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WILKERSON顆粒過(guò)濾器的工作原理
閱讀：1090 發(fā)布時(shí)間：2017-3-31WILKERSON顆粒過(guò)濾器的工作原理
過(guò)濾器工作時(shí),，待過(guò)濾的水由水口時(shí)入,，流經(jīng)濾網(wǎng),，通過(guò)出口進(jìn)入用戶所須的管道進(jìn)行工藝循環(huán)，水中的顆粒雜技被截留在濾網(wǎng)內(nèi)部,。如此不斷的循環(huán),，被截留下來(lái)的顆粒越來(lái)越多，過(guò)濾速度越來(lái)越慢,，而進(jìn)口的污水仍*地進(jìn)入，濾孔會(huì)越來(lái)越小,，由此在進(jìn)、出口之間產(chǎn)生壓力差,，當(dāng)大度差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，差壓變送器將電信號(hào)傳送到控制器,，控制系統(tǒng)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)通過(guò)傳動(dòng)組件帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),，同時(shí)排污口打開(kāi),，由排污口排出，當(dāng)濾網(wǎng)清洗完畢后,，壓差降到zui小值,，系統(tǒng)返回到初始過(guò)濾狀,，系統(tǒng)正常運(yùn)行,。過(guò)濾器由殼體、多元濾芯,、反沖洗機(jī)構(gòu),、和差壓控制器等部分組成。殼體內(nèi)的橫隔板將其內(nèi)腔分為上,、下兩腔,，上腔內(nèi)配有多個(gè)過(guò)濾芯，這樣充分了過(guò)濾空間,，顯著縮小了過(guò)濾器的體積,，下腔內(nèi)安裝有反沖 洗吸盤(pán)。工作時(shí),，濁液經(jīng)入口進(jìn)入過(guò)濾器下腔,，又經(jīng)隔板孔進(jìn)入濾芯的內(nèi)腔。大于過(guò)濾芯縫隙的雜質(zhì)被截留,，凈液穿過(guò)縫隙到達(dá)上腔,， zui后從出口送出,。過(guò)濾器采用高強(qiáng)度的楔形濾網(wǎng),，通過(guò)壓差控制、定時(shí)控制自動(dòng)清洗濾芯,。當(dāng)過(guò)濾器內(nèi)雜質(zhì)積聚在濾芯表面引起進(jìn)出口壓差增大到設(shè)定值,，或定時(shí)器達(dá)到預(yù)置時(shí)間時(shí)，電動(dòng)控制箱發(fā)出信號(hào),，驅(qū)動(dòng)反沖洗機(jī)構(gòu),。當(dāng)反沖洗吸與濾芯進(jìn)口正對(duì)時(shí)，排污閥打開(kāi),，此時(shí)系統(tǒng)泄壓排水,，吸盤(pán)與濾芯內(nèi)側(cè)出現(xiàn)一個(gè)相對(duì)壓力低于濾芯外側(cè)水壓的負(fù)壓區(qū)，迫使部分凈循環(huán)水從濾芯外側(cè)流入濾芯內(nèi)側(cè),，吸附在濾芯內(nèi)內(nèi)壁上的雜質(zhì)微粒隨水流進(jìn)穣盤(pán)內(nèi)并從排污閥排出。特殊設(shè)計(jì)的濾網(wǎng)使得濾芯內(nèi)部產(chǎn)生噴射效果,，任何雜質(zhì)都將被從光滑的內(nèi)壁上沖走,。當(dāng)過(guò)濾器進(jìn)出口壓差恢復(fù)正?；蚨〞r(shí)器設(shè)定時(shí)間結(jié)束，整個(gè)過(guò)程中,，物料不斷流,，反洗耗水量少，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化,，自動(dòng)化生產(chǎn),。過(guò)濾器廣泛用于冶金、化工,、石油,、造紙、醫(yī)藥,、食品,、采礦、電力,、城市給水領(lǐng)域,。諸如工業(yè)廢水， 循環(huán)水的過(guò)濾,，乳化液的再生，廢油過(guò)濾處理,，冶金行業(yè)的連鑄水系統(tǒng),、高爐水系統(tǒng),，熱軋用高壓水除鱗系統(tǒng)。是一種先進(jìn),、且易操作的全自動(dòng)過(guò)濾裝置,。
過(guò)濾器待處理的水由入水口進(jìn)入機(jī)體，水中的雜質(zhì)沉積在不銹鋼濾網(wǎng)上,，由此產(chǎn)生壓差,。通過(guò)壓差開(kāi)關(guān)監(jiān)測(cè)進(jìn)出水口壓差變化，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí),，電控器給水力控制閥,，驅(qū)動(dòng)電機(jī)信號(hào)。設(shè)備安裝后,，由技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)試,，設(shè)定過(guò)濾時(shí)間和清洗轉(zhuǎn)換時(shí)間，待處理的水由入水口進(jìn)入機(jī)體,，過(guò)濾器開(kāi)始正常工作,，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)清洗時(shí)間時(shí),，電控器給水力控制閥、驅(qū)動(dòng)電機(jī)信號(hào),，引發(fā)下列動(dòng)作：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刷子旋轉(zhuǎn),，對(duì)濾芯進(jìn)行清洗，同時(shí)控制閥打開(kāi)進(jìn)行排污,，整個(gè)清洗過(guò)程只需持續(xù)數(shù)十秒鐘,，當(dāng)清洗結(jié)束時(shí)，關(guān)閉控制閥,，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),，系統(tǒng)恢復(fù)至其初始狀態(tài)，開(kāi)始進(jìn)入下一個(gè)過(guò)濾工序,。過(guò)濾器的殼體內(nèi)部主要由粗濾網(wǎng),、細(xì)濾網(wǎng)、吸污管,，不銹鋼刷或不銹鋼吸嘴,、密封圈、防腐涂層,、轉(zhuǎn)動(dòng)軸等組成,。
