Способ очистки жидкостей и утилизации магнитных шламов и устройство для его реализации
Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей, смазочно-охлаждающих жидкостей, моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резаньем и прокатке. Способ включает пропускание очищаемой жидкости через магнитные сепараторы с последующем обезвоживанием шламового продукта. Очистку жидкости проводят в напорных магнитных сепараторах закрытого типа, а очищенную жидкость собирают в баке-накопителе и используют ее в качестве промывочной жидкости для очистки напорных магнитных сепараторов закрытого типа от шлама. Полученный шлам сгущают в магнитном сепараторе открытого типа и подают на обезвоживание. Жидкость, выделенную в процессе обезвоживания шламового продукта, направляют в емкость магнитного сепаратора открытого типа, а очищенную в магнитных сепараторах открытого типа промывочную жидкость - в напорные магнитные сепараторы закрытого типа. Устройство включает источник загрязнения жидкости магнитными включениями, который посредством насоса и трубопровода подачи жидкости соединен как минимум с двумя напорными магнитными сепараторами закрытого типа. Напорные магнитные сепараторы закрытого типа посредством трубопроводов и задвижек соединены с баком-накопителем и магнитным сепаратором открытого типа, который посредством конвейера соединен с фильтром обезвоживания. Технический результат - повышение качества очистки жидкостей, снижение себестоимости очистки, в том числе и энергозатрат, уменьшение габаритов устройства. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резаньем и прокатке.
Известен способ магнитной сепарации жидкости, реализованный устройством «Магнитный фильтр - сепаратор» (см. АС № 915897. Кл. B01D 35/06, В03С 1/00. Опубл. 30.03.1982 г. Бюл. № 12), заключающийся в том, что удаление из жидкости магнитных включений осуществляется за счет осаждения последних на магнитных стержнях, расположенных соосно движению очищаемой жидкости, а регенерационный смыв осажденных на магнитных стержнях магнитных включений осуществляется напором жидкости, направленным перпендикулярно магнитным стержням из труб, расположенных соосно вокруг магнитных стержней.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что очищаемая жидкость сепарируется в корпусе фильтра в турбулентном режиме, что существенно снижает качество ее очистки, а регенерационный смыв осажденных на магнитных стержнях магнитных включений, осуществляемый напором жидкости, направленным перпендикулярно магнитным стержням из труб, расположенных соосно вокруг магнитных стержней, малоэффективен вследствие того, что сам основной поток регенерационной жидкости в корпусе направлен вниз соосно магнитным стержням. При этом основной поток регенерационной жидкости изменяет вектор силы смыва и тем самым полностью не обеспечивается удаление магнитных включений с магнитных стержней.
Следует отметить, что в случае использования в качестве регенерационной жидкости самой очищаемой жидкости, возникает задача дальнейшей очистки регенерационный жидкости, сгущения и обезвоживания шламового продукта, которая не решена в рамка указанного авторского свидетельства.
Кроме того, конструкция известного устройства не позволяет использовать мощные магниты, магнитные стержни значительной длины, а также располагать магнитные стержни близко друг к другу, так как магнитные силы из-за разной полярности способствуют притягиванию магнитных стержней друг к другу, а в конечном итоге «слипанию» их между собой.
Более эффективный способ очистки жидкости и сгущения шламового продукта решается в устройстве «Магнитный сепаратор» (см. патент № 2207913. Кл. B01D 35/06, В03С 1/00, С10М 175/04. Опубл. 10.07.2003 г. Бюл. № 19), заключающийся в том, что удаление из жидкости магнитных включений осуществляется за счет осаждения из жидкости магнитных частиц на магнитных патронах с последующем удалением шлама с магнитных патронов с помощью шламосъемных элементов в конвейер.
Работа такого устройства показала, что эффективность очистки жидкости от магнитных включений повышается с увеличением концентрации включений в жидкости, т.е. известный магнитный сепаратор эффективно работает при загрязнениях жидкости от 1,0 г/дм3 и более, что не всегда имеет место в системах очистки.
