反沖洗過濾器在液壓支架上的應(yīng)用

摘要：近幾年，越來越多的高產(chǎn)高效的“電液控制系統(tǒng)”在煤礦綜采設(shè)備—液壓支架上使用，大大地提高了生產(chǎn)效率及機械化程度。由于電磁先導(dǎo)閥的外形尺寸很小，造成電磁鐵在通電時所供的電磁力也非常的小，抵抗閥芯阻力變化的能力較弱，一旦閥芯受到外界干擾，阻力變大，或系統(tǒng)堵塞，電磁鐵就失去對先導(dǎo)閥芯的控制，使整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，因此，控制閥芯阻力變化是一個非常關(guān)鍵的問題。
　　關(guān)鍵詞 反沖洗過濾器 液壓支架 應(yīng)用
　　中圖分類號： O482  文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-7894（2006）11-195-01
　　一、液壓支架一般采用傳統(tǒng)的過濾方式
　　高壓泵站過濾液→高壓膠管（通過附加連接）→“管式”過濾器→進入支架主控閥。采用該方法的特點是：“管式”過濾器初次投入的成本低，安裝結(jié)構(gòu)簡單；缺點是一旦系統(tǒng)污染，需停機多次更換濾芯，后續(xù)運行成本高。井下環(huán)境的特殊性，決定了井下的拆卸、更換、安裝很不方便，容易延長檢修時間，從根本上解決不了再次污染的問題影響生產(chǎn)。更主要是直接影響設(shè)備的工作時間，進而導(dǎo)致設(shè)備使用壽命的縮短。
　　二、反沖洗過濾器的工作原理及技術(shù)性能要求：
　　1.過濾原理：兩組件號 11-雙骨架不銹鋼濾芯組件，被平行、并聯(lián)式的置于閥體內(nèi)，當(dāng)兩個手柄組件處于平行位置時，從 Pi 口進入過濾器的液體，分別通過相應(yīng)的支撐墊→90?轉(zhuǎn)動換向球（此位置隔斷濾室與排污口的連通）→分流環(huán)，分別進入左、右濾室內(nèi)，再依次流過濾芯組件的外骨架→濾網(wǎng)（液體流過濾網(wǎng)時被過濾，變成符合要求的干凈液體；污物被隔離，附著在濾網(wǎng)表面）→內(nèi)骨
架→支撐套→流道會合，經(jīng) Po 流出，進入執(zhí)行元件。
　　2.反沖洗方法：清洗其中一個濾室中的污物，如左濾室，則把左側(cè)手柄組件順時針旋轉(zhuǎn) 90°，手柄帶動轉(zhuǎn)軸、 轉(zhuǎn)動換向球，同90°步旋轉(zhuǎn) 90°，此時， 轉(zhuǎn)動換向球隔斷由Pi流入左濾室的液體，同90°時，使左濾室與左側(cè)排污口 RL 連通，在液壓力的作用下，經(jīng)右濾室過濾后的其中小部分（Q=120L/min 左右）干凈液體以反方向經(jīng)左濾室的支撐套→內(nèi)骨架→濾網(wǎng)（液體以反方向流過濾網(wǎng)，使附著在濾網(wǎng)表面的污物隨同液體排出過濾室）→外骨架→分流環(huán)→90°轉(zhuǎn)動換向球→排污口接頭 RL →污物排除過濾器。濾網(wǎng)得到清洗，恢復(fù)過濾能力，再把手柄轉(zhuǎn)動到工作位置，清洗一次完成。同理，轉(zhuǎn)動右側(cè)手柄，可清洗右側(cè)濾室。把左、右手柄同時旋轉(zhuǎn)到清洗位置，則左、右兩個 90°轉(zhuǎn)動換向球同時、分別隔斷由 Pi流入左、右濾室的液體，使液體不能流過過濾器，起到截止作用，使執(zhí)行元件失壓。
   3.反沖洗過濾器的技術(shù)性能要求：
