установка для очистки водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей

Формула изобретения

Установка для очистки водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), включающая совокупность индивидуальных систем очистки, содержащих емкость для СОЖ, устройства подачи СОЖ в зону резания, средства очистки, насосы, систему трубопроводов с запорной арматурой, отличающаяся тем, что установка содержит дополнительную группу очистителей, в которой последовательно соединены флотатор, снабженный маслосъемным барабаном, магнитный сепаратор и центробежный насос для возврата СОЖ в упомянутые емкости, снабженные дополнительными выходным и входным трубопроводами, соединенными соответственно с входом и выходом дополнительной группы очистителей, при этом дополнительная группа очистителей и насос установлены с обеспечением производительности очистки в пределах 1-10% от суммарного расхода СОЖ устройствами подачи СОЖ на всех станках.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области очистки водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), содержащих механические примеси (шлифовальный шлам, стружка, окалина прокатных станов и пр.) и инородные включения (свободное масло, колонии бактерий) в результате использования СОЖ на операциях шлифования, лезвийной обработки, обработки давлением, проката, и может быть использовано на металлообрабатывающих и металлургических производствах при наличии станочных индивидуальных систем очистки СОЖ.

Индивидуальные системы очистки СОЖ включают в себя емкость чистой СОЖ объемом до 500 л, из которого помпой СОЖ подается в зону обработки, отработанная СОЖ самотеком поступает в очиститель и далее в емкость. В качестве очистителей используют магнитные и центробежные сепараторы, фильтры и комбинации очистителей [1, стр. 385].

Индивидуальные системы очистки не решают задачи непрерывной поддержки состава и свойств СОЖ на заданном уровне в течение длительного времени (год и более). Срок эксплуатации СОЖ в таких цехах составляет 2 нед - 1,5 мес, подлежит частой замене с последующим разложением и сбросом стоков и шлама.

Техническая задача изобретения состоит в существенном повышении качества очистки СОЖ путем небольших капитальных вложений при сохранении систем индивидуальной очистки СОЖ.

Для решения поставленной задачи предлагается установка для очистки водосмешиваемых СОЖ, включающая совокупность индивидуальных систем очистки, содержащих емкость для СОЖ, устройства подачи СОЖ в зону резания, средства чистки, насосы, систему трубопроводов с запорной арматурой, отличающаяся тем, что установка содержит дополнительную группу очистителей, в которой последовательно соединены флотатор, снабженный маслосъемным барабаном, и магнитный сепаратор и центробежный насос для возврата СОЖ в упомянутые емкости, снабженные дополнительными выходным и входным трубопроводами, соединенными соответственно с входом и выходом дополнительной группы очистителей, при этом дополнительная группа очистителей и насос установлены с обеспечением производительности очистки в пределах 1-10% от суммарного расхода СОЖ устройствами подачи СОЖ на всех станках.

Для пояснения изобретения на фиг. 1 представлена функциональная схема очистки СОЖ, а на фиг. 2 - схема управления скоростью вращения барабана центробежного сепаратора:

1, 2, 3, 4 и 5 - это емкости чистой СОЖ на станках,

6 и 7 - фильтр и гидроциклон как пример индивидуальной системы очистки (не показано применительно к одному станку),

8-12 - вентили (двухпозиционные краны) в трубопроводах подвода СОЖ от дополнительной группы очистителей,

13 - модуль приготовления и корректировки СОЖ,

14 - вентиль на резервном участке трубопровода.

Дополнительная группа очистителей СОЖ включает соединенные последовательно флотатор 15, снабженный маслосъемным барабаном, магнитный сепаратор 16, 17 и 18 - входной и выходной трубопроводы, образующие оборотную систему СОЖ, включающую емкость для СОЖ на всех станках и дополнительные очистители с центробежным насосом 19. Для обеспечения самотека СОЖ, дополнительные очистители устанавливаются ниже уровня сливного трубопровода индивидуальных систем очистки.

С помощью флотатора 15 из СОЖ выделяется свободное масло и твердые мелкодисперсные частицы (средства для сбора и удаления не показаны как общеизвестные).

