RU169525U1

RU169525U1 - DEVICE FOR CLEANING WASTE OILS FROM WATER AND LOW-BOILING FRACTIONS

Info

Publication number: RU169525U1
Application number: RU2016129659U
Authority: RU
Inventors: Валерий Васильевич Тарасов; Виктор Викторович Колесов
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2017-03-22

Abstract

Использование: регенерация отработанных масел, в том числе и в судовых условиях. Технический результат: дальнейшее повышение качества отгонки воды и низкокипящих фракций из отбракованных или отработанных масел. Сущность: использование эффекта Ранка-Хилша за счет применения циклонного термовакуумного испарителя (21) со сферической поверхностью. Устройство содержит форсунку (5), вакуумированную камеру (1), испарительную камеру в виде сообщенных камеры объемного капельного испарения (15) и данного испарителя (21). Камера (1) содержит шиберные пластинки (12), объединенные в группы (24) и (25), регулирующие параметры изменения потока вакуума и его глубину, а форма каналов (19), (16) и (20) камеры объемного капельного испарения (15) обеспечивает оптимальное тангенциальное натекание потока на внутреннюю поверхность испарителя (21). В работе происходит капельно-пленочная дистиляции вначале в камере (15), а затем в испарителе (21). 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Usage: regeneration of waste oils, including in marine conditions. Effect: further improvement of the quality of distillation of water and low boiling fractions from rejected or waste oils. Essence: the use of the Rank-Hills effect due to the use of a cyclone thermal vacuum evaporator (21) with a spherical surface. The device comprises a nozzle (5), a vacuum chamber (1), an evaporation chamber in the form of a communicated volumetric droplet evaporation chamber (15) and this evaporator (21). The chamber (1) contains the slide plates (12), united in groups (24) and (25), which control the parameters of the change in the vacuum flow and its depth, and the shape of the channels (19), (16) and (20) of the volumetric droplet evaporation chamber ( 15) provides optimal tangential flow leakage on the inner surface of the evaporator (21). In the work, droplet-film distillation takes place first in the chamber (15) and then in the evaporator (21). 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области регенерации отработанных моторных масел и может быть использована, в первую очередь, для улучшения процесса удаления водо-топливных фракций (ВТФ) в первой ступени испарения указанных фракций в объемной капельном факеле отработанного моторного масла (ОММ), а также механических и жидких загрязнений, применяемого в судовых дизелях, которые попали в него в процессе эксплуатации и хранения, для повышения вязкости масла и повышения температуры вспышки масла - основных эксплуатационных показателей моторного масла для дальнейшего его использования после регенерации.The utility model relates to the field of regeneration of used engine oils and can be used, first of all, to improve the removal of water-fuel fractions (WTP) in the first stage of evaporation of these fractions in a volumetric droplet of used engine oil (OMM), as well as mechanical and liquid pollution used in marine diesels that got into it during operation and storage, to increase the viscosity of the oil and increase the flash point of oil - the main operational indicators of motor oil for further use after regeneration.

Как известно, существующие в настоящее время установки для сепарации текучей среды, состоящей из нефти, воды и/или газа и различных примесей, имеют различные устройства для оптимизации как основного процесса очистки ОММ от ВТФ, так и подпроцессов, которые предназначены, в частности, для, например, таких целей, а именно: оптимизации процесса создания вакуума как в самом циклонном термовакуумном испарителе (ЦТВИ), так и вакуумирования в камере объема капельного испарения ОММ, куда под давлением впрыскивается ОММ и, за счет формирования полого конусного факела ОММ, в котором, в свою очередь, за счет кавитационных условий истечения масла, из него испаряются капли воды и топливные фракции. На этот процесс кавитации и организации формы факела большое влияние оказывает степень вакуумирования камеры объемного капельного испарения, как актуальная задача, а также и попытки организации направления газового потока вакуумирования в ней. Это все влияет на дальнейшее движения факела в корпусе камеры объемного капельного испарения и формы натекания его на внутреннюю поверхность ЦТВИ с оптимальными термодинамическими параметрами для дальнейшего наиболее эффективного и полного удаления ВТФ уже на второй стадии их удаления в ЦТВИ. Также многое в процессе удаления ВТФ из ОММ зависит и от импульса поступающей текучей среды для создания необходимых условий прохождения потока в сепарационном пространстве, а именно: - предотвращение осаждения входящих в состав технологических потоков загрязнений различной природы в тех местах, где это крайне нежелательно; - подготовка технологического потока таким образом, чтобы добиться оптимальных условий процесса качественной сепарации и очистки его от нежелательных компонентов загрязнителей, которые ухудшают качественные показатели исходного продукта. Также устройства (их конструктивное исполнение) ввода играют очень большое значение для полноты удаления фракций воды, а также и топлива (водо-топливные фракции (ВТФ)), попавших в моторное масло для судовых дизелей как в процессе эксплуатации, так и в процессе хранения и транспортировки. Однако известные устройства не удаляют ВТФ достаточно эффективно в силу некоторых конструктивных особенностей и недостатков. До настоящего времени необходимые эффективные малогабаритные регенерационные установки для восстановления эксплуатационных свойств отработанных и отбракованных моторных масел (ОММ) производительностью от 0,3 до 3 кубических метров в час для использования, в частности, в условиях эксплуатации морского судна (крен, дифферент и качка) отсутствуют, что является назревшей общественной потребностью, а применяемое зачастую сжигание ОММ в котельных установках судов ухудшает экологическую обстановку в акваториях портов и мирового океана, то есть не допустимы по экологическим условиям.As you know, the currently existing installations for the separation of a fluid medium consisting of oil, water and / or gas and various impurities have various devices for optimizing both the main process of purification of OMM from WTF and subprocesses, which are intended, in particular, for , for example, of such goals, namely: optimizing the process of creating a vacuum both in the cyclone thermal vacuum evaporator (CCTV) and evacuating the volume of droplet evaporation of OMM in the chamber, where OMM is injected under pressure and, due to the formation of a hollow OMM cone torch, in which, in turn, due to cavitation conditions of oil outflow, water droplets and fuel fractions evaporate from it. The degree of evacuation of the volumetric droplet evaporation chamber, as an urgent task, as well as attempts to organize the direction of the vacuum gas flow in it, have a great influence on this process of cavitation and organization of the shape of the torch. This all affects the further movement of the torch in the body of the chamber of volumetric drop evaporation and the form of its leakage onto the inner surface of the DTV with optimal thermodynamic parameters for the further most effective and complete removal of the WTF already at the second stage of their removal in the DTV. Also, much in the process of removing WTF from OMM also depends on the momentum of the incoming fluid to create the necessary conditions for the passage of the flow in the separation space, namely: - prevention of the deposition of various types of contaminants of technological flows in places where this is extremely undesirable; - preparation of the process stream in such a way as to achieve optimal conditions for the process of high-quality separation and its purification from undesirable components of pollutants that impair the quality indicators of the initial product. Also, input devices (their design) play a very important role for the complete removal of water fractions, as well as fuel (water-fuel fractions (WTF)), trapped in engine oil for marine diesel engines both during operation and during storage and transportation. However, the known devices do not remove the WTF efficiently enough due to some design features and disadvantages. To date, the necessary effective small-sized regeneration plants for restoring the operational properties of used and rejected motor oils (OMM) with a capacity of 0.3 to 3 cubic meters per hour for use, in particular, in the conditions of operation of a sea vessel (roll, trim and pitching) are absent , which is an urgent social need, and the often used burning of OMM in boiler plants of ships worsens the environmental situation in the waters of ports and the oceans, then It is not allowed on the environmental conditions.

