摘要：选煤厂作为煤炭加工中的一个重要环节，其主要功能是对综采工作面的煤炭进行分选，以确保不同质量要求的煤炭应用于不同的行业需求。压滤机作为选煤厂中的关键设备，在全球能源及环保行业飞速发展的同时被广泛应用。压滤机的主要功能是实现煤炭固液相的分离。在一定程度上，压滤机的特性直接决定煤炭最终的分选质量和效果。故，开展对压滤机工作特性的分析工作是十分有必要的，是改进压滤机结构及工艺的基础。
关键词：不同工况；压滤机；液压系统；选型；工作特性
引言
煤炭作为我国能源结构的重要组成部分，其对我国国民经济的增长具有不可忽略的作用。压滤机发明于20世纪初，最初用于制糖行业。它具有占地面积小、滤饼含水量低和对物料适应性强等特点，最初由人工操作，存在劳动强度大、循环时间长等问题，限制了压滤机的推广应用。20世纪50年代出现自动压滤机，压滤机的性能发生根本改变，工作效率得到提高，压滤机开始用于煤炭和冶金等行业。经过几十年的发展，压滤机在结构和材质上得到很大改进，出现了快速入料和卸料、隔膜压榨、强气流穿透等技术。目前压滤机以其独特优势，成为处理细粒和高灰物料的最佳设备。
1压滤机特点
压滤机与其他过滤设备相比，其优点有：①过滤压力高，滤饼含水量低，约20%~30%；滤液固含量少，可直接做循环水使用；②对物料适应性强，适用于回收粒度细、灰分高的物料，如浮选尾煤；③设备简单，操作维修方便；④占地面积小。压滤机的缺点有：①压紧滤板时，滤板受力不均衡，造成滤板边缘密封不佳，进料时喷浆；②单台压滤机处理量小，一般为0.02~0.07t/m-2/h-1，通常需多台同时使用；③极细(-0.074mm)物料过多时，恶化压滤效果；④过滤压力大，滤布易磨损；⑤工作过程不连续。
2液压系统元器件的选型
2.1压紧油缸液压泵的选型
根据系统需求，压紧液压系统元件的最大工作压力为18MPa，考虑液压泵出口和执行元件入口之间的压力损失为0.5MPa，则得出液压泵的最大工作压力为18.5MPa。根据液压泵的额定工作压力应高于其最大工作压力的20%~60%，可得出压紧液压泵的额定工作压力=18.5×（1+25%）=23MPa。根据液压泵额定压力的计算结果，选用压紧液压泵的型号为PPA12N00的恒功率变量柱塞泵，该柱塞泵的额定压力为28MPa，额定转速为2000r/min。
2.2液压系统辅件的选型
分析不同工况下压滤液压系统工作特性需建立液压模型，故需明确液压系统中各类元器件的类型及相关参数[。
3压滤机液压系统工作特性分析
3.1压紧液压系统泄压工况工作特性的仿真分析
当在66s左右系统达到蓄能器开启压力时，蓄能器开始充液，此时蓄能器的压力从10MPa(100bar)不断增加，与此同时蓄能器内气体体积不断减小;当蓄能器压力达到23MPa(230bar)时，蓄能器停止充液，此时蓄能器的压力和体积恒定不变，此时压紧液压系统处于保压工况。缸进行返回动作。否则，在未泄压情况下对压紧油缸进行返回动作时会对液压系统造成较大的冲击，进而对液压系统造成损坏。当电磁球阀得电后，压紧油缸开始泄压动作，当油缸内的油压降为零时，此时压紧油缸开始返回动作。当压紧油缸返回行程达到5～10cm时，返回动作停止。
为确保压滤机液压系统的安全性，需根据工作需求对系统进行泄压操作。压紧液压系统在大约71s时开启泄压操作，并在大约100s时系统泄压操作完成，此时液压油缸开始返回操作。经对压滤机压紧液压系统保压和泄压阶段的动态特性进行仿真分析可知，该压滤机能够按照预定设计流程工作，即无需对当前的液压系统进行改造。
