CN116143346A - 一种可重复使用的油水分离装置及其分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可重复使用的油水分离装置及其分离方法，属于工业垃圾处理回收利用设备技术领域。装置包括自上而下设置的沉降池、集油腔Ⅰ、集油腔Ⅱ、分离腔、底座，沉降池底部连通下方的集油腔Ⅰ，集油腔Ⅰ内设有密度传感器，进油管的进油口与集油腔Ⅰ底部的一侧连通，出油口与集油腔Ⅱ顶部的一侧连通，进油管上设有电控阀门Ⅱ，进气管安装在集油腔Ⅱ顶部的一侧且其出口伸入集油腔Ⅱ内部，进气管上设有电控阀门Ⅰ，分离腔内设有油水分离装置。本发明可以实现不同浓度油水混合物的高效分离，有效的利用亲油疏水材料进行油水分离，并解决了油相粘附于亲油疏水材料上不能有效脱离影响重复使用的弊病，提高油水分离效率。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种可重复使用的油水分离装置及其分离方法，属于油水分离领域，尤其适用于工业用油水分离领域。
背景技术
随着工业技术的不断发展，机械加工行业对机器的润滑液、冷却液的需求不断扩大由于在工厂的实际生产中无论是润滑液还是冷却液都存在油水混合的现象，因此为了提高润滑液和冷却液的重复利用率，也为了能够减小油水混合液的排放对环境造成的污染，因此提出一种工业用油水分离用装置是必要而迫切的。
现有的油水分离装置中，沉降池可以分离一种密度的油水混合液体，不能分离多种场合不同密度的油水混合液，因此使得沉降池的使用具有了一定的局限性；在现有的膜分离技术中，由于不能够有效的脱离积聚在膜表面的油相，不能使得膜的重复使用，因此既使膜分离技术的使用不能广泛的应用同时也降低了油水分离的效率。
发明内容
为了能够使得油水分离装置能够在不同密度油水混合液的情况下使用，能够使亲油疏水片得到重复高效利用，增加油相与水相的重复利用率，减小油水混合物的排放对环境造成的不利影响，本申请提供一种可重复使用的油水分离装置及其分离方法。
本发明采用的技术方案是：一种可重复使用的油水分离装置，包括自上而下设置的沉降池23、集油腔Ⅰ22、集油腔Ⅱ20、分离腔16、底座11，沉降池23内设有过滤隔油装置且其底部连通下方的集油腔Ⅰ22，集油腔Ⅰ22内设有密度传感器21，进油管26的进油口与集油腔Ⅰ22底部的一侧连通，出油口与集油腔Ⅱ20顶部的一侧连通，进油管26上设有电控阀门Ⅱ25，进气管7安装在集油腔Ⅱ20顶部的一侧且其出口伸入集油腔Ⅱ20内部，进气管7上设有电控阀门Ⅰ6，分离腔16顶部间隔设有多个与集油腔Ⅱ20底部连通的雾化喷头18，底座11底部设有与分离腔16底部连通的排油口14，分离腔16内设有油水分离装置，油水分离装置与底座11下方的驱动装置连接，集油腔Ⅱ20上设有PLC28及与其连接的液位传感器27、变频器29，变频器29同时连接电控阀门Ⅰ6、电控阀门Ⅱ25、驱动装置。
具体地，所述的油水分离装置包括位于分离腔16中心的过油柱19，过油柱19外侧间隙套有固定旋转环17，固定旋转环17外侧壁上转动连接有亲油疏水片8，过油柱19壁上与亲油疏水片8对应处设有贯穿的通水孔，过油柱19下端转动连接有旋转环10，亲油疏水片8与旋转环10之间连接有拉伸装置，过油柱19底部伸出底座11下端且与驱动装置连接。
具体地，所述的拉伸装置包括支撑杆9，亲油疏水片8的底端与固定旋转环17外侧壁上设有的活动连接件活动连接，支撑杆9的上端与亲油疏水片8上端活动连接，下端与旋转环10外壁上的活动连接件活动连接。