用過(guò)濾介質(zhì)把容器分隔為上、下腔即構(gòu)成簡(jiǎn)單的過(guò)濾器,。懸浮液加入上腔,，在壓力作用下通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)入下腔成為濾液，固體顆粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)表面形成濾渣(或稱濾餅),。過(guò)濾過(guò)程中過(guò)濾介質(zhì)表面積存的濾渣層逐漸加厚,，液體通過(guò)濾渣層的阻力隨之增高，過(guò)濾速度減小,。當(dāng)濾室充滿濾渣或過(guò)濾速度太小時(shí),，停止過(guò)濾，清除濾渣,，使過(guò)濾介質(zhì)再生,，以完成一次過(guò)濾循環(huán)。
液體通過(guò)濾渣層和過(guò)濾介質(zhì)必須克服阻力,，因此在過(guò)濾介質(zhì)的兩側(cè)必須有壓力差,，這是實(shí)現(xiàn)過(guò)濾的推動(dòng)力。增大壓力差可以加速過(guò)濾,，但受壓后變形的顆粒在大壓力差時(shí)易堵塞過(guò)濾介質(zhì)孔隙,，過(guò)濾反而減慢。
懸浮液過(guò)濾有濾渣層過(guò)濾、深層過(guò)濾和篩濾 3種方式,。
①濾渣層過(guò)濾：過(guò)濾初期過(guò)濾介質(zhì)只能截留大的固體顆粒,，小顆粒隨濾液穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)。在形成初始濾渣層后,，濾渣層對(duì)過(guò)濾起主要作用，這時(shí)大,、小顆粒均被截留,，例如板框壓濾機(jī)的過(guò)濾。
②深層過(guò)濾：過(guò)濾介質(zhì)較厚,，懸浮液中含固體顆粒較少,，且顆粒小于過(guò)濾介質(zhì)的孔道。過(guò)濾時(shí),，顆粒進(jìn)入后被吸附在孔道內(nèi),，例如多孔塑料管過(guò)濾器、砂濾器的過(guò)濾,。
③篩濾：過(guò)濾截留的固體顆粒都大于過(guò)濾介質(zhì)的孔隙,，過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部不吸附固體顆粒，例如轉(zhuǎn)筒式過(guò)濾篩濾去污水中的粗粒雜質(zhì),。在實(shí)際的過(guò)濾過(guò)程中,，三種方式常常是同時(shí)或相繼出現(xiàn)。
WILKERSON過(guò)濾器是液壓系統(tǒng)中用以控制油液污染度的重要元件,它的作用是濾除油液中的固體顆粒污染物,使油液的污染度控制在關(guān)鍵液壓元件能夠耐受的限度以內(nèi),以保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性和延長(zhǎng)元件的壽命,。由于過(guò)濾產(chǎn)品暴露的質(zhì)量問(wèn)題比較嚴(yán)重,與發(fā)達(dá)*相比差距很大,過(guò)濾產(chǎn)品性能試驗(yàn)日益引起用戶及生產(chǎn)廠家的重視,。因此,建立WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
威爾克森WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試系統(tǒng)
研制WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試系統(tǒng),不僅能夠?yàn)殚_(kāi)展影響過(guò)濾性能因素的研究提供條件保障,同時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)油液顆粒濃度的分析與在線監(jiān)測(cè)以及高精度油溫控制技術(shù)的深入研究將促使液壓系統(tǒng)性能提高,。 本論文研制了一套WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試系統(tǒng),用于對(duì)液壓WILKERSON過(guò)濾器進(jìn)行多次通過(guò)試驗(yàn),、壓降流量特性試驗(yàn)以及濾芯抗流動(dòng)疲勞特性試驗(yàn),評(píng)定WILKERSON過(guò)濾器的各項(xiàng)性能指標(biāo),包括過(guò)濾精度、壓降流量特性,、納污容量以及濾芯的抗流動(dòng)疲勞特性,。主要內(nèi)容如下：以國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)為基礎(chǔ),分別介紹了WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,以及WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展。