3.2滤板压紧机构
根据工作原理，压紧机构可分为手动压紧、机械压紧和液压压紧。(1)手动压紧 以螺旋式机械千斤顶推动压紧板将滤板压紧。该方式操作简单，实验室多采用带压力表的手动压紧装置，压紧力为11~20MPa。(2)机械压紧机构 由电动机、减速器、齿轮副、丝杠和固定螺母组成。压紧时，电动机正转，带动减速器和齿轮副，使丝杠在固定螺母中转动，推动压紧板将滤板和滤框压紧。当压紧力增大时，电动机负载电流增大，当电流超过保护器设定的电流值时，电动机切断电源，停止转动。由于丝杠和固定螺母具有自锁螺旋角，能可靠地保证工作过程中的压紧状态，退回时，电动机反转，当压紧板上的压块触压到行程开关时，退回停止。机械压紧机构中杠螺纹直接承受顶紧压力，易使丝杆螺纹变形，产生卡死现象。且传动功率大，故障多。(3)液压压紧机构 液压压紧机构主要由液压站、液压缸、活塞和活塞杆组成。工作时，由液压站提供高压油作为驱动力，当压紧力大于压紧板运行的摩擦阻力时，压紧板缓缓压紧滤板。当压紧力达到溢流阀设定的压力值时，溢流阀开始卸载，此时切断电动机电源，压紧动作完成，滤板被压紧。退回时，换向阀换向，压力油进入液压缸的有杆腔，当油压能克服压紧板的摩擦阻力时，压紧板开始退回。液压压紧为自动保压，压紧力是由电接点压力表控制。将压力表的上限指针和下限指针设定在工艺要求的数值，当压紧力达到上限时，电源切断，液压泵停止供油；由于油路系统可能造成压紧力下降，当压紧力达到下限时，电源接通，液压泵开始供油。以此循环达到过滤过程中保证压紧力的效果。液压压紧机构具有可靠、自动化程度高且保证压力的优点，现场多采用多缸同步压紧液压装置。但因液压系统复杂、制造条件(无尘)要求高，若出现故障修复困难。
4压滤机工作原理
压滤初期先由滤布对矿浆起过滤作用，截留大于滤布孔隙的悬浮颗粒并在滤布上形成滤饼。随着滤饼厚度增加，滤布对矿浆的过滤作用减弱，主要由逐渐增厚的滤饼对矿浆起过滤作用。滤饼的孔隙更小，可在滤饼表面截留更小的颗粒，在初始滤饼层上形成新的滤饼。由于压滤初期，小于滤布孔隙的颗粒进入滤液，初期滤液固体含量较高；随着滤饼增厚，细颗粒逐渐被滤饼截留，滤液变澄清。压滤机工作时，液压缸将所有滤板顶紧在活动头板和固定尾板之间，使相邻滤板之间形成密闭滤室。矿浆从固定尾板入料孔或分多段以一定压力给入压滤机，压滤机利用泵或压缩空气对矿浆的压力，在滤布两侧形成压力差。矿浆中固体颗粒由于滤布的阻挡留在滤室形成滤饼，滤液透过滤布通过滤板上的泄水沟排出。当滤液不再流出时，停止给料，此时可以对滤饼进行隔膜挤压压榨脱水和压缩空气强气流穿透脱水。隔膜挤压压榨是采用压缩空气或水充填隔膜，利用隔膜变形产生二维方向上的压力破坏颗粒间形成的拱桥，将残留在颗粒空隙间的滤液挤出；压缩空气强气流穿透滤饼，则利用强气流将滤饼中的毛细管水置换出，最大限度地降低滤饼的含水量。完成脱水过程后，通过液压操作系统，依次或分段将滤板拉开，由于重力作用滤饼脱落。为了防止滤布堵塞、延长滤布寿命，卸饼后需对滤布进行清洗。至此，完成整个压滤过程。
结语
综上，通过对压滤机液压系统的液压泵、油滤器、蓄能器等部件进行选型设计，对保压、泄压工况下的动态特性进行仿真分析可得，所设计的压滤机液压系统能够满足实际生产需求。
参考文献
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[2]王永昌，李杰，赵静一.压滤机新型电液控制系统的建模与仿真研究[J].中国机械工程，2005，16（19）：1750-1753.