润滑油多场联合净化装备设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 重 庆 理 工 大 学 毕业设计（论文）任务书 题目 润滑油多场联合净化装备设计 （任务起止日期 2013 年 2 月 25 日 2013 年 6 月 13 日） 机械工程学院 学院 机械设计制造及其自动化 专业 班 学生姓名 学 号 指导教师 系 主 任 二级学院院长 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 课题内容 总体方案设计及总装图绘制； 电场净化环节结构设计及装配图。 课题任务要求 （ 1）查阅参考不少于 15 篇相关领域的文献； （ 2）按计划时间完成开题报告，文献综述，外文翻译； （ 3）对 润滑油多场联合净化装备原理进行分析 ； （ 4）拟订 润滑油多场联合净化装备 的设计方案 ； （ 5） 对润滑油多场联合净化装备的结构进行设计并绘制相应的图纸； 主要参考文献 （由指导教师选定） 参考文献： 1 徐高洋 , 陆明 . 船用废润滑油的再生 J. 中国资源综合 利用 , 2003, 12: 14 2 刘先斌 , 廖兰 . 废润滑油再生资源产业化问题的研究 J. 资源科学 , 2006, 28(2):186 3 李廷朝 , 程素萍 . 润滑油聚结脱水技术 J. 液压与气动 , 2003, 1:41 4 谷庆宝 , 王禹 , 高丰等 . 废润滑油再生利用的现状与面临的问题 J. 中国资源综合利用 , 2003, 7:11 5 曲飞宇 . 中国废润滑油市场状况及其利用分析 J. 新材料产业， 2008， 3:8 6 王建忠 . 液压油过滤脱水的研究 J. 黑龙江矿业学院学报 . 2000, 10(1):15 7 周开勤 机械零件手册 8 孙恒，陈作模，葛文杰 机械原理。 2005,12 同组设计者 注： 1、任务书由指导教师填写； 2、任务书在第七学期期末下达给学生。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 1 绪论 1 2 润滑油多场联合净化 装备总体设计 2 级旋流器的设计 3 流器的分类 3 力旋流器及其工作过程 4 离原理及其发展概况 4 4 力旋流器在煤炭工业中的应用 5 力旋流器在选矿工业中的应用 5 力旋流器在食品工业中的应用 6 力旋流器在污水处理中的应用 6 力旋流器在造纸中的应用 7 力旋流器在石油业中的应用 8 力旋流器选型 9 常见液 液分离水力旋流器的结构 10 力旋流器机构设计及参数设计 11 小锥角的选择 12 体直径 D 确定 12 管长度的选择 12 口设计 12 流器的端盖 13 流 器的安装 13 流电场的设计 14 流电场的简介 14 流电场的工作原理 14 场的选择 15 极的分布情况 15 流电场 16 空单元 16 空单元元件元件的选用 17 路设计及装配 18 3 总结 20 致谢 21 参考文献 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文献综述 24 摘 要 随 着世界经济的不断高速发展，机械、电力、运输和化工等基础工业也在不断发生着日新月异的变化。作为工业日常生产过程中机械设备运转必备品，且有润滑作用的润滑油来说，它的需求量也越来越大。润滑油是从石油中提炼出来的，是工业生产过程中不可或缺的一种石油产品，也是一种不可再生资源，而且润滑油的加工成本比较高，因此它的再利用是很有必要的，这样做既环保又节能。水是使润滑油液受到污染的常见外来污染物，因而润滑油脱水净化也是润滑油液二次利用的必备途径。 目前油液脱水的主要方法是真空加热法，本文的主要内容是润滑油多场联合净化装备设 计，所谓润滑油多场联合净化装备就是利用旋流场、电场和重力场等来对润滑油中的水和其他影响润滑油使用性能的杂质进行处理的一种特种设备。由于真空加热脱水单元已经设计完毕，本次主要做的主要是是第一级旋流器和旋流电场的设计以及管路设计。 