矿山陶瓷过滤机过滤系统的改进及应用

矿山陶瓷过滤机过滤系统的改进及应用

陈文健

广东省大宝山矿业有限公司  512000

摘要：我国人均可支配收入不断提升，人们对于矿山工程质量也提出更高标准，矿山陶瓷过滤机作为矿山工程的重要组成部分，已经成为社会关注的重点内容。本文以矿山陶瓷过滤机作为研究对象，从单泵源单罐体结构分析、改进思路、双泵源双罐体结构分析等维度，对矿山陶瓷过滤机过滤系统的改进及应用进行详细分析，旨在为更多矿山工程单位提供技术指导，助力我国矿山行业的可持续发展。

关键词:陶瓷过滤机;真空系统;滤板堵塞;改进应用

引言：

针对矿山陶瓷过滤机存在的滤板堵塞，反冲系统不稳，进排水系统故障，控制反馈失效，真空低，管路不均匀，设备结构和模式不合理，结合清洗系统不稳等问题，对过滤机真空系统、反冲系统、联合清洗系统、设备结构等进行了技术改进，提高了设备稳定性，过滤效率整体提升10%左右。

1矿山陶瓷过滤机过滤系统的改进

1.1单泵源单罐体结构分析

真空陶瓷过滤器存在着一些问题，如图1中所示为真空系统结构示意图的结构。

图1真空系统结构示意图

运转期间的蓄水和排水两次冲程。在进行排水操作时，电磁阀6被关闭，电磁阀7被开启，在这个时候，下罐与外部世界连通，外部的空气被补充到下部槽中，外部压力相等，上罐的四个开放状态是：分配头部3经常开启，与陶瓷板相通，真空泵端4经常开启并保持负压，当电磁阀6端闭合以切断上下罐相通，内翻板2处由于下罐气压为大气压>上罐负压导致翻板盖被压紧关闭，此时下罐体中的水由于重力作用就会推开排水口外翻板盖8排出。

在排放冲程完成之后，开启电磁阀6，关闭电磁阀7，这时，上罐分配头部3和真空泵末端4没有改变，下罐由于电磁阀7的关闭，外部与外部的连接被切断，这时，由于电磁阀6的开启，上下罐的气体快速流入上部罐，使得下部罐的压力相等，上部罐的水在重力的作用下流入下部罐，排水口8由于内部压力低于外部大气压力而被压缩，排水口8被阻塞，水在下部容器中蓄积。在两次冲程期间，由于储水冲程的出现，使得下罐的空气在一瞬间被打开，从而造成上箱的压力上升，在每次转换至储水冲程的时候，会引起真空压力的下降，而上部槽与分配头连接，造成过滤的真空度下降，滤饼含水量增加，从而影响真空泵的使用寿命。

1.2改进思路

思路一：取消上、下两个储罐之间的串连管线，在下罐区增设一个真空泵，用气动阀门来控制排水口的开闭。操作时，上槽可以持续地维持低压力，而下槽在蓄水冲程时，仅靠增加的一个真空泵来产生负压，在上、下槽压力相同时，内翻板的两边压力相同，上槽的水流会因重力而流入下罐。在排出冲程时，通过气动阀来控制下罐的排水口，并在与罐体连接的中段增设三通阀，在排泄冲程时开启，防止真空泵超载，降低排泄阻力。采用真空泵，以确保上罐压力在一定压力下运行，排水间隔时间和水量相适应，下罐采用的真空泵要比上罐的功率大；

思路二：排水方式改为由液位控制的排水泵排水。在罐体下部增加排水泵并由罐体内的液位控制启停，当液位超过罐体一定高度时启动水泵将滤液排出罐体，当液位下降到一定高度时停止排液。

1.3双泵源双罐体结构分析

双泵源、双罐真空体系结构的两边的上部罐体与主真空泵连接，上部罐的末端连接到分配头，也就是滤板末端。在上、下两个容器之间有一个通道，通过一个向下的内翻板盖将它们分开。在泵道的两边，各有一个电磁阀，用于控制阀门的开关量，而在下水箱和外部，则通过一个电磁阀来控制开关。

