导读

　　为提高ZGF-型真空过滤机的产能，降低滤饼含水率，减少滤液浮游物，从滤板结构及过滤介质、分配头的分布区域、中心轴简化设计等方面对真空过滤机进行技术改进。改进后，真空过滤机运行稳定，各项指标满足生产工艺要求，达到了改造的目的与效果。

国内某知名氧化铝有限公司下属的分解车间共有8台真空过滤机，其中2台ZGF-型和6台GPY型真空过滤机，2台ZGF-型作为备用。在生产过程中，随着原材料铝土矿石品位的变化，有机物含量的增多，产排平衡要求的进一步提高，原有ZGF-型过滤机台时产能已不能平衡生产，只能通过增加设备或提高设备运转率来满足生产需求，势必要增加能耗及各项备件维护费用。为了要降低能耗及相关维护费用，需要优化设备结构以提高设备的台时产能，同时由于人工费用的大幅上涨，迫切要求提高设备运行的自动化程度。根据车间的使用情况，GPY系列过滤机的台时产能远远大于ZGF型过滤机，而且对真空的利用率更高。

1　改造前状况

　　ZGF-型真空过滤机的设备参数是：过滤面积为m2，滤盘直径为mm，电动机功率为30kW，过滤盘数为3盘，每盘有48块滤板，过滤机转速为0.5~5.0r/min，外形尺寸为mm×mm×mm。主轴直径为mm，它包括24个梯形断面的内管，每根内管与3个滤盘对应位置的滤板相通。主轴在分配头的一侧由滑动轴承支撑，在减速器的一侧由滚动轴承支撑。主轴上共安装3个盘面，每个盘面由48块网状钢制梯形滤板拼装组成，根部与主轴的内管连接。其结构如图1所示。

1.分配头　2.滑动轴承座　3.主轴　4.半月槽　5.滚动轴承座

6.减速器　7.滤板

图1　真空过滤机结构示意

2　技术改进

　　针对该公司氧化铝生产工艺特点及实际运行工况，原有的槽体框架部分、减速器及输送带传动、挡板及滤布清洗部分、设备进料管道及溢流放料、滤饼漏斗等不变，对滤盘装置、分配头、中心轴等部件进行优化改进，以达到提高过滤机的台时产能、降低滤饼含水率、控制滤液附有物在合理范围的三大运行指标。

2.1　滤板的改进

2.1.1　滤板结构

　　原有滤板(见图2)为网状钢制，等腔道截面，板柄根部有一段较长的直管，汇聚的滤液在真空抽力的作用下流入中心轴，较细的流道对滤液的阻力大，真空损失大。同时此处设计增加了滤盘的无效过滤区域，过滤机有效过滤面积小，真空消耗量大，磨损严重。

图2　改造前的滤板

　　改进后的滤板(见图3)采用变腔道截面形式，滤板根部采用变截面的铸件结构，仅有插入支架套部分为部分直管，长度非常短，尽可能减少此处的能量损失。滤板的边框为金属结构，内部镶嵌高强度工程塑料制成的滤芯，滤芯开孔光滑圆润，减少吸合时对滤布的磨损。滤板整体结构强度大、质量轻、开孔率高，确保滤液流动畅通；边框侧边圆弧折弯，减低了对滤布的磨损，延长了使用寿命，节约了备件费用。滤板结构的优化设计不仅延长了滤布的使用寿命，而且对其受力最大处进行了加强，增加了盘面的稳固性。

图3　改造后的滤板

2.1.2　滤板安装方式

　　原有滤板的安装方式(见图4)：每块滤板套装上滤布后，以平行于轴线方向插入主轴上的连接管内，然后旋转90°使盘面和轴线垂直；6块滤板组成一个扇面，扇面的外圆处卡入1段导轨，8个扇面安装完后，8段导轨首尾通过连接螺栓把合起来，完成整盘滤板的安装。更换一块滤布时，需要拆掉该块滤板所在扇面上的导轨。现场实际使用时，为更换偶尔破损的某几款滤布，并不是按顺序成批量更换，因6块滤板共用1段导轨，每次即使更换一块滤板的滤布，也需将该段导轨全部拆下，设备维护十分不便。

图4　改造前的扇板顶部

　　新结构滤板的安装方式：首先安装导轨，将导轨套在中心轴上拼组成一圈，拧紧各处连接螺栓，以后拆卸滤板时不用拆卸导轨（见图5）；在中心轴上每隔2~3个滤板空间装一块滤板，呈“米”字形。先将导轨外圆找正撑圆，控制其与中心轴的垂直度，然后依次将所有滤板装上，在滤板顶部装上U形卡，通过导轨外侧的螺栓压紧滤板顶部，直到整盘滤板完全固定为止。调整滤板根部两侧的螺栓使48块滤板在同一平面内，滤板根部由公差配合固定，滤板顶部游隙自由度配合，装配应力释放，保证不倒盘。更换滤布时无需拆卸导轨，只需松开滤板根部两侧锁紧螺栓及上部的U形卡，滤板沿轴线转动约50°即可快速拆下。可实现在不拆导轨的情况下更换单块滤板的滤布，拆卸过程方便快捷，满足生产要求，大大降低工人劳动强度。

