Способ переработки масляных фильтров и устройство для его реализации

Группа изобретений относится к области переработки твердых отходов, в частности к переработке масляных фильтров военной и гражданской автотехники. Способ переработки масляных фильтров, основанный на утилизации отработанных фильтрующих элементов, включает в себя зажим фильтра, установку горелки в резьбовое отверстие фильтра, выжигание отработанных фильтрующих элементов и масла и перенос корпуса фильтра в приемное приспособление. В процессе выжигания отработанных фильтрующих элементов и масла производят принудительный отвод продуктов сгорания посредством использования вытяжки с кожухом и сбор продуктов сгорания посредством использования модуля очистки воздушных потоков. При этом собирают тепловую энергию, выделяемую в процессе переработки, преобразуют ее в электрическую энергию за счет использования термоэлектрического модуля и подают электрическую энергию потребителям. Устройство переработки масляных фильтров содержит средство транспортирования, выполненное в виде конвейерной ленты с приводом, на которой установлены по меньшей мере в один ряд зажимные приспособления. Устройство также включает съемное и приемное приспособления, горелку с первым приводом, выполненную с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно плоскости перемещения конвейерной ленты, в количестве, равном количеству рядов на ленте, и блок управления, соединенный с приводами горелки и конвейерной ленты. У основания горелки установлен термоэлектрический модуль, а горелка снабжена вытяжкой и вторым приводом и выполнена с возможностью перемещения в плоскости, параллельной плоскости перемещения конвейерной ленты. На одном из приводов горелки между ней и вытяжкой установлен модуль очистки воздушных потоков, поверх которого установлен кожух, выполненный с возможностью сборки и разборки. Технический результат заключается в повышении степени экологической безопасности процесса переработки масляных фильтров. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области переработки твердых отходов, в частности к переработке масляных фильтров военной и гражданской техники.

На сегодняшний день, согласно статистике, в автомобильной технике, как военного, так и гражданского назначения, по всему миру используется и применяется более чем 500 миллионов единиц (штук) масляных фильтров. И лишь небольшая их часть доходит до заводов по переработке. Фильтры для очистки масла являются отходами твердых производственных материалов, загрязненных нефтяными и минеральными жировыми продуктами (отработанные промасленные фильтры), код по Федеральному классификационному каталогу отходов - 5490300013033. Отработанный масляный фильтр состоит в среднем из 37% металла, 42% бумаги и 21% масла. Данные продукты технических отходов преимущественно попадают прямо на помойку и не поступают на завод для переработки. Необходимо отметить, что утилизация масляных фильтров должна производиться в точном соответствии с экологическими нормами РФ. Хотя отработанное масло могло бы быть использовано в производстве для изготовления асфальта [Вот что происходит с используемыми масляными фильтрами // URL: https://1gai.ru/publ/519582-vot-chto-proishodit-s-ispolzuemymi-maslyanymi-filtrami.html (дата обращения 24.07.2021 г.)].

Внутри отработанного фильтра содержится бумажная сердцевина остатков нагара и продукты износа двигателя, а также остаточные следы нефтепродуктов, фенолформальдегидных смол. Согласно методике определения класса опасности отходов СП 2.1.7.1386-03 их относят к третьему классу опасности [Иванова Ю.Д. Перспективы развития технологии регенерации отработанного масла при утилизации автомобильных масляных фильтров в России / Ю.Д. Иванова, Р.Б. Назырова, А.А. Денисова // Международный студенческий научный вестник, №3, 2018. - С. 1211-1213]. Проблематичность переработки масляных фильтров заключается в сложности их морфологического состава, и поэтому для эффективной утилизации необходимо разделять фильтр на отдельные фракции.

Известен способ переработки масляных фильтров и устройство для его реализации [Патент РФ №2163847, МПК В09В 3/00, опубл. 10.03.2001 г.].

