CN1039298A - 除掉铁磁性金属屑上润滑冷却液的方法和实施这种方法的设备 - Google Patents

Abstract

除掉铁磁性金属屑上润滑冷却液的方法是这样的,在加热或停放金属屑的过程中，要用旋转电磁场在温度105°～310℃的范围内对金属屑进行作用。

实施上述方法的设备包括装有加热器3的壳体2,加热器10和卸料器11。除此之外，该设备装有用来在壳体2内形成旋转电磁场的感应器4，铁磁性长杆5，加热分流罩6，用来排出润滑冷却液的集流器8，以及集计量给料器9。

Description

本项发明属于再加工硬质废料的范围，而具体来说，是属于除掉铁磁性材料金属屑上润滑冷却液的方法和实施这种方法的设备。

本项发明可以在机械制造工业的任一领域内，用来除掉铁磁性金属屑上的润滑冷却液。

已经知道的除掉铁磁性金属屑上润滑冷却液的方法是在洗涤溶液中，或者在具有压力的热水中对金属屑进行冲洗（A.B.阿列克塞恩科，“金属屑的收集和再加工”，1980，莫斯科，机械制造工业出版社，31～32页）。这些方法的缺点是劳动量大和花费昂贵，这种情况是由于消耗洗涤液中价钱贵的成分，以及需要采用特殊的装置以中和废掉的洗涤溶液和除去污水而造成的。此外，基本费用和产品的成本也相当高，而且也不能完全防止环境的污染。

还知道一种净化铁磁性金属屑的方法（A.B.阿列克塞恩科，“金属屑的收集和再加工”，1980，莫斯科，机械制造工业出版社，31～33页），这种方法是将铁磁性金属屑送至加热区，对金属屑进行加热，并且在一定的加热温度下停放一段时间，然后将已净化的金属屑排出。

按照这种方法处理铁磁性金属屑是在鼓形转炉中进行的，用温度为700～900℃的焊油燃烧物来实现加热作用，并且在这种温度下保持5～6分钟。包含在金属屑内的润滑冷却液的成分被燃烧掉，然后将金属屑排出，并将其运送去进行再加工。

这种方法的缺点是加工过程效率低，净化后所得到的金属屑的品质低，因为金属屑为杂乱掉入的润滑冷却液有机成分的燃烧物所污染，并且含有大量的氧化物（可达10～12%），还有一个缺点是周围的环境为润滑冷却液成分和用来加热金属屑的煤油成分的有毒气态燃烧物所污染，这种情况使得必须采用特殊装置以吸收这种燃烧物，而这种吸收装置的效能现在还不够高。

已知一种清除金属屑上润滑冷却液的设备（A.B.阿列克塞恩科，“金属屑的收集和再加工”，1980，莫斯科，机械制造工业出版社，31～32页）。这种设备含有装料输送器，清洗机和卸料输送器。在这种设备内，带有金属屑的输送器通过清洗机的洗涤室，金属屑在洗涤室内被流入的压力为3～4公斤/厘米²（0.3～0.4兆帕）的热水（90～95℃）进行冲洗。

然后，金属屑落到洗涤室外的输送器，并且被送往干燥室。这种设备的缺点是，在净化后的任意尺寸的金属屑上仍留有润滑冷却液原有量的2%左右，这样将降低金属屑的品质。此外，在这种设备中，净化金属屑的效率是低的，而且是一个费力的工作过程，这种净化金属屑的方法还会使大量的含有润滑冷却液成分的水污染周围的环境。

还有一种清除铁磁性金属屑上润滑冷却液的设备（A.B.阿列克塞恩科，“金属屑的收集和再加工”，1980，莫斯科，机械制造工业出版社，31～33页），这种设备含有加热装置，加料器和卸料器，加热装置的壳体上带有加热器。这种设备是按如下方式工作的。从加料器中将金属屑装满加热装置，该装置是一个直径为1.6米，长度为8米的鼓形转炉。在转炉中金属屑被气体加热5～6分钟。采用煤油作燃料。加热温度为700～900℃。金属屑从转炉中被倒入卸料器，并被运送去进行随后的再加工。这种设备的主要缺点是效率低，加工过程时间长，效率低是因装卸料的劳动量大。此外，在这种设备上已净化的金属屑具有高的氧化度（达10～12%），表面上有一薄层杂乱掉上的有机混合物的燃烧物，这样就大大降低了金属屑的品质。最后，在这种设备上净化金属屑时，包含在润滑冷却液中的水和油要发生大量的流失。净化1吨金属屑要损失50公斤水和2.5公斤左右的油。