具体地，所述的驱动装置包括锥齿轮Ⅰ15、锥齿轮Ⅱ13、步进电机12，锥齿轮Ⅰ15安装在支撑杆9底部，锥齿轮Ⅱ13安装在步进电机12的输出轴上，锥齿轮Ⅰ15与锥齿轮Ⅱ13啮合，步进电机12与变频器29连接。
具体地，沉降池23由收集池32与除油池31共同组成，所述的过滤隔油装置包括隔油装置及设置在沉降池23进口处的过滤网1，过滤网1下方设有倾斜设置的集油漏斗24，集油漏斗24的末端与沉降池23中的收集池32相连通，沉降池23的底部开有通道用于收集池32与分离池31相连通，在分离池31中设有隔油装置，除油池32的出口与集油腔Ⅰ22连通。
具体地，所述的隔油装置包括旋转片2、拉伸片3、隔油栅4、手动转柄30，手动转柄30一端伸出沉降池23外壁，另一端位于沉降池23内部且与旋转片2连接，旋转片2与拉伸片3连接，拉伸片3同时连接多个隔油栅4，手动调节手动转柄30带动由旋转片2、拉伸片3和隔油栅4组成的曲柄滑块机构来调节隔油栅4的倾斜角度。
优选地，所述的沉降池23与集油腔Ⅰ22安装在转换托架5上方，集油腔Ⅱ20安装在转换托架5下方。
优选地，所述的过滤网1、集油漏斗24均与沉降池23可拆卸连接。
优选地，所述的隔油栅4的底部可拆卸安装在沉降池23中下部的安装架上，安装架上设有钩形凸起，隔油栅4的底部挂在钩形凸起上。
一种可重复使用的油水分离装置的分离方法，包括如下步骤：
步骤一：油水混合物通过过滤网1时对油水混合物进行过滤，过滤后的油水混合物通过集油漏斗24引流入沉降池23中的收集池32中，收集池32与除油池31相连通，在除油池31中设有隔油装置，在集油腔Ⅰ22内部有用于检测油密度的密度传感器21，用于检测沉降池23内油相的密度，操作人员观察密度传感器21的数值手动调节手动转柄30来带动由旋转片2、拉伸片3和隔油栅4组成的曲柄滑块机构来调节隔油栅4的倾斜角度来加快沉降池油水分离的效率，通过沉降池23初步分离的油水混合物，通过旁边的溢流口进入集油腔Ⅰ22；
步骤二：在液位传感器27检测到所设定的最低液位高度后，通过PLC28与变频器29的控制同时控制电控阀门Ⅰ6、电控阀门Ⅱ25和步进电机12，这时集油腔Ⅰ22中的油水混合液在电控阀门Ⅱ25打开后通过输油管26进入集油腔Ⅱ20，当液位传感器27检测到最高液位时，电控阀门Ⅱ25关闭，集油腔Ⅰ22中的油水混合液停止进入集油腔Ⅱ20，同时打开电控阀门Ⅰ6使接入空压机的气体通过进气管7进入集油腔Ⅱ20对其中的油水混合液体加压，同时步进电机12通过PlC28的控制缓慢正旋转，由锥齿轮Ⅱ13与锥齿轮Ⅰ15相互啮合带动过油柱19正转，由于过油柱19与旋转环10相互螺纹啮合，当过油柱19正转时带动旋转环10向上攀升，在旋转环10向上攀升的过程中通过支撑杆9带动亲油疏水片8向上聚拢，当旋转环10攀升到过油柱19上螺纹的最顶端时，亲油疏水片8完全聚拢并形成倾斜角度用于收集雾状的油水混合物，雾化的油水混合物通过倾斜的亲油疏水片8将油吸附在亲油疏水片8上，水顺着亲油疏水片8流入过油柱19的通水孔中然后排出，当液位传感器27检测到集油腔Ⅱ20中的液位处于设定的最低位置时，电控阀门Ⅰ6关闭停止气体的进入，同时步进电机12通过PLC28设定的转速加速反转，甩掉黏附在亲油疏水片8上的油相使得亲油疏水片能够重复使用，被离心力甩飞到分离腔16上的油相顺着腔壁向下流动汇集于底座11的集油凹槽内，再通过排油孔14排出，通过PLC28设置步进电机12加速反转的时间，当反转时间结束，步进电机12开始正转同时，电控阀门Ⅱ25打开集油腔Ⅰ22中的油水混合液开始进入集油腔Ⅱ20，准备下一次的油水分离。
