УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМАЗОЧНОЙ КОМПОЗИЦИИ

Настоящая полезная модель относится к химической промышленности, а именно к технологическому оборудованию, используемому для изготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и композиций (конкретно для их модификации с целью улучшения их свойств) и может найти применение в машиностроении, топливо-энергетическом комплексе, ЖКХ и иных отраслях, преимущественно там, где имеет место металлообработка.
Известна установка для получения топливной композиции (В.М.Иванов, Б.В.Канторович "Топливные эмульсии и суспензии", М., 1963, с.56-57), включающая загрузочный бункер для подачи топлива и воды, коллоидную мельницу (диспергатор), состоящую из вращающейся и стационарной секций, каждая из которых представляет собой крыльчатку и конический диск, насаженные на перемещающуюся вдоль вала втулку. Конические рабочие поверхности могут быть гладкими или рифлеными. Зазоры между рабочими поверхностями устанавливают при помощи специального приспособления, их величина составляет 0,05…4 мм. Корпус диспергатора имеет двойные стенки, между которыми циркулирует горячая вода для подогрева диспергируемой смеси; путем продавливания смеси через узкий зазор между ротором и статором (0,05…4 мм) происходит ее эмульгирование. При использовании тяжелого нефтяного топлива его подогревают до 60°С…80°С. Воду также подогревают. Получают водотопливную эмульсию или суспензию со средним размером частиц дисперсной фазы 3÷10 мкм.
Недостатком известных установок является невозможность получения эмульсий и суспензий с достаточно высокой стабильностью и длительными сроками хранения.
Известно изобретение «УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ КОМПОЗИЦИИ» (патент РФ №2230097, опубл. 10.06.2004). Это устройство для приготовления топливной композиции включает емкости для хранения исходных компонентов (топлива и воды), устройства для их подготовки, например, нагрева тяжелого нефтяного сырья или помола до требуемых размеров частиц твердого топлива, активатор другого компонента, например воды, трубчатый смеситель для предварительного смешения компонентов и подвода указанных компонентов к механическому смесителю (активному смесителю), состоящему из неподвижного диска (статора) и вращающегося диска (ротора).
В качестве топлива может быть использовано любое жидкое топливо, например мазут (ГОСТ-10585-75), моторное топливо ДТ (ГОСТ 1667-68), судовое высоковязкое топливо (ТУ 38.1011314-90 и ТУ 38.101567-87), каменноугольная смола и/или твердое топливо, например каменный уголь, бурый уголь, сланцы, различные шламы, смолы и др. В случае использования тяжелого жидкого топлива его следует подогреть до температуры 60°С…95°С. При использовании твердого топлива его следует предварительно измельчить до размера частиц менее 250 мкм.
В общем виде это устройство представляет собой механический смеситель жидкообразных компонентов, для которых есть емкости, связанные со смесителем средствами их подачи в него, при этом каждая из емкостей снабжена средством подготовки содержащегося к ней компонента, например, средство генерации теплового поля, а в другом случае - активизатора.
Данное устройство выбирается в качестве прототипа, поскольку имеет наибольшее число общих существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком такого устройства является сложность конструкции, а так же то, что оно не может быть использовано для перемешивания тонких фракций, таких как синтезированные масла или СОЖ и эпиламирующие жидкости, а также требует индивидуального изготовления под соответствующие смешиваемые компоненты.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности приготовления смазочных смесей из масел, СОЖ и эпиламирующих жидкостей, представляющих собой фторсодержащие смазочные жидкие композиции эпиламирующего действия. Кроме того, устройство должно иметь простую конструкцию и легко встраиваться в смазочно-охлаждающую систему насосного агрегата, гидравлического агрегата, металлообрабатывающего станка и другого оборудования на любом производстве.
Поставленная задача решена следующим образом. В известном устройстве для приготовления смазочной композиции, содержащем смеситель, в который подается основной компонент, и, по меньшей мере, средство подачи другого компонента, СОГЛАСНО настоящей полезной модели, в качестве смесителя использован магнитный сепаратор с возможностью очистки подаваемого в него основного компонента, а в качестве средства подачи другого компонента, представляющего собой фторсодержащую смазочную композицию, применен соответствующий дозатор, рабочее (выпускное) отверстие которого соединено с приемной емкостью сепаратора для основного компонента.
