СЕПАРАТОР Российский патент 2006 года по МПК B01D35/06 

Изобретение относится к области очистки технологических жидкостей (смазочно-охлаждающих жидкостей, моющих растворов) от твердых магнитных частиц, коллоидных частиц и примесей, а также от инородного масла и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах, включающих обработку металлов давлением, резанием, на прокатных станах и шлифовальных станках.

Известно устройство для удаления масла с поверхности водных сред по патенту РФ 2226505. Это устройство включает емкость, скрепленную с ней колонну, две траверсы, консольно установленные посредством линейного подшипника качения, закрепленного на колонне. В сквозных отверстиях верхней траверсы установлены вертикальные патроны головной частью с зазором, патроны в вертикальном положении зафиксированы посредством резьбового соединения. С нижней приводной траверсой скреплены манжеты из эластичного материала, охватывающие патроны. Манжеты имеет сужающееся к низу сечение, образуя в верхней части зазор с поверхностью патрона. Средство для сбора масла выполнено в виде приводного подводимого конвейера. Верхняя траверса снабжена средством жесткой опоры в виде вертикальной балки, ориентированной в плане на верхнюю грань конвейера. Приводы устройства выполнены в виде гидроцилиндров.

В описанном маслосборном устройстве высота патронов задается техническими требованиями и определяется уровнем очищаемой водной среды в емкости, расчетной производительностью и т.п. Расстояние между патронами составляет, например, 0,5-1 см. Поверхность патрона является осадительной для масла, поэтому чем меньше диаметр патронов, тем больше суммарная поверхность совокупности патронов и тем больше производительность очистки. Поверхность патронов может иметь гидрофобное покрытие. Но в то же время гидрофобные свойства обеспечивает масляная пленка, которая образуется при прохождении патронами поверхностного слоя масла. Устройство обеспечивает высокую производительность очистки воды и водных сред от свободного масла и качественное разделение масла и водной среды. Но вместе с тем устройство имеет ограниченные возможности процесса очистки промышленных сточных вод и других водных сред.

Известен магнитный сепаратор по патенту РФ 2187378, конструктивно сходный с описанным выше устройством для удаления масла. Он включает емкость, установочную раму или колонну, нижнюю приводную и верхнюю, вторую траверсы, укрепленные на колонне с возможностью линейного вертикального возвратно-поступательного перемещения. В сквозных отверстиях верхней траверсы установлены с радиальным зазором головной частью вертикальные цилиндрические магнитные патроны в виде набора цилиндрических магнитов в форме дисков, разделенных прокладками из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу. Патроны установлены на траверсе, по крайней мере, в два ряда в горизонтальной плоскости. С нижней траверсой скреплены шламосъемные элементы в виде манжет из эластичного материала, охватывающих нижней кромкой каждый магнитный патрон. Средство для удаления шлама содержит подводимый приводной конвейер для транспортирования шлама, при этом верхняя траверса снабжена вертикальной жесткой балкой, ориентированной в плане на верхнюю грань подводимого конвейера, что обеспечивает периодическую остановку траверсы в верхнем положении. В качестве приводных механизмов используются гидроцилиндры гидропривода.

Магнитный сепаратор качественно, с большими степенью и тонкостью очистки осуществляет извлечение из технологической отработанной жидкости магнитных частиц, а вместе с этими частицами из жидкости выводятся также коллоидные частицы и инородные масла и прочие мелкодисперсные частицы, находящиеся в ее среде. Выделяемый сепаратором магнитный шлам содержит значительный объем водомасляных отходов.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки при одновременном увеличении производительности процесса сепарации путем расширения функциональных возможностей сепаратора.

Поставленная техническая задача решена заявляемым изобретением. Предлагается сепаратор, включающий емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения обрабатываемой технологической жидкости, колонну, скрепленную с емкостью, нижнюю приводную и верхнюю траверсы, консольно укрепленные на колонне с возможностью линейного вертикального возвратно-поступательного перемещения, в сквозных отверстиях верхней траверсы вертикально установлены головной частью с зазором цилиндрические магнитные патроны, по крайней мере, в два ряда в горизонтальной плоскости, патроны выполнены в виде набора дисковых магнитов, разделенных прокладками из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу, а с нижней траверсой скреплены манжеты, охватывающие нижней кромкой каждый магнитный патрон с образованием в верхней части зазора с поверхностью патрона, средство для удаления шлама в виде подводимого приводного конвейера, при этом верхняя траверса снабжена средством периодической жесткой фиксации относительно подводимого конвейера, отличающийся тем, что сепаратор снабжен средством для сбора и удаления масла в виде дополнительно установленного второго приводного подводимого конвейера, а также дополнительно снабжен датчиком промежуточного положения манжет относительно патронов при вертикальном перемещении.

Вертикальное смещение патронов и верхней траверсы относительно друг друга существенно ограничено. Вертикальное положение патронов на траверсе зафиксировано посредством резьбового соединения.

