WILKERSON颗粒过滤器的工作原理
过滤器工作时，待过滤的水由水口时入，流经滤网，通过出口进入用户所须的管道进行工艺循环，水中的颗粒杂技被截留在滤网内部。如此不断的循环，被截留下来的颗粒越来越多，过滤速度越来越慢，而进口的污水仍*地进入，滤孔会越来越小，由此在进、出口之间产生压力差，当大度差达到设定值时，差压变送器将电信号传送到控制器，控制系统启动驱动马达通过传动组件带动轴转动，同时排污口打开，由排污口排出，当滤网清洗完毕后，压差降到zui小值，系统返回到初始过滤状，系统正常运行。过滤器由壳体、多元滤芯、反冲洗机构、和差压控制器等部分组成。壳体内的横隔板将其内腔分为上、下两腔，上腔内配有多个过滤芯，这样充分了过滤空间，显着缩小了过滤器的体积，下腔内安装有反冲 洗吸盘。工作时，浊液经入口进入过滤器下腔，又经隔板孔进入滤芯的内腔。大于过滤芯缝隙的杂质被截留，净液穿过缝隙到达上腔， zui后从出口送出。过滤器采用高强度的楔形滤网，通过压差控制、定时控制自动清洗滤芯。当过滤器内杂质积聚在滤芯表面引起进出口压差增大到设定值，或定时器达到预置时间时，电动控制箱发出信号，驱动反冲洗机构。当反冲洗吸与滤芯进口正对时，排污阀打开，此时系统泄压排水，吸盘与滤芯内侧出现一个相对压力低于滤芯外侧水压的负压区，迫使部分净循环水从滤芯外侧流入滤芯内侧，吸附在滤芯内内壁上的杂质微粒随水流进穣盘内并从排污阀排出。特殊设计的滤网使得滤芯内部产生喷射效果，任何杂质都将被从光滑的内壁上冲走。当过滤器进出口压差恢复正常或定时器设定时间结束，整个过程中，物料不断流，反洗耗水量少，实现了连续化，自动化生产。过滤器广泛用于冶金、化工、石油、造纸、医药、食品、采矿、电力、城市给水领域。诸如工业废水， 循环水的过滤，乳化液的再生，废油过滤处理，冶金行业的连铸水系统、高炉水系统，热轧用高压水除鳞系统。是一种优良、且易操作的全自动过滤装置。
过滤器待处理的水由入水口进入机体，水中的杂质沉积在不锈钢滤网上，由此产生压差。通过压差开关监测进出水口压差变化，当压差达到设定值时，电控器给水力控制阀，驱动电机信号。设备安装后，由技术人员进行调试，设定过滤时间和清洗转换时间，待处理的水由入水口进入机体，过滤器开始正常工作，当达到预设清洗时间时，电控器给水力控制阀、驱动电机信号，引发下列动作：电动机带动刷子旋转，对滤芯进行清洗，同时控制阀打开进行排污，整个清洗过程只需持续数十秒钟，当清洗结束时，关闭控制阀，电机停止转动，系统恢复至其初始状态，开始进入下一个过滤工序。过滤器的壳体内部主要由粗滤网、细滤网、吸污管，不锈钢刷或不锈钢吸嘴、密封圈、防腐涂层、转动轴等组成。
用过滤介质把容器分隔为上、下腔即构成简单的过滤器。悬浮液加入上腔，在压力作用下通过过滤介质进入下腔成为滤液，固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣(或称滤饼)。过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐加厚，液体通过滤渣层的阻力随之增高，过滤速度减小。当滤室充满滤渣或过滤速度太小时，停止过滤，清除滤渣，使过滤介质再生，以完成一次过滤循环。
液体通过滤渣层和过滤介质必须克服阻力，因此在过滤介质的两侧必须有压力差，这是实现过滤的推动力。增大压力差可以加速过滤，但受压后变形的颗粒在大压力差时易堵塞过滤介质孔隙，过滤反而减慢。
悬浮液过滤有滤渣层过滤、深层过滤和筛滤 3种方式。
①滤渣层过滤：过滤初期过滤介质只能截留大的固体颗粒，小颗粒随滤液穿过过滤介质。在形成初始滤渣层后，滤渣层对过滤起主要作用，这时大、小颗粒均被截留，例如板框压滤机的过滤。
②深层过滤：过滤介质较厚，悬浮液中含固体颗粒较少，且颗粒小于过滤介质的孔道。过滤时，颗粒进入后被吸附在孔道内，例如多孔塑料管过滤器、砂滤器的过滤。
