CN106082521A - 一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置及处理方法，属于磁性废液回收处理领域。本发明包括外桶体和加压过滤装置，加压过滤装置的底部设有过滤网，过滤网的上方设有吸附管，吸附管内设置线圈，线圈的一端连接控制器，控制线圈产生的磁场强度；吸附管的上方设置电极板；所述加压过滤装置的底壁上设有若干个滤孔，其侧壁上设有上通气管和下通气管。本发明将电离和高压过滤破断处理结合起来对废弃磁流变液进行处理，完全将磁流变液的主分散颗粒和载液断绝关系，将两者结合起来，利用完全不同的处理原理，来完成对磁流变液的处理，提高了废旧磁流变液的处理效率，最佳分离效果可达99.9％。
Description
技术领域
本发明属于磁性废液回收处理领域，更具体地说，涉及一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置及处理方法。
背景技术
磁流变抛光，是利用磁流变抛光液在磁场中的流变性对工件进行局部修形和抛光的技术。磁流变液由载液(如水，硅油等)、离散的可极化的微米级磁敏微粒、表面活性剂、抛光颗粒和具有其他功能的添加剂组成。磁流变液由抛光盘循环带入工件与抛光盘之间形成的微小间距的抛光区中，在该区域里，磁流变液在高梯度磁场的作用下，发生流变效应而变硬、黏度增大，其中的磁性颗粒沿着磁场强度的方向排列成链，形成具有一定形状的凸起缎带，而其中的抛光粉颗粒不具有磁性，因此会被挤压而浮向磁场强度弱的上方，这样上面浮着一层抛光颗粒的凸起缎带就构成了一个“柔性抛光模”，当该柔性抛光模在运动盘的带动下流经工件与运动盘形成的小间隙时，会对工件表面产生很大的剪切力，对工件表面材料实现去除。在整个加工过程中，磁流变液由循环系统控制，存储在铝制综合容器罐中，由输出泵送到输出管路，再由喷嘴喷到抛光盘上，离开加工区域后的磁流变液由回收泵通过回收管路，回收到综合容器罐中。
当长时间使用磁流变液后，其磁性物质的耗损以及载液和添加剂的变性，导致其力学性能、磁学性能、响应时间等指标急速下降，此时最常见的办法为更换磁流变液，将原有性能变差磁流变液进行回收处理。因磁流变液中含有大量的铁磁物质、多种化合物质组成的载液，成分复杂，如果处理不当，容易对环境造成危害。但截至目前，对磁流变液进行回收处理的装置或方法非常少，仅有几篇相关的专利文献，存在研究的空白。如，中国专利申请号为201410508382.9，申请公布日为2015年1月21日的专利申请文件公开了一种大流量磁流变液回收装置，包括：设置在磁流变液刚刚脱离抛光区的附近位置、与抛光轮保持柔性线接触的回收头，其去用来接收由抛光轮底部甩出的磁流变液；与所述回收头相连的真空发生装置，其用来提供回收磁流变液的动力。但该专利中公开的装置主要是用于收集离开抛光加工区域后的磁流变液，并未涉及到磁流变液失效后的回收处理。
关于失效磁流变液的回收处理，研究报道的很少，经检索，中国专利申请号为：201511025405.1，申请公布日为2016年3月23日的专利申请文件公开了一种磁流变液回收装置及其控制方法与部件制造方法，该发明通过静电过滤板的过滤、吸附作用完成对混合液的初步处理，再利用上吸附管、下吸附管与肋管吸附进一步来完成对混合液的处理，并增设加热器、搅拌器和循环系统，达到磁性物质和溶剂彻底分离的目的。但是该发明的回收装置在处理的过程中存在如下不足之处：(1)因其吸附管和肋管数量有限，不能保证溶液与其充分接触，造成处理效果低下；(2)同时因吸附管和肋管的形状复杂，不利于加工，也不利于收集吸附在表面的磁性物质；(3)溶液在装置中的流通速率较低，且流向可控性差，降低了处理效率。又如，中国专利申请号为：201511025384.3，申请公布日为2016年4月6日的专利申请文件公开了一种磁流变液多级处理装置及其控制方法与部件制造方法，包括前置活塞缸、中置活塞缸、后置活塞缸、前置活塞、中置活塞、后置活塞、前置过滤箱、中置过滤箱、后置过滤箱、前置过滤网、中置过滤网、后置过滤网，所述的前置活塞缸通过螺栓与前置活塞相连，所述的前置活塞与前置过滤箱的内腔相配合，所述的前置过滤箱竖直放置，其轴线为竖直方向，该发明专利公开的装置不仅存在上述专利中存在的缺陷，同时因其采用多级处理的方式，造成了装置体积过大，操作不便，成本高的问题。