Магнитный сепаратор 16 [2] содержит вертикальные магнитные патроны, укрепленные на траверсе с возможностью вертикального перемещения либо патронов, либо шламосъемника. Сепаратор имеет технологичную конструкцию, простую наладку, обеспечивает степень и тонкость очистки 99% и 2-3 мкм, легко переналаживается на заданную производительность очистки.

Флотатор 15 и магнитный сепаратор 16 зарезервированы по байпасной схеме центробежным сепаратором 20, также выделяющим из СОЖ свободные масла и твердые частицы. Флотатор и центробежный сепаратор применены для возможности выбора средства очистки в зависимости от содержания задания очистки СОЖ. Центробежный сепаратор является высокоэффективным средством очистки СОЖ от свободного масла и твердых частиц, однако, при увеличении скорости вращения барабана сепаратор может перейти пороговый режим, который приводит к расслоению СОЖ, и, кроме того, процесс сепарации сопровождается нагревом СОЖ и тем самым создает благоприятные условия для развития микроорганизмов. При работе с водосмешиваемыми СОЖ необходимо контролировать пределы скоростного режима сепаратора до порога расслоения эмульсии. Для сохранения высоких показателей по степени и тонкости очистки СОЖ центробежный сепаратор снабжен схемой управления скоростью вращения ротора: на фиг.2 показано: 21 - датчик расслоения эмульсии, 22 - устройство сравнения сигнала датчика с эталоном, выход которого соединен с входом тиристорного преобразователя 23 частоты вращения электродвигателя сепаратора.

Основной особенностью дополнительной группы непрерывной очистки СОЖ является то, что производительность дополнительной группы составляет 1-10% от суммарного расхода СОЖ устройствами подачи СОЖ на всех станках. Производительность определяется исходя из возможности 1-2 циклов оборота суммарного объема емкостей на станках в сутки (например: 500 л 10 станков: 24 часа 2 цикла = 400 л/час). Очистители малой производительности обеспечивают более тонкую очистку СОЖ порядка 2-5 мкм, степень очистки 97-99%, что недостижимо в индивидуальных системах очистки. С применением малогабаритной, недорогой, легко монтируемой установки обеспечивается высокое качество очистки СОЖ, увеличивается срок эксплуатации до года и более без замены.

В системе оборота СОЖ наблюдается естественная убыль СОЖ, связанная с испарением, осадком на деталях станка, истощением СОЖ и пр. Предусмотренный модуль 13 приготовления и коррекции состава СОЖ может быть подсоединен в любом месте описанной установки, например, на вход бака флотатора 15. Целесообразно модуль 13 подсоединять через эжектор 24 к выходу дополнительной группы непрерывной очистки СОЖ (на входе устройств подачи СОЖ), так как на этом участке магистрали 17 осуществляется подвод чистой СОЖ в емкости чистой СОЖ на станках.

Антимикробные мероприятия в заявляемом комплексе в части дополнительной группы непрерывной очистки малой производительности сводятся к следующему:

1) удаление пленок (колоний) бактерий магнитным сепаратором и масляным барабаном флотатора;

2) возврат очищенной СОЖ в магистраль 17 осуществляется через эжектор 24, работа которого насыщает СОЖ пузырьками воздуха, аэрирует ее и подавляет развитие микроорганизмов. Этот процесс тем более эффективен, что выполняется на последней операции тонкой непрерывной очистки СОЖ. Происходит непрерывное омолаживание СОЖ за счет непрерывного оборота жидкости и компенсации естественных потерь СОЖ.

Оборудование для полноценной очистки СОЖ малой производительности, кроме очевидных преимуществ: небольших габаритов, недорогих - легче обслуживать, легче размещать, так как они объединены только трубопроводами. Компактно размещенная установка малой производительности может работать непрерывно и по окончанию рабочего дня, что существенно увеличит срок службы СОЖ.

Источники информации

1. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник / Под общ. ред. С.Г.Энтелиса, Э.М.Берлинера. - М., Машиностроение, 1995.

2. Заявки на изобретения 2000106259, 2000125945, 2001111604.