冷卻液負壓過濾機集中過濾系統分析

曹純

（天津新瑪特科技發展有限公司，天津 300350）

過濾方式：磁性排屑機+刮板排屑機+真空負壓循環帶式過濾機（精過濾）；

精過濾介質：循環過濾布（或無紡布）；

本系統過濾部分設磁性排屑機若干臺、刮板排屑機1臺、真空負壓循環帶過濾機（精過濾機）1臺、全自動反沖洗過濾器2臺；

磁性排屑機置于真空負壓循環帶過濾機箱體上部；

真空負壓循環帶過濾機箱體（底部）：14000×2400×3000mm3；

真空負壓循環帶過濾機篩板過濾面積：31.2m2；

單位過濾面積的過濾能力：22.4m3/(h·m2)；

真空負壓循環帶過濾機設供液泵4臺，用3備1，每臺供液泵流量約240m3/h，揚程50m。

設有污液回送裝置若干套。除油裝置1套，供液、回液管路系統1套，自動配、補液裝置1套，溫度控制系統1套。

備用箱1套，容量100m3。

1 主要技術參數

生產設備：磨削加工設備；

工件名稱：柱塞、油泵等機加工零件；

服務機床數量：65臺（套）；

冷卻介質：水基切削液（濃度4%～6%）；

工件材料：鑄鐵+鋁合金；

系統流量：700m3/h；

其中：機床用量510m3/h；

沖屑用量：150m3/h；

內部流量：50m3/h；

系統壓力：0.3MPa（管道末端入機床口處）；

冷卻液供液主管道出口溫度：20～25℃；

冷凍水進水溫度：7℃；

冷凍水出水溫度：12℃；

過濾精度：≤15mm；

系統總容量：100m3；

過濾周轉率：7次/小時。

2 系統工作原理

將距離較近的加工設備進行分組，每組通過管溝集中后，通過回液泵送回集中過濾系統。

將加工設備加工過程中產生的液屑混合物通過管溝集中后，流入回液槽，由回液泵抽排至空中回液管路，靠重力自流進入緩沖箱（或消泡機）、磁性排屑機，大部分磁性切屑由磁性排屑機分離出來，送至刮板排屑機排出。然后，進入螺旋輸送機，再送至離心甩干機將切屑甩干，回收乳化液，便于存放。非磁性雜質及污液流入真空負壓循環帶過濾機的污液腔，污液經鋪設在不銹鋼楔型柵板上的循環過濾帶（或無紡布）過濾后入負壓腔，用泵抽吸送至供液管路，經自動溫度控制系統降溫，達到工藝要求溫度，再經過全自動反沖洗過濾器過濾達到工藝要求精度后，供加工設備和沖屑點使用。大于過濾介質精度的顆粒被過濾介質截留，慢慢形成濾餅，隨著過濾時間的延長，濾餅越來越厚，濾速越來越慢，負壓腔的真空度越來越高，當真空度達到設定值時，電控系統自動發出動作信號，將凈液箱放液的氣動蝶閥打開，凈液箱內的凈液迅速充入負壓腔，一方面供液泵繼續抽送給加工設備使用，另一方面消除負壓腔真空。然后，精過濾機刮板電機啟動，刮板帶動循環過濾帶（或無紡布）向前移動一定距離；將濾餅送出，通過振打裝置將循環過濾帶的濾餅振掉進入螺旋輸送機（若無紡布過濾，則無紡布拉緊裝置將無紡布送入廢布箱）。同時干凈的循環過濾帶（或無紡布）被鋪設到柵板上，這樣就完成了一個過濾循環，如此周而復始，連續不斷地向加工設備供給潔凈的冷卻液。精過濾機的工作循環是自動的，具有供液壓力、上下液位、電機過載、鏈條行走檢測、循環過濾帶行走檢測、無紡布用完等故障自動顯示及報警功能。整個過程由PLC自動操作。

3 供液管路系統

供液管路架設在空中。供液主管采用鋼管，供加工設備和沖嘴能正常使用。其固定方式可根據現場實際情況采用獨立立柱支架、車間立柱三角支架等連接形式。管路焊接及安裝符合國家標準。水泵、閥門處預留出足夠的維修空間。泵、閥、管路連接處無滲漏。供液管路接到每臺機床的供液接口，供液管路設有全自動反沖洗過濾器過濾裝置。