Известно устройство для очистки отработанных масел от воды и низкокипящих фракций (Заявка на выдачу пат. РФ 94037575, опубл. 27.07.1996), предназначенное для осуществления способа по удалению ВТФ из ОММ.A device for cleaning waste oil from water and low boiling fractions (Application for the issuance of US Pat. RF 94037575, publ. 07.27.1996), designed to implement a method for removing WTF from OMM.

По данному известному устройству, очистку осуществляют путем испарения низкокипящих фракций из подогреваемой тонкой пленки водомасляной эмульсии, которую приготавливают при соотношении компонентов 1:0,5-10, а масляную пленку турбулизируют на поверхности нагрева в вакууме. Для этого устройство, на котором осуществляется эта очистка, содержит испарительную камеру с нагревателем, снабженную трубопроводами, подводящими водомасляную эмульсию и отводящими очищенное масло и воду вместе с отделенными примесями, а также конденсатор для сбора масла. Испарительная камера связана с вакуумным насосом, а внутри камеры установлен лопастный ротор, создающий турбулизируемую масляную пленку на поверхности испарительной камеры.According to this known device, the cleaning is carried out by evaporation of low-boiling fractions from a heated thin film of water-oil emulsion, which is prepared at a ratio of components of 1: 0.5-10, and the oil film is turbulized on the heating surface in vacuum. For this, the device on which this cleaning is carried out comprises an evaporation chamber with a heater, equipped with pipelines supplying the oil-water emulsion and discharging the purified oil and water together with the separated impurities, as well as a condenser for collecting oil. The evaporation chamber is connected to a vacuum pump, and a vane rotor is installed inside the chamber, creating a turbulent oil film on the surface of the evaporation chamber.

Недостатками указанного известного устройства, помимо его непригодности для частного использования на морских судах, являются:The disadvantages of this known device, in addition to its unsuitability for private use on ships, are:

- а) наличие отдельной емкости для приготовления эмульсии с использованием значительного количества воды, испарение которой требует больших затрат энергии;- a) the presence of a separate container for the preparation of the emulsion using a significant amount of water, the evaporation of which requires a large expenditure of energy;

- б) конструкция устройства не обеспечивает возможность отделения от масла нелетучих макромолекулярных соединений и коллоидных частиц различной природы, присутствующих в отработанных маслах;- b) the design of the device does not provide the ability to separate from oil non-volatile macromolecular compounds and colloidal particles of various nature present in waste oils;

- в) использование в конструкции установки достаточно сложного ротора, вращающегося в условиях вакуума и повышенной температуры, так как закоксовывание нагретой поверхности стенок камеры и осаждение на лопастях ротора твердых примесей приводит к уменьшению толщины масляной пленки и выходу из строя известного устройства. По указанным причинам известное устройство применения не нашло.- c) the use in the design of the installation of a sufficiently complex rotor rotating under vacuum and elevated temperature, since the coking of the heated surface of the chamber walls and the deposition of solid impurities on the rotor blades leads to a decrease in the thickness of the oil film and the failure of the known device. For these reasons, the known device is not found.

