Установка очистки смазочно-охлаждающей жидкости

 

Изобретение относится к технике очистки смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), используемой на операциях глубинного шлифования, и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах. Установка содержит приемную емкость исходной СОЖ с карманом, снабженную конвейером для удаления твердого осадка (драгой), емкость с одним или более погружным барабанным вакуумным фильтром, наклонные элементы блока сепарации, выполненные в виде лотков и размещенные в верхней части установки с возможностью отвода СОЖ самотеком в емкость с барабанными фильтрами, узел сбора масла, выполненный в виде флотатора, снабженного эжектором и маслосъемным барабаном, резервуар очищенной СОЖ, трубопроводы и запорную арматуру. Подводящие патрубки лотков соединены с напорным трубопроводом подачи СОЖ из кармана приемной емкости. Барабанные фильтры, флотатор и резервуар очищенной СОЖ последовательно соединены напорными трубопроводами, с возможностью снижения производительности в направлении процесса очистки. Переливные патрубки установлены с возможностью снижения уровня СОЖ к флотатору, затем к емкости с барабанными фильтрами и к приемной емкости. Технический результат: повышение степени и тонкости очистки СОЖ на операциях глубинного шлифования и компактное размещение установки. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике очистки смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), используемой на операциях глубинного шлифования, и может быть использована на металлообрабатывающих производствах.

Очищаемая СОЖ на операциях глубинного шлифования характеризуется большим количеством абразива и немагнитного металла. Наибольшую технико-экономическую эффективность обеспечивает многоступенчатая очистка СОЖ, для осуществления которой очистители разных типов соединяют в комплексы. Очистители соединяют последовательно, а в ряде случаев для более тонкой очистки на последней стадии применяют параллельное соединение очистителей, например батарея гидроциклонов. Опыт показывает, что экономически целесообразно обеспечивать тонкость очистки не более 10 мкм, а степень очистки не менее 95%. Это приводит к увеличению срока эксплуатации дорогостоящих СОЖ и дает гарантии качества обработки заготовок [Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: Справочник. - М.: Машиностроение, 1984, с.154-158].

Известен комплекс очистки СОЖ на операциях шлифования немагнитных материалов, класс точности Н; П; В, тонкость очистки 10-15 мкм, степень очистки 95-98% [там же, с.155]. Комплекс включает в себя бак-отстойник, приемный сетчатый фильтр и гидроциклон или батарея гидроциклонов. Недостатки: недостаточны степень и тонкость очистки СОЖ, недостаточна очистка от инородного масла.

Известна установка для очистки промышленных сточных вод (см. авторское свидетельство СССР 1594150, C 02 F 1/40), выполненная в виде отстойника, содержащего резервуар с лотками подвода исходной жидкости и отвода очищенной, узел вывода шлама (грейферный кран), маслосборное устройство, тонкослойный модуль, размещенный внутри резервуара, состоящий из двух секций с разнонаправленными пластинами. Форма резервуара и перегородки способствуют заданным направлению и скорости потока жидкости. В такой установке труднодостижимы высокие тонкость и степень очистки, так как в нем заложен принцип естественного осаждения окалины и подъема вверх масла и нефтепродуктов. В такой установке повышение качества очистки достигается увеличением пути следования жидкости. Для интенсификации процесса предусмотрено 2 и более входных водораспределительных лотка, что приводит к увеличению габаритов установки и занимаемых ею площадей.

Наибольшее число сходных признаков изобретение имеет с устройством для очистки СОЖ по ав.св. СССР №1131834, C 02 F 1/40. Устройство содержит резервуар с двумя камерами приема и отвода СОЖ, двухсекционный сепаратор в виде наклонных элементов, расположенный в разделительном канале между камерами, в верхней части блока сепарации размещен узел сбора масла в виде камеры с маслосборником, снабженный решеткой. Как показано на чертеже, резервуар снабжен конвейером для удаления твердого осадка. Осадок из камеры отвода СОЖ удаляется в периоды простоя резервуара при его очистке.