Способ включает зажим с помощью зажимного устройства корпуса масляного фильтра, разрезание корпуса масляного фильтра на кожух и основание, отделение одного от другого, а также отделение от них внутренних элементов масляного фильтра, при этом отделение кожуха масляного фильтра от его основания осуществляют посредством постоянного магнита, а отделение внутренних элементов масляного фильтра от кожуха и основания осуществляют за счет действия силы тяжести.

Устройство для переработки масляных фильтров, содержит по крайней мере одно зажимное устройство, предназначенное для зажима и вращения корпуса масляного фильтра, режущий агрегат, приспособленный для резки корпуса масляного фильтра, в момент вращения масляного фильтра, находящегося в зажимном патроне, приемные устройства для различных частей масляного фильтра. Зажимное устройство расположено на первом вращающемся барабане, установленном на раме, на которой установлен второй вращающийся барабан с расположенными на нем постоянными магнитами, количество которых равно количеству упомянутых зажимных устройств, при этом упомянутые оба барабана установлены на упомянутой раме таким образом, что их оси вращения расположены горизонтально и параллельно друг другу, и на расстоянии, величина которого регулируется в зависимости от высоты разделываемого масляного фильтра, а в нижней части упомянутой рамы в зоне вращения второго барабана установлено съемное устройство, предназначенное для съема кожуха.

Также известно устройство для переработки отработанных масляных фильтров [Патент РФ №2619284, МПК В09В 3/00, опубл. 15.05.2017 г.]. Данное устройство для переработки отработанных масляных фильтров, содержит средство транспортирования, выполненное в виде конвейерной ленты с приводом, установленные на нем зажимное, съемное и приемное приспособления с I горелками на приводах, где i=1…I, I - количество горелок, выполненные с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно плоскости перемещения конвейерной ленты, а также блок управления, соединенный с приводом соответствующей горелки, который соединен с конвейерной лентой. Данное изобретение принято за прототип.

Недостатком приведенных аналогов и прототипа является низкая степень экологической безопасности ввиду технологических испарений продуктов сгорания (бумага - 70%, отработанное масло - 25%, механические примеси - 5%) [Газарян А.А. Техническое обслуживание автомобилей. М.: Транспорт, 1989. 255 с] при их выжигании из корпуса фильтра в окружающую среду.

Техническим результатом изобретения является повышение степени экологической безопасности процесса переработки масляных фильтров путем принудительного отвода и сбора твердотельных испаряемых продуктов сгорания с параллельным сбором и преобразованием тепловой энергии, выделяемой от процесса переработки, в электрическую с последующим ее накоплением и раздачей источникам потребления.

Технический результат достигается тем, что способ переработки масляных фильтров, основанный на утилизации отработанных фильтрующих элементов, включает в себя зажим фильтра, установку горелки в резьбовое отверстие фильтра, выжигание отработанных фильтрующих элементов и масла и перенос корпуса фильтра в приемное приспособление, при этом в процессе выжигания отработанных фильтрующих элементов и масла производят принудительный отвод и сбор продуктов сгорания, собирают тепловую энергию, выделяемую в процессе переработки, преобразуют ее в электрическую энергию и подают потребителям.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство переработки масляных фильтров содержит средство транспортирования, выполненное в виде конвейерной ленты с приводом, на которой установлены, по меньшей мере, в один ряд зажимные приспособление, а также съемное и приемное приспособления, горелку с первым приводом, выполненную с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно плоскости перемещения конвейерной ленты, в количестве, равном, количеству рядов на ленте и блок управления, соединенный с приводами горелки и конвейерной ленты, при этом у основания горелки установлен термоэлектрический модуль, при этом горелка снабжена вытяжкой и вторым приводом и выполнена с возможностью перемещения в плоскости, параллельной плоскости перемещения конвейерной ленты, на одном из приводов горелки, между ней и вытяжкой, установлен модуль очистки воздушных потоков, поверх которого установлен кожух, выполненный с возможностью сборки и разборки.

