АППАРАТ РЕГЕНЕРАЦИИ МАСЕЛ Российский патент 1995 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к эксплуатации маслосистем прокатных станов, а также гидравлических и других систем, подверженных подводнению.

Применяемые в настоящее время для обезвоживания масел способы отстой и сепарирование являются трудоемкими, малоэффективными и приводящими к значительным потерям масел, что связано с невозможностью удаления эмульгированной и растворенной воды, особенно в связи с переходом на масла из сернистых нефтей, обладающие повышенной эмульгируемостью. В последнее время применяются устройства для обезвоживания масел, работающие на вакуумном принципе, что позволяет удалять эмульгированную и растворенную воду.

Известен вакуумный аппарат для обезвоживания циркуляционных масел прокатных станов, включающий вакуумную камеру с водоохлаждаемыми стенками, разделенную перегородкой на испаритель и конденсатор, сообщающиеся друг с другом через верхний край перегородки, средства для подачи в верхнюю часть испарителя масла и его отвода из аппарата [1]
Недостатком этого аппарата является низкая производительность обезвоживания масел вследствие длинного пути движения паров воды из испарителя в конденсатор, что обуславливает малый температурный градиент между испарителем и конденсатором, большое газодинамическое сопротивление движению паров, большую скорость переноса паров воды, и, как следствие, значительный брызгоунос масла с удаляемой водой.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вакуумное устройство обезвоживания масел, в котором внутри герметичной емкости расположены испарительная камера и конденсатор, разделенные перегородкой, по обоим краям которой имеются отверстия, через которые испарительная камера и конденсатор сообщаются друг с другом. Благодаря наличию этих отверстий имеется возможность циркуляции воздуха вокруг перегородки. Циркуляция происходит вследствие наличия температурного перепада между горячим увлажненным воздухом, поднимающимся из испарительной камеры, и холодным сухим воздухом, покидающим конденсатор, что повышает эффективность удаления воды [2]
Недостатком такого устройства является большая длина пути движения паров воды из испарительной камеры к поверхности конденсации через верхний край перегородки, что обуславливает малый температурный градиент между испарительной камерой и конденсатором, большое газодинамическое сопротивление движению паров воды. Кроме того, поступление холодного воздуха из конденсатора через нижние отверстия в перегородке приводит к понижению температуры в испарительной камере. В случае подачи обводненного масла в испарительную камеру при помощи форсунок возможно нарушение циркуляции воздуха за счет отсекания поднимающегося паровоздушного потока факелом распыла, а в некоторых случаях даже поворот паровоздушного потока вспять за счет механического воздействия на него струй разбрызгиваемого масла. С повышением степени разрежения в герметичном корпусе аппарата транспортирующая способность циркулирующего воздуха будет уменьшаться.

Все эти явления уменьшают эффективность обезвоживания, увеличивают необходимые энергозатраты.

Целью изобретения является повышение эффективности обезвоживания, снижение энергозатрат.

Цель достигается тем, что в вакуумном аппарате регенерации масел, включающем герметичный корпус, поверхность которого выполнена в виде рубашки охлаждения, и патрубки, перегородка, разделяющая внутреннюю полость герметичного корпуса на испарительную камеру и конденсатор, соединена с верхним и нижним краями рубашки охлаждения и выполнена с вертикальными прорезями с отбортовками, направленными в сторону испарительной камеры, а прорези со стороны испарительной камеры по всей длине снабжены экранами с загнутыми в сторону перегородки краями, при этом радиальный зазор между отбортовками и экраном не более ширины загнутых краев экрана, а ширина экранов больше ширины прорезей с отбортовками.

В результате поиска не выявлено технических решений с аналогичными признаками и решающих поставленную задачу. Следовательно, предложенное решение обладает существенными отличиями.

Пример конкретного выполнения аппарата представлен на чертежах, где на фиг. 1 изображен аппарат регенерации масел, вертикальный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1 (по маслоотбойным элементам); на фиг. 4 6 возможные схемы подключения аппарата.

Вакуумный аппарат (фиг. 1) включает герметичный корпус 1 с охлаждаемыми стенками, внутренняя полость которого разделена на испарительную камеру 2 и конденсатор 3 перегородкой 4, патрубок подвода обводненного масла 5, патрубок слива обезвоженного масла 6, патрубок отсоса воздуха и слива конденсата 7, патрубки подачи 8 и слива 9 хладоагента. Перегородка выполнена с прорезями 10 с отбортовками 11. Прорези 10 прикрыты экранами 12 с загнутыми краями 13, направленными в сторону перегородки. Между соседними экранами 12 к их смежным отогнутым краям прикреплены маслоотбойники 14, а к отбортовкам прорезей присоединены направляющие 15 для пара.

Аппарат работает следующим образом.

Обводненное масло при помощи насоса или другим способом из нижнего уровня маслобака (не показано) поступает через патрубок 5 в испарительную камеру 2, в которой либо разбрызгивается, либо распределяется в виде тонкой пленки. Масло, пройдя испарительную камеру 2, через патрубок слива обезвоженного масла 6 при помощи насоса или другим устройством, возвращается в маслобак. Разрежение внутри герметичного корпуса 1 создается вакуум-насосом или другим устройством, подключенным к патрубку 7.

