ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ ОТРАБОТАННЫХ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 1999 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к машиностроению, к обработке металлов резанием, и может быть использовано для разложения отработанных СОЖ в химической, металлообрабатывающей, металлургической и других отраслях промышленности для очистки сточных вод от высококонцентрированных коллоидно-дисперсионных примесей.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении повышения качества разложения отработанных СОЖ на компоненты (водную и органическую фазы).

Известен электрокоагулятор (А.с. СССР N 407844. Электрокоагулятор непрерывного действия, кл. C 02 C 5/12, B 03 C 5/00, Опубл. в БИ N 47, 1973), содержащий вертикальный цилиндрический корпус с верхней и нижней крышками, внутри которого концентрически расположены цилиндрические электроды, для депассивации которых в нижней части корпуса установлен опорный диск с наклонными отверстиями, направленными по винтовой линии, на которой закреплены отрицательные электроды, а в верхней части - вращающийся диск с приводным валом, на котором укреплены положительные электроды.

К недостаткам электрокоагулятора можно отнести следующее. Во-первых, при растворении положительных электродов межэлектродные зазоры увеличиваются, в результате качество очистки жидкостей или разложения отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) снижается, увеличивается потребляемая мощность. Во-вторых, полная депассивация электродов не происходит и электроды засаливаются продуктами разложения.

Известен также электрокоагулятор (А.с. СССР N 808375. Электрокоагулятор для очистки промышленных сточных вод, кл. C 02 F 1/46. Опубл. в БИ N 8, 1981 г. ), содержащий корпус, служащий электродом, внутренний электрод, расположенный коаксиально корпусу и установленный с возможностью вертикального перемещения; устройство для ввода и вывода исходного и очищенного потока воды, причем электроды выполнены V-образной формы с плоскими рабочими поверхностями, между которыми расположены скребки, установленные с возможностью перемещения вдоль электродов с помощью электромеханического привода.

К недостаткам этого электрокоагулятора можно отнести дискретность регулировки величины межэлектродного зазора при растворении электродов. Причем межэлектродный зазор регулируется вручную через определенные промежутки времени. Тем самым, ухудшается качество очистки жидкостей или разложения отработанных СОЖ перед сбросом в сточные воды водной фазы или для повторного использования воды в замкнутых системах водоснабжения. Другим недостатком является сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство - электрокоагулятор (А.с. СССР N 512175. Электрокоагулятор для очистки промышленных сточных вод, кл. C 02 C 5.12. Опубл. в БИ N 16, 1976), содержащий корпус, коаксиально расположенные электроды, токопроводы, устройства для ввода и вывода исходного и очищенного потоков воды, причем корпус служит электродом и электроды выполнены в виде усеченных конусов с днищами, внутренний электрод снабжен устройством для вертикального перемещения, в днище корпуса закреплен центрирующий штырь, по которому перемещается внутренний электрод.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: электроды выполнены в виде усеченных конусов с днищами, корпус служит отрицательным электродом, а внутренний положительный электрод смонтирован коаксиально с корпусом, а для подвода электрического тока служат токопроводы, а для ввода и вывода исходного и очищенного продуктов предусмотрены камеры с патрубками для подвода и слива этих продуктов.

Недостатком прототипа является низкое качество очистки сточных вод от примесей или разложения отработанных СОЖ на водную и органическую фазы.

Указанный недостаток обусловлен тем, что в процессе электрокоагуляции положительный электрод интенсивно засаливается продуктами его растворения. Кроме того, визуально очень трудно оценить величину изменения межэлектродного зазора, а следовательно определить время регулировки межэлектродного зазора. Поэтому регулировку этого зазора осуществляют дискретно, что также приводит к снижению качества очистки и разложения жидкостей.

Цель изобретения - повышение качества очистки сточных вод от посторонних примесей или разложения отработанных СОЖ на водную и органическую фазы.

