Научная статья на тему 'Технология очистки отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей от ферромагнитных примесей'

Технология очистки отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей от ферромагнитных примесей Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
477
57
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
смазочно-охлаждающая жидкость / ферромагнитная примесь / технологическая жидкость / очистка / технология / the oil-cooling liquid / the ferromagnetic dashes / the technological liquid / the spent / the technology

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Климов Е. С., Литвиненко А. Н., Назаров С. В.

Рассмотрены технология и установка очистки отработанных технологических жидкостей от ферромагнитных примесей для систем применения смазочно-охлаждающих жидкостей в машиностроительной отрасли, которые по своим характеристикам позволяют повысить степень очистки жидкостей, эффективность и надежность эксплуатации, увеличить срок службы СОЖ в несколько раз.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Климов Е. С., Литвиненко А. Н., Назаров С. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The technology and refinement setting of spent technological liquids from ferromagnetic dashes for oilcooling application systems in mechanical industry are considered, which accoding to there characteristics allow to reise a degree of liquids refinement an efficiency and a safetw of exploitation, to increase the term of servise of oil-cooling liquids in several times.

Текст научной работы на тему «Технология очистки отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей от ферромагнитных примесей»

УДК 665.765.658.567

ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННЫХ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ ОТ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПРИМЕСЕЙ

© 2009 г. Е.С. Климов*, А.Н. Литвиненко**, С.В. Назаров**

*Ульяновский государственный технический университет *Ulyanovsk State Technical University

**Ульяновское высшее военно-техническое училище **Ulyanovsk High Military Technical School

Рассмотрены технология и установка очистки отработанных технологических жидкостей от ферромагнитных примесей для систем применения смазочно-охлаждающих жидкостей в машиностроительной отрасли, которые по своим характеристикам позволяют повысить степень очистки жидкостей, эффективность и надежность эксплуатации, увеличить срок службы СОЖ в несколько раз.

Ключевые слова: смазочно-охлаждающая жидкость; ферромагнитная примесь; технологическая жидкость; очистка; технология.

The technology and refinement setting of spent technological liquids from ferromagnetic dashes for oil-cooling application systems in mechanical industry are considered, which accoding to there characteristics allow to reise a degree of liquids refinement an efficiency and a safetw of exploitation, to increase the term of servise of oil-cooling liquids in several times.

Keywords: the oil-cooling liquid; the ferromagnetic dashes; the technological liquid; the spent; the technology.

Большинство современных технологических процессов обработки металлов в машиностроительной и металлургической индустрии невозможно без применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), способствующих существенному увеличению стойкости инструмента, повышению производительности и качества обработки. Однако при этом отработанные СОЖ и продукты их переработки остаются одним из главных источников загрязнения окружающей среды.

Коэффициент полезного использования СОЖ невелик, а затраты на применение достигают 16 % стоимости изготовления изделия, что втрое превышает затраты на инструмент.

Современное состояние машиностроительного комплекса России делает проблему ресурсосберегающего, экологизированного применения СОЖ все более актуальной [1, 2]. Необходимо создание малоотходных, предельно замкнутых технологий и оборудования для систем применения (СП) СОЖ, с минимальным потреблением исходных продуктов и максимально возможной регенерацией основных компонентов. Под системами применения понимают технологии и установки (модули и блоки) очистки от примесей и инородных масел, а также продление срока эксплуатации и восстановления качества СОЖ.

Важным звеном в восстановлении отработанной СОЖ является очистка от механических примесей, в том числе и ферромагнитных частиц. Последние являются катализаторами разложения компонентов СОЖ и в 3 - 5 раз усиливают процессы ее бактериологического поражения. Известно, что при магнитной очистке жидкостей, ферромагнитные частицы, коагулируя, захватывают с собой немагнитный шлам.

Существует достаточно много технологий очистки жидкостей от ферромагнитных частиц и установок для их осуществления. Технологии заключаются в

подаче очищаемой жидкости в емкость, пропускании ее через магнитную систему, очистке магнитных стержней и выводе очищенной жидкости из емкости. Установки для их осуществления, как правило, содержат емкость для очищаемой жидкости с подводящим и отводящим патрубками, магнитную систему и приспособление для очистки магнитных элементов [3-5]. Общим недостатком этих технологий являются низкая производительность и степень очистки СОЖ.