Благодаря разрежению в испарительной камере 2 происходит интенсивное испарение воды и других летучих примесей из стекающего вниз масла. Образующийся водяной пар и другие газообразные примеси направляются в зазоры между маслоотбойниками 14, затем, обогнув загнутые края 13 экранов 12 и отбортовки 11 прорезей 10, между направляющими 15 для пара проходят в конденсатор 3, охлаждаются там, конденсируются и виде капель по внутренней охлаждаемой поверхности корпуса 1 стекают в нижнюю часть конденсатора 3, откуда через патрубок 7 выводятся наружу. Несконденсировавшиеся пары и выделившийся из масла воздух также выводятся наружу через патрубок 7.

Благодаря образуемому маслоотбойниками 14, экранами 12 с загнутыми краями 13, отбортовками 11 прорезей 10 и направляющими 15 для пара лабиринтному пути движения паров из испарительной камеры 2 в конденсатор 3 перегородка 4 выполняет несколько функций: обеспечивает проход паров из испарительной камеры 2 в конденсатор 3 кратчайшим путем, что обеспечивает более высокую производительность аппарата за счет уменьшения газодинамического сопротивления парам воды. Маслоотбойники 14 препятствуют проскоку струй масла в конденсатор. При прохождении по сложному лабиринтному пути между экранами 12 с загнутыми краями 13 в прорези 10 с отбортовками 11 пары воды несколько раз резко меняют направление движения, вследствие чего происходит эффективное улавливание выносимых парами мелкодисперсных капель масла, что повышает эффективность обезвоживания за счет резкого снижения потерь масел с удаляемой водой. Проходя по лабиринтному пути, капельки масла отделяются от парогазового потока и оседают на внутренних поверхностях перегородки 4, отбортовок 11, экранов 12 и их загнутых краев 13, накапливаются и стекают вниз благодаря вертикальному расположению вышеназванных элементов, откуда возвращаются в отводимый поток обезвоженного масла. При прохождении прорезей 10 в перегородке 4 пары при помощи направляющих 15 для пара направляются в сторону патрубка слива конденсата 7, что ускоряет движение конденсатной пленки по внутренней охлаждаемой поверхности корпуса 1, уменьшая тем самым толщину конденсатной пленки и способствуя более эффективному процессу конденсации, снижающему давление в герметичном корпусе 1 аппарата и, соответственно, повышающему эффективность обезвоживания.

Эффективность отбора воды из масла повышается с увеличением его температуры, поэтому целесообразно перед подачей в аппарат производить подогрев масла.

Для повышения эффективности отбора воды из масла возможна установка тарелок в испарительной камере, либо ее заполнение кольцами Рашига или другими элементами, создающими тонкую масляную пленку.

Возможные схемы подключения аппарата регенерации масел показаны на фиг. 4 6, где 16 аппарат регенерации масел; 17 масляный насос; 18 вакуум-насос; 19 гидроэжектор; 20 регулируемый дроссель; 21 маслобак; 22 масляный фильтр; 23 герметичная емкость; 24 барометрическая труба с гидрозатвором; 8 и 9 патрубки подачи и слива хладоагента; 25 трубопровод забора масла из бака; 26 трубопровод слива обезвоженного масла; 27 подогреватель масла.

Использование: для обезвоживания масел, используемых при эксплуатации маслосистем прокатных станов, а также гидравлических и других систем. Сущность изобретения: аппарат включает герметичный корпус с охлаждаемыми стенками, внутренняя полость которого разделена на испарительную камеру и конденсатор перегородкой. Перегородка выполнена с прорезями с отбортовками. Прорези прикрыты экранами с загнутыми краями, направленными в сторону перегородки. Между соседними экранами к их смежным отогнутым краям прикреплены маслоотбойники, а к отбортовкам прорезей присоединены направляющие для пара. При прохождении по сложному лабиринтному пути между экранами с загнутыми краями в прорези с отбортовками пары воды несколько раз резко меняют направление движения, вследствие чего происходит эффективное улавливание выносимых парами мелкодисперных капель масла. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. АППАРАТ РЕГЕНЕРАЦИИ МАСЕЛ, включающий герметичный корпус цилиндрической формы с рубашкой охлаждения, разделенный внутри перегородкой на испарительную камеру и конденсатор, патрубок подачи обводненного масла в верхнюю часть испарительной камеры, патрубок слива обезвоженного масла в нижней части испарительной камеры, патрубок слива водяного конденсата в нижней части конденсатора, воздухоотсасывающий патрубок, патрубки подачи и слива хладагента в рубашке охлаждения, отличающийся тем, что перегородка соединена с верхним и нижним краями рубашки охлаждения и выполнена с вертикальными прорезями с отбортовками, направленными в сторону испарительной камеры, прорези со стороны испарительной камеры по всей длине имеют экраны с загнутыми в сторону перегородки краями, при этом радиальный зазор между отбортовкой и экраном не более ширины загнутых краев экрана, а ширина экранов больше ширины прорезей с отбортовками. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен маслоотбойниками, соединяющими отогнутые края соседних экранов и выполненными в виде пластин, наклоненных в сторону патрубка слива обезвоженного масла, при этом маслоотбойники по вертикали расположены с шагом, не превышающим их высоты. 3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен направляющими для пара, соединяющими отбортовки каждой прорези в перегородке и выполненными в виде пластин, наклоненных в сторону патрубка слива конденсата, при этом направляющие для пара по вертикали расположены с шагом, не превышающим их высоты.