Верхняя и нижняя траверсы сепаратора установлены на раме посредством верхней и нижней кареток общего для них линейного подшипника качения.

Средство фиксации верхней траверсы относительно подводимого конвейера выполнено в виде вертикальной жесткой балки, скрепленной с верхней траверсой и ориентированной в плане на верхнюю грань конвейера.

Манжеты, укрепленные на нижней траверсе, выполнены из эластичного материала.

Приводы сепаратора выполнены в виде гидроцилиндров гидропривода.

Заявляемое изобретение поясняется фигурами, где на фигуре 1 дан общий вид сепаратора и его основных узлов, а на фигуре 2 показан магнитный патрон и его закрепление на траверсе.

С емкостью 1, имеющую подводящий и отводящий патрубки 2 и 3, скреплена колонна 4, на которой установлен линейный подшипник качения с вертикальной колонкой 5 и с двумя каретками 6 и 7. Каретка 6 скреплена с верхней траверсой 8, на которой вертикально укреплены в два ряда магнитные патроны 9. Ряды расположены поперек потока очищаемой жидкости. Ряды патронов 9 сдвинуты между собой так, что ближайшие три патрона равноудалены друг от друга. Это повышает эффективность магнитной обработки жидкости. Высота патронов задается техническими требованиями и определяется уровнем очищаемой жидкости в емкости 1, расчетной производительностью и т.п. Диаметр патронов составляет 30÷35 мм из практических соображений: они должны быть достаточно жесткими и прочными, технологичными с позиций сборки и замены, создавать достаточное магнитное поле для улавливания частиц, должны быть равномерно распределены в емкости на расстоянии, достаточном для максимальной шламоемкости патронов.

Нижняя траверса 10 снабжена приводом 11, а ее перемещение обеспечивается с помощью каретки 7. Перемещение нижней каретки 7 вместе с приводной траверсой определяет параллельные одновременные перемещения свободно скользящей ведомой верхней каретки 6 и связанной с ней верхней траверсы 8 с магнитными патронами 9. С траверсой 10 скреплены пары металлических шайб 12, между которыми расположены манжеты 13 из эластичного материала, например из резины.

Траверсы установлены так, что все патроны 9 проходят через манжеты 13. Эластичный материал манжет обеспечивает минимальный износ патрона и не ухудшает скольжение по патрону при его допустимых радиальных смещениях. Нижней кромкой манжеты охватывают патроны по скользящей посадке, а в верхней части отверстие манжет расширяется, образуя зазор 14. Манжеты, имеющие предлагаемую форму, имеют конструктивную прочность, износостойкость, что повышает долговечность всей конструкции в целом.

Чтобы избежать заклинивания при взаимных перемещениях патронов и манжет, патроны установлены в сквозных отверстиях 15 траверсы 8 с радиальным зазором, а в вертикальном направлении зафиксированы могут быть, например, так, как показано на фигуре 2: головная часть патрона 9 укреплена с помощью шайбы 16, гайки 17 и контргайки 18.

Магнитные патроны 9 выполнены в виде постоянных магнитов 19 в форме дисков, разделенных прокладками из магнитомягкого материала и помещенных в тонкостенную немагнитную гильзу 20, например, из латуни толщиной 0,5÷1 мм. Такая гильза практически не уменьшает и не искажает магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами, предохраняет хрупкие магниты от разрушения, предотвращает шунтирование шламовыми частицами магнитного поля в местах стыков и создает условие хорошего скольжения манжет 13.

Сепаратор дополнительно снабжен датчиком 21 промежуточного положения манжет относительно патронов при вертикальном перемещении (кроме концевого выключателя работы гидроцилиндра 11; концевой выключатель на фигурах не показан, а его наличие общеизвестно и очевидно в механизмах с циклической программой работы).

В сепараторе предусмотрены два отдельных подводимых приводных конвейера: конвейер 22 для удаления шлама и конвейер 23 для сбора и удаления масла. Конвейеры подводятся под патроны периодически и последовательно в режиме удержания траверсы 8 в верхнем положении и очистки патронов. Средство периодической жесткой фиксации верхней траверсы относительно подводимых конвейеров выполнено в виде жестко скрепленной с траверсой вертикальной балки 24, имеющей длину, примерно равную длине патронов, а в плане ориентированной на верхнюю грань подводимых под магнитные патроны конвейеров, имеющих привод 25.

В качестве приводных механизмов в заявляемом устройстве используются гидроцилиндры, связанные с гидростанцией.

Работа магнитного сепаратора осуществляется следующим образом.

В режиме сепарации обе траверсы 8 и 10 находятся в крайнем нижнем положении, при котором магнитные патроны 9 погружены в очищаемую технологическую жидкость поперек потока жидкости в емкости. Происходит активное осаждение магнитного шлама на патронах. С увеличением слоя шлама эффективность улавливания частиц снижается ввиду снижения напряженности магнитного поля к периферии шламового слоя. Достаточность цикла сепарации определяется либо оператором опытным путем, либо иными средствами (по времени, по массе шлама и пр.).