Сущность способа переработки масляных фильтров, заключается в том, что в процессе выжигания отработанных фильтрующих элементов и масла производят принудительный отвод и сбор продуктов сгорания, собирают тепловую энергию, выделяемую в процессе переработки, преобразуют ее в электрическую энергию и подают потребителям.

Сущность устройства переработки масляных фильтров заключается в том, что у основания горелки установлен термоэлектрический модуль, при этом горелка снабжена вытяжкой и вторым приводом и выполнена с возможностью перемещения в плоскости, параллельной плоскости перемещения конвейерной ленты, на одном из приводов горелки, между ней и вытяжкой, установлен модуль очистки воздушных потоков, поверх которого установлен кожух, выполненный с возможностью сборки и разборки.

Сущность изобретения поясняется фигурами 1-3. На фигурах 1-3 обозначены: 1 - средство транспортирования, 2 - привод, 3 - конвейерная лента, 4 - зажимное приспособление, 5 - горелка, 6 - первый привод горелки, 7 -съемное приспособление, 8 - приемное приспособление, 9 - блок управления, 10 - термоэлектрический модуль, 11 - модуль очистки воздушных потоков, 12 - вытяжка, 13 - кожух, 14 - второй привод горелки, 15 - направляющие, 16 - элементы крепления, 17 - съемные элементы кожуха.

Предлагаемый способ переработки масляных фильтров позволяет:

отводить из рабочего места переработки масляных фильтров испаряющиеся продукты горения;

собирать испаряющиеся продукты горения разных фракций от отработанного масляного фильтра при их выжигании;

собирать тепловую энергию в процессе выжигания внутренних элементов отработанного масляного фильтра и преобразовывать ее в электрическую;

накапливать электрическую энергию, полученную путем преобразования тепловой энергии от теплофизических процессов выжигания;

раздавать электроэнергию источникам потребления, как внутренним, так и внешним.

Применение способа

Предлагаемый способ переработки масляных фильтров начинается с осуществления принудительного отвода испаряемых элементов продуктов сгорания, преимущественно углеродосодержащих веществ, с рабочего места их переработки за счет использования вытяжки 12 с кожухом 13, который выполняет функцию защиты от термических и механических воздействий на окружающую среду и рабочий персонал.

В процессе отвода вредных веществ и опасных газов от рабочего места производят сбор элементов продуктов сгорания за счет использования модуля очистки воздушных потоков 11. В частности, в первую очередь модуль очистки воздушных потоков 11 производит сбор частиц испарения с диаметром более 0,1 мм, то есть устраняет крупные загрязняющие элементы. Затем производит сбор частиц испарения с диаметром менее 0,1 мм, то есть устраняет мельчайшие загрязняющие частицы примесей и газов. Как правило, элементами (частицами) испарения в процессе утилизации отработанных масляных фильтров и нефтепродуктов являются диоксиды серы, оксиды углерода и азота, которые по данным работы [URL: https://oblasti-ekologii.ru/ecology/vidy-vozdeistvia-na-prirodnuyu-sredu/pri-pererabotke-i-hranenii-nefti (дата обращения 1.12.2021 г.)] составляют до 98% суммарных выбросов вредных веществ в окружающую среду. Научные исследования и анализ состояния атмосферы показал, что выбросы указанных веществ создает повышенный фон загрязнения окружающей среды [URL: http://www.meteorf.ru/upload/iblockyd94/Obzor_2020_070721.pdf (дата обращения 1.12.2-21 г.)].

При применении данного способа переработки вредные вещества продуктов сгорания элементов масляного фильтра, испаряясь, не попадают и не оседают в окружающей среде, а собираются в строго отведенных местах с целью дальнейшей их утилизации или вторичного использования.