③筛滤：过滤截留的固体颗粒都大于过滤介质的孔隙，过滤介质内部不吸附固体颗粒，例如转筒式过滤筛滤去污水中的粗粒杂质。在实际的过滤过程中，三种方式常常是同时或相继出现。
WILKERSON过滤器是液压系统中用以控制油液污染度的重要元件,它的作用是滤除油液中的固体颗粒污染物,使油液的污染度控制在关键液压元件能够耐受的限度以内,以保证液压系统的工作可靠性和延长元件的寿命。由于过滤产品暴露的质量问题比较严重,与发达*相比差距很大,过滤产品性能试验日益引起用户及生产厂家的重视。因此,建立WILKERSON过滤器性能测试系统具有重要的现实意义。
威尔克森WILKERSON过滤器性能测试系统
研制WILKERSON过滤器性能测试系统,不仅能够为开展影响过滤性能因素的研究提供条件保障,同时对液压系统油液颗粒浓度的分析与在线监测以及高精度油温控制技术的深入研究将促使液压系统性能提高。 本论文研制了一套WILKERSON过滤器性能测试系统,用于对液压WILKERSON过滤器进行多次通过试验、压降流量特性试验以及滤芯抗流动疲劳特性试验,评定WILKERSON过滤器的各项性能指标,包括过滤精度、压降流量特性、纳污容量以及滤芯的抗流动疲劳特性。主要内容如下：以国内外文献为基础,分别介绍了WILKERSON过滤器性能测试技术的国内外现状,以及WILKERSON过滤器性能测试试验台的国内外研究进展。简要介绍了研制WILKERSON过滤器性能测试系统的难点问题,阐述了课题的目的与意义、主要研究内容及难点。从功能需求出发,对WILKERSON过滤器性能测试系统进行了总体设计,包括系统技术指标及评定参数分析、液压回路原理设计和优化、系统技术要求分析以及关键液压元件的选型与设计。针对于设计制造过程中的几个关键技术,油路中试验颗粒的沉降以及尺寸改变问题、试验装置的全电脑控制以及共同试验基准的保证问题,对其进行了阐述并给出了解决方案。设计开发了WILKERSON过滤器性能测试监测控制系统,包括测控系统信号汇总、上下位机选型、PLC实时监控系统软件设计以及上位机软件设计。PLC实时测控系统软件可以分为四个模块：通讯模块、数据采集模块、数据处理及过程控制模块(含相关控制算法)以及安全保护模块等。上位机软件实现了人机交互界面设计、基于DataSocket技术与OPC服务器通讯、数据处理、试验数据库管理以及试验报表创建等功能。结合WILKERSON过滤器性能测试系统的结构特点,建立液压系统颗粒污染控制模型,对影响油液颗粒浓度的因素进行了分析,得出滤器上游颗粒浓度维持稳定的条件为保持稳定的系统油液体积。在WILKERSON过滤器性能测试试验台上,开发了油液颗粒浓度在线监测系统,并进行了油液颗粒浓度控制试验。模型计算与试验结果比较表明,两者的趋势基本一致,在一段时间后,滤器上游的颗粒浓度均能够达到平衡状态,且在各个试验点上都非常接近,说明污染控制模型推导过程中所作的假设是合理的,可以用于液压系统颗粒污染物浓度变化的预测和监控。但是在达到平衡状态的时间上,两者相差很大。在保持系统油液体积稳定的情况下,微调污注流量,能够很快地使滤器上游颗粒浓度维持在平衡值附近,快速地满足试验的要求。针对WILKERSON过滤器性能测试液压系统建立了温度被控对象以及三通比例水阀的数学模型。液压系统油温控制对象是典型的一阶滞后环节,具有大惯性、大滞后以及参数时变等特点。在此基础上,提出了基于参数自整定PID的油液温度控制策略,并在MATLAB/SIMULINK进行了参数自整定模糊PID控制器的设计以及油液温度控制的仿真分析。
威尔克森WILKERSON过滤器性能测试系统
仿真结果显示,采用参数自整定模糊PID控制算法对液压系统油液温度进行控制,油温静态误差小,且控制器具有不依赖系统模型,对系统时变参数不敏感等优点。将模糊推理规则构造成查询表,存储在PLC中,通过简单的查表与插值计算实现参数自整定模糊PID算法。在WILKERSON过滤器性能测试试验台上进行了油液温度控制试验,变工况下,液压系统油液温度能有效控制在40±2℃范围内。