关键词 ：液 液分离旋流器；电场；加热真空脱水；油水分离；润滑油 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 s so of as of in of is is it is a of is in of is So it is to is in so is an to is a of to of is on of a of as is in a of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 滑油多场联合净化装备的概述 润滑油多场联合净化装备的脱水过程可以简单地分为三个大的步骤：首先是经过第一级旋流器，利用旋流场的作用使得一部分水和润滑油液分开，达到脱水目的；然后是未被完全净化的油液进入第二级装有脉冲电场的旋流器，在电场和旋流场的共同作用下进一步脱水净化油液；第三步是在第二步步处理完的油液通过真空加热脱水过程最终达到润滑油液脱水的目的。具体的工作流程如下图 1图 1润滑油多长联合净化装备工作原理图 此特种装备具备以下特点： 1)结构简单、占用空间少、使用灵活，适合多种场合。 2)可以挂车上，移动方便，拆装和维护比较简单。 3)使用氮气保护冷却技术能够很好的保证净化后的油液不受氧化二次破坏。 4)采用目前比较先进的油液脱水技术，多场联合使用发挥各种场力的作 用，节能高效。 滑油多场联合净化装备设计研究的意义 由于润滑油在运输、使用及加工的过程中容易受到雨水、潮湿等不利因素的影响，造成润滑油被水污染，破坏其使用性能，同时也会使得使用的设备受到影响，不能正常工作，进而使工业经济蒙受巨大的损失，所 以对润滑油的脱水处理买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 问题的解决是刻不容缓的。我们必须找到合适的方法去对其进行脱水净化，这样不仅可以延长润滑油的使用寿命、恢复其该有的理化性能，而且也可以避免被润滑设备遭受混入润滑油中的水的破坏。在一定的真空度和油温条件下脱气、脱水，并用特定的过滤介质滤除机械杂质，从而使油液得到净化，这样的设备称为真空净油机（以下简称净油机）。它能高效除去污油中的杂质、水分、气体及水溶性酸碱等，使净化后的油接近或达到国家规定的质量标准，恢复使用性能。 目前在工业上主要采用的油液脱水技术是真空加热脱水（装备如图 1使用液 液分离旋流器脱水（装备如图 1两种方式。前者由于具有效率低和能耗高等缺陷而不能被大范围推广使用，只能用在含水量比较低的油液处理场合，如变压器油液脱水处理。后者的缺陷是由于脱水净化的质量不高而不能被使用在对脱水要求比较高的场合里。本设计是结合上述两种技术并增加了脉冲电场技术而构思设计的润滑油多场联合净化装备。此设备可以充分利用真空加热脱水法和旋流场脱水法两者的优势，同时又互补了两者的不足，从而使得此设备能够实现低功耗，高脱水效果的目的。 图 1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 1相分离旋流器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 润滑油多场联合净化装备总体设计 在润滑油多场联合净化设备中，一级旋流器、二级旋流电场和真空脱水部分起主要的作用。本章中将依次对它们常见的种类、基本原理和本装备所选择的类型以及结构的设计进行分析。 级旋流器的设计 流器的分类 旋流器按分离介质种类可分为水利旋流器和风力旋流器两种。它们之间主要的不同点是水力旋流器分离介质是水，而分离旋流器的分离介质是空气，但是它们的分离原理基本相同，且结构也没有太大的差别。由于我们本次设计过程中的目标要求是脱去混在润滑油当中 的水，所以我们在本装备中使用的是水力旋流器，因而我们接下来也主要介绍水力旋流器。 水力旋流器及其工作过程 按照 初给出的水力旋流器的定义，水力旋流器是一种利用流体压力产生的旋转运动的装置。随着后续对旋流器理论的不断研究和认识，这一定义虽然不够全面但是他却道出了旋流器工作的本质特征 它在正常工作的时候，液体由于受到压力作用，以一定的初速度由旋流器的入口处沿着旋流器内壁的切线方向进入旋流器的内腔，然后沿着内腔做高速的旋转运动，从而使得其内部的各组分受到离心力作 用。 