Наиболее близким по технической сущности и по большинству признаков к заявляемому решению является «Устройство для очистки отработанных масел от воды и низкокипящих фракций» (патент на полезную модель РФ 159757), в котором используют устройство для вакуумирования расширяющейся камеры объемной капельного испарения (ОКИ), которая имеет конусообразную форму и сообщена с шарообразной вакуумированной камерой. Эта камера имеет два противоположных отверстия, выполненных на одной оси. В одно отверстие встроен корпус форсунки эжектора, посредством которой в камеру ОКИ под давлением вводится ОММ, которое за счет распылителя форсунки приобретает форму полого конусного факела. Этот факел входит во входное отверстие камеры ОКИ, далее натекает на внутреннюю поверхность циклонного термовакуумного испарителя (ЦТВИ) (где создан вакуум за счет водяного вакуумного эжектора) и далее преобразуется в потенциальный наружный вихрь. Данное известное устройство для очистки отработанных масел от воды и низкокипящих фракций работает путем ввода многокомпонентной жидкости с парогазовой фракцией (отработанного моторного масла судового дизеля после вакуумной кавитации). В корпус ЦТВИ производят подачу факела тангенциально на его поверхность в виде тонкопленочного вихревого течения, спутно движущегося вниз. Испарительная камера выполнена в виде сообщенных между собой расширяющейся камеры объемного капельного испарения - первая ступень и циклонного термовакуумного испарителя (ЦТВИ) - вторая ступень. Корпус форсунки встроен, как изложено, выходной частью в вакуумированную камеру, которая выходной частью сопряжена с расширяющейся камерой объемного капельного испарения, которая, в свою очередь, выходной частью своего корпуса сообщена тангенциально с внутренней поверхностью циклонного испарителем, и этот корпус также неподвижно прикреплен к корпусу циклонного испарителя с внешней стороны. Вакуумный насос выполнен в виде водяного эжектора. Нагреватель расположен в верхней части на наружной поверхности циклонного испарителя, в крышку которого вмонтирован приемник пара. При этом приемник парогазовой смеси (для ее транспортирования в конденсатосборник фракций топлива и воды), состоящей из водо-топливной фракции, отсепарированной из ОММ в конусном капельно-жидком факеле, распыленном в объеме расширяющейся камере объемного капельного испарения и в тонкопленочном потоке ОММ, формируемом на внутренней сферической поверхности циклонного испарителя, своим выходом сообщен с полостью конденсатора, а водяной вакуумный эжектор сообщен своей приемной воздушной полостью с данной полостью конденсатора, а также и с полостью вакуумированной камеры. Причем трубопровод отработанной воды эжектора соединен со змеевиком конденсатора. Циклонный испаритель через свое выходное отверстие сообщен с маслосборником очищенного масла, в котором размещен теплообменник, вход которого соединен с трубопроводом, подводящим очищаемое масло на очистку, а выход - с трубопроводом, подающим масло на форсунку, на котором далее последовательно установлены подающий масляный насос, основной подогреватель масла и фильтр тонкой очистки масла. Причем маслосборник очищенного масла снабжен откачивающим масляным насосом, в напорный трубопровод которого встроен диспергатор-дозатор присадки.The closest in technical essence and in most respects to the claimed solution is the “Device for cleaning waste oils from water and low boiling fractions” (patent for utility model RF 159757), which uses a device for evacuating an expanding chamber of volumetric droplet evaporation (OKI), which has a conical shape and communicated with a spherical evacuated chamber. This camera has two opposite holes made on the same axis. An ejector nozzle body is integrated into one hole, by means of which OMM is introduced into the OCI chamber under pressure, which acquires the form of a hollow conical torch due to the nozzle atomizer. This torch enters the inlet of the OCI chamber, then flows onto the inner surface of the cyclone thermal vacuum evaporator (CCTV) (where the vacuum is created due to the water vacuum ejector) and is then converted into a potential external vortex. This known device for cleaning waste oils from water and low boiling fractions works by introducing a multicomponent liquid with a vapor-gas fraction (spent marine oil from marine diesel engine after vacuum cavitation). The torch is fed into the housing of the central heating station tangentially on its surface in the form of a thin-film vortex flow, moving downward in a satellite. The evaporation chamber is made in the form of an expanding volumetric droplet evaporation chamber communicated with each other — the first stage and the cyclone thermal vacuum evaporator (CCTV) —the second stage. The nozzle body is integrated, as described, by the outlet part into the evacuated chamber, which is connected by the outlet part to the expanding volumetric droplet evaporation chamber, which, in turn, is connected tangentially to the inner surface of the cyclone evaporator by the outlet part of its body, and this body is also fixedly attached to the body cyclone evaporator from the outside. The vacuum pump is made in the form of a water ejector. The heater is located in the upper part on the outer surface of the cyclone evaporator, in the cover of which a steam receiver is mounted. At the same time, the receiver of the vapor-gas mixture (for its transportation to the condensate collector of fuel and water fractions), consisting of the water-fuel fraction separated from the OMM in a cone droplet-liquid torch sprayed in the volume of an expanding chamber of volumetric droplet evaporation and in a thin-film stream of OMM formed on the inner spherical surface of the cyclone evaporator is connected to the condenser cavity by its output, and the water vacuum ejector is connected by its receiving air cavity to this condenser cavity, and also with a cavity of a vacuum chamber. Moreover, the waste water pipe of the ejector is connected to the condenser coil. The cyclone evaporator is connected through its outlet to the oil collector of refined oil, in which a heat exchanger is placed, the inlet of which is connected to the pipeline supplying the oil to be cleaned for refining, and the outlet to the pipeline supplying oil to the nozzle, on which the main oil pump is subsequently installed oil heater and oil fine filter. Moreover, the oil pan of the purified oil is equipped with a pumping oil pump, in the pressure pipe of which a dispersant-additive dispenser is built-in.

Недостатками указанного известного устройства являются:The disadvantages of this known device are:

- а) отсутствие возможности оперативно влиять на организацию формы полого конусного факела сразу же на срезе распылителя сопла форсунки и далее до натекания потока ОММ на внутреннюю поверхность модуля циклонного испарителя для изменения его площади натекания, что снижает качество удаления ВТФ из ОММ;- a) the inability to quickly influence the organization of the shape of the hollow cone torch immediately at the nozzle exit of the nozzle of the nozzle and then until the OMM stream flows onto the inner surface of the cyclone evaporator module to change its leakage area, which reduces the quality of removal of the WTF from the OMM;

- б) конструкция устройства вакуумированной камеры сразу же переходит своей полостью в объем камеры ОКИ, и газовый поток вакуума не подлежит своему регулированию при формировании факела ОММ и не обеспечивает тем самым возможность влиять на необходимую для эффективного отделения пульсацию вводного потока текучей среды (факела ОММ);- b) the design of the device of the evacuated chamber immediately passes through its cavity into the volume of the OCI chamber, and the gas gas stream is not subject to regulation during the formation of the OMM torch and does not thereby provide the opportunity to influence the pulsation of the fluid input stream (OMM torch) necessary for efficient separation ;

- в) не обеспечивается возможность воздействия и управления формированием направления потока вакуума, а не только самой его величины, что не обеспечивает достаточно высокую степень очистки ОММ.- c) it is not possible to influence and control the formation of the direction of the vacuum flow, and not just its magnitude itself, which does not provide a sufficiently high degree of OMM purification.

По указанным причинам известное устройство требует технического совершенствования.For these reasons, the known device requires technical improvement.

Технической задачей заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно: создание устройства с его вакуумированной камерой для эффективной организации необходимой формы факела ввода ОММ в циклонный вакуум-термический испаритель очистного модуля, способного качественно очищать ОММ и работать как в судовых условиях (как частный случай) - эксплуатации морского судна при крене, при дифференте и условиях качки, так и в общем случае - в условиях предприятий регенерации отработанных смазочных материалов.The technical task of the claimed utility model is to eliminate these drawbacks, namely: creating a device with its evacuated chamber for efficient organization of the necessary torch shape for introducing OMM into the cyclone vacuum-thermal evaporator of the treatment module, capable of high-quality cleaning of OMM and working as in ship conditions (as a special case ) - the operation of a seagoing vessel with a roll, with a differential and rolling conditions, and in the general case - in the conditions of enterprises for the regeneration of used lubricants.