Эти обстоятельства резко снижают качество очистки жидкости и ограничивают производительность устройства очистки.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что очистку жидкости проводят в напорных магнитных сепараторах закрытого типа (НМСЗТ), а очищенную жидкость собирают в баке-накопителе и используют ее в качестве промывочной жидкости для очистки НМСЗТ от шлама, полученный шлам сгущают в магнитном сепараторе открытого типа (МСОТ) и подают на обезвоживание. Жидкость, выделенную в процессе обезвоживания шламового продукта, направляют в емкость МСОТ, а очищенную в МСОТ промывочную жидкость - в НМСЗТ.
Устройство для осуществления способа очистки жидкостей и утилизации магнитных шламов подсоединено, как правило, к источнику загрязнения жидкости магнитными включениями, а затем посредством насоса и трубопровода подачи жидкости соединено как минимум с двумя НМСЗТ, которые, в свою очередь, посредством трубопроводов и задвижек соединены с баком-накопителем и МСОТ, который посредством конвейера соединен с фильтром обезвоживания. Фильтр обезвоживания посредством трубопровода соединен с емкостью МСОТ, который, в свою очередь, посредством трубопровода соединен с трубопроводом подачи жидкости на НМСЗТ.
Бак-накопитель посредством насоса и трубопроводов присоединен к источнику загрязнения жидкости магнитными включениями и через регулируемую задвижку соединен с НМСЗТ.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат: повышение качества очистки жидкостей, снижение себестоимости очистки, в том числе и энергозатрат, уменьшение габаритов устройства.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложенный способ включает пропускание очищаемой жидкости через магнитные сепараторы с последующим обезвоживанием шламового продукта.
Особенность заключается в том, что очистку жидкости проводят в НМСЗТ, а очищенную жидкость собирают в баке-накопителе и используют ее в качестве промывочной жидкости для очистки НМСЗТ от шлама, полученный шлам сгущают в МСОТ и подают на обезвоживание. Жидкость, выделенную в процессе обезвоживания шламового продукта, направляют в емкость МСОТ, а очищенную в МСОТ промывочную жидкость - в НМСЗТ.
Устройство для осуществления способа очистки жидкостей и утилизации магнитных шламов, включающее магнитные сепараторы, фильтр обезвоживания, бак-накопитель, конвейер, трубопроводы, задвижки, насосы.
Особенность заключается в том, что источник загрязнения жидкости магнитными включениями посредством насоса и трубопровода подачи жидкости соединен как минимум с двумя НМСЗТ, которые, в свою очередь, посредством трубопроводов и задвижек соединены с баком-накопителем и МСОТ, который посредством конвейера соединен с фильтром обезвоживания. Фильтр обезвоживания посредством трубопровода соединен с емкостью МСОТ, который, в свою очередь, посредством трубопровода соединен с трубопроводом подачи жидкости на НМСЗТ.
Бак-накопитель посредством насоса и трубопроводов присоединен к источнику загрязнения жидкости магнитными включениями и через регулируемую задвижку соединен с НМСЗТ.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном изобретении, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение: способ и устройство для его реализации соответствует условию «новизна».
Конструкция изобретения, реализующая заявленный способ, представлена на чертеже.
Устройство включает в себя:
- блок очистки жидкости - А,
- блок сгущения шламового продукта - Б,
- блок обезвоживания шламового продукта - В.
Устройство очистки жидкостей и утилизации магнитных шламов состоит из напорных магнитных сепараторов закрытого типа (НМСЗТ) 1, магнитного сепаратора открытого типа (МСОТ) 2, фильтра обезвоживания 3, бака-накопителя 4, конвейера 5, насосов 6, 7 и 8, задвижек 9, 10, 11, 12 и 13, источника загрязнения жидкости - например, прокатного стана 14, емкостей для масла 15 и шлама 16, трубопроводов 17…22.
Устройство работает следующим образом.
В режиме очистки. Загрязненная магнитными включениями жидкость с прокатного стана 14 насосом 6 по трубопроводу 17 через задвижки 10 нагнетается в корпус НМСЗТ 1. Протекая через сепаратор в режиме ламинарного движения через решетки, набранные из магнитных стержней, жидкость очищается от магнитных включений за счет прилипания магнитных частиц к магнитным стержням. Очищенная в НМСЗТ 1 жидкость через задвижки 12 по трубопроводу 18 сливается в бак-накопитель 4, откуда насосом 7 по трубопроводу 19 нагнетается на прокатный стан 14.
