板框壓濾機液壓站是實現板框 “壓緊 - 保壓 - 松開” 核心動作的動力源,其工作原理圍繞液壓傳動技術展開,通過液壓油的壓力轉換與流量控制,驅動壓濾機的壓緊機構(如油缸)完成濾板的密封與松開,為固液分離過程提供穩定的壓緊力。以下從核心組成、工作流程、關鍵控制邏輯三方面詳細解析:
一、液壓站核心組成:動力與控制的 “硬件基礎”
液壓站的功能實現依賴于 “動力元件 - 執行元件 - 控制元件 - 輔助元件” 的協同,各部分作用如下表所示:
元件類別 | 具體部件 | 核心作用 |
---|---|---|
動力元件 | 液壓泵(多為齒輪泵 / 葉片泵) | 將電機的機械能轉化為液壓油的壓力能,為系統提供高壓油源(核心動力源)。 |
執行元件 | 壓緊油缸(單 / 雙作用油缸) | 將液壓油的壓力能轉化為機械能,通過活塞桿伸縮推動濾板壓緊或松開。 |
控制元件 | 電磁換向閥 | 控制液壓油的流動方向,切換油缸 “伸出(壓緊)” 或 “縮回(松開)” 狀態。 |
溢流閥 | 設定系統高壓力,防止壓力過高損壞元件(安全保護 + 壓力調節)。 | |
保壓閥(單向閥 / 液控單向閥) | 壓緊后鎖死油缸油路,防止液壓油泄漏導致壓緊力下降,實現長時間穩定保壓。 | |
節流閥 / 調速閥 | 控制液壓油流量,調節油缸伸縮速度(避免動作過快導致沖擊)。 | |
輔助元件 | 油箱 | 儲存液壓油,同時散熱、沉淀雜質、分離油中氣泡。 |
濾油器 | 過濾液壓油中的雜質,保護泵、閥等精密元件不被磨損。 | |
壓力表 / 壓力傳感器 | 實時監測系統壓力,為人工或自動控制提供壓力信號。 | |
密封圈 / 油管 | 密封油路,防止液壓油泄漏,保證壓力傳遞效率。 |
二、核心工作流程:三大階段的壓力與方向控制
板框壓濾機的工作周期(濾板操作)中,液壓站主要經歷壓緊、保壓、松開三個階段,每個階段的油路走向與壓力控制邏輯不同:
1. 階段 1:濾板壓緊 —— 建立初始密封壓力
當壓濾機需要 “密封濾板” 以準備進料時,液壓站進入壓緊階段,流程如下:
電機啟動:驅動液壓泵運轉,液壓泵從油箱吸油,將低壓油加壓為高壓油(壓力由溢流閥設定,通常為 10-30MPa,根據濾板尺寸和物料特性調整)。
換向閥切換:電磁換向閥得電,閥芯移動,將高壓油的流向引導至壓緊油缸的無桿腔(油缸活塞一側無活塞桿,腔室容積大)。
油缸伸出:高壓油進入無桿腔,推動活塞和活塞桿向前伸出,活塞桿前端連接 “壓緊板”,進而推動所有濾板向 “止推板” 方向靠攏,直至所有濾板之間的密封面緊密貼合,形成密封的濾室。
壓力達標停止:當系統壓力達到溢流閥設定的 “壓緊壓力” 時,溢流閥開啟,多余的高壓油通過溢流閥流回油箱(此時液壓泵處于 “卸荷” 狀態,避免過載),壓緊動作停止。
2. 階段 2:保壓 —— 維持穩定密封力(關鍵階段)
壓緊完成后,壓濾機進入 “進料過濾” 階段(物料通過泵壓入濾室,固體顆粒被濾布截留,液體通過濾布排出),此階段液壓站需保持濾板的壓緊力,防止物料泄漏,即保壓階段:
