文章简介：新型自洁式熔体过滤器
摘要： 自洁式熔体过滤器由多只并联滤芯和1只旋转阀组成，并联的滤芯可同时工作，还可根据压力降大小依次进行自动切换和反冲洗。1只滤芯反冲洗时并不影响其余滤芯继续工作。滤芯的反冲洗无需使用外来清洁液，而是利用了来用其余几只滤芯的少量过滤液。自洁式熔体过滤器能够进行全自动连续过滤和间歇式反冲洗，用于高温、高压聚合物熔体的过滤，特别适用于废丝纺等过滤器需频繁拆卸、更换及清洗的场合。
关键词： 过滤器反清洗自动操作
1 国内外熔体过滤器的现状与发展
在化纤生产过程中，混入熔体中的杂质不仅会影响产品质量，而且会妨碍正常生产。特别是在废丝纺过程中，生产厂商为了降低成本，大多采用大型化纤厂的下脚料纺丝。由于原料杂质含量比较高，可纺性很差，而现有的纺丝设备是以纯度比较高的原料为条件设计的，为此往往需要在螺杆挤压机前或挤压机后安装过滤装置，以去除熔体中的杂质，保证生产过程顺利进行。由于杂质较多，过滤器的滤芯极易堵塞，需要经常进行拆卸、清洗和安装，费时、费力，影响正常生产。为此国内外厂商竞相研制新型过滤器。
目前国内外研制成功的新型过滤器大致可归纳为4类。
1)长效过滤器
将滤芯最外层滤网设计成星形折叠式结构，有效过滤面积增加10倍以上，可以提高过滤能力，延长滤网的工作时间，减少换网次数，因而过滤器能长时间连续工作，而且生产过程中物料的流量、压力波动周期延长，能大大提高产品质量。
2)快速换网过滤器
这种过滤器是利用手动杠杆和液压机构快速更换安装在圆盘或滑板上的过滤网的，由于使用网片式过滤元件，换网时间比早期法兰紧固式滤网短。快速换网过滤器按结构可分为圆盘式、单滑板和单柱塞式，换网时都需要先停主机，再切换滤网，因此生产过程不连续，而且过滤元件均为网片式，过滤面积较小，过滤精度不够高。
3)不停机换网过滤器
不停机换网过滤器可在不中断正常生产的情况下更换过滤网。与快速换网过滤器相比，多了1个滑板或1个柱塞，熔体分流到2个流道中并被过滤。换网时，只要将一个滑板或柱塞滤网移出，并切断流道，熔体便可由另一滑板或柱塞上的滤网继续过滤。不停机换网过滤器根据结构可分为双滑板式和双柱塞式。不过，不停机换网过滤器换网时的排气问题还有待解决。
4)高性能过滤器
高性能过滤器包括阀门切换过滤器、连续网带式过滤器、旋转圆盘式过滤器、循环滤块式过滤器和自洁式过滤器，它们的共同特点是克服了快速换网过滤器需停机换网以及不停机换网过滤器过滤面积小的缺点。其中，自洁式过滤器运用先进的熔体过滤器技术，比较理想地解决了滤芯、滤网容易堵塞，拆装、清洗频繁，滤室结构复杂，滤芯或滤网切换或更换时物料的流量和系统压力容易波动等问题。
2 自洁式熔体过滤器的结构特点与工作原理
2．1 结构特点
自洁式熔体过滤器内部结构如图l所示，主要由3只或更多只滤芯和1只用于熔体分配和流量控制的旋转阀组成。
每只过滤滤芯都有独立的滤室，滤室采用锥形流道来确保熔体稳定流动。熔体经过滤器下部的旋转阀分配进入滤室，过滤后汇集。过滤器下部的旋转阀由1个阀座和1个阀芯组成，阀座和阀芯之间用来自“阀芯”上部的弹簧推力实现硬密封，阀座和阀内留有具有不同功能的流道。旋转阀的操作类似于普通阀门，普通阀门利用旋转角度来控制流量，而旋转阀利用旋转角度来控制阀座与阀芯中不同功能的流道，从而使过滤器进入正常工作状态或自清洁状态。
图1 自洁式过滤器的结构与工作原理
2．2 工作原理
正常工作时(如图1a所示)，熔体(预处理物料)由过滤器下部的进料13进入，然后进入旋转阀的环形主流道(a)，经各物料分流道(bl、b2、b3)分别进入3只滤室进行过滤。过滤后从各清洁滤液分流道(cl、c2、c3)流出的清洁熔体汇集到一起。阀芯的结构能确保此时物料分流道(bl、b2、b3)与废液通道(e)不相通，3只滤芯均处于正常工作状态。
滤芯反冲洗(如图lb所示)时，如果1个滤芯(例如滤芯3)发生堵塞，当过滤压力上升至设定值时，压力显示和报警系统就会发出指令，使得阀芯发生旋转，保证该滤芯中的物料分流道(b3)与环形主流道(a)不再相通。由于熔体进料通道被切断，该滤芯不再进行过滤，但其余2只仍正常工作。而此时废液通道(e)与物料分流道(b3)接通，因此在其它2只滤芯的清洁熔体大部分继续供后续工艺使用的同时，一部分熔体反向流进滤芯3，进行反冲洗，并由通道(e)将废液排出，如此反复，实现在不停机的情况下的自行清洗。
3 自洁式熔体过滤器与其它新型过滤器比较
奥地利EREMA公司和德国Gneul3公司对熔体过滤器研究较早，技术领先。德国Gneul3公司研制的是旋转圆盘式过滤器，结构中有一个带中心轴的圆盘，圆盘的一侧置于熔体管道中。盘上分格，每个格上都置有过滤网，盘的边缘有齿，利用液压棘轮或电动齿轮带动圆盘旋转，以达到换网的目的。这种过滤器的优点是滤网更换方便，可在不停机的情况下换网，而且避免了滑板和柱塞式换网过滤器换网时因过滤面积减少而造成的压力波动。奥地利EREMA公司开发了阀门切换式过滤器，采用可由阀门进行切换的双过滤室结构，过滤室外壳为厚不锈钢，过滤室内装有多根滤芯。滤芯是将褶叠式不锈钢网包覆在多孔不锈钢管上制成的。双过滤室两端的出口通过阀门与熔体管道连接，所用的阀门为2个三通阀或4个单通阀。双过滤室的排列分立式和卧式，一个滤室使用时，另一个备用。使用过程中，由于过滤杂质堵塞滤芯，过滤压力会逐渐上升，达到一定数值时，就需要更换滤室。更换滤室时，调节滤室前、后的阀门，把备用滤室切人，将堵塞的滤芯和滤室取下进行清洗。
自洁式熔体过滤器设计独特，它的核心就是过滤器下部结构独特的旋转阀。旋转阀构思巧妙，选材合理，实现了阀座和阀芯问的硬密封，能确保高压、高温熔体不发生泄漏。在旋转阀的控制下，一只滤芯进行清洗时，其它滤芯仍能正常过滤。尤其是自洁式过滤器滤芯可依次进行单独清洗、清洗液利用了部分清洁熔体、所需清洗压力低、清洗效果好和能够进行系统自洁等特点，是上述两种过滤器所不具备的。
4 结束语
自洁式熔体过滤器滤芯的清洗可自动进行，无需拆卸，减轻了操作人员的劳动强度。自洁式熔体过滤技术的先进性及其较高的性能价格比，预示着该技术将给化纤过滤器行业带来一次变革，其应用领域也将进一步扩大。化纤生产厂如果使用这种新型过滤器，设备自动化程度将得到显著提高，可以充分发挥设备潜力，增强企业的市场竞争力。
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