Указанная техническая задача достигается тем, что в известном устройстве для очистки отработанных масел от воды и низкокипящих фракций, содержащем испарительную камеру, выполненную в виде сообщенных между собой камеры объемного капельного испарения и циклонного испарителя, содержащего вакуумированную камеру, форсунку, встроенную выходной частью в вакуумированную камеру, которая выходной частью сопряжена с камерой объемного капельного испарения, которая, в свою очередь, выходной частью сопряжена тангенциально с циклонным испарителем; а причем форма внутренней поверхности циклонного испарителя образована сопряжением по горизонтали двух поверхностей тел вращения, в отличие от него в заявляемом устройстве вакуумированная камера выполнена в форме такого полого цилиндра, который имеет плоские приемную и выходную торцовые стенки, в каждой из которых выполнено круглое, асимметричное по отношению к оси вакуумированной камеры отверстие. В асимметрическое отверстие ее приемной торцовой стенки установлен цилиндрический корпус форсунки. В верхней боковой стенке корпуса вакуумированной камеры выполнено отверстие для присоединения трубопровода системы вакуумирования. Между данным отверстием и выходной стенкой вакуумированной камеры на ее верхней боковой стенке выполнено сквозное прямоугольное отверстие, в которое с закреплением установлена кассета коробчатой формы, боковые стенки которой примыкают к боковым стенкам вакуумированной камеры, с размещенными внутри нее шиберными пластинками на осях. К выходной стенке вакуумированной камеры вокруг ее выходного, круглого асимметричного отверстия примыкает цилиндрический корпус камеры объемного капельного испарения, который установлен соосно с осью корпуса форсунки, цилиндрическая поверхность которого сопряжена с цилиндрической внутренней поверхностью нижней боковой стенкой вакуумированной камеры. Цилиндрический корпус камеры объемного капельного испарения выполнен внутри с комбинацией осевых проточных каналов, имеющих последовательное по ходу потока сообщение с различным поперечным сечением, которая состоит из трех частей, из которых первый канал является входной частью камеры объемного капельного испарения, второй канал имеет зауженное относительно первого поперечное сечение, а третий канал, расположенный за вторым, сопоставим по диаметру своего поперечного сечения с выходным отверстием вакуумированной камеры и является выходной частью камеры объемного капельного испарения, которая тангенциально примыкает к корпусу циклонного испарителя, вводя тангенциально факел отработанного масла на его внутреннюю сферическую поверхность. При этом коробчатый корпус кассеты имеет свой нижний торец вогнутой формы, который сопряжен с цилиндрическим корпусом форсунки, а верхняя его часть плотно сопряжена с кромками упомянутого прямоугольного отверстия корпуса вакуумированной камеры. Шиберные пластинки размещены в сквозном прямоугольном окне тела коробчатой кассеты, жестко закреплены каждая на осях, каждая из которых, в свою очередь, своей нижней оконечностью встроена в поверхность нижней стороны данного прямоугольного окна тела кассеты, а верхней оконечностью каждая из данных осей пропущена насквозь через соответствующее вертикальное отверстие тела кассеты. Причем все данные оси в верхней оконечности имеют свои рычаги поворота, которые все имеют два разных привода поворота, один из которых сочленен с рычагами поворота смежных шиберных пластинок одной группы пластинок, а другой привод поворота сочленен с другими рычагами поворота другой группы смежных пластинок. В частном случае выполнения поперечные входное и выходное сечения камеры объемного капельного испарения установлены такими, которые образуют равенство скорости движения выходящих паровой и жидкостной фракций факела, а длина самой камеры и диаметр ее выходного отверстия установлены такими, которые обеспечивают минимальное смещение оси факела при наличии динамических линейных и угловых перемещений корпуса устройства.The specified technical problem is achieved by the fact that in the known device for cleaning waste oils from water and low boiling fractions, containing an evaporation chamber made in the form of interconnected volumetric droplet evaporation chambers and a cyclone evaporator containing a vacuum chamber, a nozzle integrated with the outlet part into a vacuum chamber , which is connected by the output part to the volumetric droplet evaporation chamber, which, in turn, is tangentially coupled to the cyclone evaporator by the output part ; moreover, the shape of the inner surface of the cyclone evaporator is formed by pairing horizontally of two surfaces of the bodies of revolution, in contrast to it, in the inventive device, the evacuated chamber is made in the form of such a hollow cylinder that has flat receiving and output end walls, each of which is made round, asymmetric in relative to the axis of the evacuated chamber hole. A cylindrical nozzle body is installed in the asymmetric hole of its receiving end wall. In the upper side wall of the housing of the evacuated chamber, a hole is made for connecting the pipeline of the vacuum system. A rectangular hole is made between this hole and the outlet wall of the evacuated chamber on its upper side wall, into which a box-shaped cassette is mounted with fastening, the side walls of which are adjacent to the side walls of the evacuated chamber, with slide plates placed on it on the axes. A cylindrical body of a volumetric drop evaporation chamber adjacent to the axis of the nozzle body, the cylindrical surface of which is conjugated with the cylindrical inner surface of the lower side wall of the evacuated chamber, is adjacent to the outlet wall of the evacuated chamber around its outlet, a round asymmetric hole. The cylindrical body of the volumetric droplet evaporation chamber is made inside with a combination of axial flow channels having a serial communication with different cross-section in sequence along the flow, which consists of three parts, of which the first channel is the inlet part of the volumetric drip chamber, the second channel has a transverse narrower relative to the first section, and the third channel, located after the second, is comparable in diameter to its cross section with the outlet of the evacuated chamber and is in Khodnev part surround drip evaporation chamber that is tangentially adjacent to the body of the cyclone evaporator tangentially introducing torch waste oil onto the inner spherical surface. In this case, the box-shaped case of the cartridge has its lower concave end, which is mated to the cylindrical body of the nozzle, and its upper part is tightly mated with the edges of the rectangular opening of the housing of the evacuated chamber. The slide plates are placed in a through rectangular window of the box cassette body, each is rigidly fixed on the axes, each of which, in turn, is embedded with its lower extremity into the surface of the lower side of this rectangular window of the cassette body, and each of these axes is passed through through the corresponding upper end vertical hole of the cassette body. Moreover, all these axes in the upper extremity have their own rotation levers, which all have two different rotation drives, one of which is articulated with the rotation levers of adjacent slide plates of one group of plates, and the other rotation drive is articulated with other rotation levers of another group of adjacent plates. In a particular case, the transverse inlet and outlet sections of the volumetric droplet evaporation chamber are set such that they form the equality of the speed of the outgoing steam and liquid fractions of the torch, and the length of the chamber itself and the diameter of its outlet are set so as to ensure minimal displacement of the torch axis in the presence of dynamic linear and angular movements of the device body.