针对目前失效磁流变液回收处理领域内存在的研究空白问题，急需研制相应的设备和处理方法，对废弃的磁流变液进行处理，不仅能够降低对环境的污染，而且可以对其中的相关物质进行回收利用，节约能源。
发明内容
1.要解决的问题
针对目前磁流变废液缺乏相关的高效回收处理装置，而导致其丢弃后对环境造成污染，并造成能源浪费的问题，本发明提供一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置及处理方法。将电离和高压过滤破断处理结合起来对废弃磁流变液进行处理，完全将磁流变液的主分散颗粒和载液断绝关系，将两者结合起来，利用完全不同的处理原理，来完成对磁流变液的处理，提高了废旧磁流变液的处理效率，最佳分离效果可达99.9％。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，包括外桶体，其还包括加压过滤装置，所述的加压过滤装置设置在外桶体内，加压过滤装置的底部设有过滤网，过滤网的上方设有吸附管，吸附管内设置线圈，线圈的一端连接控制器，控制线圈产生的磁场强度；吸附管的上方设置电极板；所述加压过滤装置的底壁上设有若干个滤孔，其侧壁上设有上通气管和下通气管，所述的上通气管位于加压过滤装置的上部，同时穿过外桶体的侧壁，通过所述的上通气管向加压过滤装置内通入气体施加压力；所述的下通气管在加压过滤装置侧壁上的位置位于过滤网和吸附管之间，下通气管也穿过外桶体的侧壁；所述的外桶体的侧壁上设有回收截止阀。
进一步地，所述的电极板的制作材料为铝，电极板的表面积为80-100cm2。
进一步地，电极板的正负极板间距为10-18mm。
进一步地，所述的加压过滤装置的底部与外桶体的底部之间通过支座连接。
进一步地，所述的滤孔的直径为4～7mm。
进一步地，所述的过滤网的目数为1000～1200，过滤网上附有烧结材料层。
进一步地，所述的烧结材料由活性氧化铝、石墨、硬脂酸、酚醛树脂、沥青、黏土以质量比为1:2:1:2.5:2:9的比例混合均匀，加热至熔融后冷却得到。
一种磁流变液回收处理方法，采用上述的基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置进行处理，其步骤为：
步骤一、电离处理
先将待处理的磁流变液加入加压过滤装置中，然后向电极板通入频率为70～90Hz，电压为220V的交流电，通电20～25min；再加入浓度为6～10mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为4～5，继续通电10-15min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为6-8g/L，继续通电35～40min，完成电离处理；
步骤二、高压过滤破断处理
a.对吸附管中的线圈通电，利用控制器控制其产生稳定的磁场B1，保持35～40min；
b.关闭下通气管，利用上通气管向加压过滤装置通入惰性气体，使得加压过滤装置内的气压为2～3MPa，并保持35～40min；
c.重复步骤a和步骤b 6～7次，再利用下通气管向加压过滤装置中通入气体，同时打开上通气管，使其处于排气状态，时间为6～8min，完毕后关闭下通气管；
d.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B2，并保持其磁场强度不变，保持25～30min，其中B2＝B1+B0 -1；
e.利用上通气管向加压过滤装置通入惰性气体，使得加压过滤装置内的气压为4～6MPa，并保持25～30min；
f.重复步骤d和步骤e 4～5次，再利用下通气管向加压过滤装置中通入气体，同时打开上通气管，使其处于排气状态，时间为6～8min，完毕后关闭下通气管；
g.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B3，并保持其磁场强度不变，保持10～15min，其中B3＝B2+B0 -1；
h.利用上通气管向加压过滤装置通入惰性气体，使得加压过滤装置内的气压为7～8MPa，并保持10～15min；
i.重复步骤g和步骤h 4～5次，再利用下通气管向加压过滤装置中通入气体，同时打开上通气管，使其处于排气状态，时间为6～8min，完毕后关闭下通气管；
j.打开回收截止阀，收集溶液，从吸附管上回收磁性物质；
步骤三、中间溶液的回收处理
将步骤j中收集的溶液加入加压过滤装置中，重复步骤一；
步骤四、高压离心分离处理
