新型定量阀在轧机板式过滤机上的应用

新型定量阀在轧机板式过滤机上的应用

李雄

新疆众和股份有限公司新疆乌鲁木齐830013

摘要：简述铝箔轧机板式精密过滤机用定量阀改造前的工作原理及缺点，详细阐述改进后的定量阀的有点及平常使用过程中的注意事项及维护方法。

关键词：定量阀；助滤剂；气泡；产品

1引言

板式过滤机是铝箔轧机常用的轧制油过滤装置，板式过滤机过滤效率直接影响铝箔轧机的正常生产以及所生产产品的质量。一般影响板式过滤机工作效率的因素有助滤剂的原因、轧制油含铝粉等杂质太多等原因以及轧制油含水或油温低等原因。其中由于助滤剂原因影响板式过滤机工作效率的因素有助滤剂质量不合格、混合不匹配以及量不足等。以上由于助滤剂原因影响效率的因素中，助滤剂量不足是由于给板式过滤机输送助滤剂的定量阀引起的。虽然可通过调整定量阀的喷射周期增加助滤剂的供给量，但经常由于定量阀出现故障或输送的混合液中含气量太多，会直接影响助滤剂的供给。铝箔轧机目前经常使用的传统定量阀虽然结构简单、造价低廉、检修方便，但是由于设计结构的原因，故障率偏高并且输送助滤剂混合液时经常出现带气泡现象，影响助滤剂的供给量。

2传统定量阀的工作原理及优缺点

2.1传统定量阀的工作原理

目前大部分铝箔轧机使用的定量阀为传统定量阀，结构如图一所示。其工作原理为：压缩空气进气口C进气时活塞5在压缩空气的作用下向上急速运动，活塞向上运动的同时气缸上腔的空气通过排气口D排除。活塞克服弹簧7的反作用力让芯杆3达到指定位置，芯杆3由活塞背帽6固定在活塞上，使得芯杆与活塞一起运动，芯杆3的上升位置由调整杆9确定，调整杆9可用调整杆背帽8固定在某个设定的位置。芯杆3达到指定位置时紫铜密封环2的上口打开，此时助滤剂混合液在负压泵的作用下通过进油口B进入吸油腔，再通过负压吸油口A送往过滤泵，过滤泵将其打到板式过滤机箱体内起到过滤作用。

当压缩空气进气口停止进气时，活塞5在弹簧7的作用下向下运动，此时芯杆3也跟随活塞获赛向下运动，直至芯杆3的锥头封住紫铜密封环2的上口为止，此时负压泵无法从吸油口A吸油，助滤剂供给停止。

图一传统定量阀结构图图二新型定量阀结构图

图一：1-底部接头;2-紫铜密封环;3-芯杆;4-小密封圈;5-活塞;6-活塞背帽;7-弹簧;8-调整杆背帽;9-调整杆;10-内六角螺栓;11-大密封圈;12-气缸壳体;13-吸油腔壳体;A-负压吸油口；B-进油口；C-压缩空气进气口；D-排气口

2.2传统定量阀的优缺点

优点：该定量阀结构简单，便于维修、造价较为低廉。

缺点：故障率偏高，由于造价低廉，因此关键部位加工精度不高，密封件容易磨损。如活塞5上安装的大密封圈11在长期运行过程中磨损变细、与气缸壳体12间的间隙变大、密封性能下降，导致压缩空气进气口C进气后，由于漏气活塞5和芯杆3无法克服弹簧7的反作用力上移，因此芯杆3到不了指定位置，从而出现密封环2开口度不够，导致助滤剂供给量不足。

还有一个最重要的缺点，当芯杆3在吸油腔壳体内孔长期上下移动，随着小密封圈4的磨损及间隙变大，再加上吸油时活塞向上移动杆腔内充气，这时压缩空气会沿着芯杆与吸油腔壳体配合的间隙之间窜入吸油腔，导致吸油时带气泡、吸油量减少，从而最终导致定量阀供给量不足、板式过滤机箱压上升过快，影响铝箔轧机正常生产。

另外，由于加工精度不高，活塞5和芯杆3向下移动经常出现卡阻，而弹簧7由于力量有限无法将其推动，导致定量阀长时间开启，并长时间供助滤剂混合液，也导致板式过滤机工作异常。由于活塞5和芯杆3向上移动时要克服弹簧7的反作用力，压缩空气必须设较高的压力，一般在0.4-0.6Mpa，因此活塞5和芯杆3上下移动时速度比较高，这样不但带有金属碰撞的噪音，而且容易振坏弹簧以及振松活塞5和芯杆3连接的活塞背帽6，弹簧7出现异常，会导致芯杆3下不到位，活塞背帽6松动会引起活塞5和芯杆3的脱落，因此会出现定量阀不停地供助滤剂混合液，导致板式过滤机压力上升过快。

