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WILKERSON顆粒過濾器的工作原理
過濾器工作時，待過濾的水由水口時入，流經濾網，通過出口進入用戶所須的管道進行工藝循環，水中的顆粒雜技被截留在濾網內部。如此不斷的循環，被截留下來的顆粒越來越多，過濾速度越來越慢，而進口的污水仍*地進入，濾孔會越來越小，由此在進、出口之間產生壓力差，當大度差達到設定值時，差壓變送器將電信號傳送到控制器，控制系統啟動驅動馬達通過傳動組件帶動軸轉動，同時排污口打開，由排污口排出，當濾網清洗完畢后，壓差降到zui小值，系統返回到初始過濾狀，系統正常運行。過濾器由殼體、多元濾芯、反沖洗機構、和差壓控制器等部分組成。殼體內的橫隔板將其內腔分為上、下兩腔，上腔內配有多個過濾芯，這樣充分了過濾空間，顯著縮小了過濾器的體積，下腔內安裝有反沖 洗吸盤。工作時，濁液經入口進入過濾器下腔，又經隔板孔進入濾芯的內腔。大于過濾芯縫隙的雜質被截留，凈液穿過縫隙到達上腔， zui后從出口送出。過濾器采用高強度的楔形濾網，通過壓差控制、定時控制自動清洗濾芯。當過濾器內雜質積聚在濾芯表面引起進出口壓差增大到設定值，或定時器達到預置時間時，電動控制箱發出信號，驅動反沖洗機構。當反沖洗吸與濾芯進口正對時，排污閥打開，此時系統泄壓排水，吸盤與濾芯內側出現一個相對壓力低于濾芯外側水壓的負壓區，迫使部分凈循環水從濾芯外側流入濾芯內側，吸附在濾芯內內壁上的雜質微粒隨水流進穣盤內并從排污閥排出。特殊設計的濾網使得濾芯內部產生噴射效果，任何雜質都將被從光滑的內壁上沖走。當過濾器進出口壓差恢復正常或定時器設定時間結束，整個過程中，物料不斷流，反洗耗水量少，實現了連續化，自動化生產。過濾器廣泛用于冶金、化工、石油、造紙、醫藥、食品、采礦、電力、城市給水領域。諸如工業廢水， 循環水的過濾，乳化液的再生，廢油過濾處理，冶金行業的連鑄水系統、高爐水系統，熱軋用高壓水除鱗系統。是一種優良、且易操作的全自動過濾裝置。
過濾器待處理的水由入水口進入機體，水中的雜質沉積在不銹鋼濾網上，由此產生壓差。通過壓差開關監測進出水口壓差變化，當壓差達到設定值時，電控器給水力控制閥，驅動電機信號。設備安裝后，由技術人員進行調試，設定過濾時間和清洗轉換時間，待處理的水由入水口進入機體，過濾器開始正常工作，當達到預設清洗時間時，電控器給水力控制閥、驅動電機信號，引發下列動作：電動機帶動刷子旋轉，對濾芯進行清洗，同時控制閥打開進行排污，整個清洗過程只需持續數十秒鐘，當清洗結束時，關閉控制閥，電機停止轉動，系統恢復至其初始狀態，開始進入下一個過濾工序。過濾器的殼體內部主要由粗濾網、細濾網、吸污管，不銹鋼刷或不銹鋼吸嘴、密封圈、防腐涂層、轉動軸等組成。
用過濾介質把容器分隔為上、下腔即構成簡單的過濾器。懸浮液加入上腔，在壓力作用下通過過濾介質進入下腔成為濾液，固體顆粒被截留在過濾介質表面形成濾渣(或稱濾餅)。過濾過程中過濾介質表面積存的濾渣層逐漸加厚，液體通過濾渣層的阻力隨之增高，過濾速度減小。當濾室充滿濾渣或過濾速度太小時，停止過濾，清除濾渣，使過濾介質再生，以完成一次過濾循環。
液體通過濾渣層和過濾介質必須克服阻力，因此在過濾介質的兩側必須有壓力差，這是實現過濾的推動力。增大壓力差可以加速過濾，但受壓后變形的顆粒在大壓力差時易堵塞過濾介質孔隙，過濾反而減慢。
懸浮液過濾有濾渣層過濾、深層過濾和篩濾 3種方式。
①濾渣層過濾：過濾初期過濾介質只能截留大的固體顆粒，小顆粒隨濾液穿過過濾介質。在形成初始濾渣層后，濾渣層對過濾起主要作用，這時大、小顆粒均被截留，例如板框壓濾機的過濾。
②深層過濾：過濾介質較厚，懸浮液中含固體顆粒較少，且顆粒小于過濾介質的孔道。過濾時，顆粒進入后被吸附在孔道內，例如多孔塑料管過濾器、砂濾器的過濾。
③篩濾：過濾截留的固體顆粒都大于過濾介質的孔隙，過濾介質內部不吸附固體顆粒，例如轉筒式過濾篩濾去污水中的粗粒雜質。在實際的過濾過程中，三種方式常常是同時或相繼出現。