①吸附管中的线圈不通电，将吸附管和电极板接通电源的负极，正极接溶液中，控制电压为100～120V；
②关闭下通气管，利用上通气管向加压过滤装置中通入惰性气体，对其中的磁流变液进行加压，并保持25～30min；
③再利用下通气管向加压过滤装置中通气，同时打开上通气管，使其处于排气状态，时间为2～3min，完毕后关闭下通气管；
④重复步骤b和步骤c 4～5次；
⑤打开回收截止阀，收集溶液，从吸附管和电极板上回收吸附物质。
进一步地，步骤一中进行电离时，打开上通气管，通过下通气管向加压过滤装置中通入惰性气体，通入量为600-800mL/s。
进一步地，步骤a中的其中，B0为磁流变液中磁性物质的磁饱和度，单位为T；λ为常系数，取值为7，C为磁流变液中磁性物质的浓度数值，单位为mg/mL。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明首先在电场的作用下，电极金属被氧化，产生氢氧化物胶体，利用胶体吸附作用、凝聚作用和电解过程中的氧化还原反应对载液和添加剂进行初步去除，然后加入氯化钠后继续进行电离，产生强氧化剂氯气、次氯酸盐和金属胶体，利用强氧化剂的氧化作用再次对载液和添加剂进行去除，以及利用金属胶体的吸附作用进一步达到去除载液和添加剂的作用，与此同时磁流变液中的部分铁被电离形成Fe(OH)2，不仅将部分主分散物质(铁)与载液分开，而且电离形成的Fe(OH)2还起到了对载液和添加剂的吸附作用；
(2)本发明在电离处理后，利用吸附管通电后产生磁场，磁性物质在磁场的作用下在吸附管聚拢，而后利用氮气加压的形式，强行挤压混合溶液，且载液的颗粒直径小于磁性物质的颗粒直径，因此使得载液向过滤网渗透，进而使得磁性物质和载液因所受力的方向不同而产生拉拽作用，从而使得部分磁性物质和载液粘结作用断绝，造成分离，分离的载液因其颗粒较磁性物质小而从过滤网中脱离出去，而磁性物质留在吸附管上，从而实现磁性物质与载液的分离，由于部分磁性物质与载液的粘结作用较为紧密，不容易将其分离，因此分步骤地加大了磁场强度和气体压力，将磁性物质分步骤地与载液分离开来；首先利用小磁场低气压，再利用大磁场高气压，并重复使用，不仅能够避免一次分离物质太多而使得过滤不畅的发生，而且通过分步作用，针对磁性物质与载液之间粘结作用强弱的分布处理，能因地制宜，提高了效率，节省了处理成本；
(3)本发明中对磁流变液进行回收处理时，通电线圈产生的磁场强度的控制非常重要，要综合考虑磁流变液中磁性物质的磁饱和度和磁流变液中磁性物质的浓度等因素，选择合适的磁场强度，本发明中，前期磁场强度按照来进行控制，能充分发挥磁分离和高压过滤分离的优势，使整体的分离效果提高15％左右；
(4)本发明中基于电离作用和物理破断作用的磁流变液回收处理装置，通过电离和加压过滤、电磁吸附配合作用，使得磁流变液中的主分散磁性物质与载液分离得到回收，相比于现有的处理装置，其结构得到大大简化，缩小设备体积，该装置在对磁流变液处理过程中，通过通气管道使得磁性物质与载液之间不干扰，磁性物质能均匀地吸附在吸附管表面，不易堵塞过滤网，可用很短时间回收大量磁性物质，减少设备重复处理步骤，处理效率高；
(5)本发明的过滤网上附着有烧结材料，烧结材料由活性氧化铝、石墨、硬脂酸、酚醛树脂、沥青、黏土以质量比为1:2:1:2.5:2:9的比例混合均匀，加热至熔融后冷却得到，本发明中的烧结材料组分是针对磁流变液的载液性质专门研究得到的，不仅能显著提高过滤网的整体结构强度，即使过滤网卷成圆柱状也不易脱落，而且载液不易粘结在过滤网上堵塞网孔，过滤网的抗腐蚀能力也得到显著的提高，使得过滤网的整体使用寿命延长了25％左右；
(6)本发明将电离和高压过滤破断处理结合起来对废弃磁流变液进行处理，因单独的电离或高压过滤破断作用因各自的特性，不可能完全将磁流变液的主分散颗粒和载液断绝关系，而将两者结合起来，利用完全不同的处理原理，来完成对磁流变液的处理，提高了废旧磁流变液的处理效率，最佳分离效果可达99.9％；
(7)本发明在电离过程中，始终打开下通气管，利用下通气管向溶液中通入氮气，并打开上通气管，来完成排气，配合电离作用，以使得溶液能能够不停地流动，避免溶液流动不畅而造成部分溶液未与金属板接触，以提高电离效率，增强电离效果。
附图说明
图1为本发明中的基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置的结构示意图。