除此以外，在这种设备工作时，润滑冷却液有机成分气态的有毒燃烧物将污染周围的环境，因为安装在这种设备上用来吸收有毒燃烧物的装置的效能还不够高。

本项发明的基本任务是研制一种除掉铁磁性金属屑上润滑冷却液的方法和实施该方法的设备，并且使这种方法和设备借助于所提供的迅速蒸发润滑冷却液的条件，能够防止金属屑的氧化，这样将提高净化金属屑的品质。

所提出的任务是这样解决的，从铁磁性金属屑上除掉润滑冷却液的方法是将金属屑送到加热区，对其进行加热，并在给定的加热温度下停放一段时间，然后将已净化的金属屑排出，根据本项发明，在加热和停放过程中，要用旋转磁场对金属屑进行作用，并且在105～310℃的范围内完成加热和停放。

采用这种方法时，在1.1～4.0分钟的时间内完成对金属屑加热和停放是适当的。

采用这种方法时，在0.7～3.1分钟的时间内于气流中对金属屑进行加热和停放也是适当的。

这样一来，实现这种除掉铁磁性金属屑上润滑冷却液的方法，如上所述，可以避免金属屑的氧化，并且可以保证金属屑有高的品质，这是因为净化金属屑是在比较低的温度下进行的，而且净化的时间短暂。

实施这种方法的设备包含壳体上装有加热器的加热装置，在壳体上部设置的加料器，在壳体下部设置的卸料器，根据本项发明，在这种设备上加装有感应器，铁磁性长杆，润滑冷却液的加热分流罩和计量给料器是适当的，感应器包围着壳体，以便在壳体内形成旋转磁场，铁磁性长杆安放在壳体内，並且与壳体和感应器沿着同一轴线，加热分流罩固定在壳体内部铁磁性长杆的下方，此外，感应器上部的壳体部分制作成集流器，用来排除润滑冷却液的蒸汽，沿壳体的轴线将计量给料器安装在加料器和集流器之间。

在这种设备上加装油分离器和冷凝器是有益的，油分离器与集流器相通，而冷凝器与油分离器相通。

在这种设备上，将壳体制作成装有非磁性材料的衬套是有利的，衬套装在壳体被感应器所包围的部分。

在这种设备的壳体上开有进风口是有益的，风口开在加热分流罩下部的壳体上。

这样制作清除铁磁性金属屑上润滑冷却液的设备，如上所述可以保证金属屑有高的品质，便于下一步对其进行利用，还可保证净化过程有高的生产率，并且周围环境得以安全无恙，因为润滑冷却液的有毒成分不会扩散在周围环境里。

下面用实施本项发明的具体实例和附图的引证说明，对本发明加以解释。在附图中：

图1，根据本项发明，示意地表示清除铁磁性金属屑上润滑冷却液的设备，用剖面表示的总图;

图2为图1的Ⅱ-Ⅱ剖面。

清除铁磁性金属屑上润滑冷却液的方法是这样的，将金属屑送至加热区，在温度105～310℃的范围内进行加热，并在这一温度范围内停放1.1～4.0分钟。在加热和停放过程中，要用旋转磁场对金属屑加以作用。

旋转磁场对大量铁磁性金属屑的作用，可以使得金属屑在交变方向磁化力的作用下于悬浮状态中旋转。在旋转过程中，金属屑剧烈地进行搅动，金属屑颗粒相互碰撞，结果，由于机械作用和金属屑层透气性的增强，将加速除去润滑冷却液液滴和蒸汽的过程。这样，就可在比现有方法的温度要低得多的情况下，大大缩减净化金属屑的时间。

在温度105°～310℃的范围内实现净化过程，可以强化除掉润滑冷却液成分的作用，因为润滑冷却液中的水会沸腾起来，通过机械方法，可以部分地从金属屑表面上除去油滴，除此以外，还产生润滑冷却液有机成分的挥发和蒸发。与此同时，在上述温度范围内不会发生油质的燃烧，因此金属屑不被氧化，不被润滑冷却液燃烧物所污染，而且不会分离出有毒的气态燃烧物。此外，润滑冷却液的蒸汽可以相当简便地和有效地通过对这种蒸汽的冷凝而收集起来这样可防止对周围环境的污染。

除去铁磁性金属屑上润滑冷却液的方法也可以在气流内加以实现，在这种情况下，要在105°～310℃的范围内对金属屑进行加热，并且在这种温度范围内停放0.7～4.0分钟。

在气流内进行这种净化过程时，可以改善从金属屑颗粒的表面上蒸发润滑冷却液的条件，这样可以缩减净化时间，并且相应地会提高净化过程的生产率，或者在上述时间间隔内降低温度，这样可以增加所使用的热处理设备的耐久性。

