RU2146584C1

RU2146584C1 - Apparatus for feeding cutting fluid

Info

Publication number: RU2146584C1
Application number: RU99103157A
Authority: RU
Inventors: Г.М. Горшков; М.Г. Горшков
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2000-03-20

Abstract

FIELD: use of water cutting fluids in different branches of machine engineering, regeneration of cutting fluids. SUBSTANCE: apparatus includes tanks for cutting fluid mutually connected by means of pump for waste cutting fluid and cleaning system. Pump for supplying liquid and water-jet pump are joined with tank for cutting fluid. Flexible pipelines with float and weight in their inlet are arranged in tank. Inlet of water-jet pump is connected with outlet of pump for feeding liquid. Outlet of water-jet pump is connected with inlet branch pipe of hydraulic cyclone. Outlet branch pipe of hydraulic cyclone is connected with pipeline for feeding cutting fluid, its lateral branch pipe - with suction inlet of water-jet pump. Flexible pipelines are joined through gear type pump with additional branch pipes of hydraulic cyclone. EFFECT: simplified design of apparatus, possibility of effective use of liquids due to reusing stratified components of cutting fluid concentrate, enhanced quality of regenerated cutting fluid due to high turbulence of flow. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области эксплуатации водных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемых в машиностроительной, нефтехимической и легкой промышленности и может быть использовано для генерации СОЖ. The invention relates to the field of operation of aqueous cutting fluids (coolant) used in engineering, petrochemical and light industries and can be used to generate coolant.

Известные системы подачи СОЖ в зону резания не позволяют использовать жидкости с высокой эффективностью, т.к. выделившиеся компоненты жидкости, как правило, не вовлекаются в повторный процесс эксплуатации СОЖ (Смазочно-охлаждающие жидкости для обработки металлов резанием: Рекомендации по применению. -М.: НИИМаш, 1979. -96 с.). Known systems for supplying coolant to the cutting zone do not allow the use of fluids with high efficiency, because released components of the liquid, as a rule, are not involved in the repeated operation of the coolant (cutting fluids for metal processing: Recommendations for use. -M .: NIIMash, 1979. -96 p.).

Наиболее близким решением того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (а.с. СССР N 1726202, Б.И. N 14, 1992). Данное устройство содержит баки для СОЖ и сбора отработанной СОЖ, связывающую их между собой систему очистки, связанный с баком для СОЖ трубопровод подачи СОЖ в зону резания и насос, кроме того, устройство снабжено установленным на трубопровод подачи СОЖ водоструйным насосом, связанным с всасывающим входом водоструйного насоса двумя гибкими трубопроводами с вентилями и расположенными в баке для СОЖ и размещенными на входах в соответствующий гибкий трубопровод поплавком и грузом. The closest solution of the same purpose to the claimed invention according to the totality of features is a device for supplying a cutting fluid (AS USSR N 1726202, B.I. N 14, 1992). This device contains tanks for coolant and collection of spent coolant, a cleaning system connecting them to each other, a coolant supply pipe to the cutting zone and a pump connected to the coolant tank, in addition, the device is equipped with a water-jet pump installed on the coolant pipe and connected to the suction inlet of the water-jet the pump with two flexible pipelines with valves and located in the coolant tank and placed at the entrances to the corresponding flexible pipeline with a float and cargo.

К недостаткам конструкции устройства можно отнести следующее. Забор части концентрата СОЖ по гибким трубопроводам идет через всасывающий патрубок водоструйного насоса. Перемешивание этой части концентрата с жидкостью происходит только в трубопроводе подачи СОЖ. Однако низкая турбулентность потоков жидкости в трубопроводе не позволяет эффективно смешивать расслоившиеся компоненты. Поэтому полученная жидкость будет представлять собой грубодисперсную нестабильную жидкость, которая после циркуляции и прихода в чистовой бак опять расслоится. В связи с вышеизложенным уменьшается эффективность применения СОЖ и устройства в целом. The disadvantages of the design of the device include the following. The intake of part of the coolant concentrate through flexible pipelines goes through the suction pipe of the water-jet pump. Mixing this part of the concentrate with the liquid occurs only in the coolant supply line. However, the low turbulence of fluid flows in the pipeline does not allow efficient mixing of exfoliated components. Therefore, the resulting liquid will be a coarse dispersed unstable liquid, which, after circulation and entering the finishing tank, will again separate. In connection with the foregoing, the effectiveness of the use of coolant and the device as a whole decreases.

Технический результат заключается в повышении эффективности применения СОЖ. The technical result is to increase the efficiency of the application of coolant.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для подачи СОЖ содержатся баки для СОЖ и сбора отработанной СОЖ, связанные с баком для СОЖ насос подачи жидкости, водоструйный насос, а также расположенные в баке гибкие трубопроводы с размещенными на входах поплавком и грузом. The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that the known device for supplying coolant contains tanks for coolant and collection of spent coolant associated with the coolant tank, a fluid supply pump, a water jet pump, as well as flexible pipelines located in the tank with a float and cargo.