力旋流器的分类、分离原理及其发展概况 应水利旋流器主要分为固 液分离旋流器（常规结构如图 2液 液分离旋流器（常规结构如图 2水利旋流器进行分离的基本原理是利用不相互溶介质之间存在的密度差而进行离心分离，使得密度小的一部分介质迁移向轴心位置，密度大的那部分运动到旋流器壁的位置，最终密度小的从溢流口溢出而密度大的那部分最终沉降经排出口，排出旋流器而最终完成不同相之间的相互分离(分离过程原理图如图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2 图 2 图 2固 器结构图 器结构图 器结构图 旋流分离技术从被提出到目前基本成熟且被广泛使用在工业领域，一共经历了 100 多年的时间。这项技术曾在 1891 年就已经被 出，而且当年在美国还获得了世界上第一项水力旋流器的专利。由于各种原因使得这项专利技术只是 被认可，但并没有在工业实际当中应用或推广。一直到 40多年后的 1939，才被 荷兰一座煤矿上用于煤泥水的澄清作业，至此才算是水力旋流器在工业上边的第一次使用。虽然由于当时技术以及相关方面理论欠缺等原因使得当时的水力旋流器的架构并没有现在的这么完美，但这毕竟还是在旋流器应用上迈出了艰难的第一步，为旋流器发展史奠定了坚实的基础。 到了上个世纪的五六十年代，水力旋流器开始在世界各地的选矿厂被广泛使用。此时的旋流器在机器狗方面已经发生了很大的改进，很快被规范成为现在常用的这种比较标准的结构形式，而且 人们对旋流器理论方面的研究也更加深入，并出现了 于水利旋流器三维流动的经典型描述。这些描述虽然比较局限，但是在旋流器的发展史上对后人继续研究有着广泛而深远的意义，即使在目前仍然具有一定的权威。这些都是停留在液 固分离，虽然液 液分离可行的理论早就被英国学者 是一直没被在实际的工业生产中用到，应用比较广泛的还是固 液分离。随着人们的不断升入研究，后来又出现了气 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 液分离理论。由于液 液分离理论应用和发展的比较晚，直到上个世纪六十年代后期，英国南安大学的 开始用实验方法来证实使用水流旋流器对油水分离的可行性。又经过大约十年的实验和研究最终证实了使用水力旋流器进行油水分离的可行性，并发明了双锥段、双入口的液 液分离旋流器（其结构如图）。后来他们设计的旋流器在澳大利亚 田的平台上进行实验，实验的结果非常理想，从此，这种旋流器被慢慢投入到石油工业生产中，也就使得水力旋流器又在另一个新的领域里边得到了应用。在这个年代水力旋流器的应用范围被空前扩大，人们对旋流器的研究也越来越成熟，对其内部的运动特征、分离相的粒径、分离能力等方面进行了比较 深入的研究，提出了不同的研究模型、解决实际问题的理论以及计算公式，把旋流器的研究和应用推向了它的最高峰。 图 2 水力旋流器的应用概况 水力旋流器是一种使用物理原理来达到分离目的的设备，是在离心力场的作用下来实现分离粒径 (密度）不相同且不互溶的不同相目的的高效分离设备。根据其分离的原理及特性，水力旋流器目前主要用在煤炭工业、选矿工业、食品加工中业、污水处理、造纸业、化工业和石油业等领域。 力旋流器在煤炭工业中的应用 由上述旋流器发展概况可以了 解到，水力旋流器最初开始就是在煤炭工业中得到应用。在当今世界，作为主要能源之一的煤炭可以有发电、供暖、燃料和化工原料等多种用途，煤炭在我国的能源领域占据着极为重要的地位。随着全球工业的发展，对煤炭的要求也越来越高，不论是数量还是质量，因而选煤已成为煤炭工业中提高煤炭质量的一个必备环节。水力旋流器在很多选煤厂都得到了广泛买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的应用。图 2三产品中介选煤的流程图 力旋流器在选矿工业中的应用 选矿工业也是水力旋流器最初被应用到的行业之一，在目前大型的选矿工厂几乎各段磨矿中都要使用水力旋流器，以前 普遍使用的螺旋分级机以基本被完全被取代。而且水力旋流器也已和球磨机配套使用形成了比较成熟的流水化作业。图 2 图 2三产品重介质选煤工艺流程图 力旋流器在食品工业中的应用 旋流器在食品行业也有广泛的应用，比如在淀粉、蔗糖和乳制品等加工过程中的清洗、分离、浓缩、精致等工艺上都使用了水力旋流器。 目前，大规模淀粉生产西线基本上都是采用水力旋流器全旋流工艺过程，这样不仅能够提高淀粉的产出率而且同时能提高淀粉的加工效率，节约人力物力，适合大批量生产。