冷却液负压过滤机集中过滤系统分析

曹纯

（天津新玛特科技发展有限公司，天津 300350）

过滤方式：磁性排屑机+刮板排屑机+真空负压循环带式过滤机（精过滤）；

精过滤介质：循环过滤布（或无纺布）；

本系统过滤部分设磁性排屑机若干台、刮板排屑机1台、真空负压循环带过滤机（精过滤机）1台、全自动反冲洗过滤器2台；

磁性排屑机置于真空负压循环带过滤机箱体上部；

真空负压循环带过滤机箱体（底部）：14000×2400×3000mm3；

真空负压循环带过滤机筛板过滤面积：31.2m2；

单位过滤面积的过滤能力：22.4m3/(h·m2)；

真空负压循环带过滤机设供液泵4台，用3备1，每台供液泵流量约240m3/h，扬程50m。

设有污液回送装置若干套。除油装置1套，供液、回液管路系统1套，自动配、补液装置1套，温度控制系统1套。

备用箱1套，容量100m3。

1 主要技术参数

生产设备：磨削加工设备；

工件名称：柱塞、油泵等机加工零件；

服务机床数量：65台（套）；

冷却介质：水基切削液（浓度4%～6%）；

工件材料：铸铁+铝合金；

系统流量：700m3/h；

其中：机床用量510m3/h；

冲屑用量：150m3/h；

内部流量：50m3/h；

系统压力：0.3MPa（管道末端入机床口处）；

冷却液供液主管道出口温度：20～25℃；

冷冻水进水温度：7℃；

冷冻水出水温度：12℃；

过滤精度：≤15mm；

系统总容量：100m3；

过滤周转率：7次/小时。

2 系统工作原理

将距离较近的加工设备进行分组，每组通过管沟集中后，通过回液泵送回集中过滤系统。

将加工设备加工过程中产生的液屑混合物通过管沟集中后，流入回液槽，由回液泵抽排至空中回液管路，靠重力自流进入缓冲箱（或消泡机）、磁性排屑机，大部分磁性切屑由磁性排屑机分离出来，送至刮板排屑机排出。然后，进入螺旋输送机，再送至离心甩干机将切屑甩干，回收乳化液，便于存放。非磁性杂质及污液流入真空负压循环带过滤机的污液腔，污液经铺设在不锈钢楔型栅板上的循环过滤带（或无纺布）过滤后入负压腔，用泵抽吸送至供液管路，经自动温度控制系统降温，达到工艺要求温度，再经过全自动反冲洗过滤器过滤达到工艺要求精度后，供加工设备和冲屑点使用。大于过滤介质精度的颗粒被过滤介质截留，慢慢形成滤饼，随着过滤时间的延长，滤饼越来越厚，滤速越来越慢，负压腔的真空度越来越高，当真空度达到设定值时，电控系统自动发出动作信号，将净液箱放液的气动蝶阀打开，净液箱内的净液迅速充入负压腔，一方面供液泵继续抽送给加工设备使用，另一方面消除负压腔真空。然后，精过滤机刮板电机启动，刮板带动循环过滤带（或无纺布）向前移动一定距离；将滤饼送出，通过振打装置将循环过滤带的滤饼振掉进入螺旋输送机（若无纺布过滤，则无纺布拉紧装置将无纺布送入废布箱）。同时干净的循环过滤带（或无纺布）被铺设到栅板上，这样就完成了一个过滤循环，如此周而复始，连续不断地向加工设备供给洁净的冷却液。精过滤机的工作循环是自动的，具有供液压力、上下液位、电机过载、链条行走检测、循环过滤带行走检测、无纺布用完等故障自动显示及报警功能。整个过程由PLC自动操作。

3 供液管路系统

供液管路架设在空中。供液主管采用钢管，供加工设备和冲嘴能正常使用。其固定方式可根据现场实际情况采用独立立柱支架、车间立柱三角支架等连接形式。管路焊接及安装符合国家标准。水泵、阀门处预留出足够的维修空间。泵、阀、管路连接处无渗漏。供液管路接到每台机床的供液接口，供液管路设有全自动反冲洗过滤器过滤装置。