WILKERSON過濾器是液壓系統中用以控制油液污染度的重要元件,它的作用是濾除油液中的固體顆粒污染物,使油液的污染度控制在關鍵液壓元件能夠耐受的限度以內,以保證液壓系統的工作可靠性和延長元件的壽命。由于過濾產品暴露的質量問題比較嚴重,與發達*相比差距很大,過濾產品性能試驗日益引起用戶及生產廠家的重視。因此,建立WILKERSON過濾器性能測試系統具有重要的現實意義。
威爾克森WILKERSON過濾器性能測試系統
研制WILKERSON過濾器性能測試系統,不僅能夠為開展影響過濾性能因素的研究提供條件保障,同時對液壓系統油液顆粒濃度的分析與在線監測以及高精度油溫控制技術的深入研究將促使液壓系統性能提高。 本論文研制了一套WILKERSON過濾器性能測試系統,用于對液壓WILKERSON過濾器進行多次通過試驗、壓降流量特性試驗以及濾芯抗流動疲勞特性試驗,評定WILKERSON過濾器的各項性能指標,包括過濾精度、壓降流量特性、納污容量以及濾芯的抗流動疲勞特性。主要內容如下：以國內外文獻為基礎,分別介紹了WILKERSON過濾器性能測試技術的國內外現狀,以及WILKERSON過濾器性能測試試驗臺的國內外研究進展。簡要介紹了研制WILKERSON過濾器性能測試系統的難點問題,闡述了課題的目的與意義、主要研究內容及難點。從功能需求出發,對WILKERSON過濾器性能測試系統進行了總體設計,包括系統技術指標及評定參數分析、液壓回路原理設計和優化、系統技術要求分析以及關鍵液壓元件的選型與設計。針對于設計制造過程中的幾個關鍵技術,油路中試驗顆粒的沉降以及尺寸改變問題、試驗裝置的全電腦控制以及共同試驗基準的保證問題,對其進行了闡述并給出了解決方案。設計開發了WILKERSON過濾器性能測試監測控制系統,包括測控系統信號匯總、上下位機選型、PLC實時監控系統軟件設計以及上位機軟件設計。PLC實時測控系統軟件可以分為四個模塊：通訊模塊、數據采集模塊、數據處理及過程控制模塊(含相關控制算法)以及安全保護模塊等。上位機軟件實現了人機交互界面設計、基于DataSocket技術與OPC服務器通訊、數據處理、試驗數據庫管理以及試驗報表創建等功能。結合WILKERSON過濾器性能測試系統的結構特點,建立液壓系統顆粒污染控制模型,對影響油液顆粒濃度的因素進行了分析,得出濾器上游顆粒濃度維持穩定的條件為保持穩定的系統油液體積。在WILKERSON過濾器性能測試試驗臺上,開發了油液顆粒濃度在線監測系統,并進行了油液顆粒濃度控制試驗。模型計算與試驗結果比較表明,兩者的趨勢基本一致,在一段時間后,濾器上游的顆粒濃度均能夠達到平衡狀態,且在各個試驗點上都非常接近,說明污染控制模型推導過程中所作的假設是合理的,可以用于液壓系統顆粒污染物濃度變化的預測和監控。但是在達到平衡狀態的時間上,兩者相差很大。在保持系統油液體積穩定的情況下,微調污注流量,能夠很快地使濾器上游顆粒濃度維持在平衡值附近,快速地滿足試驗的要求。針對WILKERSON過濾器性能測試液壓系統建立了溫度被控對象以及三通比例水閥的數學模型。液壓系統油溫控制對象是典型的一階滯后環節,具有大慣性、大滯后以及參數時變等特點。在此基礎上,提出了基于參數自整定PID的油液溫度控制策略,并在MATLAB/SIMULINK進行了參數自整定模糊PID控制器的設計以及油液溫度控制的仿真分析。
威爾克森WILKERSON過濾器性能測試系統
仿真結果顯示,采用參數自整定模糊PID控制算法對液壓系統油液溫度進行控制,油溫靜態誤差小,且控制器具有不依賴系統模型,對系統時變參數不敏感等優點。將模糊推理規則構造成查詢表,存儲在PLC中,通過簡單的查表與插值計算實現參數自整定模糊PID算法。在WILKERSON過濾器性能測試試驗臺上進行了油液溫度控制試驗,變工況下,液壓系統油液溫度能有效控制在40±2℃范圍內。