图 2 使用马铃薯作为淀粉原料进行淀粉加过的全旋流过程。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2马铃薯淀粉全旋流分离系统流程图 力旋流器在污水处理中的应用 当今世界随着经济不断的高速发展，人口不断增长，使得环境受到污染的成都越来越严重，水污染的现象越来越严重，因而生活污水和工业污水的处理必须引起人们足够的重视， 随着旋流器被广泛应用，旋流分离器凭借其种高效节能的特征被应用到含油污水的处理上边。通过多级旋流器共同作用，可以把含油污水中的油液有效的分离出去达到进化的目的。图 2 图 2流器处理污水 力旋流器在造纸中的应用 在造纸业当中，采用机械或者化学的方法将造纸原料（木材或者废纸等）支买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 撑纸浆，然后再经过必要的净化处理。净化的主要原理就是利用杂质和纸浆他们之间的密度差来实现净化的。以前常采用的方法主要是靠重力来沉降，过程虽然简单，但是效率比较低，而且需要的空间比较大，原料的利用率不高，浪费人力。随着水利旋流器不断在工业中的应用，现在纸浆净化这个必要的过程采用了水利旋流器净化，这样既节省时间空间，又能高效地利用纸浆。目前造纸行业已经广泛使用水力旋流器来进行纸浆净化，图 2 2 图 2图 2力旋流器在石油业中的应用 水力旋流器在石油工业中的应用比较广泛，目前水力旋流器在石油方面的应买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 用有原油脱气、原油除沙、油水预分离、原油脱水和井下油水分离等。长时间以来，油田井上工艺过程中的很多分离都是采用重力沉降，这样既浪费时间而且还需要很大的空间以及人力资源，同时效果还不是很理想，不能高质量除水，不能高效 的利用原油，造成一定的浪费。常规工艺过程（如图 2弊端使得目前很多油田相继进入高含水低含沙阶段，这种恶性循环使得各油田脱水处理系统的负荷越来越重，投入的设备及相应的成本逐年增加。针对这一实际情况，水力旋流技术作为物理分离技术，将慢慢的取代油田井上净化工艺过程中以往采用的重力沉降技术。此外，随着旋流技术的不断发展，水流旋流技术也慢慢的被应用在油水预分离过程和井下油水分离过程（如图 2图 2油田井上除砂工艺流程 图 2图 2钱井上旋流除 砂工艺 由上述所述的可以了解到，随着水力旋流技术的不断发展，旋流器的应用范围将会越来越广。 力旋流器选型 由于本设计中设计的要求主要是利用旋流器来分离混入润滑油液中的水，故而此设计中使用的是液 液分离水力旋流器。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 常见液 液分离水力旋流器的结构 目前常见的比较有代表性的液 液分离水力旋流器的结构 ; 图 2力旋流器结构及主要尺寸 液 液分离水利旋流器的结构与固 液分离水力旋流器的结构比较相似，它的主体由三部分组成：第一部分是圆柱段的旋流腔，直径由 示，是水力旋流器的重要参数之一，它的大小决定着旋流器处理能力；锥角为 的大锥段 ;锥角为 的小锥角。大锥角段的直径 D 是旋流器的主体直径，旋流器的轴向长度用 示，大锥角和小锥角是两个极为重要的参数，它们的改变将极大的影响到液液分离的性能。第二部分是水力旋流器的入口，入口的直径 的形状常见的有矩形的和圆形的两种。液 液分离旋流器的入口可有单入口、双入口、三入口以及多入口等，不过比较常用的是双入口式的，因为这种结构液体能够更加平稳的进入旋流腔，并在 腔内产生比较稳定的涡流。第三部分是溢流口，用直径 示，它的大小主要与分离的物质有关系也就是用途相关。一般的原则是比如从轻质的液体中分离比较重的液体时，轻质的液体比较多，重的比较少，由于溢流口实轻质液体流出的端口，因此溢流口的直径就要大点，相反，溢流口德直径就比较小。对于溢流管的伸入长度 同的分离有不同的比例。最后一部分是尾管，它主要是一段比较长的圆柱形管子，直径为 管的长度 在液 液分离水力旋流器中，以上的结构参 数除了两个锥角的参数外， 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 d呈现一定的比例关系，因此在设计的过程中大锥角 和小锥角 是 首先要确定的参数。 