CN103357233B - 三相油雾流体采集分离方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相油雾流体收集分离方法及装置。本装置包括一个与吸雾器相连接的独立中压气源、一个油气分离箱、分离箱上有两个空气排放消声器，分离箱内充填适量空气净化滤料及配置高效油雾气流滤清器；本方法是以中压中速气流为动力源，以空气动力学的附壁效应及放大原理、降温效应为机理的油雾采集及旋流分离技术的环保节能装置。对有害高温油雾三相流体进行采集、分离处理，再以洁净空气放入大气，同时将回收的油雾中的油基润滑冷却液重新利用。本发明无运动部件故可靠性高，并无维修及一般无采集器清洗问题。
Description
技术领域
本发明涉及到一种三相油雾流体采集分离方法及装置，以高速压力气流为动力源，以空气动力学原理，实现无电纯机械的环保节能绿色。对有害高温油雾三相流体进行采集、处理，再以洁净空气放入大气，同时将回收的油雾中的油基润滑冷却液重新利用。
背景技术
金属在高速、强力加工工况条件下产生大于油基润滑冷却液沸点的温度，油液开始雾化、气化，同时油液中的添加剂、加工产生的金属粉末开始结焦飘浮，形成大量有害高温三相油雾气体弥散在工厂大气中。这些油雾废气中含有丙稀醛、多氯联苯等有毒害的物质和异味，油雾废气漂浮在大气中不仅重度污染了生产环境，也极大地危害了操作者的健康。另一方面，加工设备在加工过程中，因润滑或冷却需要将耗费大量的油性液体。目前，对油雾废气的处理普遍采用单体离心式风机将油雾废气抽出到生产环境之外，这种方法虽然有效避免了油雾废气对生产环境的污染也保证了操作者的健康，但是给生态环境造成了污染，给更多的人们带来了健康危害，没有从根本上解决油雾废气的污染问题。为解决上述问题，也有采用集群式大系统进行处理，但这种方法工程投入大、能耗大，系统的维修、清洗等成本高，使用范围有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是：提供一种针对目前高速强力金属约束加工工况条件下产生由于冷却润滑油气雾化的三相油雾流体采集分离方法及装置，以达到环保、可靠、安全、节能的目的。
为达到上述目的，本发明构思如下：
本发明所采用的技术方案是三相油雾流体分离装置（见附图1），主要由油气分离箱（3）、油雾采集器（1）、空气排放消声器（4）、油雾气体滤清器（7）及亲油性介质、单向阀（8）、手控截止阀（9）、管路（2）、强力磁性元件（11）等组成。整个装置是以中速中压气流为原动力源的，因此独立配备涡流气泵（10）。
涡流气泵（10）的压力空气出口与吸雾器（1）的压力空气入口相连，吸雾器（1）的出口通过管路（2）与油气分离箱（3）的入口相连.进入吸雾器高压气流从隙缝（δ）中高速喷出（见附图2）。根据空气动力学原理即产生空气附壁效应及放大效应,此时吸雾器（1）芯部形成低于大气压的近似真空区,这就将机床工况条件下产生的三相油雾流体通过密封管路（2）连续地卷吸入到油气分离箱内部。同时行进中的气流会在箱体环境内产生降温效应，会促使油雾中油珠冷凝成油滴。
三相油雾进入分二路相向并沿切线路径进入油气分离箱（3）内的筒形内箱体（6）之后，沿壁运动形成旋转气流，在此气流的作用下，实现自上而下，之后又通过内箱体回流管（5）口自下而上流动，再通过回流管上端二支管自上而下流动,最后经过回流管二出口的高效油雾气体滤清器（7）进入油气分离箱（3）,气流随着缠绕的不锈钢丝球（12）间隙自下而上流动经过箱体顶端的消声器之后气流即以洁净空气状态排到箱体之外。最终完成气、液、固三相分离。
二路沿内箱体切并向相向运动的三相油雾气体形成的旋转气流，此旋转气流在贴有强力磁性元件（11）的内箱体（6）内离心作用下三相油雾中的相当部分油珠（包括粘附在油珠上油品添加剂结焦体及粉尘飘浮物）及金属尘会粘附在内箱体（6）筒壁上。粘附在内箱体（6）筒壁油珠聚结成油滴经重力作用就沿着筒壁流入箱底部,同时行进中三相油雾气体隨着相时长路往流动气力衰竭油珠及固相飘浮物出现沉降。
内箱体（6）筒底部设有单向阀隨时可将回油收集，金属尘定期清理.同时外箱体内安放特殊滤材不锈钢丝球（12）增加空气净化路径。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种三相油雾流体采集分离方法及装置，其特征在于操作步骤如下：