Возможен вариант в развитие заявляемой полезной модели, по которому дозатор снабжен электромеханической системой дозировки и пультом управления.
Возможен вариант в развитие заявляемой полезной модели, по которому сепаратор с дозатором включены в магистраль подачи масла, СОЖ к маслонасосу, к металлообрабатывающему станку.
Такое новое техническое решение позволяет достичь следующих технических результатов:
1) Приготовить новую композиционную смазочную жидкость на основе СОЖ или др. технических масел путем дозированного ввода в них фторсодержащей смазочной композиции - эпиламирующего состава. Это достигается за счет применения магнитного сепаратора и дозатора, что обеспечивает равномерное перемешивание тонких масляных структур с одновременной их очисткой от твердых ферромагнитных частиц и дозированной подачей эпилам.
2) Оперативно вмешаться в процесс регулирования смешивания масел, СОЖ с фторсодержащей эпиламирующей жидкостью путем изменения режима работы дозатора, подсоединенного к сепаратору.
Особенность предлагаемого технического решения и простота его исполнения обусловлены как необходимостью применения очищенных масел, СОЖ для гидравлических систем различных агрегатов, металлорежущих станков, в установках фильтрации или регенерации, так и необходимостью применения эпиламирующих составов для повышения эффективности работы оборудования.
Известные эпиламирующие составы представляют из себя растворы фторсодержащих поверхностно-активных веществ в специально подобранных растворителях. При нанесении на поверхность фторсодержащее поверхностно-активное вещество адсорбируется этой поверхностью и образует на ней тонкую (около 30÷50 Ангстрем) пленку. После закрепления на поверхности эта пленка существенно изменяет свойства поверхности, которая обретает более высокие гидрофобные свойства, улучшение химической стабильности, повышение (до 400°С) термической стойкости и ряд других положительных качеств; также пленка способствует усилению защиты контактирующих поверхностей от окисления и истирания.
Применение эпиламирующих составов со штатным маслом или СОЖ в соответствующих пропорциях способствует увеличению срока службы металлических и неметаллических изделий, в том числе режущих узлов станков для обработки металла по сравнению с использованием только штатной СОЖ, а также снижению температуры гидрожидкости при тяжелых нагрузках на оборудование. Возможность оперативного приготовления смеси эпиламирующего состава с маслом или СОЖ крайне важна, так как магнитный сепаратор работает с тонкими структурами масел и одновременно перемешивает эпиламирующий состав с СОЖ, что в известном смесителе невозможно реализовать в силу его конструктивных особенностей и направленности на обработку составов с более крупными фракциями.
Заявителем проведен патентный поиск по данной теме и он показал, что заявляемая совокупность существенных признаков не известна. Поэтому заявляемая полезная модель может считаться новой.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
Фиг.1 - Общий вид устройства для приготовления смазочной композиции;
Фиг.2 - общая схема работы устройства для приготовления смазочной композиции.
Предлагаемое устройство для приготовления смазочной композиции состоит из смесителя, в который поступает основной компонент (масло, СОЖ или ей подобные жидкости). В качестве смесителя использован магнитный сепаратор 1. В частности, могут быть применены магнитные сепараторы типов Х-43, СМ2, ОРША-50 и др. К сепаратору подключен дозатор 2, который выполнен с возможностью регулирования подачи дополнительного компонента в виде фторсодержащей смазочной композиции в рабочую камеру сепаратора 1. Выходной патрубок 3 дозатора 2 соединен с приемным баком 4 сепаратора 1 (Фиг.1, 2).
Возможен вариант, по которому дозатор снабжен электромеханической системой дозировки (на чертеже не показано).
Возможен вариант в развитие заявляемой полезной модели (фиг.2), по которому на выходе сепаратор 1 включен в магистраль 5. Магистраль 5 соединена с эксплуатируемым механизмом 6. В качестве эксплуатируемого механизма 6, например, может быть использована система подачи СОЖ металлорежущего станка. Выход эксплуатируемого механизма 6, по магистрали 5 соединен с входом коллектора СОЖ 7. А выход коллектора СОЖ 7 соединен с фильтрующим резервуаром 8, который на выходе подключен к приемному баку 4 сепаратора 1 и замыкает систему циркуляции. К приемному баку 4 подключен и выходной патрубок 3 дозатора 2.
