甄繼峰，江敏

（金川集團股份有限公司選礦廠，金昌 737100）

1 技術(shù)現(xiàn)狀

壓濾機是一種常用的固液分離設(shè)備，廣泛應用于礦物加工和化工等行業(yè)。在實際過濾生產(chǎn)中，帶有一定壓力的礦漿進入進料口后，礦漿相互擠壓形成濾餅，大部分水份透過濾布排出；濾餅中的殘余水份通過高壓風進一步吹干，高壓風攜帶濾液水排出機體時，由于臥式壓濾機原設(shè)計中濾液排放管直接通入現(xiàn)場地溝，當設(shè)備運行時，在0.50—0.60MPa的高壓吹干風作用下，濾液和壓縮空氣的混合物從狹小的濾液排放管中快速通過，會產(chǎn)生強大的聲波，由此產(chǎn)生平均值達到75—80分貝的噪聲，對長期在此環(huán)境中工作的員工造成傷害。另一方面，由于濾液排放管管口底部距離地溝300-400mm，高速流出的濾液水沖擊到地溝地面上，壓力的瞬間釋放，導致濾液水無序排放，直接向外噴濺到設(shè)備設(shè)施和地板表面，嚴重污染工作環(huán)境，增加了員工的勞動量。

2 研發(fā)內(nèi)容

針對大型臥式壓濾機濾液排放設(shè)計缺失，研發(fā)一種新型濾液排放裝置，將高速氣水混合物流速最終降低至常壓排放，減緩高速混合氣流與管壁的碰撞，削弱聲波反射能力的裝置，實現(xiàn)氣水混合物的低速、無噪音自然排放，解決濾液排放噪音大、濾液水的有序排放問題。

2.1 導流消音裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理

（1）該裝置主要由上下兩部分圓筒組成，上部圓筒為導流裝置，下部圓筒為消音裝置。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。導流裝置上部與濾液排放管連通，導流裝置內(nèi)部由相互交錯固接于筒體內(nèi)壁的濾液擋板構(gòu)成，濾液擋板之間形成S形的導流區(qū)，相互交錯的濾液擋板為三層，依次為一級濾液擋板、二級濾液擋板和三級濾液擋板，各濾液擋板的形狀相同，每一濾液擋板的圓周面與筒體內(nèi)壁相適配。消音裝置上部與導流裝置連接，下部連接濾液排放尾管，消音裝置由三層消音筒組成。消音裝置的一級消音筒與三級消音筒結(jié)構(gòu)相同，分別由與筒體內(nèi)徑相同的消音圓板和套裝于該消音圓板中間的消音圓管組成；二級消音筒由與筒體內(nèi)徑相同的二級消音圓板和均勻套裝于其上的3個二級消音圓管組成，且該二級消音圓管的管徑小于濾液排放管的管徑。

圖1 導流消音裝置結(jié)構(gòu)示意圖

（2）當壓濾機風干產(chǎn)生的高速氣水混合物通過濾液排管，進入導流緩沖裝置的一級濾液擋板上，經(jīng)過一級濾液擋板截留，短暫停留后改變方向流經(jīng)一級導流區(qū)后到達二級濾液擋板，與一級濾液擋板同樣的作用過程，氣水混合物依次通過二級濾液擋板、二級導流區(qū)和三級濾液擋板、三級導流區(qū)的阻隔和導流。經(jīng)過三級緩沖、導流后，氣水混合物排放速度大幅度降低，隨后進入消音裝置區(qū)域。降速后的氣水混合物到達消音區(qū)域后，首先與一級消音圓板發(fā)生碰撞返回，再集中通過一級消音圓筒，通過一級消音圓筒后于二級消音圓板發(fā)生碰撞后返回，再分散通過相同的三個二級消音圓筒到達三級消音圓板表面，與三級消音圓板發(fā)生碰撞后返回，再集中通過三級消音圓筒，最后進入與消音裝置末端連接的濾液排放尾管排入地溝。氣水混合物通過一級和二級消音筒時，由于管道的截面積突然縮小，氣體產(chǎn)生的聲波在突變處向聲源方向反射回去，聲波在不斷地反射過程中能量逐漸減弱，從而達到消聲的目的。