空气通过一个涡流气泵压出,通过管路进入吸雾器,有一个或若干个强力吸雾器分布安装在机内各油雾发生处；压力气流通过吸雾器内隙缝喷出,根据科恩达原理附壁效应，吸雾器芯部形成低于大气压近似真空区,此时吸雾器将周边数倍于本身的带有油雾气体吸入及通过管路分二路切向导入油气分离箱内的内箱体；切向导入油雾气体内箱体的三相油雾气体沿箱壁形成旋转气流, 旋转气流同时向下移动,此时旋转气流在旋流过程中由于离心作用相当一部份油珠及金属粉尘就会粘滞在箱壁上,内箱体壁上置有八个强力磁性元件. 粘滞在箱壁上的油珠聚结成油滴,同时行进中的气流有降温效应会把油雾气体中的油珠冷凝成油滴.油滴在重力作用下沿壁流到箱底聚集待回用；向下移动三相油雾旋转气流在内箱体底部回流管进口进入,进入回流管油雾旋转气流,由管路引导喷射向油气分离箱底部,经过油雾气体滤清器精细过滤 ,这时旋转气流中剩余油滴及金属尘被吸附,最终实现油、气、尘分离；分离处理后的洁净空气流通过油气分离箱顶部消声器进入大气；外箱体与内箱体之间布满空气滤料不锈钢丝球,以增加三相油雾旋转气流路径及加速油滴冷凝；箱体下端置手控截止阀收集回油。
一种三相油雾流体采集分离方法及装置，应用于上述方法，包括涡流气泵、吸雾器和油气分离箱，其特征在于：所述涡流气泵的出口经管理接通至吸雾器的压力气源入口，所述吸雾器出口通过管路分两路接通至油气分离箱的两个进气口。
上述吸雾器的结构是：所述吸雾器的内腔为先收缩后扩散的拉伐尔管，其喉部有压力空气喷口连接一个环形室，该环形室接通压力空气源，即接通高压涡流气泵出口。
上述油气分离箱的结构是：一个外箱体内套装一个内箱体，所述两个进气口从外箱体接入内箱体且与内箱相切，使气流切向流入；内箱体下部有锥形体，而其下端装有一个单向阀；内箱体中央装有一个回流管，回流管的进口位于内箱体的下腔内，回流管从内箱体顶部引出而从内箱体与外箱体之间的环形腔连接至外箱体内腔底部的油雾气体滤清器的进口，油雾气体滤清器的出口朝向外箱体内底方向，外箱体顶部有出气口，出气口上装有消声器；内箱体壁上有八个强力磁性元件，外箱体与内箱体之间布满空气滤料不锈钢丝球。
上述外箱体下端置有收集回油的手控截止阀。
本发明的有益效果是：
本装置是采用压力空气为原动力源,无运动部件的机械结构，同时采集器作业远离动力源。性能安全可靠，无维修问题及清洗周期长且成本极低，适用易爆、易燃工作场合。
本装置中的吸雾器应用空气动力特性以少量二次能诱导激发自然能，很大程度上提高了工作效用。
本装置以中压中速气流为动力源，在作业过程中避免了在冷凝中油滴再次雾化。
本装置配有高效油雾气体滤清器（7）并应用特殊空气滤材不锈钢丝球（12），价格低廉、回用率高、清洁方便。由于净化路径长，因此更加适用于大流量油雾气体的处理。
附图说明
图1是本发明三相油雾流体采集分离方法及装置的结构示意图。
图2是图1中吸雾器的结果示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
参见图1，本三相油雾流体采集分离方法及装置，其特征在于操作步骤如下：
1) 空气通过一个涡流气泵（10）压出,通过管路进入吸雾器（1）,有一个或若干个强力吸雾器（1）分布安装在机内各油雾发生处；
2) 压力气流通过吸雾器（1）内隙缝喷出,根据科恩达原理附壁效应，吸雾器（1）芯部形成低于大气压近似真空区,此时吸雾器（1）将周边数倍于本身的带有油雾气体吸入及通过管路（2）分二路切向导入油气分离箱（3）内的内箱体（6）；
3) 切向导入油雾气体内箱体（6）的三相油雾气体沿箱壁形成旋转气流, 旋转气流同时向下移动,此时旋转气流在旋流过程中由于离心作用相当一部份油珠及金属粉尘就会粘滞在箱壁上,内箱体（6）壁上置有八个强力磁性元件（11）. 粘滞在箱壁上的油珠聚结成油滴,同时行进中的气流有降温效应会把油雾气体中的油珠冷凝成油滴.油滴在重力作用下沿壁流到箱底聚集待回用；
4) 向下移动三相油雾旋转气流在内箱体（6）底部回流管（5）进口进入,进入回流管（5）油雾旋转气流,由管路引导喷射向油气分离箱（3）底部,经过油雾气体滤清器（7）精细过滤 ,这时旋转气流中剩余油滴及金属尘被吸附,最终实现油、气、尘分离；