本发明的有益效果是：本发明装置成本低廉、占地面积小，将沉降池技术与膜分离技术有效的结合起来，可以根据油相的密度来调节合适的隔油栅的角度，使得沉降池的分离效果达到最佳，又在雾化喷头的作用下可以将连续相的油水混合液转变为雾化状态的油水混合液，既达到乳化液的破乳效果，又使得亲油疏水片能够充分的与雾化液体接触，再加上亲油疏水片的缓慢旋转可最大化的利用亲油疏水片的有效面积，利用步进电机的正反转与PLC的结合可以设定正反转的旋转时间，使得喷雾与分离能够有效衔接，电机反转带动亲油疏水片向下翻转能够改变油滴与亲油疏水片之间的夹角，再加上离心力的作用下能够快速脱离亲油疏水片的表面，加快油水分离的进程。
附图说明
图1为该油水分离装置内部结构示意图；
图2为该油水分离装置外部结构示意图；
图3为该油水分离装置旋转分离部分装配示意图；
图4为该油水分离装置沉降部分装配示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步地说明。
实施例1：如图1-2，一种可重复使用的油水分离装置，包括自上而下设置的沉降池23、集油腔Ⅰ22、集油腔Ⅱ20、分离腔16、底座11，沉降池23内设有过滤隔油装置且其出口与下方的集油腔Ⅰ22连通，集油腔Ⅰ22内设有密度传感器21，进油管26的进油口与集油腔Ⅰ22底部的一侧连通，出油口与集油腔Ⅱ20顶部的一侧连通，进油管26上设有电控阀门Ⅱ25，进气管7安装在集油腔Ⅱ20顶部的一侧且其出口伸入集油腔Ⅱ20内部，进气管7上设有电控阀门Ⅰ6，分离腔16顶部间隔设有多个与集油腔Ⅱ20底部连通的雾化喷头18，底座11底部设有与分离腔16底部连通的排油口14，分离腔16内设有油水分离装置，油水分离装置与底座11下方的驱动装置连接，集油腔Ⅱ20上设有PLC28及与其连接的液位传感器27、变频器29，变频器29同时连接电控阀门Ⅰ6、电控阀门Ⅱ25、驱动装置。
进一步地，所述的油水分离装置包括位于分离腔16中心的过油柱19，过油柱19外侧间隙套有固定旋转环17，固定旋转环17外侧壁上转动连接有亲油疏水片8，过油柱19壁上与亲油疏水片8对应处设有贯穿的通水孔，过油柱19下端转动连接有旋转环10，亲油疏水片8与旋转环10之间连接有拉伸装置，过油柱19底部伸出底座11下端且与驱动装置连接。
进一步地，所述的拉伸装置包括支撑杆9，亲油疏水片8的底端与固定旋转环17外侧壁上设有的活动连接件活动连接，支撑杆9的上端与亲油疏水片8上端活动连接，下端与旋转环10外壁上的活动连接件活动连接。
进一步地，所述的驱动装置包括锥齿轮Ⅰ15、锥齿轮Ⅱ13、步进电机12，锥齿轮Ⅰ15安装在支撑杆9底部，锥齿轮Ⅱ13安装在步进电机12的输出轴上，锥齿轮Ⅰ15与锥齿轮Ⅱ13啮合，步进电机12与变频器29连接。
进一步地，所述沉降池23由收集池32除油池31共同组成。
进一步地，所述的过滤隔油装置包括隔油装置及设置在沉降池23进口处的过滤网1，过滤网1下方设有倾斜设置的集油漏斗24，集油漏斗24的末端设有收集池32，收集池32通过沉降池23下部所开通道与分离池31相连，在除油池31中设有隔油装置，除油池32的出口与集油腔Ⅰ22相连通。
