鋁箔冷軋板式過濾系統溢流和負壓密封的優化設計

（遼寧工業大學 工程訓練中心 遼寧 121001）

引言

目前，在我國企業生產與加工應用的冷軋過濾系統行業內，關于鋁箔冷軋板式過濾系統中存在的溢流和負壓密封的問題已經有了幾十年的歷史。20世紀80年代，我國引入了德國阿亨巴赫公司所生產的鋁箔冷軋板式過濾裝置，并為此組建了一套專為扎制鋁箔、鋁板的板式過濾機控制系統，這也使得一定時期內，我國在該行業內取得了較大的進步[1-2]。但是，隨著科學技術和工業的不斷進步，對金屬板、帶、箔材的品質要求越來越高，軋機生產線又不斷向高速度、高質量、高精度發展，不僅要求滿足額定流量而且對軋制油的質量也要求更高，以保證生產出高精度的產品。而傳統的板式過濾裝置已經不能夠滿足社會的需求，尤其是過濾系統工作過程中存在著硅藻土助濾劑在污油箱淤積的問題，使得軋制油過濾作業需要以損害環境為代價，不僅影響了生產環境，同時還降低了生產效率。因此，對傳統冷軋系統中軋制油過濾工藝和裝置所存在問題進行認識和分析，具有非常重要的實踐意義和研究價值。

1.傳統軋機過濾裝置液壓系統工作原理

過濾裝置的過濾箱內經過預涂硅藻土助濾劑形成濾層后，在正常過濾時污油箱中污油由過濾泵途經污油輸入閥后被輸送至過濾箱的上腔[3]。

經過過濾層過濾后干凈的軋制油由過濾箱下腔通過凈油輸出閥被輸送至凈油箱。為了使過濾裝置有一個恒定的過濾能力[4]，在過濾過程中由攪拌箱中攪拌好的硅藻土助濾劑，隨污油一同流經硅藻土與活性白土的涂層后輸入定量閥，由噴射泵間斷性地噴送到過濾泵的入口處，和污油充分混合后被輸送到過濾箱的上腔，吸附污油中的雜質并沉降在濾板上形成新的濾層以保證過濾精度。

圖1 過濾裝置原液壓系統原理圖

當經過一個過濾周期后，過濾層就會因為污油析出的雜質增多從而堵塞過濾層致使其過濾能力逐漸的降低，導致過濾箱入口壓力上升，當過濾壓力上升至額定工作壓力后，過濾裝置將停止過濾工作，需要進行過濾箱的清洗工作[5]。在清洗過程中要同時關閉污油輸入閥、凈油輸出閥、溢流閥，并且打開清洗閥和吹風閥，使得壓縮空氣吹入到過濾箱的上腔與下腔，過濾箱內的污油經過清洗閥和循環閥回到污油箱[6]。

當過濾箱中的過濾介質（硅藻土和活性白土）干燥后，打開過濾箱運走干燥后的過濾介質和使用后的過濾紙，同時換上新的過濾紙，再次壓緊過濾箱，準備下個過濾程序[7]，（如圖1所示）。

圖2 原過濾系統原理中過濾泵前油路結構簡圖

在圖2中，負壓密封溢流回路18、19和硅藻土輸送回路17在系統工作時由于負壓的作用下會產生一定量的氣體，而1500升分以下小型過濾裝置，過濾流量小，回路中產生的氣體與液流比值相對比較大，致使過濾泵工作時氣體含量相對比例過高，使過濾泵產生氣蝕，輸出壓力不穩，影響正常過濾。

2.溢流和負壓密封系統的優化設計

溢油現象的出現，會使得油品下降，耗油增加。以1000L/M的板式過濾機為例，一般當設備污油箱堵塞報警，過濾箱入口壓力達到0.38MPa以上時，過濾機凈油輸出能力小于1000L/M，一般凈油箱存有的凈油最多可夠循環20min，有的更少，不能滿足軋機正常軋料所需冷卻液流量，很容易出現污油倒流到凈油箱現象，使凈油污染。

凈油被污染后，無法使用，需要整箱更換，從而增加成本。而鋁箔冷軋板式過濾裝置溢流和負壓密封系統的優化后會將吹掃回油及凈油可直接通過管路流回污油箱及凈油箱。圖3是優化設計后過濾系統原理圖。其優化設計后過濾泵前油路結構簡圖如圖3。

圖3 原過濾系統原理中過濾泵前油路結構簡圖

圖4 優化設計后過濾泵前油路結構簡圖

在圖4的油路結構中，雖然負壓密封溢流系統中的硅藻土又回到了原始設計的污油箱中，但負壓密封溢流回路18、19的油流出口直接設置在污油箱內過濾泵吸口處，回路中的硅藻土在液流的沖擊下仍然能回到過濾泵入口處，不能淤積在污油箱內；同時，在此處安裝一個為管路專門設計的除氣裝置20，使結構中有一個排除回路內氣體的空間，這樣大大減少了整個負壓密封溢流回路中的氣體含量，降低了過濾泵工作中氣體含量的相對比例，從而避免了過濾泵的氣蝕現象，消除了影響正常過濾的因素，穩定了過濾泵油壓，解決了原系統的不良問題。

3.總結

通過對1500升分過濾裝置改進結構實驗證明，改進后的系統不存在負壓密封溢流回路硅藻土在污油箱中淤積現象，解決了原系統存在的過濾泵油壓不穩的問題，提高了過濾質量，延長了過濾裝置的工作周期，恒定了系統的過濾流量，提高了工作效率。