Заявляемое устройство эффективно тем, что для очистки подводимого ОММ от ВТФ, после известного удаления механических примесей (нагрев и фильтрация), применяется заявляемое термовакуумное испарение при последовательном двухэтапном процессе отгона ВТФ: сначала - капельно-пленочная дистилляция в камере объемного капельного испарения после форсунки и вакуумированной камеры, а затем - в циклонном пленочном испарителе со сферической поверхностью, а именно - циклонном термовакуумном известном испарителе (ЦТВИ) соответственно, где реализуется применение эффекта Ранка-Хилша.The inventive device is effective in that for cleaning the supplied OMM from WTF, after a known removal of mechanical impurities (heating and filtration), the inventive thermal vacuum evaporation is applied during a sequential two-stage process of distillation of the WTF: first, drop-film distillation in the volumetric drop evaporation chamber after the nozzle and the evacuated chamber, and then in a cyclone film evaporator with a spherical surface, namely, a cyclone thermal vacuum known evaporator (CCTV), respectively, where it is sold I am applying the Rank-Hills effect.

Удаление ВТФ из ОММ происходит за счет последовательного сообщения системы вакуумирования с полостью конденсатора и выходным приемником пара известного ЦТВИ (не является объектом притязаний), а также и вакуумированной камеры, обеспечивающего испарение ВТФ на двух этапах: сначала - в камере объемного капельного испарения, сообщенной с вакуумированной камерой, капельно-пленочное испарение, за счет турбулизации потока ОММ на выходе из форсунки, и затем - за счет организации тонкопленочного течения масла по кругу внутренней сферической подогреваемой поверхности известного ЦТВИ и испарения из пленки масла самих паров ВТФ, которые движутся спутно потоку пленки масла сверху вниз и, благодаря его сферической форме, образуют внешний вихрь паров воды и топлива, движущийся по часовой стрелке.The WTF is removed from the OMM due to the serial communication of the evacuation system with the condenser cavity and the steam output receiver of the known DTVI (is not an object of claims), as well as the evacuated chamber providing the WTF evaporation in two stages: first, in the volumetric droplet evaporation chamber communicated with vacuum chamber, droplet-film evaporation due to turbulization of the OMM stream at the outlet of the nozzle, and then due to the organization of a thin-film oil flow in a circle of an internal spherical the heated surface of the known DTVI and the evaporation of the WTF vapors themselves from the oil film, which move in parallel with the oil film flow from top to bottom and, thanks to its spherical shape, form an external vortex of water and fuel vapors moving clockwise.

Благодаря наличию совокупности признаков, а именно наличию кассеты с шиберными пластинками в корпусе вакуумированной камеры, позволяющими регулировать параметры направления потоков вакуума и его глубину, а также и тому, что, в частности, геометрические параметры конечных поперечного входного и выходного сечений камеры объемного капельного испарения (сопоставимость диаметров ее третьего и первого каналов) установлены такими, которые образуют равенство скорости движения выходящих паровой и жидкой фракций факела, а длина самой камеры объемного капельного испарения (ОКИ) и диаметр ее выходного отверстия установлены такими, которые обеспечивают минимальное смещение факела при наличии динамических линейных и угловых перемещений корпуса устройства, достигается возможность применения устройства на морских судах. Форма камеры объемного капельного испарения (ОКИ), которая состоит из трех каналов, имеющих различную геометрическую размерность их формы (диаметров и длины), выполняет вместе с вакуумированной камерой и распылителем форсунки при их функции - создание, в месте их соединения, таких параметров кавитационных процессов в начальной стадии формирования полого конусного факела, которые обеспечивают максимальное удаление ВТФ из ОММ. При этом существенную роль форма камеры ОКИ играет в организации такого конусного полого факела, обеспечивающего движение потока ОММ, с испаряющимися водо-топливными фракциями, который не касается внутренних поверхностей камеры ОКИ. При этом достигается цель оптимального натекания потока масла тангенциально на внутреннюю поверхность циклонного испарителя для формирования вихревого устойчивого тонкопленочного течения потока масла, что необходимо для положительного влияния эффекта Ранка-Хилша на эффективность установки регенерации отработанных моторных масел в судовых условиях.Due to the presence of a combination of features, namely, the presence of a cartridge with slide plates in the housing of the evacuated chamber, which makes it possible to adjust the parameters of the direction of vacuum flows and its depth, as well as the fact that, in particular, the geometric parameters of the final transverse inlet and outlet sections of the volumetric droplet evaporation chamber ( comparability of the diameters of its third and first channels) are established such that they form the equality of the speed of the outgoing steam and liquid fractions of the torch, and the length of the chamber itself is Removable drip evaporation (AII) and the diameter of its outlet mounted such that they provide a minimum displacement of the torch in the presence of dynamic linear and angular displacements of the body casing, it is achieved the possibility of applying the device on ships. The shape of the chamber of volumetric droplet evaporation (OCI), which consists of three channels having different geometric dimensions of their shape (diameters and lengths), performs, together with the evacuated chamber and atomizer of the nozzle, when their function is to create, at the place of their connection, such parameters of cavitation processes at the initial stage of the formation of a hollow cone torch, which provide the maximum removal of WTP from OMM. In this case, the shape of the OCI chamber plays a significant role in organizing such a conical hollow torch, which ensures the movement of the OMM stream, with evaporating water-fuel fractions that do not touch the internal surfaces of the OCI chamber. This achieves the goal of optimal flow of the oil flow tangentially onto the inner surface of the cyclone evaporator to form a vortex steady thin-film flow of the oil flow, which is necessary for the positive effect of the Rank-Hills effect on the efficiency of the installation of regeneration of used engine oils in ship conditions.