4 回液管路系統

回液管路架設在空中，回液管路采用鋼管，回液主管路具有一定排水坡度排向乳化液集中冷卻過濾系統。生產加工設備加工過程中產生的液屑混合物由回液泵負責抽排至空中回液管路。回液支管從回液主管路的上部進入，且與液流方向相同并成一定角度，以增加液流的動能，提高排屑能力，減少回液主管路的阻塞。為進一步提高回液管路排屑功能，每隔一定距離設置一個沖嘴。為便于清理和維修回液管路，每隔一定距離設置一個檢修口。空中主回液管路的固定可按實際情況采用獨立立柱支架、車間立柱三角支架等連接形式。回液的運行方式為：通過回液提升泵將混有切屑的切削液提升到回液主管道中，通過主回液管道回流到集中過濾系統過濾。考慮到各級回液管路卡死、堵塞等意外情況發生，方便維護等問題，在回液管道遠端設有沖屑口，如果是長管，還在中間設置多個沖屑點，以免管道被切屑卡死或堵塞。在回液管路的末端位置設有緩沖箱（或消泡機），以防止集中過濾系統入口出現紊流、飛濺，最大限度地抑制泡沫的產生。

5 過濾系統結構、動作說明

磁性排屑機置于真空負壓循環帶過濾機（精過濾機）的上部。刮板排屑機置于磁性排屑機側面，便于收集、并排出磁性排屑機分離出的鐵屑。精過濾機底座、骨架采用工字鋼，箱體內板采用普通鋼板，使其整體結構合理，堅固且無變形。箱體內外表面光滑、平整。精過濾機柵板采用不銹鋼楔型鋼絲，用特殊加工工藝制成，具有耐壓、耐腐蝕、無堵塞等特點。經精細裝配，保證上表面光滑平整，循環過濾帶（或無紡布）運行自如。刮板排屑機將切屑刮出排污口，落入螺旋輸送機送至甩干機。精過濾機刮板將切屑和帶有濾餅的循環過濾帶（或無紡布）帶出排污口前，要緩慢經過槽體至傳動箱之間的斜臂，由于刮板運行緩慢且做間歇運動，故廢渣進入排污口前，其帶有的乳化液已基本瀝干，能保證排出物基本干燥。排出的污物通過振打、壓縮空氣反吹后落入螺旋輸送機，過濾出的切屑由螺旋輸送機送至甩干機。刮板與模鍛易拆鏈采用插接（或栓接）方式安裝，易于維護時拆卸。驅動裝置設有過載發訊報警系統，在減速機過載的情況下，系統發出報警信號，當人工排除故障后，系統恢復正常運行。

6 供液泵組系統

過濾后的潔凈液由離心泵從真空負壓循環帶過濾機的負壓腔抽吸出，經空中管道、溫度控制系統冷卻降溫，達到工藝要求溫度后，再經過全自動反沖洗過濾器過濾，達到工藝要求精度后，供加工設備和沖屑噴嘴使用。供液泵組電機由變頻器驅動，能夠以經濟合理的模式運行，并能夠根據實際使用情況自動進行相應的調節供液，每臺供液泵配1臺變頻器。變頻器選用國際知名品牌產品。系統的供液泵組電機始終有1臺在變頻調速模式下工作，供給系統的流量會隨著系統的需要流量變化而自動調節、切換。系統設有預約工作循環，以滿足上班前對乳化液加熱、降溫，達到工藝供液的溫度要求。系統設有節假日工作循環，以能實現內部循環流程，低速運行供液泵，節省能耗并確保乳化液質量。

7 冷卻液自動控溫裝置

冷卻液自動溫度控制裝置由加壓泵、板式換熱器、三通比例調節閥、溫度表、溫度傳感器、數字式智能控制儀及管道、閥門等部分組成。

8 安全防護

過濾系統設有操作檢修平臺、上下扶梯，平臺和扶梯上敷設花紋鋼板或防滑格柵板及安全護欄。在有絆腳物位置，采取設醒目的標志等防護措施。各集中冷卻過濾系統設備安裝在自動線旁邊，并分組和有安全鎖定，便于操作員操作。

機械安全涵蓋職業健康和安全、人性因素工程、環保和防火的法規要求和使用標準進行設計、構造和安裝。集中冷卻過濾系統在系統設計、調試過程中對設備存在的危險及設備故障時可能引發的危險進行風險識別和評價分析，以確定需要實施的安全等級或分類，制定實施相應有效的措施控制危險。

集中冷卻過濾系統符合安全和衛生標準。集中冷卻過濾系統配備安全操作指導書，危險部位必須進行文字和危險圖形標識。