Устройство для приготовления смазочной композиции работает следующим образом.
На вход магнитного сепаратора 1 поступает основной компонент (масло, СОЖ или ей подобные жидкости). Эпиламирующая композиция заливается в емкость дозатора 2, из которой через выходной патрубок 3, с заданной скоростью и в заданном объеме, она поступает в приемный бак 4 сепаратора 1. В сепараторе 1 основной компонент перемешивается с эпиламирующей композицией. Затем полученная смазочная композиция может быть разлита в отдельные емкости для дальнейшей реализации (на чертеже не показано),
Возможен вариант (фиг.2), по которому выход сепаратора 1 соединен с магистралью 5 системы подачи основного компонента. По магистрали 5 полученная смазочная композиция поступает на эксплуатируемый механизм 6, например, узлы трения и режущие узлы металлорежущего станка, где остается основная часть эпиламирующей композиции, после чего отработанный основной компонент по магистрали 5 поступает в коллектор основного компонента 7. Затем основной компонент поступает в фильтрующий резервуар 8, откуда по магистрали 5 он поступает в приемный бак 4 сепаратора 1. В сепараторе 1 происходит очистка основного компонента от различных мелких магнитных частиц в смеси с абразивными или другими немагнитными частицами, с одновременным перемешиванием основного компонента с эпиламирующим составом, который подают по выходному патрубку 3 дозатора 2 в приемный бак 4 сепаратора 1.
При необходимости в процессе работы сепаратора 1 имеется возможность регулирования подачи эпиламирующего состава. На выходе из сепаратора 1 получается однородная жидкая смазочная композиция, где основной компонент снова смешивают с эпиламирующей композицией, которую подают по выходному патрубку 3 дозатора 2 в приемный бак 4 сепаратора 1.
Таким образом, сущность модели заключается в том, что дозатор агрегируется в единый комплекс с сепаратором (в качестве базового сепаратора могут быть использованы сепараторы магнитные марок Х43, СМ2, Орша-50 и др.), имеющим два приемных (впускных) патрубка: первый - для приема основной используемой в гидросистеме жидкости (масло или СОЖ) в корпус сепаратора и второй - принимающий в рабочую камеру сепаратора эпилам из дозатора.
Дозатор может комплектоваться электронным насосом ускорения подачи и дозировки смазочной композиции (ускорение цикла дозировки).
Предусматривается исполнение агрегированных сепараторов для различных климатических районов, а также во взрыво- и химически защищенном исполнении.
Применение агрегированного сепаратора позволяет получить следующие преимущества:
- Дозатор позволяет добавлять эпилам в состав масел и СОЖ, работающие при температурах до 400°С;
- Дозатор обеспечивает высокую точность дозирования и надежность работы всей системы подачи масла и СОЖ;
- Дозатор прост в обслуживании и эксплуатации;
Все детали дозатора, контактирующие с дозируемым продуктом, выполнены из нержавеющей стали или ее аналогов, полимерных материалов и фторопласта, имеющих гигиенические заключения и сертификаты соответствия. Дозатор, агрегированный с сепаратором, аналогов не имеет.
Технические характеристики СЕПАРАТОРА СОЖ И ДР. ТЕХНИЧЕСКИХ МАСЕЛ, АГРЕГИРОВАННОГО С ДОЗАТОРОМ ЭПИЛАМ
Производительность сепаратора, л/час
2700
Производительность дозатора смазочной композиции (эпилама), л/час
30
Объем рабочей емкости дозатора, мл
250, 500, 1000
Пределы вязкости дозируемых жидкостей, тт
1…75
Погрешность дозы не более, %
5
Напряжение питания сепаратора, V
380/220
Потребляемая мощность сепаратора, квт
0,09-0,2
Габариты сепаратора с дозатором, мм
360×350×370 420×270×400 и др.
Масса сепаратора с дозатором, кг
22…27
В итоге, предлагается полезная модель, которая может найти применение в машиностроении, ТЭК, ЖКХ и прочих отраслях, использующих энергетическое оборудование, металлообработку с применением систем подачи масел, смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), для дозированного добавления в штатное масло или СОЖ эпиламирующих и иных составов в регулируемых пропорциях 1:10…1:200.