   工作壓力：35Mpa；流量：Q=400X2=800L/min；過濾精度=25m、 m；工作介質(zhì)：油、水、乳化液。根據(jù)煤礦用液壓閥的設(shè)計規(guī)40范、《MT419-1995》標(biāo)準(zhǔn)以及液壓支架主進液系統(tǒng)流量要求，過濾器的流量應(yīng)大于 800L/min，壓力損失不得大于 3.5Mpa。當(dāng)乳化液的清潔度在 25 m--40 m 時，先導(dǎo)閥芯阻力基本不會有大的變化，幾乎不影響小電磁鐵對系統(tǒng)的控制，否則，系統(tǒng)容易堵塞，造成綜采系統(tǒng)癱瘓，因此，過濾網(wǎng)可采用 25 m。根據(jù)煤礦用液壓閥的設(shè)計規(guī)范，主進液系統(tǒng)流量的要求，過濾器的流量應(yīng)大于800L/min。通道尺寸的計算：主進液管與支架的連接管路采用 DN25， 內(nèi)徑尺寸為 20mm。結(jié)構(gòu)原因，根據(jù)經(jīng)驗法,濾網(wǎng)的過液面積應(yīng)大于主通道的 60 倍。過液面積 S0=1/4 D2=1/4 X202=314mm2。單個圓柱過濾芯的尺寸：直徑 D=47mm，高度 L=77mm。網(wǎng)絲直徑d=0.08mm,    過 濾 網(wǎng) 精 度 25 m, 則 圓 周 上 的 網(wǎng) 格 數(shù)= D/(0.08+0.025=3.14X47/0.105=1405；高 度 上 的 網(wǎng) 格 數(shù)=L/(0.08+0.025)=77/0.105=733，則 濾 網(wǎng) 的 通 液 面 積S1=0.025X1405X733=25746mm2S1/S0=80>60，滿足使用要求。壓力損失計算：主進液管與支架的連接管路采用DN25，內(nèi)徑尺寸為?20mm。該過濾器的壓力損失主要為局部壓力,為由紊流造成。局部壓力損失一般用實驗來求得，依據(jù)下式計算：P=   /2，-局部阻力系數(shù)，-平均流速。在過濾器內(nèi)部，流體為不規(guī)則的紊流，從工程實用的角度出發(fā), 在 P=35Mpa，Q=400X2=800L/min，過濾精度=25 m、40 m，分三次測試 P，結(jié)果如下：P1=3.1 Mpa，P2=2.95 Mpa， P3=3.0 Mpa，取平均值, 則 P=3.01 Mpa，小于3.5Mpa ，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
     三、反沖洗過濾器的主要特點：
     過濾能力強，大流量：煤礦上目前大量使用的大流量“直通式”過濾器，由于結(jié)構(gòu)的限制，最大流量只能達到 380L/min，該過濾器可達 800L/min 或著更大。過濾精度高：反沖洗過濾器內(nèi)有兩組或多組濾芯，通流面積大，原始壓力損失小，可實現(xiàn)大流量、高精度過濾（25 m、40 m），傳統(tǒng)過濾器則很難實現(xiàn)。量化污染程度：該過濾器在液體的流入端 Pi 口、流出端 Po 口可裝有壓力表 K1、K2，P=K1-K2 的壓差大小，定量的反應(yīng)了過濾器被污染的程度，便于隨時清洗，傳統(tǒng)過濾器則無次功能。在線反沖洗濾網(wǎng)：該過濾器通過旋轉(zhuǎn)手柄，實現(xiàn)了在線反沖洗濾網(wǎng)（瞬間清洗 2~3 秒，極少量的液體從系統(tǒng)排出），從根本上解決了使用傳統(tǒng)“管式”過濾器的弊端，大大縮短了檢修時間，從而延長設(shè)備的使用壽命，提高生產(chǎn)效率。
     實踐證明，反沖洗過濾器雖然一次性投入比“管式”過濾器高，但操作簡單易行，遇到污染后不需更換濾芯，可在 15 秒內(nèi)完成一臺支架濾網(wǎng)的清洗。而沒有安裝反沖洗過濾器的支架在遇到堵塞時，只能更換濾芯，每臺耗時 15~30 分鐘，且容易二次污染。長期經(jīng)濟效益，后者遠比前者高。所以選用清洗濾網(wǎng)自動化程度較高，具有過濾、自清洗、截止功能于一體的反沖洗過濾器很有必要。