Тонкослойный гравитационный очиститель Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.923.045

Е. М. БУЛЫЖЁВ, М. Е. КРАСНОВА, Н. Н. НАУМОВА ТОНКОСЛОЙНЫЙ ГРАВИТАЦИОННЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ

Разработан тонкослойный гравитационный очиститель для очистки СОЖ и других технологических жидкостей, обеспечивающий высокую степень и тонкость очистки от магнитных и немагнитных примесей.

Ключевые слова: гравитационный очиститель, примеси, СОПС.

Авторами разработан тонкослойный гравитационный очиститель (ТГО) для очистки больших объёмов СОЖ, а также оборотных вод на металлообрабатывающих предприятиях и в металлургии. Очиститель предназначен для очистки СОЖ от механических примесей и нефтепродуктов на операциях шлифования, хонингова-ния, суперфиниширования. Этот очиститель отделяет магнитные и немагнитные примеси, обеспечивая тонкость очистки (150 = 5...10 мкм при плотности примесей р = 7,8 кг/дм 3 и с15о = 10...20 мкм при плотности примесей р = 4,0 кг/дм 3.

ТГО (рис. 1) содержит установленные в ёмкости с очищаемой жидкостью пакеты, скомпонованные из горизонтально ориентированных пластин 8, две приводные платформы 6 с возможностью вертикального перемещения для целей ремонта, профилактики и иного контроля состояния очистителя. Пакет пластин представляет собой в плане сектор с центральным углом 90, расстояние между пластинами 20...40 мм. Для каждой секции пакетов предусмотрены подводящие и отводящие патрубки и распределительные решетки.

Послойное разделение пластин обеспечивают осевые втулки, свободно посаженные на оси, и фланцевая часть шламосъёмников в виде поворотных ножей 12, связанных с осью шпоночным соединением. По внутреннему контуру вблизи круглых кромок на пластинах 8 выполнены упоры 11, которые расположены вне пределов хода поворотных ножей, что обеспечивает их горизонтальное положение. Поворотные ножи позволяют за один цикл движения полностью очистить поверхность пластины от осадка. Для обеспечения ламирнарности движения поступающей на очистку в очиститель технологической жидкости предусмотрены распределительные решётки 2.

Е. М. Булыжёв, М. Е. Краснова, Н. Н. Наумова, 2006

Тонкослойный гравитационный очиститель работает следующим образом. Очищаемая технологическая жидкость поступает в емкость 7 через распределительные решётки 2 со скоростью движения жидкости не более 10...20 мм/с для обеспечения надёжного процесса седиментации.

Частицы шлама оседают на горизонтальные пластины 8, и по окончанию рабочего цикла накапливается достаточно толстый слой осадка. Жидкость выпускают из ёмкости, перекрывая задвижку 9, ножи 12 поворачиваются вокруг осей 1 и 10, сбрасывая осадок с пластины 8 в придонный конвейер 3. Далее процесс очистки повторяется.

т

I

I 1-

I

I

I I

I *

I

I

ш

1

А

¿и»

8

Рис. 1. Общий вид ТГО: 1,10- вертикальные оси; 2 распределительная решётка; 3 - придонный конвейер; 4 - электропривод; 5 - стойка; 6 - приводная платформа; 7 - ёмкость; 8 - пластина; 9 - задвижка;

11 упор; 12- поворотный нож

Поворотные ножи обеспечивают полное удаление осадков с повышенной слипаемостью.

Для увеличения производительности возможно создание интегрированного технологического модуля, содержащего несколько секций таких очистителей. Пакеты горизонтальных пластин, скрепляемые с одной приводной платформой, позволяют использовать очиститель в составе комплексов, включающих другие очистители, например, кассетные патронные магнитные и адгезионные сепараторы, кассетные фильтры.

Эффективность применения ТГО исследовали на экспериментальной установке, схема которой показана на рис. 2. Установка состоит из тонкослойного гравитационного очистителя 4, крана 1, вентилей 2, 3, 5, насосов 7, 8, баков 6 и 9. Забор очищаемой ТЖ производили из магистрали с помощью крана 1 и регулировочного вентиля 2. Вентилями 3 и 5 устанавливали скорость движения ТЖ через очиститель. После установки требуемой скорости брали пробы очищенной ТЖ и определяли гранулометрический состав примесей фотоседиментационным методом для построения зависимости е(с1), а также концентрации механических примесей в загрязнённой и очищенной ТЖ весовым методом для анализа зависимости е(У). Для эксперимента использовали раствор, содержащий 2...3 % масс, кальцинированной соды и 0,2...0,3 % нитрита натрия с

Я

р = 4,0 кг/дм иу=1,0сст.

Магистраль

Рис. 2. Схема экспериментальной установки: 1 - кран; 2, 3, 5 - вентили; 4 - ТГО; 6, 9 - баки; 7, 8 - насосы

На степень очистки ТЖ сильно влияет скорость движения жидкости (рис. 3). При V < 0,005 м/с - степень очистки выше 60 %. При V > 0,005 м/с происходит плавное снижение е до значения менее 15 %. Таким образом, при малых скоростях ТЖ качество очистки достаточно высокое.

100

%

t

| 60

6

40 20

0 20 40 60 мкм 100

d -►

0 0,01 0,02 0,03 0,05

V-►

Рис. 3. Зависимость степени очистки в от размера частиц <1 (1) и скорости движения жидкости V (2)

Из рис. 3 следует, что частицы размером 50...60 мкм извлекаются в ТГО практически полностью (г ~ 100 %). Частицы в пределах 30...40 мкм извлекаются с меньшей степенью очистки е> 80 %. Для частиц с размерами меньше 10 мкм значения степени очистки невысоки -10 % и менее. Таким образом, ТГО хорошо зарекомендовал себя для очистки ТЖ от частиц размером более 10 мкм, особенно из немагнитных материалов.

Булыжёв Евгений Михайлович, доктор технических наук, генеральный конструктор ЗАО «НЛП "Волга-ЭКОПРОМ"». Руководит НИР и ОКР в области создания новой техники применения смазочно-охлаждающих технологических средств.

Краснова Марина Евгеньевна, аспирант кафедры «Технология машиностроения».

Наумова Надежда Николаевна, аспирант кафедры «Технология машиностроения».