5) 分离处理后的洁净空气流通过油气分离箱（3）顶部消声器（4）进入大气；
6) 外箱体与内箱体（6）之间布满空气滤料不锈钢丝球（12）,以增加三相油雾旋转气流路径及加速油滴冷凝；
7) 箱体下端置手控截止阀（9）收集回油；
实施例二：
参见图1和图2，本三相油雾流体采集分离方法及装置，应用于上述方法，包括涡流气泵（10）、吸雾器(1)和油气分离箱（3），其特征在于：所述涡流气泵（10）的出口经管理接通至吸雾器（1）的压力气源入口，所述吸雾器（1）出口通过管路（2）分两路接通至油气分离箱（3）的两个进气口。
实施例三：
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下：
上述涡流气泵（10）的出口经管理接通至吸雾器（1）的压力气源入口，所述吸雾器（1）出口通过管路（2）分两路接通至油气分离箱（3）的两个进气口。
上述吸雾器（1）的结构是：所述吸雾器（1）的内腔为先收缩后扩散的拉伐尔管，其喉部有压力空气喷口连接一个环形室，该环形室接通压力空气源，即接通涡流气泵（10）出口。
Claims (5)
1.一种三相油雾流体采集分离方法，其特征在于，操作步骤如下：
1)空气通过一个涡流气泵（10）压出，通过管路进入吸雾器（1），有一个或多个强力吸雾器（1）分布安装在机内各油雾发生处；
2)压力气流通过吸雾器（1）内隙缝喷出，根据科恩达原理附壁效应，吸雾器（1）芯部形成低于大气压近似真空区，此时吸雾器（1）将周边数倍于本身的带有油雾气体吸入及通过管路（2）分二路切向导入油气分离箱（3）内的内箱体（6）；
3)切向导入油雾气体内箱体（6）的三相油雾气体沿箱壁形成旋转气流，旋转气流同时向下移动，此时旋转气流在旋流过程中由于离心作用相当一部份油珠及金属粉尘就会粘滞在箱壁上，内箱体（6）壁上置有八个强力磁性元件（11），粘滞在箱壁上的油珠聚结成油滴，同时行进中的气流有降温效应会把油雾气体中的油珠冷凝成油滴，油滴在重力作用下沿壁流到箱底聚集待回用；
4)向下移动三相油雾旋转气流在内箱体（6）底部回流管（5）进口进入，进入回流管（5）油雾旋转气流，由管路引导喷射向油气分离箱（3）底部，经过油雾气体滤清器（7）精细过滤，这时旋转气流中剩余油滴及金属尘被吸附，最终实现油、气、尘分离；
5)分离处理后的洁净空气流通过油气分离箱（3）顶部消声器（4）进入大气；
6)外箱体与内箱体（6）之间布满空气滤料不锈钢丝球（12），以增加三相油雾旋转气流路径及加速油滴冷凝；
7)箱体下端置手控截止阀（9）收集回油。
2.根据权利要求1所述三相油雾流体采集分离方法，其特征在于：外箱体下端置有收集回油的手控截止阀（9）。
3.一种三相油雾流体采集分离装置，应用于根据权利要求1所述的三相油雾流体采集分离方法，包括涡流气泵（10）、吸雾器（1）和油气分离箱（3），其特征在于：所述涡流气泵（10）的出口经管理接通至吸雾器（1）的压力气源入口，所述吸雾器（1）出口通过管路（2）分两路接通至油气分离箱（3）的两个进气口。
4.根据权利要求3所述的三相油雾流体采集分离装置，其特征在于，所述吸雾器（1）的结构是：所述吸雾器（1）的内腔为先收缩后扩散的拉伐尔管，其喉部有压力空气喷口连接一个环形室，该环形室接通压力空气源，即接通高压涡流气泵（10）出口。
5.根据权利要求3所述的三相油雾流体采集分离装置，其特征在于：所述油气分离箱（3）的结构是：一个外箱体内套装一个内箱体（6），所述两个进气口从外箱体接入内箱体（6）且与内箱相切，使气流切向流入；内箱体（6）下部有锥形体，而其下端装有一个单向阀（8）；内箱体（6）中央装有一个回流管（5），回流管（5）的进口位于内箱体（6）的下腔内，回流管（5）从内箱体（6）顶部引出而从内箱体（6）与外箱体之间的环形腔连接至外箱体内腔底部的油雾气体滤清器（7）的进口，油雾气体滤清器（7）的出口朝向外箱体内底方向，外箱体顶部有出气口，出气口上装有消声器（4）；内箱体（6）壁上有八个强力磁性元件（11），外箱体与内箱体（6）之间布满空气滤料不锈钢丝球（12）。
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