С целью повышения этих характеристик для очистки от примесей водных и масляных СОЖ, смазочных масел и других технических жидкостей, с кинематической вязкостью при 50 оС не более 40 мм2/с, нами разработана более приемлемая технология очистки жидкостей от ферромагнитных частиц и установка для её реализации [6]. Новая технология основана на усовершенствовании принципов действия устройства, предложенного нами ранее [7]. Принципиальная схема установки и схема размещения приспособления для очистки шламосборных цилиндрических магнитных дисков и шнеков приведены на рис. 1, 2.

Установка для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц (рис. 1) содержит емкость 1 цилиндрической формы для очищаемой жидкости с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками (выполнены в виде желоба прямоугольной формы), приспособление 4 и 5 для очистки шламосборных элементов (выполнено в виде гребенки), шнек 6, вал с лыской 7, втулки 8 с отверстиями, соответствующими по форме валу с лыской. Основание 9 емкости 1 для очищаемой жидкости выполнено цилиндрической формы. Магнитная система представляет собой полые цилиндрические магнитные диски 10 с отверстиями, соответствующими по форме валу с лыской. Снаружи дисков 10 установлен отжимной ролик 11 с пружиной 12. Позиции 2 - 6, 8 выполнены из немагнитного материала.

2 8 12 11

3 7 10

Рис. 1. Принципиальная схема установки для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц: 1 - емкость; 2 - подводящий патрубок; 3 - отводящий патрубок; 4, 5 - приспособление для очистки шламосборных элементов; 6 - шнек; 7 -вал с лыской; 8 - втулки; 9 - основание емкости; 10 - полые цилиндрические магнитные диски; 11 - отжимной ролик;

12 - пружина

1

2

3

4

5

Рис. 2. Схема размещения приспособления для очистки шламосборных цилиндрических магнитных дисков и шнеков (вид сбоку): 1 - вал с лыской; 2 - шнек; 3 - приспособление для очистки шламосборных элементов; 4 - полые цилиндрические магнитные диски; 5 - втулки

Технология очистки жидкости от ферромагнитных частиц реализуется на установке следующим образом.

Жидкость, подлежащая очистке от ферромагнитных частиц, подается в емкость 1 по подводящему патрубку 2 в рабочую зону между вращающимися магнитными дисками 10 и основанием 9 емкости 1. Под действием сильного магнитного поля ферромагнитные частицы (шлам) притягиваются к вращающимся магнитным дискам 10 и выносятся из жидкости. Далее шлам на дисках попадает под отжимной ролик 11, который усилием пружины 12 отжимает СОЖ из слоя шлама. При дальнейшем вращении цилиндрических магнитных дисков происходит их очистка от шлама посредством приспособления для их очистки 4 и 5. После удаления с магнитных дисков 10 шлама с помощью шнеков, этот шлам удаляется из

желоба в специальный контейнер (на рисунке не показан). Очищенная жидкость выводится из емкости 1 по отводящему патрубку 3, а ферромагнитный шлам отправляется на переработку.

Описанная установка для очистки СОЖ производительностью 6 м3/ч была испытана в производственных условиях на АО «Волжские моторы» (г. Ульяновск) применительно к очистке отработанной 5 % эмульсии марки «Автокат Ф - 78». Вязкость концентрата для приготовления эмульсии составляла 45 мм2/с при 50 °С. Скорость прохождения жидкости через магнитную систему составляла 4,5 - 6,0 м3/ч. Полученные данные приведены в табл. 1. При увеличении скорости до 6,5 - 7,0 м3/ч степень очистки снижается с 97 - 99 % до 94 - 95 %. Концентрация механических примесей до и после прохождения жидкости через магнитную систему определялась согласно методике, описанной в ГОСТ 6370 - 83. Степень очистки вычислялась по формуле

Е = | 1 - Со 1100 %,

где Со и Сн - концентрация механических примесей в очищенной и неочищенной СОЖ.