В режиме очистки патронов гидроцилиндр 11 осуществляет подъем в крайнее верхнее положение нижней траверсы 10 и вместе с ней свободно перемещаемой верхней траверсы 8, скрепленных с каретками 6 и 7 линейного подшипника 5. Патроны полностью извлекаются из очищаемой жидкости. Гидроцилиндр 25 подводит под патроны конвейер 23. Технологический зазор между конвейером и нижней кромкой патронов составляет 10-30 мм для свободного хода конвейера.

После подвода конвейера 23 гидроцилиндр 11 перемещает нижнюю траверсу 10 вниз. Верхняя траверса 8 опускается, примерно, на величину зазора свободного хода лотка 10-30 мм, и остается в верхнем положении ввиду опоры балки 24 на верхнюю грань конвейера 23. Нижняя траверса с манжетами продолжает перемещение до промежуточного положения, определяемого датчиком 21. В ходе этого цикла шлам, а также и прочие осаждаемые на патронах частицы и масло счищаются вниз. При этом магнитные частицы сжимаются, группируются и все удерживаются в нижней части патронов, а масло и находящиеся в нем твердые и коллоидные частицы стекают вниз в конвейер 23.

Затем гидроцилиндр 11 перемещает вверх нижнюю траверсу 10, в конце хода - верхнюю траверсу 8 на величину технологического зазора. Из-под патронов отводится конвейер 23 и подводится конвейер 22. В ходе второго цикла очистки нижняя траверса опускается в крайнее нижнее положение, и манжеты полностью счищают магнитный шлам в конвейер 22. При этом верхнее положение траверсы 8 обеспечивается опорой балки 24 на грань конвейера 22. Из конвейеров магнитный шлам и масло может отводиться на дополнительный конвейер 26 включением электропривода скребков 27.

Далее обе траверсы поднимаются в верхнее положение, и цикл работы сепаратора повторяется.

По сравнению с работой магнитного сепаратора увеличилась эффективность работы заявляемого сепаратора: сепаратор позволил путем изменения циклического режима работы последовательно осуществлять очистку технологической жидкости от разнофазных веществ и раздельное удаление инородного масла и связанных с ним частиц и магнитного шлама одним механизмом; степень очистки шлама от масла составляет 65-70%. Тем самым, возросла производительность процесса сепарации.

Изобретение относится к области очистки технологических жидкостей (смазочно-охлаждающих жидкостей, моющих растворов) от твердых магнитных частиц, коллоидных частиц и примесей, а также от инородного масла. Сепаратор включает емкость для размещения обрабатываемой технологической жидкости, колонну, скрепленную с емкостью, нижнюю приводную и верхнюю траверсы, консольно укрепленные на колонне с возможностью линейного вертикального возвратно-поступательного перемещения. В сквозных отверстиях верхней траверсы вертикально установлены цилиндрические магнитные патроны, а с нижней траверсой скреплены манжеты, охватывающие нижней кромкой каждый магнитный патрон. Средство для удаления шлама и средство для сбора и удаления масла выполнены в виде раздельных подводимых приводных конвейеров. Сепаратор снабжен датчиком промежуточного положения манжет относительно патронов при вертикальном перемещении. Приводы сепаратора выполнены в виде гидроцилиндров гидропривода. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки при увеличении производительности. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сепаратор, включающий емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения обрабатываемой технологической жидкости, колонну, скрепленную с емкостью, нижнюю приводную и верхнюю траверсы, консольно укрепленные на колонне с возможностью линейного вертикального возвратно-поступательного перемещения, в сквозных отверстиях верхней траверсы вертикально установлены головной частью с зазором цилиндрические магнитные патроны, по крайней мере, в два ряда в горизонтальной плоскости, патроны выполнены в виде набора дисковых магнитов, разделенных прокладками из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу, а с нижней траверсой скреплены манжеты, охватывающие нижней кромкой каждый магнитный патрон с образованием в верхней части зазора с поверхностью патрона, средство для удаления шлама в виде подводимого приводного конвейера, при этом верхняя траверса снабжена средством периодической жесткой фиксации относительно подводимого конвейера, отличающийся тем, что сепаратор снабжен средством для сбора и удаления масла в виде дополнительно установленного второго приводного подводимого конвейера, а также дополнительно снабжен датчиком промежуточного положения манжет относительно патронов при вертикальном перемещении.2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что вертикальное положение патронов на траверсе зафиксировано посредством резьбового соединения.3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя траверсы сепаратора установлены на раме посредством верхней и нижней кареток общего для них линейного подшипника качения.4. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что средство фиксации верхней траверсы относительно подводимого конвейера выполнено в виде вертикальной жесткой балки, скрепленной с верхней траверсой и ориентированной в плане на верхнюю грань конвейера.5. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что манжеты, укрепленные на нижней траверсе, выполнены из эластичного материала.6. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что приводы сепаратора выполнены в виде гидроцилиндров гидропривода.