图5　改造后的扇板顶部

2.1.3　滤布的选用

　　过滤介质选择是否合适以及滤布质量的好坏，是影响设备过滤速度和产能的重要因素。选择适合的滤布，可以大大改善过滤效果，降低生产成本。真空过滤机原使用的滤布主要缺点是透滤性低，易堵塞结硬，对物料性质适应力差，尤其在物料粒度细化或其他物理性能恶化时，对真空过滤机的产能影响非常大。根据多年经验，甄选具有高通气性的无纺布，减少过滤过程的平均过滤比阻，滤布伸缩性好，遇水变形小，厚薄适当且均匀，吸附性小，物料易于脱落，防止因黏性物料造成的滤孔堵塞，改善过滤效果，进一步提高了卸饼率。

2.2　分配头的改进

　　采用具有过渡区及具有滤布吸合区的专利分配头，将只有吸干区、吸液区、吹风区的分配头(见图6)改进，增加过渡区及滤布吸合区(见图7)。通过结构改进，使吸干区由°增加到°，吸液区由原来的°增加到°，吹风及盲区由°降至50°，并在吹风区后设置吸合区，可在卸料时减轻刮刀对滤布的摩擦，避免碎布现象的发生。在吸干区、吸液区、过渡区的滤液管上装有阀门以控制真空度，调节产量、适应浆液固含的变化，有效防止滤饼脱落，降低滤饼含水率。

　　吸干区区域的增加，有助于滤饼含水率的降低，在设备转速不变的情况下，滤盘转动一圈所需时间为T，则°对应的吸干时间T1=/×T，°对应的吸干时间T2=/×T，T2/T1=/=1.。在相同转速下，吸干时间提高1.倍。在真空度一定的情况下，吸干时间越长，滤饼含水率越低。

图6　改造前的分配头

图7　改造后的分配头

2.3　中心轴的改进

　　通过中心轴的改进，增加了机械式综合主轴密封装置，进一步提高了过滤机的浸没率。浸没率的提高可以减少盲区在整个过滤周期中的比例，增加工作区域，提高过滤机效率。该种密封形式的主要结构特点是采用了多种密封形式的组合，充分发挥了各种密封形式的优点，使密封装置的工作性能和可靠性大大提高。

　　对滤板根部的固定方式进行了改进，缩短根部固定的长度，在滤盘外圆直径不变的情况下，增加了滤盘的有效过滤面积。与中心轴的连接方式采用了S形螺栓压紧装置，确保了部件连接处的密封性。单台设备的滤板数量较多，提高单块滤板连接处的密封性，也确保了整个过滤系统的真空度。此改进杜绝浆液从连接处进入滤液，大大降低了滤液浮游物。滤板根部的固定方式改造前后对比如图8、9所示。

图8　改造前的扇板根部

图9　改造后的扇板根部

3　改造后效果

　　改造后，过滤机的产量可用恒压过滤方程式进行计算。

(V+Vc)2=KA2(q+qc)，

式中：V为滤液体积，m3；Vc为虚拟滤液体积，m3；K为滤饼常数，m2/s；A为有效过滤面积，m2；q为过滤时间，s；qc为虚拟过滤时间，s。

　　通过改善A、K值等，均可达到提高真空过滤机产能的目的。

　　分析过滤区有效过滤面积增加后滤液产量变化情况，可取过滤介质阻力为0，即Vc、qc为0，恒压过滤方程可简化为

V2=KA2q。

　　改进前的有效过滤面积为44.3m2，改造后的有效过滤面积为52.3m2，代入上式即可得出滤液产能提高比例：

V后/V前=(KA后2q/KA前2q)1/2=52.3/44.3=1.18，

　　可以看出，在相同转速下，单台设备的处理能力提高1.18倍。

4　结语

　　通过对ZGF-真空过滤机滤板、分配头、中心轴等部件的技术改进，经过6个多月的连续稳定运行，过滤机的台时产能提高1.18倍，滤饼的含水率由原来的14%降低到12%，滤液的浮游物由原来的3g/L降低到0.8g/L，并解决了原有设备运行现场维护不便、滤板安装不稳定、易垮盘等问题，使生产管理发生了显著变化，工艺效果明显，满足了用户要求。

引文格式：

[1]高良玉，韩宏武，霍　华，王纪瑞.ZGF-型真空过滤机的技术改进.[J].矿山机械,,47(11):49-52.

精彩内容，欢迎点击

喜讯！《矿山机械》再次入选“中国科技核心期刊”国内盘式尾矿回收磁选机的现状与发展23种直观动态图，带你了解矿山机械工作的秘密……3D演示！5分钟了解现代化采煤全过程！矿井提升机多通道恒减速液压制动系统的设计预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lktp/1.html