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反冲洗过滤器

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液压支架反冲洗过滤系统设计

发布时间:2017-06-26 09:04:59 4年前 热度:1350 ℃

目前神东矿区综采面在役的液压支架控制系统使用的过滤器都是管式过滤器或手动反冲洗过滤器。在工作中发现,补连塔矿综采二队12404工作面配米队工作面>大矿活井;2Z303工作面等多+综采工作面液压支$使用的都是手动反冲洗过滤器,在一年服役时间内每套支架击穿滤芯均高于300个,平均更换堵塞滤芯600个。同时,在对其他工作面的跟踪调研与统计中发现,平均每年每套液压支架大约需要更换滤芯1600个,因此重新设计新过滤系统来代替现有系统就显得很有必要。

1现有反冲洗过滤器

1.1管式过滤器工作原理

管式过滤器工作原理和特点:主要由过滤器売体、接头、滤芯组成。当液体通过过滤器壳体Pin进入k芯固体杂i颗粒被阻挡在滤芯外,而洁净的液体通过过滤器売体由滤芯内部出口P(>ut排出。工作过程中乳化液中的杂物随之附着在滤网上,得滤网通流面积在使用过程中逐渐减小,最终容易造成滤网堵塞,工作原理如图丨所示。


液压支架反冲洗过滤系统设计 反冲洗过滤器新闻 第1张


12手动反冲洗过滤器工作原理

手动反冲洗过滤器工作原理和特点:手动反冲洗过滤器主要由排污口R1/R2、主轴转动状置,反冲洗手柄①/②、壳体、滤芯F1/F2组成。排污阀安装在主轴�0�6动“置上,正常工作时主轴处于停止状态,排污阀关闭,乳化液从Pin口进入经反冲洗滤芯过滤从P(mt排出,进入液压支架控制系统完成相应的动作,当污染物积累到一定量时,滤芯过滤性能下降,需要对滤芯进行冲洗清洁,此时由人工搬动主轴传动装置,主轴开始旋转,打开排污阀,对滤芯进行反向冲洗,工作原理如图2所示。


液压支架反冲洗过滤系统设计 反冲洗过滤器新闻 第2张


图2手动反冲洗过滤器工作原理图

Pi�6�7_反冲洗过滤器进液口反冲洗过滤器出液口:

R1、R2-反冲洗过滤器排污口;f丨、F2-反冲洗过滤器滤芯:

①、②-主轴转动状置

手动反冲洗过滤器工作时,对滤网的最佳冲洗时间取决于滤芯实际堵塞情况,而在井下实际使用过程中,当工人发现支架动作出现异常、动作缓慢或者过滤器出现异常报警时,操作工才操作反冲洗手柄对滤芯进行冲洗,滤芯的最佳冲洗时间很难准确把握,而需要执行冲洗时已经出现异常情况,这样就容易造成滤芯堵塞后被高压液体击穿或者损坏,且井下更换滤芯时,煤尘等粉尘很容易污染滤芯并进入液压系统,造成系统二次污染,间接破坏支架液压系统介质的清浩度,严重影响液压支架的工作性能。

2自动反冲洗过滤系统设计

自动反冲洗过滤系统是一种简单有效的过滤及反冲洗设备,体积小、造价低、自动化程度高,可在3s内完成一台液压支~架过滤网的清洗,可长期无人运行,滤芯堵塞后不需要更换,维护与管理方便。

2.1工作原理

原理图如图3所示,根据反冲洗过滤器滤芯内外腔两个传感器检测的压差信号和液压支架控制器设定的定时清洗信号,实现自动反冲洗。

高压液体从自动反冲洗过滤器Pin口进入,经过并联的过滤器滤芯F1和F2过滤,乳化液里细小颗粒等污染物被拦截在滤芯外侧,汇入到P(Hlt口流出,并进入液压支架电液控制阀进液口,通过电液控制阀被分配到液压支架的各个执行元件。


液压支架反冲洗过滤系统设计 反冲洗过滤器新闻 第3张

图3自动反冲洗过滤器工作原理图

Pin-反冲洗过滤器进液口;Pcmt-反冲洗过滤器出液口:

R1、R2-反冲洗过滤器排污口;P1、F2-反冲洗过滤器滤芯;