Таким образом, достигается поставленная техническая задача заявленного изобретения.Thus, the technical task of the claimed invention is achieved.

Актуальность предлагаемого решения вытекает из того факта, что данное техническое решение влияет на улучшение работы регенерационной установки с ЦТВИ без вращающегося ротора, что упрощает ее конструкцию и позволяет оптимизировать применение эффекта Ранка-Хилша для регенерации ОММ, что затруднено в конструкциях известных других аппаратах по регенерации ОММ.The relevance of the proposed solution follows from the fact that this technical solution affects the improvement of the operation of the regeneration plant with DTV without a rotating rotor, which simplifies its design and allows you to optimize the application of the Rank-Hills effect for the regeneration of OMM, which is difficult in the designs of other known devices for the regeneration of OMM .

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых дана общая схема конкретного исполнения устройства полезной модели, поясняемая следующими иллюстрациями:The invention is illustrated by drawings, which give a General diagram of a specific implementation of the device of the utility model, illustrated by the following illustrations:

фиг. 1 - продольный разрез вакуумированной камеры с форсункой, камерой ОКИ и шиберными пластинками;FIG. 1 is a longitudinal section through an evacuated chamber with a nozzle, an OCI chamber, and slide plates;

фиг. 2 - поперечный разрез вакуумированной камеры с кассетой и шиберными пластинками.FIG. 2 is a cross section of a vacuum chamber with a cassette and slide plates.

Заявляемое устройство для очистки отработанных масел от воды и низкокипящих фракций (установка регенерации) содержит вакуумированную камеру 1 в форме полого цилиндра с приемной и выходной торцевыми стенками 2 и 3. В приемной стенке 2 имеется круглое, асимметричное с осью корпуса вакуумированной камеры отверстие 4, в которое установлен цилиндрический корпус форсунки 5. Корпус форсунки 5 своей наружной цилиндрической поверхностью 6 сопряжен с цилиндрической внутренней поверхностью нижней боковой стенки 7 корпуса вакуумированной камеры 1 с минимальным зазором. В верхней боковой стенке части корпуса вакуумированной камеры 1 имеется отверстие 8 для трубопровода 9 системы вакуумирования установки (не показана). Между отверстием 8 и выходной стенкой 3 в верхней боковой стенке цилиндрического корпуса вакуумированной камеры 1 выполнено отверстие 10 прямоугольной формы. В отверстие 10 установлена кассета 11, в виде коробки, боковые стенки которой примыкают к боковым стенкам камеры 1, с размещенными внутри нее шиберными пластинками 12 на осях 13 (см. фиг. 2).The inventive device for cleaning waste oils from water and low boiling fractions (regeneration unit) comprises a vacuum chamber 1 in the form of a hollow cylinder with a receiving and output end walls 2 and 3. In the receiving wall 2 there is a hole 4, round, asymmetric with the axis of the housing of the vacuum chamber, in which has a cylindrical body of the nozzle 5. The body of the nozzle 5 with its outer cylindrical surface 6 is interfaced with the cylindrical inner surface of the lower side wall 7 of the housing of the evacuated chamber 1 with m minimality gap. In the upper side wall of the housing part of the evacuated chamber 1 there is an opening 8 for a pipe 9 of the installation's evacuation system (not shown). Between the hole 8 and the outlet wall 3 in the upper side wall of the cylindrical body of the evacuated chamber 1, a rectangular hole 10 is made. A cartridge 11 is installed in the hole 10, in the form of a box, the side walls of which are adjacent to the side walls of the chamber 1, with the slide plates 12 located on it on the axes 13 (see Fig. 2).