保壓閥鎖死油路:壓緊動作停止后,電磁換向閥失電復位,但保壓閥(液控單向閥) 會鎖死壓緊油缸無桿腔的油路 —— 由于液控單向閥的 “單向導通” 特性,無桿腔內的高壓油無法回流,從而維持活塞的位置和濾板的壓緊力。
壓力補償(可選):若長時間保壓過程中,因油缸密封微量泄漏導致壓力下降(低于設定保壓值),系統會通過壓力傳感器檢測到壓力變化,觸發液壓泵再次啟動,向無桿腔補油,直至壓力回升至設定值后,泵再次卸荷,實現 “動態保壓”(部分高端液壓站具備此功能,普通機型為 “靜態保壓”)。
保壓持續時間:保壓時間與過濾周期一致,直至濾室內的濾餅達到設定厚度或含水率,過濾階段結束。
3. 階段 3:濾板松開 —— 卸料準備
過濾完成后,需要 “松開濾板” 以排出濾餅,液壓站進入松開階段,流程如下:
換向閥反向切換:電磁換向閥反向得電,閥芯移動,將高壓油的流向引導至壓緊油缸的有桿腔(活塞一側有活塞桿,腔室容積小),同時打開保壓閥的 “控制油路”(液控單向閥的解鎖油路)。
油缸縮回:高壓油進入有桿腔,推動活塞和活塞桿向后縮回,帶動壓緊板反向移動,遠離濾板;同時,無桿腔內的低壓油(因活塞后退被擠壓)通過解鎖后的保壓閥、換向閥流回油箱。
松開到位停止:當活塞桿完全縮回(或壓緊板退至設定位置,通過行程開關檢測),電機停止,液壓泵停轉,松開動作完成,后續可通過拉板機構拉動濾板,排出濾餅。
三、關鍵控制邏輯:安全與效率的保障
液壓站的穩定運行依賴于 “壓力控制” 和 “方向控制” 的協同,其中兩個核心邏輯需重點關注:
1. 壓力控制:由溢流閥主導,防止過載
設定壓力:溢流閥的設定壓力直接決定濾板的壓緊力 —— 壓力過低會導致濾板密封不嚴,物料泄漏;壓力過高會損壞濾板、油缸或密封件,因此需根據濾板材質(聚丙烯濾板耐壓通常≤25MPa)和物料粘度、進料壓力綜合設定。
卸荷保護:當系統壓力超過設定值時,溢流閥自動開啟,將高壓油導回油箱,避免液壓泵、油缸因超壓損壞,同時減少電機負荷(卸荷時電機電流僅為加載時的 1/3-1/2)。
2. 方向控制:由電磁換向閥主導,切換動作
動作切換的 “互鎖”:電磁換向閥的 “壓緊” 和 “松開” 線圈不會同時得電(電路設計互鎖),避免出現高壓油同時進入油缸兩腔的 “憋壓” 情況,防止油缸損壞。
速度調節:部分液壓站在油缸進油 / 回油路上設置節流閥,通過調節節流閥的開口大小,控制液壓油的流量,進而調整壓緊 / 松開的速度(例如:壓緊速度可稍快,松開速度稍慢,避免壓緊板沖擊濾板)。
四、常見問題與原理關聯
理解液壓站原理后,可快速定位常見故障的根源:
濾板泄漏:多為保壓階段壓力不足,可能是保壓閥密封失效(油液回流)、液壓泵壓力不足(溢流閥故障)或油缸密封損壞(油液泄漏)。
壓緊 / 松開動作緩慢:可能是液壓泵流量不足(泵磨損)、濾油器堵塞(油液流通不暢)或節流閥開口過小。
系統噪音大:可能是液壓泵吸油不足(油箱油位低、吸油濾堵塞)或油液中氣泡過多(油箱密封不嚴,空氣進入油路)。
綜上,板框壓濾機液壓站的本質是 “以液壓油為介質,通過壓力和方向控制,將電能轉化為機械能” 的動力系統,其核心目標是為濾板的密封與松開提供穩定、可控的壓緊力,是保證壓濾機固液分離效率和操作安全性的關鍵部件。