Известно [URL: https://studbooks.net/871914/ekologiva/teplovoe_zagrvaznenie (дата обращения 1.12.2021 г.)], что тепловое загрязнение является причиной создания местной (искусственной) инверсии температур над источником, что приводит к развитию микроциркуляций атмосферы, изменению микроклимата и усложнению механизма переноса загрязнений. Следовательно, учитывая вышеописанную ситуацию, рациональным решением является энергосбережение [UPL: http://energopostachalnvk.com/ru/electricitv/environmental-impact/ (дата обращения 1.12.2021 г.)]. Именно оно в последнее время стало одним из приоритетных направлений при осуществлении утилизации отработанных элементов технических систем, поскольку запасы традиционных источников энергии весьма ограничены.

В данном способе в процессе выжигания элементов отработанных масляных фильтров производится сбор тепловой энергии, выделяемой от указанного процесса, ее преобразование в электроэнергию и сбор с последующей раздачей потребителям за счет использования термоэлектрического модуля 10, что значительно уменьшает степень выбросов тепловой энергии в окружающую среду и решает проблему энергосбережения.

Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Осуществление способа

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, общий вид и структурная схема которого представлены на фигурах 1-3.

Устройство содержит средство транспортирования 1, выполненное в виде конвейерной ленты 3 с приводом 2, на которой установлены, по меньшей мере, в один ряд зажимные приспособления 4, а также съемное 7 и приемное приспособления 8, горелку 5 с двумя приводами 6 и 14, выполненную с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскости по направляющим 15 относительно плоскости перемещения конвейерной ленты 3, в количестве, равном, количеству рядов на ленте 3 и блок управления 9, соединенный с приводами горелки 6 и 14 и с конвейерной лентой 3.

Также устройство содержит такие элементы, как термоэлектрический модуль 10, закрепленный у основания горелки 5, которая снабжена вытяжкой 12. При этом на одном из приводов горелки 5, между ней и вытяжкой 12, вмонтирован модуль очистки воздушных потоков 11, поверх которого закреплен кожух 13, выполненный с возможностью сборки и разборки его съемных элементов 17 и элементов крепления 16.

Назначение элементов устройства для переработки масляных фильтров, приведенных на фигурах 1-3, следует из их названия.

Принудительный отвод продуктов сгорания отработанных элементов масляного фильтра осуществляют вытяжкой 12, которая может быть выполнена как радиальный крышный вентилятор ВКРФ, с вмонтированным кожухом 12, который может быть выполнен как гибкая ставка [URL: https://pmormriavent.ru/product/promvshlennve-ventilvatorv/komplektuyushhie/gibkie-vstavkl-dlya-ventilyatorov/ (дата обращения 1.12.2021 г.)].

Сбор продуктов сгорания отработанного масляного фильтра производят с помощью модуля очистки воздушных потоков 11, который может быть выполнен как последовательно соединенные осевой вентилятор Элком ВО 06-300 №5 с дв. 0.37/1500 03.01.001661, фильтр (НЕРА) SCC550HF и высокоточный расходомер воздуха с функцией датчика потока воздуха ЕЕ75. По показаниям указанного расходомера воздуха происходит своевременная замена фильтра (НЕРА) SCC550HF.

Сбор тепловой энергии от процесса выжигания отработанных продуктов масляного фильтра и его элементов, преобразование полученной энергии в электрическую, ее сбор и раздача потребителям осуществляют с помощью термоэлектрического модуля 10, который может быть выполнен как последовательно соединенные универсальный термоэлектрический генератор Б4М и блок аварийного электроснабжения БАРС-6-3.1 с дополнительным накопительным аккумулятором.

Устройство для переработки масляных фильтров, реализующее представленный способ, работает следующим образом.

До момента процесса выжигания горелкой 5 отработанных фильтрующих элементов и масла фильтра проводятся все действия и надстройки, которые детально раскрыты в описательной части прототипа. В частности, проводится:

зажим фильтра на конвейерной ленте 3 с помощью зажимного приспособления 4;

установка горелки 5 в резьбовое отверстие фильтра с последующим выжиганием отработанных элементов и масла;

перенос корпуса фильтра в приемное приспособление 8 с помощью конвейерной ленты 3 и съемного приспособления 7.