В режиме промывки устройства. По мере накопления магнитного шлама на магнитных стержнях в НМСЗТ 1 возникает необходимость промывки НМСЗТ. В этом случае закрываются задвижки 10, 12 и открываются задвижки 9, 11 одного из НМСЗТ 1 (остальные НМСЗТ работают в режиме очистки). Кроме того, открывается задвижка 13, и очищенная жидкость из бака-накопителя 4 насосом 7 по трубопроводу 20 под давлением подается в корпус НМСЗТ 1. Нагнетаемая в корпус НМСЗТ 1 жидкость (являясь с этого момента промывочной жидкостью) в турбулентном режиме смывает с магнитных стержней магнитный шлам и по трубопроводу 21 сливается в емкость МСОТ 2. Следует отметить, что концентрация шлама в промывочной жидкости в этот момент в 10-100 раз превышает концентрацию шлама в очищаемой жидкости в процессе очистки. Кроме того, вследствие малого времени промывки (1-2 мин) объем слитой промывочной жидкости в емкость МСОТ 2 незначителен, тем самым производительность МСОТ 2 в 30-60 раз ниже суммарной производительности НМСЗТ 1.
После промывки НМСЗТ 1 закрываются задвижки 9, 11, 13 и открываются задвижки 10, 12.
Режим очистки промывочной жидкости и сгущения шламового продукта.
При этом режиме в емкости МСОТ 2 осуществляется очистка промывочной жидкости от магнитного шлама с помощью магнитных стержней и донного конвейера (работу устройства см. «Магнитный сепаратор», патент № 2207913). Удаленный шлам сбрасывается на конвейер 5, а постороннее масло - в емкость 15. Очищенная промывочная жидкость по трубопроводу 22 насосом 8 периодически откачивается в трубопровод 17 для очистки в НМСЗТ ГНМС 1.
Таким образом, предложена замкнутая система очистки жидкости.
Режим обезвоживания шламового продукта. С конвейера 5 шлам сбрасывается в фильтр обезвоживания 3, откуда с влажностью 25-35% в емкость 16. Выжатая из шлама промывочная жидкость по трубопроводу 23 сливается в емкость МСОТ 2.
Использование в предлагаемом устройстве очистки на первой ступени НМСЗТ 1 с ламинарным режимом работы повышает качество очистки.
Отсутствие насосов между блоками очистки, сгущения и обезвоживания снижает себестоимости очистки, в том числе и энергозатраты.
Предлагаемая компоновка устройств очистки, сгущения и обезвоживания снижает габариты всей системы.
Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резаньем и прокатке;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение, усматриваемое заявителем, поставленных технических задач. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».
1. Способ очистки жидкостей и утилизации магнитных шламов, включающий пропускание очищаемой жидкости через магнитные сепараторы с последующим обезвоживанием шламового продукта, отличающийся тем, что очистку жидкости проводят в напорных магнитных сепараторах закрытого типа (НМСЗТ), а очищенную жидкость собирают в баке-накопителе и используют ее в качестве промывочной жидкости для очистки НМСЗТ от шлама, полученный шлам сгущают в магнитном сепараторе открытого типа (МСОТ) и подают на обезвоживание.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкость, выделенную в процессе обезвоживания шламового продукта, направляют в емкость МСОТ, а очищенную в МСОТ промывочную жидкость - в НМСЗТ.
3. Устройство для очистки жидкостей и утилизации магнитных шламов, включающее магнитные сепараторы, фильтр обезвоживания, бак-накопитель, конвейер, трубопроводы, задвижки, насосы, отличающееся тем, что источник загрязнения жидкости магнитными включениями посредством насоса и трубопровода подачи жидкости соединен как минимум с двумя НМСЗТ, которые в свою очередь посредством трубопроводов и задвижек соединены с баком-накопителем и МСОТ, который посредством конвейера соединен с фильтром обезвоживания.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что фильтр обезвоживания посредством трубопровода соединен с емкостью МСОТ, который в свою очередь посредством трубопровода соединен с трубопроводом подачи жидкости на НМСЗТ.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что бак-накопитель посредством насоса и трубопроводов присоединен к источнику загрязнения жидкости магнитными включениями и через регулируемую задвижку соединен с НМСЗТ.