3、新型定量阀工作原理及优缺点

3.1新型定量阀的工作原理

新型定量阀与传统定量阀有一个很大的不同，就是购置标准的质量较好的薄型气缸，将芯杆上下移动气缸单独分离安装，如图二所示。其结构及工作原理为：首先将紫铜密封环2安装在底部接头1上，将芯杆5插进吸油腔壳体3内（之前将小密封圈4安装完毕），后将底部接头1和吸油腔壳体3连接。以上步骤完毕后，先将气缸耳座8与气缸10连接并将耳座背帽9拧紧。气缸和耳座连接完毕后，连接气缸耳座8和芯杆5并将销子7安装到位，用开口销固定。此时将芯杆5拉到最上部，拉出气缸10的活塞杆，将中间支架6从两侧安装到位，最后安装固定螺栓11并拧紧。

当薄型气缸10进气口D进压缩空气时气缸活塞杆带动气缸耳座8和芯杆5一起向上下移动，并达到最高位置，此时负压泵可通过进油口B以及负压吸油口A将助滤剂供到过滤泵处并通过过滤泵将其打到板式过滤机过滤箱形成过滤层。而进气口C进压缩空气时气缸活塞杆带动气缸耳座8和芯杆5一起向下移动，直至芯杆5锥头与紫铜密封环2接触并封住其上口，此时定量阀助滤剂供给停止，负压泵无法向过滤泵提供助滤剂。

图二：1-底部接头;2-紫铜密封环;3-吸油腔壳体;4-小密封圈;5-芯杆;6-中间支架;7-销子;8-气缸耳座;9耳座背帽;10-薄型气缸;11-固定螺栓;12-大密封圈A-负压吸油口；B-进油口；C-进气口；D-进气口

3.2新型定量阀的优缺点

缺点：与传统定量阀相比，结构较为复杂、造价较高、维修难度较大。

优点：虽然机构比较复杂，维修难度较大，但是该定量阀与传统定量阀相比故障率非常低、工作效率很高、维修成本低、不易出现助滤剂带气泡等故障。由于上下移动全部由独立气缸带动，因此压缩空气压力不用设定太高，一般为0.2-0.4Mpa也能正常运行，因此芯杆上下移动时不会产生很大的噪音。

图三新型定量阀中间支架

最重要的是芯杆与活塞分开，用独立气缸驱动，彻底解决了传统定量阀存在的杆腔内压缩空气往吸油腔窜气的弊端。就算新型定量阀芯杆5上小密封圈4出现磨损和间隙，当芯杆5上升至最高位时大密封圈12也会

避免空气吸入吸油腔内，彻底杜绝了助滤剂混合液带气泡问题，从而稳定了定量阀输出的混合液的量。另外，由于利用独立的分离安装的气缸驱动芯杆5，因此不存在弹簧损坏，芯杆卡阻等现象，也大大降低了定量阀发生故障的频率。

3.3新型定量阀使用注意事项及维护方法

3.3.1经常检查薄型气缸10并定期紧固固定螺栓11，在压缩空气管路上安装气动三联件，保证压缩空气质量及气缸的润滑并定期清理三联件上过滤器滤芯以及油杯定期加油。

3.3.2定期检查气缸耳座8是否松动并紧固耳座背帽9以及销子7是否磨损或变形，如发现异常及时修复或更换。

3.3.3定期对小密封圈4和大密封圈12进行更换，保证定量阀密封效果良好，杜绝助滤剂混合液出现带气泡等异常现象。

4结论

新型定量阀与传统定量阀相比，虽然造价略高，结构较为复杂，但是该阀结构合理，安装方便，因此故障率很低并且维护成本也非常低，使用新型定量阀能够满足稳定的助滤剂供给要求，也大大减少了维修人员劳动强度。最重要是提高了板式过滤机以及铝箔轧机的使用效率，也能提高铝箔轧机润滑介质的质量和轧机工作时间，从而提高产品质量和产量。

参考文献

[1]张启芳.板式过滤机的使用及故障排除.辽宁：轻合金加工技术，2010.