Особенность заключается в том, что в устройство введены шестеренчатый насос и гидроциклон с дополнительными патрубками, причем вход водоструйного насоса связан с выходами насоса подачи жидкости, выход водоструйного насоса связан с выходным патрубком гидроциклона, его выходной патрубок - с трубопроводом подачи СОЖ, а отводной патрубок - с всасывающим входом водоструйного насоса, кроме того, гибкие трубопроводы связаны через шестеренчатый насос с дополнительными патрубками гидроциклона. The peculiarity lies in the fact that a gear pump and a hydrocyclone with additional nozzles are introduced into the device, the inlet of the water-jet pump connected to the outlets of the liquid supply pump, the outlet of the water-jet pump connected to the outlet branch of the hydrocyclone, its outlet branch to the coolant supply pipe, and the outlet branch to with the suction inlet of the water-jet pump, in addition, flexible pipelines are connected through a gear pump with additional hydrocyclone nozzles.

В известных технических решениях совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "НОВИЗНА". In the known technical solutions, the set of essential features characterizing the essence of the claimed invention is not known from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "NOVELTY".

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного устройства, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупность признаков, которые отличаются от прототипа заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ". According to the authors, the essence of the claimed invention does not follow explicitly from the known device for a specialist, since the above effect on the obtained technical result is not revealed from it - a new property of the object - a set of features that differ from the prototype of the claimed invention, which allows us to conclude about it compliance with the criterion of "INVENTIVE LEVEL".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована для интенсификации технологических процессов приготовления эмульсий с получением технического результата, заключающегося в повышении качества приготавливаемой жидкости, обуславливающего обеспечение достижения технического результата - повышение эффективности применения СОЖ, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ". The set of essential features characterizing the essence of the invention, in principle, can be repeatedly used to intensify the technological processes for the preparation of emulsions with obtaining a technical result, which consists in improving the quality of the prepared liquid, which ensures the achievement of a technical result - increasing the efficiency of the application of coolant, which allows us to conclude that inventions to the criterion "INDUSTRIAL APPLICABILITY".

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемой устройства, представленного на чертеже. The essence of the invention is illustrated by the diagram of the device shown in the drawing.

Устройство содержит бак для СОЖ 1 и бак для сбора отработанной СОЖ 2, связанные между собой насосом подачи отработанной СОЖ 3 и систему очистки 4. Бак для СОЖ 1 связан с баком для отработанной СОЖ 2 через насос подачи жидкости 5, трубопровод 6, водоструйный насос 7, гидроциклон 8 и зону резания станков. Выход водоструйного насоса 7 связан с входным патрубком 9 гидроциклона 8, а выходной патрубок 10 последнего - с зоной резания станков, причем отводной патрубок 11 связан с всасывающим входом водоструйного насоса 7. Для изменения режимов работы гидроциклона 8 установлены регулирующие вентили 12, 13, 14. На конической части гидроциклона устанавливаются один или несколько дополнительных патрубков 15, которые связаны через вентиль 16, шестеренчатый насос 17, вентили 20 и 21 с гибкими трубопроводами 18 и 19, которые расположены в баке для СОЖ 1, причем на входах гибких трубопроводов 18 и 19 размещены поплавок 22 и груз 23. При необходимости введения концентрата в циркулирующую жидкость его подают через трубопровод 24 и вентиль 25 с насосом 17 по дополнительным патрубкам 15 в гидроциклон 8. The device comprises a coolant tank 1 and a tank for collecting spent coolant 2, interconnected by a pump for supplying spent coolant 3 and a cleaning system 4. A tank for coolant 1 is connected to a tank for spent coolant 2 through a fluid supply pump 5, pipe 6, water-jet pump 7 , hydrocyclone 8 and the cutting zone of the machines. The output of the water-jet pump 7 is connected to the inlet pipe 9 of the hydrocyclone 8, and the output pipe 10 of the latter to the cutting zone of the machines, and the outlet pipe 11 is connected to the suction inlet of the water-jet pump 7. To change the operating modes of the hydrocyclone 8, control valves 12, 13, 14 are installed. On the conical part of the hydrocyclone, one or more additional nozzles 15 are installed, which are connected through a valve 16, a gear pump 17, valves 20 and 21 with flexible pipelines 18 and 19, which are located in the coolant tank 1, and at the entrance x flexible pipelines 18 and 19 are float 22 and cargo 23. If necessary, the introduction of concentrate into the circulating liquid it is fed through the pipe 24 and valve 25 with a pump 17 through additional pipes 15 in the hydrocyclone 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Бак 1 заполняется вновь приготовленной СОЖ, которая подается насосом подачи жидкости 5 по трубопроводу 6 через водоструйный насос 7 и гидроциклон 8 в станки, а загрязненная жидкость от станков сливается в бак для сбора отработанной СОЖ 2. Загрязненная жидкость из бака 2 насосом 3 подается в систему очистки 4 и затем в бак для СОЖ 1. Tank 1 is filled with freshly prepared coolant, which is fed by a fluid supply pump 5 through line 6 through a water-jet pump 7 and a hydrocyclone 8 to the machines, and the contaminated liquid from the machines is discharged into the tank to collect the spent coolant 2. The contaminated liquid from tank 2 is pumped to the system 3 cleaning 4 and then into the coolant tank 1.