图中：1、外桶体；2、底座；3、支座；4、加压过滤装置；401、滤孔；5、密封盖；6、过滤网；7、吸附管；8、上通气管；9、下通气管；10、回收截止阀；11、电极板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图1所示，一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，包括外桶体1和加压过滤装置4，外桶体1的底部两端均设有底座2；加压过滤装置4设置在外桶体1内，加压过滤装置4的具体结构为中空的容器，上端开口，开口处设有可拆卸的密封盖5，密封盖5上设有密封橡胶圈，保证密封盖5与加压过滤装置4之间的密封性，加压过滤装置4的底部设有过滤网6，过滤网6的上方设有吸附管7，吸附管7内设置线圈，线圈通电后会在吸附管7的四周产生磁场，线圈的一端连接控制器，控制线圈产生的磁场强度；吸附管7的上方设置电极板11，电极板11的铝板，表面积为80cm2，正负极板间距为10mm；加压过滤装置4的底壁上设有若干个滤孔401，孔的直径为7mm左右，用于液体的流出；加压过滤装置4的两侧壁上均设有上通气管8和下通气管9，上通气管8位于加压过滤装置4的上部，同时穿过外桶体1的侧壁，将加压过滤装置4和外界加压装置连通，通过上通气管8向加压过滤装置4内通入气体对其中的磁流变液施加压力；下通气管9在加压过滤装置4侧壁上的位置位于过滤网6和吸附管7之间，下通气管9也穿过外桶体1的侧壁，将加压过滤装置4和外界加压装置连通。外桶体1的侧壁上设有回收截止阀10，控制外桶体1内的液体流出。加压过滤装置4的底部与外桶体1的底部之间通过支座3连接。过滤网6的目数为1000左右，过滤网6上附有烧结材料层，烧结材料由活性氧化铝、石墨、硬脂酸、酚醛树脂、沥青、黏土以质量比为1:2:1:2.5:2:9的比例混合均匀，加热至熔融后冷却得到，该烧结材料层的组分是专门针对磁流变液的载液性质专门研究得到的，能显著提高过滤网的整体结构强度，即使过滤网卷成圆柱状也不易脱落，而且载液不易粘结在过滤网上堵塞网孔，清洗也方便，过滤网的抗腐蚀能力与现有的过滤网相比有显著的提高，使得过滤网的整体使用寿命延长了23％左右。
本实施例中处理的磁流变液是以油酸为表面活性剂主要成分的磁流变液，分散颗粒为羟基铁粉，磁饱和度为2.3T，磁流变液中磁性物质的浓度为30g/mL左右，载液为矿物油，本实施例中待处理的该磁流变液废液是在其使用超过其剪切疲劳寿命后的溶液，此时其零剪切粘度和可调倍数的变化量在检验过程中均超过±10％；采用上所述的基于高压过滤分离作用的磁流变液回收处理装置进行处理，其步骤为：
步骤一、电离处理
先将待处理的磁流变液加入加压过滤装置中，然后向电极板通入频率为70Hz，电压为220V的交流电，通电25min；再加入浓度为6mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为4～5，继续通电10min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为6g/L，继续通电40min，完成电离处理；在整个电离过程中，打开上通气管8，通过下通气管9向加压过滤装置中4通入惰性气体，通入量为800mL/s。
步骤二、高压过滤破断处理
a.对吸附管中的线圈通电，利用控制器控制其产生稳定的磁场B1，保持35min；其中，其中，B0为磁流变液中磁性物质的磁饱和度，单位为T；λ为常系数，取值为7，C为磁流变液中磁性物质的浓度数值，单位为mg/mL，本实施例中，
b.关闭下通气管9，利用上通气管8向加压过滤装置4通入惰性气体，使得加压过滤装置4内的气压为3MPa，并保持35min；
c.重复步骤a和步骤b 7次，再利用下通气管9向加压过滤装置4中通入气体，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为8min，完毕后关闭下通气管9；
d.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B2，并保持其磁场强度不变，保持25min，其中B2＝B1+B0 -1＝2.74+2.3-1＝3.17T；
e.利用上通气管8向加压过滤装置4通入惰性气体，使得加压过滤装置4内的气压为6MPa，并保持25min；