进一步地，所述的隔油装置包括旋转片2、拉伸片3、隔油栅4、手动转柄30，手动转柄30一端伸出沉降池23外壁，另一端位于沉降池23内部且与旋转片2连接，旋转片2与拉伸片3连接，拉伸片3同时连接多个隔油栅4，手动调节手动转柄30带动由旋转片2、拉伸片3和隔油栅4组成的曲柄滑块机构来调节隔油栅4的倾斜角度。
进一步地，所述的沉降池23与集油腔Ⅰ22安装在转换托架5上方，集油腔Ⅰ22安装在转换托架5下方。
一种可重复使用的油水分离装置的分离方法，包括如下步骤：
步骤一：油水混合物通过过滤网1时对油水混合物进行过滤，过滤后的油水混合物通过集油漏斗24引流入沉降池23中的收集池32中，在沉降池23的底部开有通道用于收集池32与除油池31相连，在除油池31中有隔油装置，在集油腔Ⅰ22内部有用于检测油密度的密度传感器21，用于检测沉降池23内油相的密度，操作人员观察密度传感器21的数值手动调节手动转柄30来带动由旋转片2、拉伸片3和隔油栅4组成的曲柄滑块机构来调节隔油栅4的倾斜角度来加快沉降池油水分离的效率，通过沉降池23初步分离的油水混合物，通过旁边的溢流口进入集油腔Ⅰ22；
步骤二：在液位传感器27检测到所设定的最低液位高度后，通过PLC28与变频器29的控制同时控制电控阀门Ⅰ6、电控阀门Ⅱ25和步进电机12，集油腔Ⅰ22中的油水混合液在电控阀门Ⅱ25打开后通过输油管26进入集油腔Ⅱ20，当液位传感器27检测到最高液位时，电控阀门Ⅱ25关闭，集油腔Ⅰ22中的油水混合液停止进入集油腔Ⅱ20，同时打开电控阀门Ⅰ6使接入空压机的气体通过进气管7进入集油腔Ⅱ20对其中的油水混合液体加压，同时步进电机12通过PlC28的控制缓慢正旋转，由锥齿轮Ⅱ13与锥齿轮Ⅰ15相互啮合带动过油柱19正转，由于过油柱19与旋转环10相互螺纹啮合，当过油柱19正转时带动旋转环10向上攀升，在旋转环10向上攀升的过程中通过支撑杆9带动亲油疏水片8向上聚拢，当旋转环10攀升到过油柱19上螺纹的最顶端时，亲油疏水片8完全聚拢并形成倾斜角度用于收集雾状的油水混合物，雾化的油水混合物通过倾斜的亲油疏水片8将油吸附在亲油疏水片8上，水顺着亲油疏水片8流入过油柱19的通水孔中然后排出，当液位传感器27检测集油腔Ⅱ20中的液位处于设定的最低位置时，电控阀门Ⅰ6关闭停止气体的进入，同时步进电机12通过PLC28设定的转速加速反转，甩掉黏附在亲油疏水片8上的油相使得亲油疏水片能够重复使用，被离心力甩飞到分离腔16上的油相顺着腔壁向下流动汇集于底座11的集油凹槽内，再通过排油孔14排出，通过PLC28设置步进电机12加速反转的时间，当反转时间结束，步进电机12开始正转同时，电控阀门Ⅱ25打开集油腔Ⅰ22中的油水混合液开始进入集油腔Ⅱ20，准备下一次的油水分离。
进一步地，所述的过滤网1、集油漏斗24均与沉降池23可拆卸连接，将过滤网1与集油漏斗24设计为可自由拆卸的目的是：当隔油栅4上黏附过多的杂质与硬质油后便于从装置的上口取出便于清洗。
进一步地，如图4所示，所述的隔油栅4的底部可拆卸安装在沉降池23中下部的安装架上，安装架上设有钩形凸起，隔油栅4的底部挂在钩形凸起上，方便了隔油栅4的旋转又方便于隔油栅4的自由取出。