В зависимости от необходимости повторного вовлечения в процесс эксплуатации СОЖ легкой или тяжелой жидкой фаз соответственно вентили 20 или 21. При этом легкая или тяжелая жидкая фазы шестеренчатым насосом 17 подаются через дополнительные патрубки 15 в гидроциклон 8. Depending on the need for re-involvement in the operation of the coolant of the light or heavy liquid phases, valves 20 or 21, respectively. In this case, the light or heavy liquid phases are fed by a gear pump 17 through additional nozzles 15 to the hydrocyclone 8.

СОЖ в гидроциклон 8 попадает по входному тангециальному патрубку 9, откуда выходя начинает двигаться по внутренней поверхности корпуса вниз, при этом в центральной части создается разреженная область, и жидкость, доходя до отводного патрубка 11, начинает двигаться в восходящем потоке вверх и отводится через выходной патрубок 10. Одновременно через дополнительные патрубки 15 в коническую часть корпуса гидроциклона подается расслоившийся объем СОЖ или дополнительный объем концентрата и различных добавок СОЖ через трубопровод 24. Вследствии больших скоростей жидкости, создаваемой в конической части гидроциклона, поток обладает турбулентностью, приводящей к интенсивному смешиванию поступивших компонентов из дополнительных патрубков. The coolant enters the hydrocyclone 8 through the inlet tangential nozzle 9, from where it starts to move down the inner surface of the housing, a rarefied area is created in the central part, and the liquid, reaching the bypass nozzle 11, starts to move upward in the upward flow and is discharged through the outlet nozzle 10. At the same time, through the additional nozzles 15, a stratified coolant volume or an additional volume of concentrate and various coolant additives are supplied through the conduit 24 to the conical part of the hydrocyclone body. Olsha fluid velocities generated in the conical part of a hydrocyclone, the flow has a turbulence that leads to intensive mixing of the components received from other nozzles.

Кроме того, наличие в гидроциклоне спиралевидного и восходящего потоков обеспечивает перепад давлений, способствующий возникновению кавитационных пузырьков, что также повышает качество восстанавливаемой циркулируемой жидкости. In addition, the presence of spiral and ascending flows in the hydrocyclone provides a pressure differential that contributes to the formation of cavitation bubbles, which also improves the quality of the recirculated liquid.

Часть жидкости, выходящая через отводной патрубок 11 через вентиль 14, подается во всасывающий вход водоструйного насоса 7, что позволяет с помощью вентиля 14 регулировать поток жидкости, идущий на повторное смешивание. A part of the liquid exiting through the outlet pipe 11 through the valve 14 is fed into the suction inlet of the water-jet pump 7, which allows using the valve 14 to regulate the fluid flow going for re-mixing.

Наличие нескольких дополнительных патрубков 15 обеспечивает подачу концентрата СОЖ небольшими объемами и, следовательно, хорошую смешиваемость. The presence of several additional nozzles 15 ensures the supply of coolant concentrate in small volumes and, therefore, good miscibility.

Использование гидроциклона в качестве диспергирующего устройства, имеющего мощные турбулентные потоки, позволяет вовлекать расслоившуюся часть концентрата СОЖ в процессе перемешивания. За счет связи отводного и входного патрубков достигается многократная циркуляция расслоившегося продукта, что позволяет повысить качество восстанавливаемой жидкости. The use of a hydrocyclone as a dispersing device having powerful turbulent flows makes it possible to involve an exfoliated part of the coolant concentrate during mixing. Due to the connection of the outlet and inlet nozzles, multiple circulation of the exfoliated product is achieved, which improves the quality of the recovered liquid.

Установка имеет простую конструкцию и позволяет повысить эффективность применения жидкостей за счет повторного вовлечения в процесс эксплуатации расслоившихся компонентов концентрата СОЖ и качество регенерируемой СОЖ за счет высокой турбулентности потоков. The installation has a simple design and can improve the efficiency of the use of liquids due to the repeated involvement of the separated components of the coolant concentrate in the operation process and the quality of the regenerated coolant due to the high turbulence of the flows.

Claims

A device for supplying a cutting fluid (coolant) containing coolant tanks and for collecting spent coolant, interconnected by a spent coolant supply pump and a cleaning system, connected to a coolant tank, a fluid supply pump, a water-jet pump, and flexible tanks located in the tank pipelines with a float and a load placed at the inlets, characterized in that a gear pump and a hydrocyclone with additional nozzles are introduced into the device, the inlet of the water-jet pump connected to the outlet of the fluid supply pump, the outlet to the water Foot pump connected to the inlet of the hydrocyclone and its outlet - inlet to the suction jet pump, flexible pipes are connected through a gear pump with additional nozzles hydrocyclone.