f.重复步骤d和步骤e 5次，再利用下通气管9向加压过滤装置4中通入气体，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为8min，完毕后关闭下通气管9；
g.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B3，并保持其磁场强度不变，保持15min，其中B3＝B2+B0 -1＝3.17+2.3-1＝3.61T；
h.利用上通气管8向加压过滤装置4通入惰性气体，对其中的磁流变液进行加压，使得加压过滤装置4内的气压为8MPa，并保持15min；
i.重复步骤g和步骤h 4次，再利用下通气管9向加压过滤装置4中通入气体，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为8min，完毕后关闭下通气管；
j.打开回收截止阀10，收集溶液，从吸附管7上回收磁性物质。
步骤三、中间溶液的回收处理
将步骤j中收集的溶液加入加压过滤装置中，重复步骤一；
步骤四、高压离心分离处理
①吸附管7中的线圈不通电，将吸附管7和电极板11接通电源的负极，正极接溶液中，控制电压为120V；
②关闭下通气管9，利用上通气管8向加压过滤装置4中通入惰性气体(如氮气等)，对其中的磁流变液进行加压，压力为2MPa，并保持30min；
③再利用下通气管9向加压过滤装置4中通气，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为3min，完毕后关闭下通气管9；
④重复步骤b和步骤c 5次；
⑤打开回收截止阀10，收集溶液，从吸附管7和电极板11上回收吸附物质。
本实施中可以使磁流变液中的主分散颗粒与载液得到充分分离，分离程度可达99.2％。
实施例2
如图1所示，一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，包括外桶体1和加压过滤装置4，外桶体1的底部两端均设有底座2；加压过滤装置4设置在外桶体1内，加压过滤装置4的具体结构为中空的容器，上端开口，开口处设有可拆卸的密封盖5，密封盖5上设有密封橡胶圈，保证密封盖5与加压过滤装置4之间的密封性，加压过滤装置4的底部设有过滤网6，过滤网6的上方设有吸附管7，吸附管7内设置线圈，线圈通电后会在吸附管7的四周产生磁场，线圈的一端连接控制器，控制线圈产生的磁场强度；吸附管7的上方设置电极板11，电极板11的铝板，表面积为100cm2，正负极板间距为18mm；加压过滤装置4的底壁上设有若干个滤孔401，孔的直径为4mm左右，用于液体的流出；加压过滤装置4的两侧壁上均设有上通气管8和下通气管9，上通气管8位于加压过滤装置4的上部，同时穿过外桶体1的侧壁，将加压过滤装置4和外界加压装置连通，通过上通气管8向加压过滤装置4内通入气体对其中的磁流变液施加压力；下通气管9在加压过滤装置4侧壁上的位置位于过滤网6和吸附管7之间，下通气管9也穿过外桶体1的侧壁，将加压过滤装置4和外界加压装置连通。外桶体1的侧壁上设有回收截止阀10，控制外桶体1内的液体流出。加压过滤装置4的底部与外桶体1的底部之间通过支座3连接。过滤网6的目数为1000左右，过滤网6上附有烧结材料层，烧结材料由活性氧化铝、石墨、硬脂酸、酚醛树脂、沥青、黏土以质量比为1:2:1:2.5:2:9的比例混合均匀，加热至熔融后冷却得到，该烧结材料层的组分是专门针对磁流变液的载液性质专门研究得到的，能显著提高过滤网的整体结构强度，即使过滤网卷成圆柱状也不易脱落，而且载液不易粘结在过滤网上堵塞网孔，清洗也方便，过滤网的抗腐蚀能力与现有的过滤网相比有显著的提高，使得过滤网的整体使用寿命延长了23％左右。
本实施例中处理的磁流变液是以油酸为表面活性剂主要成分的磁流变液，分散颗粒为羟基铁粉，磁饱和度为2.1T，磁流变液中磁性物质的浓度为20g/mL左右，载液为矿物油，本实施例中待处理的该磁流变液废液是在其使用超过其剪切疲劳寿命后的溶液，此时其零剪切粘度和可调倍数的变化量在检验过程中均超过±10％；采用上所述的基于高压过滤分离作用的磁流变液回收处理装置进行处理，其步骤为：
步骤一、电离处理
先将待处理的磁流变液加入加压过滤装置中，然后向电极板通入频率为90Hz，电压为220V的交流电，通电20min；再加入浓度为10mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为4～5，继续通电15min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为8g/L，继续通电35min，完成电离处理；在整个电离过程中，打开上通气管8，通过下通气管9向加压过滤装置4中通入惰性气体，通入量为600mL/s。