Для достижения поставленной цели заявляемое изобретение - электролизер для разложения отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей - содержит следующие выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной связанной с целью изобретения задачи. Электролизер содержит корпус, служащий отрицательным электродом и выполненный в виде пустотелого конуса с днищем, коаксиально смонтированный внутри корпуса положительный электрод также в виде пустотелого усеченного конуса с днищем, имеющий возможность вращения вокруг оси конуса с помощью привода, пластины (не менее трех), смонтированные между электродами, прикрепленные к внутренней поверхности корпуса вдоль образующих конуса и выполненные из электроизоляционного, антифрикционного материала (например, из фторопласта), токопроводы, устройства для ввода исходного продукта в виде входного патрубка и вывода очищенной воды (или водной фазы после разложения отработанной СОЖ) и пенного продукта в виде камер, размещенных снаружи в верхней части корпуса, с патрубками отвода воды и органических примесей.

В предлагаемом электрокоагуляторе использован принцип самопроизвольного регулирования величины межэлектродного зазора в любой промежуток времени под действием силы тяжести положительного электрода и его вращения с помощью привода.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки. В электролизере между электродами вдоль образующих конусных поверхностей смонтированы пластины (минимальное количество которых равно трем) из электроизоляционного, антифрикционного материала (например, из фторопласта), закрепленные к внутренней поверхности корпуса, при этом внутренний положительный электрод имеет возможность вращения вокруг оси корпуса с помощью привода, установленного на раме.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь. Дополнительные электроизоляционные, антифрикционные пластины, встроенные между электродами в количестве не менее трех, выполняют ряд функций: во-первых, способствуют хорошему центрированию и являются, как бы сепаратором подшипника скольжения; во-вторых, изолируют электроды; в-третьих, являются скребками и удаляют продукты растворения при засаливании положительного электрода при его вращении с помощью привода; в-четвертых, обеспечивают постоянство межэлектродного зазора в любой промежуток времени, так как при растворении анода толщина его уменьшается, межэлектродный зазор увеличивается, то под действием силы тяжести положительного электрода, последний опускается до соприкосновения с дополнительными пластинами постоянно (не дискретно). Все это приводит к повышению качества очистки жидкостей от примесей или разложения отработанных СОЖ.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в очистных сооружениях водоснабжения и канализации, производственных очистных вод в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке жидкостей от посторонних примесей или разложении отработанных СОЖ.

С получением технического результата, заключающегося в самоочищаемости электрода при его засаливании, постоянном плавном регулировании величины межэлектродного зазора в процессе очистки жидкостей от примесей и разложении отработанных СОЖ, обуславливающего обеспечение достижения поставленной цели - повышения качества очистки и разложения жидкостей, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг. 1 представлен электролизер, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.

Электролизер для разложения отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей смонтирован на металлоконструкции 1 (фиг. 1) и содержит корпус 2, выполненный в виде полого усеченного цилиндра с днищем, и служащий отрицательным электродом, коаксиально смонтированный внутри корпуса 2 положительный электрод 3, выполненный также в виде пустотелого усеченного конуса с днищем, пластины 4 (фиг. 1, 2) (не менее трех), смонтированные между электродами и закрепленные вдоль образующих конусных поверхностей электродов с помощью болтов 5 (фиг. 1) к внутренней поверхности корпуса и выполненные из электроизоляционного, антифрикционного материала (например, из фторопласта), токопроводы 6, патрубки 7, 8, 9 соответственно для ввода исходного продукта, отвода очищенной жидкости (или водной фазы) и пенного продукта, камеры 10 и 11 соответственно для отвода очищенной жидкости и пенного продукта и размещенные снаружи в верхней части корпуса, привод 12 (в виде моторедуктора), клиноременную передачу, состоящую из шкивов 13, 14 и ремней 15. Привод 12 передает вращение положительному электроду, который в верхней части имеет втулку 16 и спицы 17. Для слива очищенной жидкости из межэлектродного пространства в камеру 10 в корпусе по окружности предусмотрены отверстия 18.