В боковой выходной стенке 3 вакуумированной камеры 1 имеется круглое, асимметричное с ее осью отверстие 14 для сообщения ее с прилегающим корпусом камеры объемного капельного испарения (ОКИ) 15, который закреплен к ней жестко (без перемещений) и соответственно соосно с осью корпуса форсунки 5. В корпусе камеры ОКИ 15 имеется комбинация последовательных цилиндрических осевых проточных каналов, состоящая по ходу оси потока из трех составных частей, а именно: второй канал 16 с защемленным (зауженным) поперечным сечением для пережима потока факела отработанного моторного масла (ОММ), поступающего через кольцевую щель 17 распылителя 18 форсунки 5, первый канал - 19, который является входной частью камеры ОКИ 15 и сопряжен с выходным отверстием вакуумированной камеры 1, третий канал - 20, расположенный за вторым каналом 16 (пережима потока), который сопоставим по внутреннему диаметру с асимметричным отверстием 14 и является выходной частью камеры ОКИ 15, которая примыкает и вводит факел отработанного масла тангенциально в корпус 21 циклонного термовакуумного испарителя (ЦТВИ) на его внутреннюю сферическую (не показана) поверхность 22, в котором происходит формирование факела ОММ, вводимого в камеру ОКИ 15 из форсунки 5 под давлением через круговую щель 17 распылителя 18 и под воздействием направления потока вакуума, создаваемого углом поворота шиберными пластинками 12. Коробчатый корпус кассеты 11 имеет нижний торец вогнутой формы, сопряженный с цилиндрическим корпусом форсунки 5, а верхняя его часть сопряжена с кромками прямоугольного отверстия 10 корпуса вакуумированной камеры 1. Шиберные пластинки 12 размещены в сквозном окне 23 тела кассеты 11, жестко закреплены на осях 13, которые своей нижней оконечностью встроены (не показана) в поверхность нижней стороны сквозного окна 23, а верхней оконечностью пропущены насквозь через вертикальные отверстия (не показаны) тела кассеты 11. Все оси 13 групп 24 и 25 шиберных пластинок 12 в верхней части имеют рычаги соответственно 26 и 27, которые имеют два привода поворота (не показано), один для поворота смежных шиберных пластинок 12 одной группы 24 и другой для поворота смежных шиберных пластинок 12 другой группы 25. Они за счет своего поворота, обусловленного необходимостью влиять на: первое - качественный показатель вакуумированной камеры - направление потока газов в ней для воздействия на форму факела в момент его зарождения при выходе из распылителя форсунки (связано с процессом стабильного испарения водяной фракции из ОММ), и второе - количественный показатель вакуумированной камеры - перераспределение параметров соотношения величин вакуума из полости системы вакуумирования вакуумированной камеры и камеры ОКИ, обеспечивают изменение проходного сечения сквозного окна 23 от нуля «0» до максимального сечения при повороте шиберных пластин на угол 90 градусов «90 град.», согласно указателю шкалы (не показано), и организацию направления потока вакуума, за счет положения пластинок по отношению к внутренним стенкам вакуумированной камеры, и его (вакуума) физическую величину из вакуумированной камеры 1 в камеру ОКИ 15, в комбинации с ее последовательными проточными каналами 19, 16 и 20. Такое конструктивное исполнение - наличие двух поворотных групп 24 и 25 шиберных пластинок 12 с возможностью, при их развороте в разные стороны за счет рычагов 26 и 27, направлять поток газов в процессе создания вакуума к внутренним стенкам вакуумированной камеры 1 за отверстием 10 прямоугольной формы к области зарождения конусного факела ОММ, а конкретно в месте среза (выхода) ОММ из распылителя 18 форсунки 5 и входа в камеру ОКИ 15, которая в частном случае имеет конечные поперечные входное и выходное сечения каналов 19 и 20 такими, которые образуют равенство скорости движения выходящих паровой и жидкой фракций факела, а длина самой камеры и диаметр ее выходного отверстия канала 20 также установлены такими, которые обеспечивают минимальное смещение оси факела при наличии динамических линейных и угловых перемещений корпуса устройства (то есть при применении его на судах).In the lateral outlet wall 3 of the evacuated chamber 1 there is a round hole 14 asymmetric with its axis for its communication with the adjacent body of the volumetric droplet evaporation (OKI) chamber 15, which is fixed to it rigidly (without movements) and, accordingly, coaxially with the axis of the nozzle body 5. The OKI 15 camera body has a combination of sequential cylindrical axial flow channels, consisting of three components along the flow axis, namely, the second channel 16 with a pinched (narrowed) cross-section for pinching the torch stream processed motor oil (OMM) entering through the annular gap 17 of the nozzle 18 of the nozzle 5, the first channel is 19, which is the inlet of the OKI chamber 15 and is connected to the outlet of the evacuated chamber 1, the third channel is 20, located behind the second channel 16 (pinch flow), which is comparable in internal diameter to the asymmetric hole 14 and is the outlet of the OKI 15 chamber, which adjoins and introduces the spent oil torch tangentially into the housing 21 of the cyclone thermal vacuum evaporator (TsTVI) on its inner The eric (not shown) surface 22, in which the formation of the OMM torch takes place, introduced into the OKI chamber 15 from the nozzle 5 under pressure through the circular slot 17 of the atomizer 18 and under the influence of the direction of the vacuum flow created by the angle of rotation of the slide plates 12. The box-shaped case of the cartridge 11 has the bottom end of the concave shape, paired with the cylindrical body of the nozzle 5, and its upper part is mated with the edges of the rectangular holes 10 of the housing of the evacuated chamber 1. The slide plates 12 are placed in the through window 23 of the body to Assets 11 are rigidly fixed on the axes 13, which are embedded with their lower extremity (not shown) in the surface of the lower side of the through window 23, and the upper end is passed through the vertical holes (not shown) of the cassette 11. All axes 13 of the 24 and 25 slide groups the plates 12 in the upper part have levers 26 and 27, respectively, which have two rotation drives (not shown), one for rotating adjacent gate plates 12 of one group 24 and the other for turning adjacent gate plates 12 of another group 25. They are due to their rotation, shoes the need to influence: the first is a qualitative indicator of the evacuated chamber - the direction of the gas flow in it to affect the shape of the torch at the moment of its nucleation when leaving the nozzle atomizer (associated with the process of stable evaporation of the water fraction from the OMM), and the second is a quantitative indicator of the evacuated chamber - redistribution of the parameters of the ratio of the values of vacuum from the cavity of the evacuation system of the evacuated chamber and the OCI chamber, provide a change in the through section of the through window 23 from n beating “0” to the maximum cross section when turning the slide plates 90 degrees “90 degrees.”, according to the scale indicator (not shown), and organizing the direction of the vacuum flow, due to the position of the plates relative to the inner walls of the evacuated chamber, and it ( vacuum) the physical value from the evacuated chamber 1 to the chamber OKI 15, in combination with its consecutive flow channels 19, 16 and 20. This design is the presence of two rotary groups 24 and 25 of the slide plates 12 with the possibility, when they are turned in different directions and through levers 26 and 27, to direct the gas flow in the process of creating a vacuum to the inner walls of the evacuated chamber 1 behind the rectangular opening 10 to the region of origin of the OMM cone torch, and specifically at the place of the OMM cut-off (exit) from the nozzle 18 of the nozzle 5 and the entrance to the chamber OKI 15, which in a particular case has finite transverse input and output sections of the channels 19 and 20 such that they form the equality of the speed of the outgoing steam and liquid fractions of the torch, and the length of the chamber itself and the diameter of its outlet of the channel 20 are also They are designed to provide a minimum displacement of the torch axis in the presence of dynamic linear and angular movements of the device body (that is, when it is used on ships).

Заявляемую полезную модель осуществляют следующим образом: поток ОММ, формируемый форсункой 5 через щель 17 распылителя 18, в виде полого конусного факела 28 поступает на внутреннюю сферическую поверхность 22 циклонного испарителя 21 и далее, за счет ее - сначала, например эллипсоидной формы, а затем сопряженной с ней по горизонтали - цилиндрической формы, приближенной к конусной с переменным сечением книзу, закручивается по внешней спирали и движется вниз спутно по направлению выходного отверстия испарителя (не показано).The inventive utility model is carried out as follows: the OMM stream formed by the nozzle 5 through the slot 17 of the nozzle 18, in the form of a hollow conical torch 28 enters the inner spherical surface 22 of the cyclone evaporator 21 and then, due to it, first, for example, ellipsoid, and then conjugated with it horizontally - a cylindrical shape, close to a cone with a variable cross-section downward, twisted in an external spiral and moves downward in a satellite direction in the direction of the outlet of the evaporator (not shown).

