)的控制下，由減速電機(jī)通過鏈條傳動來實現(xiàn)拉板小車的動作。采用分段式拉板方法，濾板間采用3環(huán)小鏈鏈接，壓緊板拉開第一組濾板，拉板小車分組一次拉開剩余板組，縮短卸料距離，濾板開合過程的平穩(wěn)可靠，并且由于拉板小車的參與卸料，簡化了卸料過程接近開關(guān)數(shù)量改為2個，極大地降低了該環(huán)節(jié)的故障率[4]。

圖1 拉板系統(tǒng)

（2）優(yōu)化濾板間鏈條結(jié)構(gòu)

將濾板間的小鏈在長度保持不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡化，如圖2所示，鏈條由7環(huán)鏈改3環(huán)鏈，便于檢修人員在檢修濾板和濾布時發(fā)現(xiàn)小鏈?zhǔn)欠裼信で㈠e位等現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)就能及時調(diào)整。從根源上避免濾板在拉動過程中兩側(cè)的速度不平衡問題，有效地避免濾板拉斜。

（3）優(yōu)化濾板支撐臂的軸的結(jié)構(gòu)

由于定位管為過盈配合壓入，時間長了容易脫落，小鏈就容易脫軌扭轉(zhuǎn)，將原來的定位管定位改為軸肩定位。就徹底消除這一現(xiàn)象，對保證濾板的平穩(wěn)拉動起到根大的作用。

3.2 改造濾布中心孔

原設(shè)計的濾布結(jié)構(gòu)為兩片組合結(jié)構(gòu)，在中心孔處縫合，濾布拆卸時需要將其中一面濾布卷成筒狀，從濾板上的中心孔穿過，然后鋪整，最后用尼龍繩把濾布綁在濾板上。操作過程中會出現(xiàn)中心孔處的褶皺現(xiàn)象，反吹風(fēng)及壓榨過程時會將這些褶皺反復(fù)的壓折，多次反復(fù)壓折后褶皺處會折斷，濾布損壞。針對這種現(xiàn)象，需要解決的問題就是中心處的褶皺問題。因此將濾布改造為單片式，采用夾布器在連接、固定、密封，這樣徹底杜絕了濾布中心孔處破損現(xiàn)象[5]。

3.3 改變進(jìn)料管彎曲方向，使其產(chǎn)生的彈力與與油缸作用力方向一致

針對入料的過程中由于進(jìn)料管彎曲產(chǎn)生的彈力造成止推銷合不到位的問題，將快開式隔膜壓濾機(jī)入料軟管、保護(hù)套方向進(jìn)行重新布置。相關(guān)部件旋轉(zhuǎn)180°，使入料管由順時針彎曲調(diào)轉(zhuǎn)為逆時針彎曲。這樣如料管的彈力方向就和油缸的作用力方向一致，兩力疊加產(chǎn)生的合力，有效防止濾板不反彈的現(xiàn)場，消除止推銷合不到位引起的運(yùn)動中斷的故障[6]。

圖2 鏈條改造

圖3 支撐軸改造

圖4 進(jìn)料管彎曲方向改造

4 改造效果

通過對快開式隔膜壓濾機(jī)拉板部分、濾板間鏈條、濾板支撐軸、濾布中心孔、進(jìn)料管彎曲方向等方面的改造，壓濾機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性提高，生產(chǎn)效率提高，具體表現(xiàn)如下。

（1）故障率降低

壓濾機(jī)的故障較原來降低了90%，進(jìn)料管彎曲方向的改造有效的避免了止推銷合不到位的問題，換過鏈條后的濾板也未發(fā)生過拉斜、掉道現(xiàn)象，由于接近開關(guān)數(shù)量減少，這一部分的故障率也降低。明顯減少了設(shè)備維修次數(shù)和維修的工作量，減少了備品、備件的消耗量，降低了壓濾機(jī)的維護(hù)成本及維修人員的工作量，有效地保證了連續(xù)生產(chǎn)，提高了壓濾機(jī)的使用壽命[7]。

（2）處理效率提高

由于采用拉板小車來實現(xiàn)卸料，卸料行程變短，卸料時間變短。設(shè)備的單臺處理能力提高。同時由于卸料行程縮短，為安裝更多的濾板留出空間，后期準(zhǔn)備再增加15塊濾板，過濾面積就能增加110 m2，設(shè)備的單臺處理能力再一步提高[8]。

（3）濾布的消耗量減少

由于中心孔處褶皺的消除，濾布磨損現(xiàn)象顯著降低，新結(jié)構(gòu)濾布的消耗量明顯減少，每年少消耗的濾布約為130塊，減少成本約合人民幣30萬元。

5 結(jié)論

本文闡述了快開式隔膜壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，列舉出壓濾機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的故障并分析故障的原因，最后提出一系列改造措施。最后統(tǒng)計了設(shè)備改造的效果及帶來的經(jīng)濟(jì)價值，對提高壓濾機(jī)的合理操作及維護(hù)提供參考，并為壓濾機(jī)的下一步改造升級打下基礎(chǔ)。

［1］張俊平.快開式隔膜壓濾機(jī)故障分析及改造處理方法［J］.山東煤炭科技，2017（09）：131-132.

［2］張啟明.選煤廠快開式隔膜壓濾機(jī)故障分析及優(yōu)化方案［J］.中國科技博覽，2015（11）：1-2.

［3］孔忠偉.快開式隔膜壓濾機(jī)故障處理及優(yōu)化控制［J］.科技信息，2013（13）：119-119.

［4］聶擎林.一種新型快開式隔膜壓濾機(jī)［J］.煤礦機(jī)電，2014（6）：89-91.

［5］楊立.KZG400/2000快開式隔膜壓濾機(jī)在煤泥水處理中的應(yīng)用［J］.煤質(zhì)技術(shù)，2011（01）：67-68.

［6］張德友，周進(jìn).中國壓濾機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展前景淺析［J］.過濾與分離，2010（02）：39-42.

［7］楊正軻.自動沖洗快開式高壓隔膜壓濾機(jī)的應(yīng)用［J］.通用機(jī)械，2010（05）：68-70.

［8］徐卯聰.快開式隔膜壓濾機(jī)的主要特征及在煤泥回收中的應(yīng)用［J］.煤炭加工與綜合利用，2009（03）：12-14.