力旋流器机构设计及参数设计 液 液分离水力旋流器的主要机构特点是小直径、小锥角、长椎体和长筒体。通常直径 0大的为 于本设计的目的是除去润滑油液中的水，选择的直径太小了会使得设备处理能力比较低，故而本次设计的时候要选择直径要比较大，这样才能提高处理的效率。目前液 液分离旋流器比较典型的各个尺寸的比例关系是 人给 出的从水中脱由旋流器的结构比例，结构图（如图 2示）；当旋流器腔的直径为 2料口的直径为 锥给料 )、溢流口的直径为 流口的直径为 锥角为20o 小锥角为 这种旋流器处理含油量小于 3%的含油污水时，除油率可达到 97%。 图 2液分离旋流管的结构示意图 小锥角的选择 由于本次设计的目的是从油液中除水旋流器脱水的目的是脱去润滑油液中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 较大部分的水，所以我们参考 计的 它为基础进行 设计选择，大锥段选择 20o 小锥角选择 体直径 D 确定 考虑到到经典结构的比例关系以及本次设计的目的， 果选择的比较大的话旋流器的总体长度会太大，会造成空间的浪费，我们选择 0样旋流器的总长为 42 401680管长度的选择 上述计算的总体长度还是达不到预定的要求，会造成空间浪费。由于液体在顺着管壁做旋转运动的过程中由于受到自身重力以及管壁摩擦等阻碍作用的影响，使得液体的沿管壁的水平速度逐渐降低 ，同时言管壁下方的速度逐渐增大。这样使得液体在尾管部分停留的时间比较短，对整体油水分离的效果所起作用比较小。我们本设计中采用旋流器的目的就是为了使用旋流器脱去油液中比较大的水，而对脱水的效果没做太多的要求，此外当旋流器的整体整体高度比较大的话会影响油液入口的速度，这样会影响到旋流器的脱水效果，综上几个原因本次设计我设计的方案是直接去掉尾管，这样会是整体的长度降低。整体长度带入数据计算的到总长为 。 a a L 990样比较合，既能达到脱水目的又能节省整体空间还能达到增大入口处速度的目的 。 口设计 液 液分离旋流器入口的常见形状为方形和原型两种。由于本次设计中主要用的是润滑油脱水处理，而且旋流脱水只是其中的一个环节，中间各个环节的连接会用到圆管连接，故而旋流器的入口采用圆形设计，这样设计不仅方便和其它脱水环节的连接而且也别于加工，使得加工工艺比较简单。上述的比较典型的那种旋流器为双入口旋流器，因为本次设计的时候油液主要是靠后边真空罐 的真空环境，使得油液在大气压的作用下流入旋流器，进而完成脱水流程。油液在这种作用下和油泵作用下的速度差别比较大，因此我们本设计为了达到油液高速的目的，我们采用单入口设计。出于油液加速的目的，本设计中采用孔口逐渐缩小的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 这种设计思路，根据经典旋流器的结构入口直径为 4是为了加速，我们采用外入口的直径为 200样和经典旋流器之间差距不大同时也能达到脱水的效果。（具体的结构见附图旋流器装配图） 流器的端盖 旋流器的盖子主要有两部分，一部分是起 密封作用的，另一部分就是溢流管。 溢流管也是旋流器的一个比较重要的部分，它的设计准则主要是看旋流器的用途。由于我们本次设计的目的是使用旋流器对润滑油惊醒脱水净化，水的比重比油要轻，含水量小于含油量，故而润滑油是主体。净化过程中要求流出去的水比较少而油比较多，故而我们溢流口设计的要和入口接近，这里我们选择溢流口的直径和外入口的直径相等为 20流管升入的长度，上述经典模型升入的长度为 0，溢流管一般的升入值为 由于本装备中主要是从油液中脱水出来，润滑油量比较多，含水量比较少，所以我们希 望分离后的油液迅速从溢流口流出旋流器，因而我们设计溢管伸入的长度 40壁的壁厚为 10子的另一部分主要起密封作用。 由于本设备中油液主要是靠真空泵中的负压使得油液在大气压的作用下压入旋流器，为了方便和旋流主体的连接，选择端盖的厚度为 10为旋流器的材料是不锈钢，刚度和硬度都比较好，而且液体在旋转过程中对内壁的撞击不大，故而端盖的厚度完全满足条件。 流器的安装 在生产的实践当中我们常用的旋流器有四种方式：正装、倒装、斜装和平装。