В этом устройстве также осуществляется лишь гравитационное разделение СОЖ, механических примесей и свободного масла. Устройство не обеспечивает высокие показатели по степени и тонкости очистки СОЖ и занимает значительные производственные площади.

Технической задачей изобретения является повышение степени и тонкости очистки СОЖ на операциях глубинного шлифования при одновременном решении вопроса компактного размещения установки.

Поставленную задачу решает предлагаемая установка очистки СОЖ, содержащая приемную емкость в виде резервуара для размещения исходной очищаемой (использованной) СОЖ, снабженного конвейером для удаления твердого осадка с его дна (драгой). Также установка содержит блок сепарации в виде наклонных элементов гравитационного осаждения механических примесей, узел сбора масла и легких примесей, снабженный маслосборником, резервуар очищенной СОЖ, трубопроводы, запорную арматуру.

В отличие от известного устройства установка также содержит емкость с одним и более погружным барабанным вакуумным фильтром. В установке узел сбора масла выполнен в виде флотатора, снабженного эжектором и маслосъемным барабаном. Наклонные элементы выполнены в виде лотков и размещены отдельным блоком в верхней части установки с возможностью отвода СОЖ самотеком в емкость с барабанными фильтрами, а подводящие патрубки лотков соединены с напорным трубопроводом подачи СОЖ из кармана приемной емкости. Барабанные фильтры, флотатор и резервуар очищенной СОЖ последовательно соединены напорными трубопроводами, при этом все вышеназванные трубопроводы выполнены с обеспечением последовательно снижающейся производительности в направлении процесса очистки. Также в установке предусмотрены переливные патрубки с обеспечением последовательного снижения уровня СОЖ от резервуара очищенной СОЖ к флотатору, затем к емкости с барабанными фильтрами, затем к приемной емкости.

Резервуар очищенной СОЖ дополнительно снабжен маслосборником с патрубком отвода и последующей подачи масла на маслосъемный барабан флотатора.

Резервуар очищенной СОЖ имеет преимущественно вертикальное компоновочное решение.

На чертеже представлена схема установки.

В установке последовательно соединены приемная емкость 1 с сообщающимся карманом 2, наклонные многоярусные элементы 3 блока сепарации, емкость 4 с погружными барабанными вакуумными фильтрами 5, флотатор 6, снабженный маслосъемным барабаном 7 и эжектором 8, резервуар очищенной СОЖ 9, снабженный дополнительным маслосборником, например, в виде воронки 10, поплавков 11. Отводящий патрубок 12 обеспечивает отвод масла на поверхность маслосъемного барабана 7. Напорные трубопроводы содержат центробежные насосы 13, 14 и 15 с последовательно понижающейся производительностью Q: Q₁₃>Q₁₄ >Q₁₅. Переливные патрубки 16, 17 и 18 обеспечивают последовательное снижение уровня СОЖ соответственно от резервуара 9 далее к флотатору 6, емкости 4 и приемной емкости 1. На чертеже не показана запорная арматура в виду ее общеизвестности.

Наклонные элементы 3 выполнены в виде лотков. Угол наклона лотков определяется практическими соображениями и, как частный случай, может составлять 0°. При уменьшении угла наклона снижается скорость, увеличивается время сепарации и повышается тонкость и степень очистки СОЖ. Изменением угла наклона элементов 3 можно подобрать оптимальный режим сепарации. В отличии от известных тонкослойных модулей и от наклонных элементов прототипа многоярусные элементы 3 обеспечивают однонаправленное безвихревое движение потока, что улучшает условия осаждения твердых и коллоидных частиц. Многоярусная компоновка элементов 3 и их расположение вне жидкой среды дает очевидные преимущества для целей эксплуатации: для контроля, профилактики, ремонта, для экономии производственных площадей.

Установка работает следующим образом.