Таблица 1

Очистка СОЖ от механических примесей

Концентрация механических примесей до очистки Сн, г/л Концентрация механических примесей после очистки Со, г/л Степень очистки,%

1,40 0,025 98,0

1,42 0,028 98,0

1,35 0,019 99,0

1,41 0,022 97,0

1,37 0,020 99,0

1,38 0,025 98,0

Согласно ГОСТ Р 50558-93 «Промышленная чистота. Жидкости смазочно-охлаждающие», количество механических примесей в работающей СОЖ, должно составлять не более 0,04 - 0,05 г/л. При проведении испытаний данная чистота была достигнута. Необходимо отметить, что при использовании СОЖ (к примеру, масляной) с кинематической вязкостью свыше 40 мм2/с при температуре 50 °С, при скорости прохождения жидкости, превышающей производительность установки, происходит снижение степени очистки до 93 - 95 %. Тип СОЖ (масляная, водная, синтетическая), при выдерживании оптимальной скорости прохождении жидкости через установку, на степень очистки практически не влияет. Для очистки жидкостей от механических примесей возможно изготовление установок различной производительности. Характеристики установок, при достигаемой максимальной степени очистки 95 - 99 %, приведены в табл. 2.

4

5

6

1

9

Таблица 2

Технические характеристики установок

Производительность, м3/ч 6 12 30 60 120 180 240 300

Установленная мощность, кВт 0,2 0,3 0,5 0,75 1,0 1,0 1,5 1,5

Длина, м 0,51 0,51 0,55 0,60 0,65 0,75 0,75 1,00

Ширина, м 0,55 0,75 0,80 0,80 0,85 0,85 0,85 0,85

Высота, м 0,62 0,62 1,00 1,00 1,10 1,10 1,50 1,50

Рабочая площадь магнитной системы, м2 10,2 19,8 24,8 26,6 33,0 38,2 38,2 49,4

Рабочая площадь магнитной системы рассчитана с учетом используемых втулок, диаметр которых находится в пределах 60 - 120 мм в зависимости от габаритных размеров и производительности установок.

Технико-экономический эффект рассмотренной технологии очистки жидкостей от механических и ферромагнитных примесей заключается в обеспечении возможности использования их для очистки, продления срока службы СОЖ, восстановления качества смазочных масел и других специальных технических жидкостей, а также для разработки, совершенствования и модернизации СП СОЖ и блочно-модульных установок с дальнейшим внедрением их на предприятиях машиностроительной промышленности.

Литература

1. Булыжев Е.М., Худобин Л.В. Ресурсосберегающее применение смазочно-охлаждающих жидкостей при металлообработке. М., 2004. 352 с.

Поступила в редакцию

2. Литвиненко А.Н. Химмотология нефтепродуктов альтернативных топлив и технических жидкостей.Ульяновск, 2006. 508 с.

3. Литвиненко А.Н., Думболов Д.У., Галиахметов Р.Ф. Технологии и установки для очистки и продления срока службы смазочно-охлаждающих жидкостей // Химическая техника. 2007. № 8. С. 37 - 40.

4. Пат. 2263548 Россия. Способ извлечения магнитных частиц и магнитный сепаратор для его осуществления / А.Б. Лаптев. Опубл. 10.11.2005.

5. Пат. 2245901 Россия. Способ очистки отработанных минеральных масел / А.Т. Власкин, И.И. Пикалов. Опубл. 10.02.2005.

6. Пат. 74309 Россия. Установка для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / А.Н. Литвиненко, С.В. Назаров, Р.Г. Ишмуратов. Опубл. 27.06.2008.

7. Заявка № 2008107286 Россия. Способ очистки жидкости от ферромагнитных частиц и установка для его осуществления / А.Н. Литвиненко, С.В. Назаров, Р.Г. Ишмура-тов. Опубл. 26.02.2008.

12 января 2009 г.

Климов Евгений Семенович - д-р хим. наук, профессор, заведующий кафедрой химии, Ульяновский государственный технический университет. Тел. (842)277-81-32. E-mail: eugen1947@mail.ru

Литвиненко Анатолий Николаевич - д-р техн. наук, профессор, старший преподаватель, кафедра «Применение ракетного топлива и горючего», Ульяновское высшее военно-техническое училище.

Назаров Сергей Владимирович - аспирант, кафедра «Применение ракетного топлива и горючего», Ульяновское высшее военно-техническое училище.

Klimov Evgeniy Semenovich - Doctor of Chemical Seiences, professor, head of department «Chemical», Ulyanovsk State Technical University. Ph. (842)277-81-32. E-mail: eugen1947@mail.ru

Litvinenko Anatoliy Nikolaevich - Doctor of Technical Sciences, professor, senior lecturer, Ulyanovsk High Military Technical School.

Nazarov Sergey Vladimirovich - post-graduate student, Ulyanovsk High Military Technical School.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.