Электролизер для разложения отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей работает следующим образом. Отработанная СОЖ (или загрязненная жидкость) по патрубку 7 (фиг. 1) поступает в межэлектродное пространство между корпусом 2 (отрицательным электродом) и положительным электродом 3. В это же время включается электрический постоянный ток с помощью токопроводов 16, в результате чего алюминиевый или железный анод начинает растворяться, образуя гидроокись, которая коагулирует органическую фазу или другие примеси. С помощью пузырьков газа (кислорода и водорода), образующихся на аноде и катоде, скоагулированные частицы органической фазы флотируют, поднимаясь вверх, и выводятся в камеру 11 и через патрубок 9 наружу. Водная фаза, полученная после разложения отработанной СОЖ (или при очистке от примесей) через отверстия 18 сливается в камеру 10, а затем через патрубок 8 направляется к потребителю. При растворении анода 3 межэлектродный зазор увеличивается, поэтому для сохранения постоянства этого зазора между электродами смонтированы пластины 4, служащие в качестве "сепаратора подшипника скольжения", скребка для удаления продуктов разложения при засаливании анода (положительного электрода 3). Причем продукты разложения удаляются лишь при вращающемся аноде с помощью привода 12, клиноременной передачи 13, 14, 15. Все устройство смонтировано на раме 1.

Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами. За счет сохранения постоянства зазора между электродами в течение всего промежутка времени разложения отработанной СОЖ, удаления продуктов разложения с поверхности анода качество разложения СОЖ или очистки жидкостей повышается.

Как показали результаты лабораторных исследований, качество разложения отработанной СОЖ (или очистки жидкостей от примесей), оцениваемое степенью очистки жидкостей от органических примесей, при использовании предлагаемого электролизера улучшается на 40-50% по сравнению с применением прототипа.

Заявляемый электролизер для разложения отработанных СОЖ представляет собой значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит: автоматизировать процесс разложения отработанных СОЖ (или очистки жидкостей от посторонних примесей); обеспечить внедрение новой технологии, позволяющей повысить качество разделения СОЖ на водную и органическую фазы или увеличить степень очистки жидкостей от примесей; улучшить экологичность производств.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды, а наоборот позволяет оздоровить экологическую обстановку вокруг промышленных предприятий.

Изобретение предназначено для машиностроения и может быть использовано в химической, металлообрабатывающей, металлургической промышленности. Отработанная смазочно-охлаждающая жидкость поступает по патрубку (7) в межэлектродное пространство между корпусом (2) и положительным электродом (3). На корпус (2) и электрод (3) подают ток. Скоагулированные частицы органики флотируют, выводятся в камеру (11), затем наружу через патрубок (9). Водная фаза через отверстия (18) сливается в камеру (10), через патрубок (8) направляется потребителю. При растворении электрода (3) межэлектродный зазор увеличивается. Пластины (4) служат для удаления продуктов разложения при засаливании электрода (3). Продукты разложения удаляются при вращении электрода (3) с помощью привода (12). Устройство смонтировано на раме (1). Изобретение позволяет автоматизировать процесс разложения, увеличить степень очистки жидкостей от примесей, улучшить экологичность производства, 2 ил.

Электролизер для разложения отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей, содержащий корпус, служащий отрицательным электродом и выполненный в виде пустотелого усеченного конуса с днищем, коаксиально смонтированный внутри корпуса положительный электрод, выполненный также в виде пустотелого усеченного конуса с днищем, токопроводы и устройства для ввода исходного продукта в виде входного патрубка и вывода очищенной воды или водной фазы после разложения отработанной смазочно-охлаждающей жидкости и пенного продукта в виде камер, размещенных снаружи в верхней части корпуса, с патрубками отвода воды или водной фазы и органических примесей, отличающийся тем, что между электродами вдоль образующихся конусных поверхностей смонтированы пластины, минимальное количество которых должно быть равно трем, из электроизоляционного, антифрикционного материала, например из фторопласта, закрепленные с помощью болтов к внутренней поверхности корпуса, при этом внутренний положительный электрод имеет возможность вращения вокруг оси корпуса с помощью привода, установленного на раме.