步骤二、高压过滤破断处理
a.对吸附管中的线圈通电，利用控制器控制其产生稳定的磁场B1，保持40min；其中，其中，B0为磁流变液中磁性物质的磁饱和度，单位为T；λ为常系数，取值为7，C为磁流变液中磁性物质的浓度数值，单位为mg/mL，本实施例中，
b.关闭下通气管9，利用上通气管8向加压过滤装置4通入惰性气体，使得加压过滤装置4内的气压为2MPa，并保持40min；
c.重复步骤a和步骤b 6次，再利用下通气管9向加压过滤装置4中通入气体，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为6min，完毕后关闭下通气管9；
d.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B2，并保持其磁场强度不变，保持30min，其中B2＝B1+B0 -1＝2.48+2.1-1＝2.96T；
e.利用上通气管8向加压过滤装置4通入惰性气体，使得加压过滤装置4内的气压为4MPa，并保持30min；
f.重复步骤d和步骤e 4次，再利用下通气管9向加压过滤装置4中通入气体，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为6min，完毕后关闭下通气管9；
g.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B3，并保持其磁场强度不变，保持10min，其中B3＝B2+B0 -1＝2.96+2.1-1＝3.43T；
h.利用上通气管8向加压过滤装置4通入惰性气体，对其中的磁流变液进行加压，使得加压过滤装置4内的气压为7MPa，并保持10min；
i.重复步骤g和步骤h 5次，再利用下通气管9向加压过滤装置4中通入气体，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为6min，完毕后关闭下通气管9；
j.打开回收截止阀10，收集溶液，从吸附管7上回收磁性物质。
步骤三、中间溶液的回收处理
将步骤j中收集的溶液加入加压过滤装置4中，重复步骤一；
步骤四、高压离心分离处理
①吸附管7中的线圈不通电，将吸附管7和电极板11接通电源的负极，正极接溶液中，控制电压为100V；
②关闭下通气管9，利用上通气管8向加压过滤装置4中通入惰性气体，对其中的磁流变液进行加压，压力为4MPa，并保持25min；
③再利用下通气管9向加压过滤装置4中通气，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为2min，完毕后关闭下通气管9；
④重复步骤b和步骤c 4次；
⑤打开回收截止阀10，收集溶液，从吸附管7和电极板11上回收吸附物质。
本实施中可以使磁流变液中的主分散颗粒与载液得到充分分离，分离程度可达98.8％。
实施例3
如图1所示，基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，其结构同实施例1。滤孔401的直径为6mm左右，电极板11的表面积为90cm2，正负极板间距为15mm。采用该装置回收处理磁流变液的方法为：
本实施例中处理的磁流变液是以油酸为表面活性剂主要成分的磁流变液，分散颗粒为羟基铁粉，磁饱和度为2.2T，磁流变液中磁性物质的浓度为40g/mL左右，载液为矿物油，本实施例中待处理的该磁流变液废液是在其使用超过其剪切疲劳寿命后的溶液，此时其零剪切粘度和可调倍数的变化量在检验过程中均超过±10％；采用上所述的基于高压过滤分离作用的磁流变液回收处理装置进行处理，其步骤为：
步骤一、电离处理
先将待处理的磁流变液加入加压过滤装置中，然后向电极板通入频率为80Hz，电压为220V的交流电，通电23min；再加入浓度为8mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为4～5，继续通电12min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为7g/L，继续通电36min，完成电离处理；在整个电离过程中，打开上通气管8，通过下通气管9向加压过滤装置中4通入惰性气体，通入量为700mL/s。