簡(jiǎn)要介紹了研制WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試系統(tǒng)的難點(diǎn)問(wèn)題,闡述了課題的目的與意義,、主要研究?jī)?nèi)容及難點(diǎn),。從功能需求出發(fā),對(duì)WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及評(píng)定參數(shù)分析、液壓回路原理設(shè)計(jì)和優(yōu)化,、系統(tǒng)技術(shù)要求分析以及關(guān)鍵液壓元件的選型與設(shè)計(jì),。針對(duì)于設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù),油路中試驗(yàn)顆粒的沉降以及尺寸改變問(wèn)題、試驗(yàn)裝置的全電腦控制以及共同試驗(yàn)基準(zhǔn)的保證問(wèn)題,對(duì)其進(jìn)行了闡述并給出了解決方案,。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng),包括測(cè)控系統(tǒng)信號(hào)匯總,、上下位機(jī)選型、PLC實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)以及上位機(jī)軟件設(shè)計(jì),。PLC實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)軟件可以分為四個(gè)模塊：通訊模塊,、數(shù)據(jù)采集模塊,、數(shù)據(jù)處理及過(guò)程控制模塊(含相關(guān)控制算法)以及安全保護(hù)模塊等。上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互界面設(shè)計(jì),、基于DataSocket技術(shù)與OPC服務(wù)器通訊,、數(shù)據(jù)處理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理以及試驗(yàn)報(bào)表創(chuàng)建等功能,。結(jié)合WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立液壓系統(tǒng)顆粒污染控制模型,對(duì)影響油液顆粒濃度的因素進(jìn)行了分析,得出濾器上游顆粒濃度維持穩(wěn)定的條件為保持穩(wěn)定的系統(tǒng)油液體積,。在WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)上,開(kāi)發(fā)了油液顆粒濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并進(jìn)行了油液顆粒濃度控制試驗(yàn)。模型計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果比較表明,兩者的趨勢(shì)基本一致,在一段時(shí)間后,濾器上游的顆粒濃度均能夠達(dá)到平衡狀態(tài),且在各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)上都非常接近,說(shuō)明污染控制模型推導(dǎo)過(guò)程中所作的假設(shè)是合理的,可以用于液壓系統(tǒng)顆粒污染物濃度變化的預(yù)測(cè)和監(jiān)控,。但是在達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間上,兩者相差很大,。在保持系統(tǒng)油液體積穩(wěn)定的情況下,微調(diào)污注流量,能夠很快地使濾器上游顆粒濃度維持在平衡值附近,快速地滿足試驗(yàn)的要求。針對(duì)WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試液壓系統(tǒng)建立了溫度被控對(duì)象以及三通比例水閥的數(shù)學(xué)模型,。液壓系統(tǒng)油溫控制對(duì)象是典型的一階滯后環(huán)節(jié),具有大慣性,、大滯后以及參數(shù)時(shí)變等特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,提出了基于參數(shù)自整定PID的油液溫度控制策略,并在MATLAB/SIMULINK進(jìn)行了參數(shù)自整定模糊PID控制器的設(shè)計(jì)以及油液溫度控制的仿真分析,。
威爾克森WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試系統(tǒng)
仿真結(jié)果顯示,采用參數(shù)自整定模糊PID控制算法對(duì)液壓系統(tǒng)油液溫度進(jìn)行控制,油溫靜態(tài)誤差小,且控制器具有不依賴系統(tǒng)模型,對(duì)系統(tǒng)時(shí)變參數(shù)不敏感等優(yōu)點(diǎn),。將模糊推理規(guī)則構(gòu)造成查詢表,存儲(chǔ)在PLC中,通過(guò)簡(jiǎn)單的查表與插值計(jì)算實(shí)現(xiàn)參數(shù)自整定模糊PID算法。在WILKERSON過(guò)濾器性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了油液溫度控制試驗(yàn),變工況下,液壓系統(tǒng)油液溫度能有效控制在40±2℃范圍內(nèi),。