自动反冲洗过滤器控制系统的改进
于静辉,李清德,邢　晓
(四平职业大学,吉林省四平市山门开发区　136002　电话:(0431)3300172)
摘　要:介绍自动反冲洗过滤器原理,分析了国内现有反冲洗过滤器的不足,并对控制部分的改进提出了解决方案。
关键词:反冲洗;过滤器;控制;改进
中图分类号:TH137.8　　文献标识码:B　文章编号:1000-4858(2002)12-0044-02自动反冲洗过滤器适用于低黏度液体中固体物质的过滤,其优点是结构简单。由于具备全自动反冲洗功能,保证了系统的工作安全可靠,并使系统运行费用最低。其主要应用领域为工业用水及废水的过滤,如炼钢厂循环水的过滤;发电机冷却水的过滤;矿山、发电厂生产用水的过滤;造纸厂工艺过程的过滤等,也可作饮用水的预处理。在使用中,既可以作为旁路过滤器,也可用作主过滤器。
1　反冲洗过滤器的工作原理
反冲洗过滤器也称自动冲洗过滤器,通过检测进出口的压力差,控制一系列机电装置完成滤芯的顺序冲洗,保持滤芯清洁。其原理图见图1。

流体从进口流入,经隔板上的孔流进滤芯,滤芯在隔板上围绕传动轴按圆周均布。流体经过滤芯过滤,固体颗粒被阻挡在滤芯内壁,当滤芯污染达到一定程度时,过滤能力降低,进出口压力差增大到标定数值时(压差根据过滤介质的不同,一般设定在0.02~0.16MPa之间),电动排渣阀打开,过滤器上部的清水反向流过滤芯,将附着在滤芯内壁的固体颗粒经排渣反冲管排出。反冲洗管在传动轴的带动下,依次经过各滤芯位置,完成冲洗过程。当进出口压力差减小到规定值时,电动排渣阀关闭,传动轴停止转动。
2　现有装置存在的问题及改进措施
在滤芯自冲洗过程中,由于反冲洗管是匀速经过滤芯端面的,排渣反冲管相对每个滤芯是逐渐吻合又逐渐分开的,导致冲洗时间短,一次冲洗不充分,效率低下,并消耗大量冲洗用水。
鉴于以上情况,我们考虑对控制系统进行改造,具体方案如下:
(1)采用步进电机驱动传动轴,实现间歇运动控制,当排渣反冲管运动到滤芯位置时,视滤芯污染程度,使其停留10~30 s;
(2)在传动轴上安放和滤芯数量相等的霍尔传感器,进而控制各个滤芯在依次冲洗时和排渣反冲管间的准确位置。为提高控制精度,也可以采用旋转编码器作为反馈控制元件;
(3)采用某公司的AT89C51作为控制器,负责运算、比较、控制。它是一种低功耗,高性能,片内含4KB闪速可编程-擦除只读存储器的八位CMOS微控制器,与MCS-51单片机兼容。由于使用片内程序存储器,所以EA/VP接高电平。片内高端RAM区80H~FFH构成队列,按先进先出方式存放采集的数据,控制系统结构图见图2;控制系统原理图见图3。针对滤芯不同污染程度和二次冲洗时间间隔设定冲洗时电机停止延时时间。弱电控制和强电控制之间采用光电耦合技术,以提高其抗干扰能力。控制系统集中放置在控制箱内,面板可显示系统各部分工作状态,并有按键可设定步进电机转速和进出口的工作压力差。另外,为提高自动化程度,实现无人值守,系统备有报警装置,当滤芯达到设定污染指标时,若其他环节没有动作,则发出报警信号。

该过滤器经过上述改造,可以提高过滤效率和改善过滤效果,提高自动化程度,并节约大量冲洗用水。
参考文献:
[1]　徐灏.机械设计手册(第五卷)[M].北京:机械工业出版社,1995.
[2]　孔繁才.自动控制原理与系统[M].北京:机械工业出版社,1997.