2.2 導流消音裝置的研發(fā)

根據(jù)濾液排放水量和產(chǎn)生的壓力，同時結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境，制作一個Φ325mm×1000mm圓筒，安裝于原濾液排放管的位置，處于地溝正上方。圓筒上部與濾液排放管通過異徑管連通，下部與略大于濾液排放管的彎管連通，并與地溝中水流方向保持一致。圓筒上部為三級導流裝置，圓筒下部為三級消音裝置，兩裝置間采用法蘭連接。從圓筒外觀看，濾液排放依然為直通式排放。導流消音裝置外觀如圖2所示。

①圓筒直徑、長度的確定

通過查閱相關(guān)資料得知，濾液排放管管徑與導流消音裝置管徑比例不得小于1：2.5；導流消音隔板間距不得小于濾液排放管直徑。結(jié)合現(xiàn)場實際及加工制作難度，通過試驗確定了導流消音裝置直徑為325mm，總長度為1000mm，隔板間距為150mm。

②導流隔板缺口面積與消音圓管直徑的確定

根據(jù)氣水混合物流量在該導流消音裝置中不變的原則，要求導流隔板缺口面積不小于濾液排放管面積，確定導流隔板橢圓缺口尺寸；同時為防止氣水混合物通過相鄰隔板時發(fā)生短路，隔板缺口需相對設(shè)立。同理，確定一級消音圓管與三級消音圓管與濾液排放管截面積相當?shù)年P(guān)系，確定一、三級消音圓管采用直徑為108mm的鋼管，二級消音圓管采用直徑為90mm的鋼管。

圖2 導流消音裝置實物圖

圖3 導流消音器加工制作實物分解圖

3 導流消音裝置的應用

由于技術(shù)改進的內(nèi)容較多，且大多數(shù)數(shù)據(jù)要經(jīng)過不斷的試驗、探索才能確定，因此每一個改進均分三個階段實施，主要為技術(shù)論證階段、試驗改進階段、應用推廣階段。

3.1 第一階段：技術(shù)方案論證及制作、安裝

結(jié)合現(xiàn)場情況主要完成了技術(shù)改造方案可行性論證，根據(jù)流體力學及空氣動力學的原理，為減緩氣水混合物中夾帶的少許礦粒對隔板及消音圓管的磨損，所有隔板均采用厚度為10mm普通鋼板制作，消音圓管采用厚度為5mm的不銹鋼鋼管制作。

3.2 第二階段：試驗階段

安裝完畢后進行了相關(guān)試驗，試驗中整體噪音有所降低，但在壓濾機吹干末尾階段，噪音依然刺耳，沒有達到預期的效果。在試用一周后，重新制作加工了Φ219mm×14mm普通鋼管制作的導流消音裝置，隔板間距依然為150mm，其主體長度仍為1000mm?，F(xiàn)場試驗中，壓濾機整個工作過程中噪音明顯降低，沒有出現(xiàn)刺耳的聲音，經(jīng)測試，噪音最高不足30分貝，達到了預期的降噪效果?，F(xiàn)場加工制作的導流消音裝置圖如圖7所示。

3.3 第三階段：應用推廣階段

根據(jù)技術(shù)開發(fā)的成功經(jīng)驗，決定對其他4臺臥式壓濾機的濾液排放方式依次進行改造，拆除局部原使用的濾液排放管，按照研發(fā)成功的導流消音裝置的尺寸和參數(shù)制作、安裝，完成了導流消音裝置的研發(fā)。

4 應用效果

通過巧妙地利用擋板功能，導流緩沖裝置在擋板間形成S型導流區(qū)，改變了氣水混合物流動方向，達到了逐級降速的效果。在濾液排放管末端安裝導流消音裝置后，現(xiàn)場噪音平均值不足30分貝，最大不超過40分貝，完全達到了降噪消音的效果。導流消音裝置的使用，解決了長期存在于現(xiàn)場的高分貝噪聲污染問題，優(yōu)化現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，顯著改善員工作業(yè)環(huán)境，減輕員工勞動負荷，同時還解決了因高壓力氣流產(chǎn)生的重金屬揚塵問題，有效保護了職工的職業(yè)健康安全。