下面用几个实施例说明所推荐的方法比现有方法所具有的优越性。

实例1（现有的方法）

铸铁屑内含有重量为5%的润滑冷却液，将这种铸铁屑装满加热装置，对其进行加热，并且保持到润滑冷却液完全燃烧为止，然后将铸铁屑排出。在润滑冷却液燃烧过程中，可以用色层分离法确定废气的成分。在废气中可以看到有CO和SO₂。在除去润滑冷却液的铁屑中，确定出有一定量的氧气。

实例2～9（所推荐的方法）

铸铁屑内含有重量为5%的润滑冷却液，将这种铸铁屑装入用来除去铁磁性金属屑上润滑冷却液的设备，在这种设备内建立起旋转磁场，并在其中将铸铁屑停放到完全除掉润滑冷却液为止，然后关闭感应器，并且排出已净化的金属屑。废气通过油分离器和冷凝器，然后在排放口分析其成分。记录下进行净化过程的温度和时间。净化过程可以在穿过设备的抽入空气流中，也可在没有空气的情况下进行。净化过程的技术特点和测试结果列于前表。

从表中的数据可以看出，按照所申报的方法净化铁屑时，在大大降低净化过程工作温度的情况下，净化时间可以减少1/3～5/6，而于空气流中进行净化时，在大大降低净化过程工作温度的情况下，净化时间可减少1/2～15/17（实例7、8、9）。这种方法的生产率，在其它条件相同的情况下，与完成净化过程的时间成反比，与现有方法的生产率相比，可提高0.5～5倍和1～7.5倍。因为金属屑内不含润滑冷却液的燃烧物，并且金属屑的氧化度减少2.4～7.7倍，所以金属屑的净化品质得到提高。当温度低于所推荐的温度范围下限105℃时，完成净化过程的时间显著加长，而生产率将降低，这种情况是由于润滑冷却液中所含的水分已经不再沸腾，降低了用机械方法去除油滴的效果（实例2）。当温度超过所推荐的温度范围上限310℃时，油质会突然燃烧，这样在废气中会产生有毒成分，并且会氧化金属屑（实例6）。使用所推荐的方法可以防止污染周围的环境，因为废气在通过油分离器和冷凝器后不再含有有毒成分（实例2、3、4、5、6、7、8、9）。

除去铁磁性金属屑上润滑冷却液的设备包括加热装置1（图1），该装置的壳体2上装有加热器3。壳体2被感应器4包围着，以便在壳体内产生旋转电磁场。沿着壳体3和感应器4的同一轴线在壳体4内固定着铁磁性长杆5，而在长杆5的下方固定着加热分流罩6。加热分流罩6（图2）呈半球状或椭圆状，其内部装有加热元件7，该元件与电源接通（图上未示出）。壳体2（图1）位于感应器4上面的部分制作成用来排除润滑冷却液蒸汽的环形集流器8。沿着壳体2的轴线在集流器8的上部安装计量给料器9和加料器10，而在壳体2的下部安装带有螺旋输送机12的卸料器11。在壳体2上开有设在加热分流罩6下方的送风口13。此外，壳体2还装有用非磁性耐磨材料制造的可更换的衬套14。利用管路15将集流器8与油分离器16连通，在油分离器的圆柱筒内装有半轴17，半轴上有两个螺旋叶片18。利用管路19将油分离器16与水冷式冷凝器20连通，冷凝器上装有排放冷凝液的短管。

清除铁磁性金属屑上润滑冷却液的设备是按以下方式进行工作的。

利用加热器3和加热分流罩6，完成对壳体2的工作空间和加热装置1的集流器8的烘热。

在壳体2的工作空间烘热到一定温度后，开启感应器4，以形成旋转电磁场，并且利用计量给料器9，从加料器10将被润滑冷却液污染的铁磁性金属屑送至壳体2的工作空间。在工作空间内，金属屑被旋转磁场吸住，进行旋转和移动，这样将改善蒸发和清除润滑冷却液的条件。

与此同时，铁磁性长杆5可以均化和增强壳体2工作空间内的磁场强度，这样有助于沿壳体截面更均匀地分布金属屑。在清除金属屑上润滑冷却液过程结束时，关闭感应器4，而净化过的金属屑可以通过壳体2和加热分流罩6之间的间隙自由地落至卸料器11的入口，然后利用螺旋输送机12从这里运送去进行再加工。从计量给料器9自由流下的润滑冷却液滴将落在加热分流罩6上，并被蒸发掉。