①、②-电磁先导阀;③、④-两位三通换向-回液单向阔;

⑥、⑦-压力传感器;⑧-控制器

2.2清洗方式

如图3所示,可以根据需要设定为压差清洗、定时清洗、压差与定时相结合的清洗3种方式。

压差式清洗:自动反冲洗过滤器通过^在过滤器滤芯内外两个压力传感器⑥@检测的压差,在供液过程中乳化液中的杂物随i附着在滤网F1和F2上,使得滤网内外压差逐渐增大。当滤芯内外压i达到预先设定值时,反冲洗控制器根据预先设定程序输出一个电磁信号,控制电磁先导阀@开启换向,电磁先导阀驱动两位三通换向阀@关闭进液口、打开排污口,左侧高压液体由F1滤忘内部向外部^排污口R1高速流出,将F1滤芯的外部的污染物直接冲到系统外。如需冲洗F7滤芯,电磁先导阀(J)通电即可实现滤网自动冲洗,停止冲洗时过滤器彳7}然处于正常运行状态。

定时式清洗:根据乳化液的污染程度(可通过在某个时间段内连续观测乳化液供液箱内液体污染程度,得到一个污染指标随时间变化的曲线图)设定控制器反冲洗时间,定时反向冲洗。当系统运行时间达到控制器预先设定的冲洗时I'i时,控制器给电磁先导阀②通电,排污阀③打开排污口R1、关闭进液口,使高压液体由滤网g部向外部沿排污口高速流出,将滤网外侧的污染物冲掉,滤网外表面被冲洗干净,实现滤网的反向冲洗。

(压差+定时)式冲洗:压力传感器检测到滤芯内外压差达到设定压差时过滤器自动冲洗,系统运行时间达到控制器设定冲洗时间时会定时自动冲洗,即压差与定时联合控制系统的自动反冲洗。

2.3自动反冲洗过滤系统技术性能要求

自动反冲洗过滤系统技术性能要求:滤芯过滤精度25fxm'流量Q=500x2=1000L/min'工作介质为水>乳化液,最高工作压力35MPa,电磁阀工作电压AC12V,电流120mA。

滤芯原件的内外侧均采用钢制骨架,通流能力

大,液体无论是通过滤芯由外向内还是由内向外流动,滤芯的刚度和强度均能满足使用要求经过测试当丨虑芯流量为600L/min时,压力损失为〇.56MPa,流量为800L/min时,压力损失为1.18MPa,流量为1000L/min时,压力损失为176MPa,从以上测试结果可以看出,反冲洗过滤器满足了高压力、大流量时压力损失小的设计要求。

对进出口之间压差设定^f,的取值决定了自动反冲洗过滤器进行反冲洗的时机,取值太大会对滤芯造成损坏,滤网可能被击穿;取值太小会造成过滤器提前冲洗,不仅能源浪费,对整个综采工作面稳定性也有一定影响。解决的措施是首先通过仿真计算或者实际测试找出过滤器本身结构造成的进口Pin和出口P(mt之间的压损Pi,然后再根据综采工作面每台液压支架完成降、移、盾环的时间控制在8~

12s之内这一行业要求,计算反冲洗供液的最小流量,从而计算出由滤芯部分堵塞所造成的最大压力

损失/y进一步计算出4P=Pi+心。

2.4涂过滤系统特点

新设计的自动反冲洗过滤器与原过滤器相比,具有如下工作特点:0系统冲洗为自动化控制,不需要人员操作,减少了锋采工作面人员数量,满足现代化矿井建设“无人则安,,的安全理念;@滤芯可以接受多种情况下的冲洗,清洁度高,使用寿命长,易于维护和更换,综合成本较低;0外形结构紧凑>体积小、过滤精度高,冲洗时不影卩^1液压支架正常工作。


3结语

新设计的自动反冲洗过滤器与原管式和手动式过滤器相比,具有较好的经济效益与管式过滤器相比,每年每套液压支架大约需要更换滤芯1600个,消耗成本费用约%万元与手动反冲洗过滤器相比,每年每套液压支架大约需要更换滤芯1_个,消耗成本费用约60万元。

而自动反冲洗可靠性高,°自动化无需人员操作,每年每套液压支架更换滤芯不足500个,成本费用约30万元。


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