本发明装置利用到了隔油池原理，现有的油水分离装置存在分离效率低，本发明的创新在于可以根据密度传感器21检测到油液的密度来调节隔油栅4的角度使其能够极大的增加沉降池的油水分离效率。本发明装置还利用到了亲油疏水片8也就是膜分离技术。本发明可以根据液位传感器27与PLC28的作用来改变亲油疏水片8的角度，加上步进电机12可以调节亲油疏水片8的旋转速度来加速亲油疏水片8上油相的脱离速度。达到膜片上油相的少量积聚，可以达到亲油疏水片8的重复利用的目的，从而提高了油水分离的效率。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种可重复使用的油水分离装置，其特征在于：包括自上而下设置的沉降池（23）、集油腔Ⅰ（22）、集油腔Ⅱ（20）、分离腔（16）、底座（11），沉降池（23）由收集池（32）与除油池（31）共同组成，除油池（31）内设有过滤隔油装置且其出口连通下方的集油腔Ⅰ（22），集油腔Ⅰ（22）内设有密度传感器（21），进油管（26）的进油口与集油腔Ⅰ（22）底部的一侧连通，出油口与集油腔Ⅱ（20）顶部的一侧连通，进油管（26）上设有电控阀门Ⅱ（25），进气管（7）安装在集油腔Ⅱ（20）顶部的一侧且其出口伸入集油腔Ⅱ（20）内部，进气管（7）上设有电控阀门Ⅰ（6），分离腔（16）顶部间隔设有多个与集油腔Ⅱ（20）底部连通的雾化喷头（18），底座（11）底部设有与分离腔（16）底部连通的排油口（14），分离腔（16）内设有油水分离装置，油水分离装置与底座（11）下方的驱动装置连接，集油腔Ⅱ（20）上设有PLC（28）及与其连接的液位传感器（27）、变频器（29），变频器（29）同时连接电控阀门Ⅰ（6）、电控阀门Ⅱ（25）、驱动装置。
2.根据权利要求1所述的一种可重复使用的油水分离装置，其特征在于：所述的油水分离装置包括位于分离腔（16）中心的过油柱（19），过油柱（19）外侧间隙套有固定旋转环（17），固定旋转环（17）外侧壁上转动连接有亲油疏水片（8），过油柱（19）壁上与亲油疏水片（8）对应处设有贯穿的通水孔，过油柱（19）下端转动连接有旋转环（10），亲油疏水片（8）与旋转环（10）之间连接有拉伸装置，过油柱（19）底部伸出底座（11）下端且与驱动装置连接。
3.根据权利要求2所述的一种可重复使用的油水分离装置，其特征在于：所述的拉伸装置包括支撑杆（9），亲油疏水片（8）的底端与固定旋转环（17）外侧壁上设有的活动连接件活动连接，支撑杆（9）的上端与亲油疏水片（8）上端活动连接，下端与旋转环（10）外壁上的活动连接件活动连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种可重复使用的油水分离装置，其特征在于：所述的驱动装置包括锥齿轮Ⅰ（15）、锥齿轮Ⅱ（13）、步进电机（12），锥齿轮Ⅰ（15）安装在支撑杆（9）底部，锥齿轮Ⅱ（13）安装在步进电机（12）的输出轴上，锥齿轮Ⅰ（15）与锥齿轮Ⅱ（13）啮合，步进电机（12）与变频器（29）连接。
5.根据权利要求1所述的一种可重复使用的油水分离装置，其特征在于：所述的过滤隔油装置包括隔油装置及设置在沉降池（23）进口处的过滤网（1），过滤网（1）下方设有倾斜设置的集油漏斗（24），集油漏斗（24）的末端与沉降池（23）中的收集池（32）相连通，沉降池（23）的底部开有通道用于收集池（32）与分离池（31）相连通，在分离池（31）中设有隔油装置，除油池（32）的出口与集油腔Ⅰ（22）连通。
6.根据权利要求5所述的一种可重复使用的油水分离装置，其特征在于：所述的隔油装置包括旋转片（2）、拉伸片（3）、隔油栅（4）、手动转柄（30），手动转柄（30）一端伸出沉降池（23）外壁，另一端位于沉降池（23）内部且与旋转片（2）连接，旋转片（2）与拉伸片（3）连接，拉伸片（3）同时连接多个隔油栅（4），手动调节手动转柄（30）带动由旋转片（2）、拉伸片（3）和隔油栅（4）组成的曲柄滑块机构来调节隔油栅（4）的倾斜角度。