此外，通过风口13往壳体2的工作空间输送气体，这些气体通过由加热分流罩6和壳体2所形成的间隙时将被加热。已加热的气体会改善润滑冷却液的蒸发条件。

本设备也可在关闭加热器3的情况下进行工作，在这种情况下，要通过风口13输送热气，这样可以保证利用废气的热量。

在净化过程中所形成的润滑冷却液的蒸汽，将连续地被通风机抽出（图上未示出），并且通过集流器8沿着管路15进入油分离器16，润滑冷却液油质成分的蒸汽将落到油分离器16的螺旋叶片18上。水蒸汽沿着管路19进入冷凝器20，并在其中进行冷凝。冷凝水将通过短管21从冷凝器20排出。

这样一来，感应器4将在壳体2的工作空间内建立起旋转电磁场。这个磁场在所需要的净化时间内，吸住金属屑。同时，金属屑进行转动和移动，从而改善蒸发和除去润滑冷却液的条件，因而也就提高了设备的生产率，并且改善了金属屑的品质。铁磁性长杆5将均化和提高磁场的强度，从而可以加大装入金属屑的份额，提高设备的生产率。加热分流罩6用来蒸发从计量给料器9自由流下的润滑冷却液。液滴落到分流罩上，并被蒸发，而蒸汽则为通过的气体裹住带到集流器8。如果不设置分流罩6，则从计量给料器9落下的润滑冷却液将掉在装有已净化的金属屑的卸料器11上。因此，分流罩6将提高金属屑的品质。分流罩6还有一个作用：它是从下部进入的气流的分流器。集流器8用来排除润滑冷却液的蒸汽，而且对于改善金属屑的品质和保证整个设备的工作能力都是必要的。

除此以外，本项设备还可以保证利用润滑冷却液的成分。为此，在设备上装有油分离器16和冷凝器20。计量给料器9保证在相等的时间间隔内，以等量的份额自动向壳体2的工作空间供给金属屑，这样也可提高设备的生产率。可更换的衬套14能够防止设备的壳体2提前磨损，因而可以提高壳体的耐久性和可靠性。

因此，这样实现清除铁磁性金属屑上润滑冷却液的方法，将对润滑冷却液的迅速蒸发提供有利条件，而实施这种方法的设备的高生产率，可由自动装卸金属屑，以及在金属屑加热、停放和去除润滑冷却液的过程中，对金属屑层的搅动作用得到保证。由于完全防止了金属屑的氧化，所以金属屑保持有高的品质，这是因为在所推荐的设备内，净化过程的时间短暂，而且是在比较低的温度（略为超过油质沸腾温度）下进行的。采用使油水能够分离的油分离器16和冷凝器，可以达到利用润滑冷却液的成分，并且能够改善生态环境。

Claims (7)

1、清除铁磁性金属屑上润滑冷却液的方法是这样的，将金属屑送至加热区，对其进行加热，并在一定的加热温度下停放一段时间，然后将净化过的金属屑排出，本方法的特点是，在加热和停放过程中，用旋转电磁场对金属屑进行作用，并且在105°～310℃的温度区间内，完成对金属屑的加热和停放。

2、根据权利要求1，本方法的特点是，在1.1～4.0分钟的时间内，完成对金属屑的加热和停放。

3、根据权利要求1，本方法的特点是，在0.7～3.1分钟的时间内，于燃气流中加热和停放金属屑。

4、根据权利要求1，实施本方法的设备包括壳体2上装有加热器3的加热装置1，位于壳体2上部的加料器10和位于壳体2下部的卸料器11，本项设备的特点是，在这种设备上加装有感应器4，铁磁性长杆5，润滑冷却液的加热分流罩6和计量给料器9，感应器4包围着壳体2，以便在壳体内形成旋转电磁场，铁磁性长杆5固定在壳体2内，并且与壳体2和感应器4沿同一轴线，加热分流罩6固定在壳体2内部铁磁性长杆5的下方，此外，位于感应器4上方的壳体2部分制作成集流器8，用来排出润滑冷却液的蒸汽，将计量给料器9安装得与壳体2沿同一轴线，并且位于加料器10和集流器8之间。

5、根据权利要求4，本项设备的特点是，在这种设备上装有与集流器8连通的油水分离器16，以及与油水分离器16相通的冷凝器20。

6、根据权利要求4和5，本项设备的特点是，壳体2制作成带有非磁性材料的衬套14，该衬套位于壳体2被感应器4所包围的部分。

7、根据权利要求4～6中的任意一项，本设备的特点是，壳体2上装有燃气进风口，该风口位于壳体2上加热分流罩6的下方。