步骤二、高压过滤破断处理
a.对吸附管中的线圈通电，利用控制器控制其产生稳定的磁场B1，保持40min；其中，其中，B0为磁流变液中磁性物质的磁饱和度，单位为T；λ为常系数，取值为7，C为磁流变液中磁性物质的浓度数值，单位为mg/mL，本实施例中，
b.关闭下通气管9，利用上通气管8向加压过滤装置4通入惰性气体，使得加压过滤装置4内的气压为2MPa，并保持38min；
c.重复步骤a和步骤b 7次，再利用下通气管9向加压过滤装置4中通入气体，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为7min，完毕后关闭下通气管9；
d.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B2，并保持其磁场强度不变，保持27min，其中B2＝B1+B0 -1＝2.68+2.2-1＝3.13T；
e.利用上通气管8向加压过滤装置4通入惰性气体，使得加压过滤装置4内的气压为5MPa，并保持26min；
f.重复步骤d和步骤e 4次，再利用下通气管9向加压过滤装置4中通入气体，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为7min，完毕后关闭下通气管9；
g.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B3，并保持其磁场强度不变，保持15min，其中B3＝B2+B0 -1＝3.13+2.2-1＝3.58T；
h.利用上通气管8向加压过滤装置4通入惰性气体，对其中的磁流变液进行加压，使得加压过滤装置4内的气压为8MPa，并保持15min；
i.重复步骤g和步骤h 4次，再利用下通气管9向加压过滤装置4中通入气体，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为8min，完毕后关闭下通气管；
j.打开回收截止阀10，收集溶液，从吸附管7上回收磁性物质。
步骤三、中间溶液的回收处理
将步骤j中收集的溶液加入加压过滤装置中，重复步骤一；
步骤四、高压离心分离处理
①吸附管7中的线圈不通电，将吸附管7和电极板11接通电源的负极，正极接溶液中，控制电压为110V；
②关闭下通气管9，利用上通气管8向加压过滤装置4中通入惰性气体，对其中的磁流变液进行加压，压力为3MPa，并保持27min；
③再利用下通气管9向加压过滤装置4中通气，同时打开上通气管8，使其处于排气状态，时间为2min，完毕后关闭下通气管9；
④重复步骤b和步骤c 4次；
⑤打开回收截止阀10，收集溶液，从吸附管7和电极板11上回收吸附物质。
本实施中可以使磁流变液中的主分散颗粒与载液得到充分分离，分离程度可达99.5％。
Claims (10)
1.一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，包括外桶体(1)，其特征在于：还包括加压过滤装置(4)，所述的加压过滤装置(4)设置在外桶体(1)内，加压过滤装置(4)的底部设有过滤网(6)，过滤网(6)的上方设有吸附管(7)，吸附管(7)内设置线圈，线圈的一端连接控制器，控制线圈产生的磁场强度；吸附管(7)的上方设置电极板(11)；所述加压过滤装置(4)的底壁上设有若干个滤孔(401)，其侧壁上设有上通气管(8)和下通气管(9)，所述的上通气管(8)位于加压过滤装置(4)的上部，同时穿过外桶体(1)的侧壁，通过所述的上通气管(8)向加压过滤装置(4)内通入气体施加压力；所述的下通气管(9)在加压过滤装置(4)侧壁上的位置位于过滤网(6)和吸附管(7)之间，下通气管(9)也穿过外桶体(1)的侧壁；所述的外桶体(1)的侧壁上设有回收截止阀(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，其特征在于：所述的电极板(11)的制作材料为铝，电极板(11)的表面积为80-100cm2。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，其特征在于：所述的电极板(11)的正负极板间距为10-18mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，其特征在于：所述的加压过滤装置(4)的底部与外桶体(1)的底部之间通过支座(3)连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，其特征在于：所述的滤孔(401)的直径为4～7mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，其特征在于：所述的过滤网(6)的目数为1000～1200，过滤网(6)上附有烧结材料层。