图2双泵源双罐体结构示意图

在运转时，油罐还可分成两个冲程，一冲程是蓄水和排泄。左边的水箱做排水作业，右边的水箱做蓄水的冲程，两边的横梁进行排水。仅从左边观察，电磁阀3是关闭的，而电磁阀4是开放的，在这个时候，上箱连接到主泵，而下箱连接到副泵，当容器的压力与上箱的压力和压力相等时，打开中间的内翻板2，使上罐的水在重力的作用下流入下罐。由于外部大气压力大于容器内部压力，所以外翻板5是关闭的。这时右边的油缸要进行排水冲刷。关闭电磁阀9，开启电磁阀10，使下罐与外部相通，下部罐的压力等于大气压，底部槽中的上一行程中的水会在重力的作用下冲破外翻板7的滤液，并将内翻板8封闭，使上罐滤液不能进入下层[1]。

结果表明，左边的放水是右边的，左边是左边的。在储水期间，首先要从正常压起，在一定的时间内，在上、下两个油缸的压力相等的情况下，从上到下的放水，在一个蓄水周期的最后，也就是在副泵的电磁阀关闭的时候，开始进行抽水，直到压力达到正常的时候，再进行放水。在此期间，对侧水箱均处于排水阶段，也就是上部水箱仅在蓄水。到了储水的这一面，下槽的水压没有下降，与上槽的时间是一样的。到了下半循环，上罐滤液在压力相同的情况下，上罐滤液开始往下排。如果下罐的排水时间太短，下一次罐中的水就会在下一次循环中停留，而下一次下一次下罐的水量就会增加。由于矿质、水源、过滤条件、真空泵、外部环境、设备状态等，都是影响设备运行周期的重要因素，因此必须进行动态调整，如果管理不到位，可能会出现上、下两个真空缸的容积超过一定的限度，从而使滤液进入真空泵，引起电机过载，烧毁电动机，损坏真空泵。

1.4改进办法

为了改变这种情况，可以通过增加罐体容积（瞬间排水量增加对排水系统的压力），增加副泵的功率空间，增大上下罐体的排水口，增加向外排水口的数量，抬高真空泵，将电磁阀改为气动阀。或者，省去副泵，采用水位反馈式的排水模式，提高了系统的稳定性[2]。

2其他结构优化

（1）优化超声波清洁设备的结构。由下埋式结构变为可上下移动调整的支承支架；

（2）优化陶瓷片的安装构造。将支承杆加压板的固定方式改为下法兰螺钉固定；

（3）对排水的控制模式进行了优化。由固定的时间周期控制变为以实际水位作为输入信号进行控制：

（4）优化反冲体系的构造。将维修麻烦、耗材高、故障率高的滤水器过滤后用清水进行过滤，改用滤液回收，并采用高压空气与清水的混合反冲；

（5）零件的耗材优化。对组合清洁中所用的化学试剂进行优化，以降低设备的腐蚀破坏。

（6）管道和设备的安装结构的优化。在水源气源管线上增设减压阀，实现压力的稳定；真空泵加入缓冲槽和报警反馈，降低吸水超负荷的发生；主轴驱动和搅拌装置的超负荷保护，防止了装置的损伤[3]。

3应用效果

通过对真空系统的优化、真空泵的再配置、管道和控制流程的优化，解决了真空泵经常烧坏的问题，提高了过滤工作的真空度，提高了精矿的含水量。通过对超声波清洗系统的优化，使发电机和振动箱的稳定性得到改善，使滤板的清洁效果和工作效率得到了提高。通过对反冲系统进行了优化，由水反冲改为水气联合反冲，增加了减压阀的稳定反冲，降低了单模式的故障率，提高了反冲效果。将单泵的排液方式改为双泵排液，并将时间循环的排液量改为液面调节。总体来说，经过优化后的设备性能和稳定性有了很大的提高。

结束语：

1) 采用单油罐的自排液结构，对其进行了优化和改进，采用了双泵双管的自排液结构。提高了装置的真空度和稳定性，使产品含水量降低1%~2%；

2)采用固定的定时排液控制方式，对改进后的过滤液面反馈进行优化，降低了排液故障和设备损坏，提高了8~10%的工作效率；

3)将底部埋入固定的超声波优化，变成固定支架升降型，降低了故障和维修的困难，提高了清洁工作的质量；

4)反冲清洗系统增加了减压阀，反冲气路，滤液水回流，提高了反冲作用。

参考文献：

[1]李如学,普光跃,潘春雷,等. 陶瓷过滤机尾轮控制系统的改进设计[J]. 科学技术与工程,2012,12(28):7358-7360,7367.

[2]TT型陶瓷过滤机[Z]. 安徽铜都特种环保设备股份有限公司. 2005.

[3]李臣文,高航,王剑. 矿山陶瓷过滤机过滤系统的改进及应用[J]. 云南冶金,2022,51(4):186-191.