В момент начала процесса выжигания горелкой 5 отработанных элементов и масла посредством блока управления 9 включается и начинает свою работу вытяжка 12, которая снабжена кожухом 13.

Вытяжка 12 производит принудительный отвод испаряемых продуктов горения за пределы рабочего места за счет захвата воздушных масс с летучими продуктами горения и перенаправлении их движения. Испаряемые продукты горения различных фракций в процессе их отвода перемещаются через модуль очистки воздушных потоков 11, который осуществляет сбор твердотельных элементов продуктов горения, образовывающихся в процессе выжигания внутренних элементов отработанного масляного фильтра.

Крупноразмерные частицы продуктов горения, за счет работы элементов модуля очистки воздушных потоков 11, оседают на съемной части кожуха 17, которая скреплена с кожухом 13 элементами крепления 16. С течением определенного времени указанные элементы горения накапливаются и производится разбор съемной части кожуха 17 с целью утилизации накопившихся элементов горения крупных фракций или же вторичного применения на производстве.

Мелкоразмерные частицы продуктов горения оседают на элементах модуля очистки воздушных потоков 11 и по истечению определенного времени также утилизируются.

В момент проведения выжигания элементов и масла отработанного фильтра горелкой 5 и принудительного отвода с последующим сбором твердотельных продуктов горения, термоэлектрический модуль 10 производит сбор тепловой энергии от процесса выжигания и ее преобразование в электроэнергию с последующим накоплением. При необходимости производится накопленной электроэнергии потребителям с помощью управляющих команд, поступающих с блока управления 9.

При осуществлении выжигания горелка 5 с помощью второго привода 14, который может быть выполнен как привод вентилятора 236-1308011-В2, и направляющих 15 имеет возможность перемещаться не только в вертикальной, но и в горизонтальной поверхностях относительно конвейерной ленты 3, которая приводится в движения с помощью привода 2.

Управление подготовительными процессами переработки, процессом выжигания отработанных элементов и масла фильтра, последующими действиями по утилизации и процессами, описанными выше, осуществляется посредством работы блока управления 9.

Таким образом, как следует из описания реализации способа переработки масляных фильтров, достигается решение поставленной задачи.

1. Способ переработки масляных фильтров, основанный на утилизации отработанных фильтрующих элементов, включающий в себя зажим фильтра, установку горелки в резьбовое отверстие фильтра, выжигание отработанных фильтрующих элементов и масла и перенос корпуса фильтра в приемное приспособление, отличающийся тем, что в процессе выжигания отработанных фильтрующих элементов и масла производят принудительный отвод продуктов сгорания посредством использования вытяжки с кожухом, сбор продуктов сгорания посредством использования модуля очистки воздушных потоков, при этом собирают тепловую энергию, выделяемую в процессе переработки, и преобразуют ее в электрическую энергию за счет использования термоэлектрического модуля, и подают электрическую энергию потребителям.

2. Устройство переработки масляных фильтров, содержащее средство транспортирования, выполненное в виде конвейерной ленты с приводом, на которой установлены по меньшей мере в один ряд зажимные приспособления, а также съемное и приемное приспособления, горелку с первым приводом, выполненную с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно плоскости перемещения конвейерной ленты, в количестве, равном количеству рядов на ленте, и блок управления, соединенный с приводами горелки и конвейерной ленты, отличающееся тем, что у основания горелки установлен термоэлектрический модуль, при этом горелка снабжена вытяжкой и вторым приводом и выполнена с возможностью перемещения в плоскости, параллельной плоскости перемещения конвейерной ленты, на одном из приводов горелки между ней и вытяжкой установлен модуль очистки воздушных потоков, поверх которого установлен кожух, выполненный с возможностью сборки и разборки.