СОЖ со станков сливается в приемную емкость 1. Крупные частицы шлама выносятся драгой (на чертеже изображена, но не обозначена). В кармане 2, имеющим сообщающийся объем с верхними, наиболее чистыми слоями СОЖ емкости 1, жидкость находится в спокойном состоянии и подается насосом 13 на наклонные лотки 3 блока сепарации. На лотках тонкость очистки составляет 100-300 мкм и степень очистки около 70%. Самотеком СОЖ поступает далее в емкость 4 с барабанными вакуумными фильтрами 5, которые обеспечивают тонкость очистки 30-60 мкм, степень очистки 85-92%. С выхода фильтров СОЖ подается насосом 14 на флотатор 6, где осуществляется основная очистка СОЖ от тонких твердых примесей, взвесей, коллоидных частиц, которые выносятся на поверхность СОЖ и отводятся вместе с масляной пленкой маслосъемным барабаном 7. Очищенная СОЖ подается насосом 15 в емкость 9. Емкость 9 имеет разделительную перегородку между входным патрубком и внутренним объемом во избежание интенсивного перемешивания СОЖ. Остаточная масляная пленка собирается с поверхности воронкой 10 и выводится на маслосъемный барабан флотатора 6. Анализ очищенной СОЖ в емкости 9 показывает результат очистки СОЖ, близкий к 100%.

Система переливных патрубков от самого высокого уровня в емкости 9 очищенной СОЖ (поз.16) далее к флотатору 6, далее к емкости 4 (поз.17), далее к приемной емкости 1 (поз.18) позволяет в первую очередь отказаться от большегабаритных емкостей, так как потребляемый объем СОЖ фактически распределился на все емкости установки. По ранее известным схемам на потребляемый суточный объем СОЖ традиционно рассчитывается емкость с чистой СОЖ. Предлагаемое решение дает большую экономию по габаритам и металлоемкости установки. Самый высокий уровень СОЖ в емкости 9 целесообразно реализовать путем выполнения емкости с выраженным вертикальным размером, например, в виде пенала. То есть емкость 9 очищенной СОЖ имеет преимущественно вертикальное компоновочное решение. Создана возможность многоуровневой компоновки не только наклонных элементов 3, но и всех отдельных емкостей. Возврат очищенной СОЖ на предыдущие операции очистки повышает степень очистки каждой предыдущей операции. Тем самым конечный результат: повышение тонкости и степени очистки - интегрируется по времени. Понижающаяся производительность от насоса 13 к насосу 15 (а также далее напорного трубопровода подачи СОЖ на станки) необходима для обеспечения нормального режима работы насосов без подсоса воздуха.

Формула изобретения

1. Установка очистки смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), содержащая приемную емкость в виде резервуара для размещения исходной очищаемой (использованной) СОЖ, снабженного конвейером для удаления твердого осадка с его дна (драгой), блок сепарации в виде наклонных элементов гравитационного осаждения механических примесей, узел сбора масла и легких примесей, снабженный маслосборником, резервуар очищенной СОЖ, трубопроводы, запорную арматуру, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит также емкость с одним или более погружным барабанным вакуумным фильтром, узел сбора масла выполнен в виде флотатора, снабженного эжектором и маслосъемным барабаном, наклонные элементы выполнены в виде лотков и размещены отдельным блоком в верхней части установки с возможностью отвода СОЖ самотеком в емкость с барабанными фильтрами, а подводящие патрубки лотков соединены с напорным трубопроводом подачи СОЖ из кармана приемной емкости, барабанные фильтры, флотатор и резервуар очищенной СОЖ последовательно соединены напорными трубопроводами, при этом все вышеназванные трубопроводы выполнены с обеспечением последовательно снижающейся производительности в направлении процесса очистки, также в установке предусмотрены переливные патрубки с обеспечением последовательного снижения уровня СОЖ от резервуара очищенной СОЖ к флотатору, затем к емкости с барабанными фильтрами, затем к приемной емкости.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что резервуар очищенной СОЖ дополнительно снабжен маслосборником с патрубком отвода и последующей подачи масла на маслосъемный барабан флотатора.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что резервуар очищенной СОЖ имеет преимущественно вертикальное компоновочное решение.

РИСУНКИ