4 回液管路系统

回液管路架设在空中，回液管路采用钢管，回液主管路具有一定排水坡度排向乳化液集中冷却过滤系统。生产加工设备加工过程中产生的液屑混合物由回液泵负责抽排至空中回液管路。回液支管从回液主管路的上部进入，且与液流方向相同并成一定角度，以增加液流的动能，提高排屑能力，减少回液主管路的阻塞。为进一步提高回液管路排屑功能，每隔一定距离设置一个冲嘴。为便于清理和维修回液管路，每隔一定距离设置一个检修口。空中主回液管路的固定可按实际情况采用独立立柱支架、车间立柱三角支架等连接形式。回液的运行方式为：通过回液提升泵将混有切屑的切削液提升到回液主管道中，通过主回液管道回流到集中过滤系统过滤。考虑到各级回液管路卡死、堵塞等意外情况发生，方便维护等问题，在回液管道远端设有冲屑口，如果是长管，还在中间设置多个冲屑点，以免管道被切屑卡死或堵塞。在回液管路的末端位置设有缓冲箱（或消泡机），以防止集中过滤系统入口出现紊流、飞溅，最大限度地抑制泡沫的产生。

5 过滤系统结构、动作说明

磁性排屑机置于真空负压循环带过滤机（精过滤机）的上部。刮板排屑机置于磁性排屑机侧面，便于收集、并排出磁性排屑机分离出的铁屑。精过滤机底座、骨架采用工字钢，箱体内板采用普通钢板，使其整体结构合理，坚固且无变形。箱体内外表面光滑、平整。精过滤机栅板采用不锈钢楔型钢丝，用特殊加工工艺制成，具有耐压、耐腐蚀、无堵塞等特点。经精细装配，保证上表面光滑平整，循环过滤带（或无纺布）运行自如。刮板排屑机将切屑刮出排污口，落入螺旋输送机送至甩干机。精过滤机刮板将切屑和带有滤饼的循环过滤带（或无纺布）带出排污口前，要缓慢经过槽体至传动箱之间的斜臂，由于刮板运行缓慢且做间歇运动，故废渣进入排污口前，其带有的乳化液已基本沥干，能保证排出物基本干燥。排出的污物通过振打、压缩空气反吹后落入螺旋输送机，过滤出的切屑由螺旋输送机送至甩干机。刮板与模锻易拆链采用插接（或栓接）方式安装，易于维护时拆卸。驱动装置设有过载发讯报警系统，在减速机过载的情况下，系统发出报警信号，当人工排除故障后，系统恢复正常运行。

6 供液泵组系统

过滤后的洁净液由离心泵从真空负压循环带过滤机的负压腔抽吸出，经空中管道、温度控制系统冷却降温，达到工艺要求温度后，再经过全自动反冲洗过滤器过滤，达到工艺要求精度后，供加工设备和冲屑喷嘴使用。供液泵组电机由变频器驱动，能够以经济合理的模式运行，并能够根据实际使用情况自动进行相应的调节供液，每台供液泵配1台变频器。变频器选用国际知名品牌产品。系统的供液泵组电机始终有1台在变频调速模式下工作，供给系统的流量会随着系统的需要流量变化而自动调节、切换。系统设有预约工作循环，以满足上班前对乳化液加热、降温，达到工艺供液的温度要求。系统设有节假日工作循环，以能实现内部循环流程，低速运行供液泵，节省能耗并确保乳化液质量。

7 冷却液自动控温装置

冷却液自动温度控制装置由加压泵、板式换热器、三通比例调节阀、温度表、温度传感器、数字式智能控制仪及管道、阀门等部分组成。

8 安全防护

过滤系统设有操作检修平台、上下扶梯，平台和扶梯上敷设花纹钢板或防滑格栅板及安全护栏。在有绊脚物位置，采取设醒目的标志等防护措施。各集中冷却过滤系统设备安装在自动线旁边，并分组和有安全锁定，便于操作员操作。

机械安全涵盖职业健康和安全、人性因素工程、环保和防火的法规要求和使用标准进行设计、构造和安装。集中冷却过滤系统在系统设计、调试过程中对设备存在的危险及设备故障时可能引发的危险进行风险识别和评价分析，以确定需要实施的安全等级或分类，制定实施相应有效的措施控制危险。

集中冷却过滤系统符合安全和卫生标准。集中冷却过滤系统配备安全操作指导书，危险部位必须进行文字和危险图形标识。