Многокомпонентная смесь ОММ в корпусе 15 камеры ОКИ разделяется на пары воды, топлива и жидкое отработанное масло, которые транспортируются в ЦТВИ в форме потока конусного полого факела 28, из которого пары ВТФ из верхней части испарителя, сообщенный с полостью конденсатора (не является объектом притязаний), сообщенной с системой вакуумирования установки (не является объектом притязаний), отсасываются за счет создаваемого вакуума в системе вакуумирования циклонного испарителя 21 в конденсатор. Для этого в начальный процесс удаления ВТФ в камере ОКИ 15 шиберные пластинки 12 групп 24 и 25 поворачивают и перекрывают полости вакуумированной камеры 1 и камеры ОКИ 15 от системы вакуумирования установки регенерации ОММ, и уровень вакуума в общей системе составляет величину около 0,070 МПа. Когда процесс удаления ВТФ увеличивается за счет увеличения глубины вакуума в системе до 0,045 МПа и возникает опасность захвата и уноса капель масла в конденсатор, группы 24 и 25 шиберных пластинок 12 открывают сечение сквозного окна 23 в кассете 11 и, за счет дополнительного вакуумирования камеры ОКИ 15, за счет сообщения ее полости с полостью вакуумированной камеры 1, происходит интенсификация удаления ВТФ. Причем это происходит именно в камере ОКИ 15, и этим уменьшается вероятность уноса капель ОММ в конденсатор, то есть происходит полноценный двухстадийный процесс удаления ВТФ сначала в камере ОКИ, а затем остатки ВТФ максимально удаляются в процессе их испарения в циклонном термовакуумном испарителе с возможностью использования эффекта Ранка-Хилша. Это существенно увеличивает эффективность установки регенерации ОММ, в том числе и в судовых условиях. При этом достигается возможность энергосбережения горюче-смазочных материалов за счет более полной утилизации энергетических второстепенных ресурсов судовых ДВС.The multicomponent OMM mixture in the case 15 of the OCI chamber is divided into water, fuel, and liquid waste oil vapors, which are transported to the CCTV in the form of a conical hollow torch stream 28, from which the WTF vapor from the upper part of the evaporator is in communication with the condenser cavity (not an object of claims) communicated with the vacuum system of the installation (is not an object of claims) are sucked off due to the created vacuum in the vacuum system of the cyclone evaporator 21 into the condenser. To do this, in the initial process of removing the WTF in the OKI 15 chamber, the slide plates 12 of groups 24 and 25 rotate and overlap the cavities of the evacuated chamber 1 and the OKI 15 chamber from the vacuum system of the OMM regeneration unit, and the vacuum level in the overall system is about 0.070 MPa. When the WTF removal process increases due to an increase in the vacuum depth in the system to 0.045 MPa and there is a danger of entrainment and entrainment of oil droplets into the condenser, groups 24 and 25 of the slide plates 12 open the cross-section of the through window 23 in the cassette 11 and, due to additional evacuation of the OKI 15 chamber , due to the communication of its cavity with the cavity of the evacuated chamber 1, there is an intensification of the removal of WTF. Moreover, this happens precisely in the OCI chamber 15, and this reduces the probability of the droplets of OMM dropping into the condenser, that is, a complete two-stage process of removing the WTF occurs first in the OCI chamber, and then the remaining WTF are removed as much as possible during their evaporation in a cyclone thermal vacuum evaporator with the possibility of using the effect Ranka Hills. This significantly increases the efficiency of the OMM regeneration unit, including in ship conditions. At the same time, the possibility of energy saving of fuels and lubricants is achieved due to a more complete utilization of energy secondary resources of marine ICEs.

Claims

1. A device for cleaning waste oils from water and low boiling fractions, containing an evaporation chamber made in the form of interconnected volumetric droplet evaporation chambers and a cyclone evaporator containing a vacuum chamber, a nozzle integrated with the outlet part into the evacuated chamber, which is connected to the chamber by the outlet part volumetric droplet evaporation, which, in turn, the outlet part is tangentially conjugated with a cyclone evaporator, and the shape of the inner surface of the cyclone evaporator formed by the horizontal conjugation of two surfaces of the bodies of revolution, characterized in that the evacuated chamber is made in the form of such a hollow cylinder that has flat receiving and output end walls, each of which has a round hole, asymmetric with respect to the axis of the evacuated chamber, into an asymmetric hole its receiving end wall has a cylindrical nozzle body; an opening is made in the upper side wall of the evacuated chamber body for connecting the system pipeline a vacuum through, between this opening and the outlet wall of the evacuated chamber, a through rectangular hole is made on its upper side wall, into which a box-shaped cassette is mounted, the side walls of which are adjacent to the side walls of the evacuated chamber, with the slide plates on the axes placed inside it, to the exit the wall of the evacuated chamber around its outlet, a round asymmetric hole adjoins the cylindrical body of the chamber of volumetric drop evaporation, which is installed n coaxially with the axis of the nozzle body, the cylindrical surface of which is interfaced with the cylindrical inner surface of the lower side wall of the evacuated chamber body, the cylindrical body of the volumetric droplet evaporation chamber is made inside with a combination of axial flow channels having a serial communication with different cross-section in sequence along the flow, which consists of three parts, of which the first channel is the inlet of the volumetric drip chamber, the second channel has a narrower relative the first cross-section, and the third channel, located behind the second, is comparable in diameter to its cross-section with the outlet of the evacuated chamber and is the outlet of the volumetric drip chamber, which tangentially adjoins the cyclone evaporator body, introducing tangentially the waste oil torch onto its inner spherical surface , while the box-shaped case of the cartridge has its lower concave end, which is mated to the cylindrical body of the nozzle, and its upper part is tight o is interfaced with the edges of the said rectangular opening of the evacuated chamber body, the slide plates are placed in the through rectangular window of the box cassette body, each is rigidly fixed on the axes, each of which, in turn, is embedded with its lower extremity into the surface of the lower edge of this rectangular window of the cassette body, and with the upper end, each of these axes is passed through through the corresponding vertical hole of the cassette body, and all these axes in the upper end have their own levers Orot, which all have two different rotation drives, one of which is articulated with the rotation levers of adjacent slide plates of one group of plates, and the other rotation drive is articulated with other rotation levers of another group of adjacent plates.

2. The device according to claim 1, characterized in that the volumetric droplet evaporation chamber has finite transverse inlet and outlet sections such that they form the equality of the speed of the outgoing steam and liquid fractions of the torch, and the length of the chamber itself and the diameter of its outlet are set such that provide minimum displacement of the torch axis in the presence of dynamic linear and angular movements of the device casing.