RU2048848C1

RU2048848C1 - Apparatus for the oil regeneration

Info

Publication number: RU2048848C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Андреевич Бондаренко; Вячеслав Михайлович Попов; Валерий Федорович Запорожченко; Владимир Яковлевич Головачев; Владимир Михайлович Дорохин; Владимир Иванович Семенов
Original assignee: Виктор Андреевич Бондаренко; Вячеслав Михайлович Попов; Валерий Федорович Запорожченко; Владимир Яковлевич Головачев; Владимир Михайлович Дорохин; Владимир Иванович Семенов
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: chemical engineering. SUBSTANCE: apparatus has an air-tight housing with cooled walls whose interior cavity is divided into the evaporative chamber and condenser by a partition. The partition has slits with beadings. The slits are covered with shields having recurved edges directed towards the partition. Oil baffles are attached to their neighboring bent back edges between the neighboring shields. Guides for the steam are attached to the slit beadings. While passing along the complicated labyrinth way between the shields with recurved edges into the slits with beadings, the water vapors abruptly changes the motion direction several times resulting in the effective catching of finely divided oil drops taken out by the vapors. EFFECT: enhanced efficiency of the oil dehydration. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к эксплуатации маслосистем прокатных станов, а также гидравлических и других систем, подверженных подводнению. The invention relates to the operation of oil systems of rolling mills, as well as hydraulic and other systems prone to underwater.

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. The methods of sludge and separation currently used for oil dehydration are laborious, ineffective and lead to significant loss of oils, which is associated with the inability to remove emulsified and dissolved water, especially in connection with the transition to oils from sulphurous oils with increased emulsifiability. Recently, devices have been used for oil dehydration, operating on a vacuum principle, which allows you to remove emulsified and dissolved water.

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.A known vacuum apparatus for dehydration of circulating oils of rolling mills, including a vacuum chamber with water-cooled walls, separated by a baffle on the evaporator and condenser, communicating with each other through the upper edge of the baffle, means for supplying oil to the upper part of the evaporator and its removal from the apparatus [1]
The disadvantage of this apparatus is the low productivity of oil dehydration due to the long path of movement of water vapor from the evaporator to the condenser, which leads to a small temperature gradient between the evaporator and the condenser, a large gas-dynamic resistance to the movement of the vapor, a high rate of transfer of water vapor, and, as a result, significant splashing of oil with water removed.

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.The closest to the proposed invention in terms of technical essence and the achieved result is a vacuum oil dehydration device in which an evaporation chamber and a condenser are located inside a sealed container, separated by a partition, at both ends of which there are openings through which the evaporation chamber and condenser communicate with each other. Due to the presence of these holes, it is possible to circulate air around the partition. The circulation occurs due to the temperature difference between the hot humidified air rising from the evaporation chamber and the cold dry air leaving the condenser, which increases the efficiency of water removal [2]
The disadvantage of this device is the long path of water vapor from the evaporation chamber to the condensation surface through the upper edge of the baffle plate, which leads to a small temperature gradient between the evaporation chamber and the condenser, and a large gas-dynamic resistance to the movement of water vapor. In addition, the flow of cold air from the condenser through the lower openings in the partition leads to a decrease in temperature in the evaporation chamber. In the case of supplying water-cut oil to the evaporation chamber using nozzles, air circulation may be disturbed due to cutting off the rising steam-air stream with a spray torch, and in some cases, even the rotation of the steam-air stream can be reversed due to the mechanical action of jets of sprayed oil on it. With an increase in the degree of rarefaction in the sealed housing of the apparatus, the transporting capacity of the circulating air will decrease.

Все эти явления уменьшают эффективность обезвоживания, увеличивают необходимые энергозатраты. All these phenomena reduce the effectiveness of dehydration, increase the necessary energy consumption.

Целью изобретения является повышение эффективности обезвоживания, снижение энергозатрат. The aim of the invention is to increase the efficiency of dehydration, reducing energy consumption.

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. The goal is achieved in that in a vacuum apparatus for the regeneration of oils, including a sealed housing, the surface of which is made in the form of a cooling jacket, and nozzles, a partition separating the internal cavity of the sealed housing into an evaporation chamber and a condenser, connected to the upper and lower edges of the cooling jacket vertical slots with flanges directed towards the evaporation chamber, and the slots from the evaporation chamber along the entire length are equipped with screens with the edges bent towards the partition wall and wherein the radial clearance between the screen flanging and not more than the width of the folded edges of the screen, and the screen width greater than the width of the slots flare.

В результате поиска не выявлено технических решений с аналогичными признаками и решающих поставленную задачу. Следовательно, предложенное решение обладает существенными отличиями. As a result of the search, no technical solutions with similar features and solving the problem were identified. Therefore, the proposed solution has significant differences.

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. An example of a specific implementation of the apparatus is presented in the drawings, where in FIG. 1 shows an oil regeneration apparatus, vertical section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1 (for oil separation elements); in FIG. 4 6 possible schemes for connecting the device.