7.根据权利要求6所述的一种基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置，其特征在于：所述的烧结材料由活性氧化铝、石墨、硬脂酸、酚醛树脂、沥青、黏土以质量比为1:2:1:2.5:2:9的比例混合均匀，加热至熔融后冷却得到。
8.一种磁流变液回收处理方法，其特征在于：采用权利要求1中所述的基于电离和高压过滤离心分离作用的磁流变液回收处理装置进行处理，其步骤为：
步骤一、电离处理
先将待处理的磁流变液加入加压过滤装置(4)中，然后向电极板(11)通入频率为70～90Hz，电压为220V的交流电，通电20～25min；再加入浓度为6～10mol/L的盐酸溶液，将混合液的PH值调整为4～5，继续通电10-15min；接着，加入氯化钠，并调节溶液中氯化钠浓度为6-8g/L，继续通电35～40min，完成电离处理；
步骤二、高压过滤破断处理
a.对吸附管(7)中的线圈通电，利用控制器控制其产生稳定的磁场B1，保持35～40min；
b.关闭下通气管(9)，利用上通气管(8)向加压过滤装置(4)通入惰性气体，使得加压过滤装置(4)内的气压为2～3MPa，并保持35～40min；
c.重复步骤a和步骤b 6～7次，再利用下通气管(9)向加压过滤装置(4)中通入气体，同时打开上通气管(8)，使其处于排气状态，时间为6～8min，完毕后关闭下通气管(9)；
d.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B2，并保持其磁场强度不变，保持25～30min，其中B2＝B1+B0 -1；
e.利用上通气管(8)向加压过滤装置(4)通入惰性气体，使得加压过滤装置(4)内的气压为4～6MPa，并保持25～30min；
f.重复步骤d和步骤e 4～5次，再利用下通气管(9)向加压过滤装置(4)中通入气体，同时打开上通气管(8)，使其处于排气状态，时间为6～8min，完毕后关闭下通气管(9)；
g.利用控制器将线圈产生的磁场强度提高为B3，并保持其磁场强度不变，保持10～15min，其中B3＝B2+B0 -1；
h.利用上通气管(8)向加压过滤装置(4)通入惰性气体，使得加压过滤装置(4)内的气压为7～8MPa，并保持10～15min；
i.重复步骤g和步骤h4～5次，再利用下通气管(9)向加压过滤装置(4)中通入气体，同时打开上通气管(8)，使其处于排气状态，时间为6～8min，完毕后关闭下通气管；
j.打开回收截止阀(10)，收集溶液，从吸附管(7)上回收磁性物质；
步骤三、中间溶液的回收处理
将步骤j中收集的溶液加入加压过滤装置(4)中，重复步骤一；
步骤四、高压离心分离处理
①吸附管(7)中的线圈不通电，将吸附管(7)和电极板(11)接通电源的负极，正极接溶液中，控制电压为100～120V；
②关闭下通气管(9)，利用上通气管(8)向加压过滤装置(4)中通入惰性气体，对其中的磁流变液进行加压，并保持25～30min；
③再利用下通气管(9)向加压过滤装置(4)中通气，同时打开上通气管(8)，使其处于排气状态，时间为2～3min，完毕后关闭下通气管(9)；
④重复步骤b和步骤c 4～5次；
⑤打开回收截止阀(10)，收集溶液，从吸附管(7)和电极板(11)上回收吸附物质。
9.根据权利要求8所述的一种磁流变液回收处理方法，其特征在于：步骤一中进行电离时，打开上通气管(8)，通过下通气管(9)向加压过滤装置(4)中通入惰性气体，通入量为600-800mL/s。
10.根据权利要求8所述的一种磁流变液回收处理方法，其特征在于：步骤a中的其中，B0为磁流变液中磁性物质的磁饱和度，单位为T；λ为常系数，取值为7，C为磁流变液中磁性物质的浓度数值，单位为mg/mL。
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