7.根据权利要求1所述的一种可重复使用的油水分离装置，其特征在于：所述的沉降池（23）与集油腔Ⅰ（22）安装在转换托架（5）上方，集油腔Ⅰ（22）安装在转换托架（5）下方。
8.根据权利要求1所述的一种可重复使用的油水分离装置，其特征在于：所述的过滤网（1）、集油漏斗（24）均与沉降池（23）可拆卸连接。
9.根据权利要求6所述的一种可重复使用的油水分离装置，其特征在于：所述的隔油栅（4）的底部可拆卸安装在沉降池（23）中下部的安装架上，安装架上设有钩形凸起，隔油栅（4）的底部挂在钩形凸起上。
10.一种可重复使用的油水分离装置的分离方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：油水混合物通过过滤网（1）时对油水混合物进行过滤，过滤后的油水混合物通过集油漏斗（24）引流入沉降池（23）中的收集池（32）中，收集池（32）与除油池（31）相连通，在除油池（31）中设有隔油装置，在集油腔Ⅰ（22）内部有用于检测油密度的密度传感器（21），用于检测沉降池（23）内油相的密度，操作人员观察密度传感器（21）的数值手动调节手动转柄（30）来带动由旋转片（2）、拉伸片（3）和隔油栅（4）组成的曲柄滑块机构来调节隔油栅（4）的倾斜角度来加快沉降池油水分离的效率，通过沉降池（23）初步分离的油水混合物，通过旁边的溢流口进入集油腔Ⅰ（22）；
步骤二：在液位传感器（27）检测到所设定的最低液位高度后，通过PLC（28）与变频器（29）的控制同时控制电控阀门Ⅰ（6）、电控阀门Ⅱ（25）和步进电机（12），集油腔Ⅰ（22）中的油水混合液在电控阀门Ⅱ（25）打开后通过输油管（26）进入集油腔Ⅱ（20），当液位传感器（27）检测到最高液位时，电控阀门Ⅱ（25）关闭，集油腔Ⅰ（22）中的油水混合液停止进入集油腔Ⅱ（20），同时打开电控阀门Ⅰ（6）使接入空压机的气体通过进气管（7）进入集油腔Ⅱ（20）对其中的油水混合液体加压，同时步进电机（12）通过PlC（28）的控制缓慢正旋转，由锥齿轮Ⅱ（13）与锥齿轮Ⅰ（15）相互啮合带动过油柱（19）正转，由于过油柱（19）与旋转环（10）相互螺纹啮合，当过油柱（19）正转时带动旋转环（10）向上攀升，在旋转环（10）向上攀升的过程中通过支撑杆（9）带动亲油疏水片（8）向上聚拢，当旋转环（10）攀升到过油柱（19）上螺纹的最顶端时，亲油疏水片（8）完全聚拢并形成倾斜角度用于收集雾状的油水混合物，雾化的油水混合物通过倾斜的亲油疏水片（8）将油吸附在亲油疏水片（8）上，水顺着亲油疏水片（8）流入过油柱（19）的通水孔中然后排出，当液位传感器（27）检测集油腔Ⅱ（20）中的液位处于设定的最低位置时，电控阀门Ⅰ（6）关闭停止气体的进入，同时步进电机（12）通过PLC（28）设定的转速加速反转，甩掉黏附在亲油疏水片（8）上的油相使得亲油疏水片能够重复使用，被离心力甩飞到分离腔（16）上的油相顺着腔壁向下流动汇集于底座（11）的集油凹槽内，再通过排油孔（14）排出，通过PLC（28）设置步进电机（12）加速反转的时间，当反转时间结束，步进电机（12）开始正转同时，电控阀门Ⅱ（25）打开使得集油腔Ⅰ（22）中的油水混合液开始进入集油腔Ⅱ（20），准备下一次的油水分离。
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