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. The vacuum apparatus (Fig. 1) includes a sealed housing 1 with cooled walls, the internal cavity of which is divided into an evaporation chamber 2 and a condenser 3 by a baffle 4, a branch pipe for supplying watered oil 5, a pipe for draining the dehydrated oil 6, a pipe for suctioning air and draining the condensate 7, pipes supply 8 and discharge 9 refrigerant. The partition is made with slots 10 with flanges 11. The slots 10 are covered by screens 12 with curved edges 13 directed towards the partition. Between adjacent screens 12, oil chambers 14 are attached to their adjacent curved edges, and steam guides 15 are attached to the flanging of the slots.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

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. Watered oil using a pump or other method from the lower level of the oil tank (not shown) enters through the pipe 5 into the evaporation chamber 2, in which it is either sprayed or distributed in the form of a thin film. Oil, passing the evaporation chamber 2, through the drain pipe of the dehydrated oil 6 using a pump or other device, is returned to the oil tank. The vacuum inside the sealed housing 1 is created by a vacuum pump or other device connected to the pipe 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. Due to the vacuum in the evaporation chamber 2, intense evaporation of water and other volatile impurities from the oil flowing down occurs. The resulting water vapor and other gaseous impurities are sent to the gaps between the oil separators 14, then, having rounded the bent edges 13 of the screens 12 and the flanging 11 of the slots 10, they pass into the condenser 3 between the steam guides 15, are cooled there, condensed as drops on the internal cooled surface of the housing 1 flow into the lower part of the capacitor 3, from where they are led out through the pipe 7. Non-condensing vapors and air released from the oil are also discharged out through the pipe 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. Due to the formed by oil separators 14, screens 12 with curved edges 13, flanges 11 of slots 10 and guides 15 for the vapor labyrinth path of vapor movement from the evaporation chamber 2 to the condenser 3, the partition 4 performs several functions: it allows the passage of vapor from the evaporation chamber 2 to the condenser 3 in the shortest way , which ensures higher productivity of the apparatus by reducing gas-dynamic resistance to water vapor. Oil collectors 14 prevent the passage of jets of oil into the condenser. When passing through a complex labyrinth path between the screens 12 with the curved edges 13 in the slot 10 with the flanges 11, the water vapor sharply changes its direction several times, as a result of which effective capture of the finely dispersed drops of oil carried out by the pairs occurs, which increases the efficiency of dehydration due to a sharp decrease in oil losses with water removed. Passing along the labyrinth path, droplets of oil are separated from the vapor-gas flow and settle on the inner surfaces of the partition 4, flanges 11, screens 12 and their curved edges 13, accumulate and flow down due to the vertical arrangement of the above elements, from where they return to the diverted stream of dehydrated oil. When the slots 10 pass through the partition 4, the pairs are guided by the steam guides 15 to the side of the condensate drain pipe 7, which accelerates the movement of the condensate film along the internal cooled surface of the housing 1, thereby reducing the thickness of the condensate film and contributing to a more efficient condensation process that reduces the pressure in sealed housing 1 of the apparatus and, accordingly, increasing the efficiency of dehydration.

Эффективность отбора воды из масла повышается с увеличением его температуры, поэтому целесообразно перед подачей в аппарат производить подогрев масла. The efficiency of water selection from the oil increases with increasing temperature, so it is advisable to heat the oil before serving.

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. To increase the efficiency of water selection from oil, plates can be installed in the evaporation chamber, or it can be filled with Raschig rings or other elements that create a thin oil film.

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. Possible wiring diagrams for the oil recovery apparatus are shown in FIG. 4 6, where 16 is an apparatus for the regeneration of oils; 17 oil pump; 18 vacuum pump; 19 hydraulic ejector; 20 adjustable throttle; 21 oil tank; 22 oil filter; 23 sealed container; 24 barometric pipe with a water lock; 8 and 9 branch pipes of supply and discharge of refrigerant; 25 pipeline oil intake from the tank; 26 pipeline drain drained oil; 27 oil heater.

Claims

1. OIL REGENERATION DEVICE, including a sealed cylindrical body with a cooling jacket, divided inside by a partition into an evaporation chamber and a condenser, a branch pipe for supplying flooded oil to the upper part of the evaporation chamber, a pipe for draining dehydrated oil in the lower part of the evaporation chamber, a pipe for draining water condensate in the bottom condenser parts, air suction pipe, refrigerant supply and drain pipes in the cooling jacket, characterized in that the partition is connected to the upper and lower edges cooling jacket and made with vertical slots with flanges directed towards the evaporation chamber, slots from the side of the evaporation chamber along the entire length have screens with the edges bent towards the partition, and the radial clearance between the flanging and the screen is no more than the width of the curved edges of the screen, and the width of the screens is greater than the width of the slots with flanges.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that it is equipped with oil separators connecting the bent edges of adjacent screens and made in the form of plates inclined towards the drain pipe of the dehydrated oil, while the oil separators are vertically arranged in increments not exceeding their height.

3. The apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that it is provided with guides for steam connecting the flanges of each slot in the partition and made in the form of plates inclined towards the condensate drain pipe, while the guides for steam are vertically arranged in increments, not exceeding their height.