装配方式分别如下图， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2力旋流器不同 的安装方式 正装： 旋流器的轴线垂直于水平线，但溢流口在上边，沉沙口在下边，多用于分级、脱泥、浓缩澄清等操作，特别是单台使用。 倒装： 和正装刚好想法，溢流口位于下边，轴线垂直于水平线，主要用于选别作业时。 斜装： 旋流器的轴线和水平线成一定的角度。一般是用在多台旋流器配置组合使用的情况。 平装： 旋流器的轴线痛水平线相平行。 综上可知本设计中的旋流器采用正装。 流电场的设计 流电场的简介 所谓旋流电场，就是在旋流器内部加了一个电场，也就是旋流场和电场的综合体，简称旋流电场。 流电场的工作原理 由于混入润滑油中的水主要是以小水滴的形式存在，经过第一级旋流器作用，较大的水滴会聚合到一起而最终由于离心作用达到油水分离效果，剩下较小的水滴在旋流器的作用下不会发生聚合，还会继续从在油液当中。 虽然油液本身是电中性的，但是油液中单个水滴是带点的，这样小水滴就会在电场的作用下有一定的方向偏移，在移动的过程中两个水滴碰撞就会发生聚合而变成一个比较大的水滴，较大的水滴就会在旋流器的作用下与油液分开进而又一次起到脱水作用，本次可以起到脱去较小水滴的目的。 场的选择 电场分为直 流电场和脉冲电场，在本设计要求中，如果采用直流电场，单个带点小水滴受到的电场力的作用是恒定的，在电场力作用下的运动状态比较稳定。但是当其受到脉冲电场作用的情况下，结果就会有所不同，小水滴就会发生抖动，这样就就使得两个小水滴发生聚合的概率增大，从而有利于旋流脱水能更好的实现旋流场和电场的综合使用，因此本次设计主要选择脉冲电场。 流电场的结构 第一级旋流器的结构已经设计好，我们参考第一级旋流器的参数，进行第买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二级旋流器的设计，比较重要的那几个旋流器的参数 大锥角、小锥角、尾管长度、入口直径、溢流 口直径和内腔直径等。 要产生电场就要有电极板，电极板的安装有两种情况，一种是加载旋流器的内部，另一种是加在旋流器的外部。旋流器本身是不锈钢的空壳结构，电场不能加在旋流器的外部，旋流器本身的结构导致它对外部来的电场有屏蔽作用。因而电场只有加载与旋流器的内部也就是旋流器的内腔中。 由于由于液体要沿着旋流器的内壁旋转，因而电场不能采用通常的两块相同大小的平行平板平行，因为这种机构会阻碍液体的旋转。故而我们采用曲面电场极板。液体流动，要把阻力减到最小，因此采用环形电场极板，也就是直接把电场极板做成圆环形，安装在旋流 器的内部。这样既可以起到电场极板的作用，又可以不影响旋流器的正常工作。由于旋流器是不锈钢做的，是导体，要导电，出于安全考虑要绝缘保护，所以要在旋流器腔内壁壁和电极之间加一层绝缘材料，设计的结构见装配图。 由于绝缘材料和电极之间要要形成电场，电极板必须是成对出现的。由于第一块极板设计成环形，所以另一块极板还采用环形设计，而且两个环形同心。为了结构要求，另一块电极板安装在溢流管上，同样溢流管也是不锈钢材质，直接安装上去不安全，为了保证绝缘同样在环形电极和溢流管中间加一层绝缘材料。 电极的裸露情况 本设计采用裸露电极，因为裸露电极有个好处就是带电的小水滴会在碰到电场的情况下，带电荷的性质发生变化，会往返运动，这样会增加不同小水滴之间发生碰撞进而聚合机会，这样可以提高旋流器的脱水效果。电场的结构图如图所示， 图 2电场结构图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 流电场 由于本级旋流器的设计还采用一级旋流器的基本参数，只有旋流器的主体圆柱段发生了变化，结合上述电场设计，最终旋流电场的设计方案如下图 图 2流电场 空净化部分元件选型 空单元脱水原理 润滑油经过第一级旋流器和第二级旋流电场并不能全部脱水，只是脱去了混入油液中粒径较大的水滴，较小粒径的水并不能通过旋流场和电场除去。因此本装备还有第三级脱水处理 真空加热脱水，进行进一步的脱水过程。脱水的原理是，在低于大气压的条件下，溶液的沸点要降低，在低于正常沸点的情况下将达到沸腾状态。润滑油和水两者之间的沸点差距较大，水先在低于 100摄氏度的条件下实现沸腾。在沸腾的过程中小水滴会不断地以水蒸气的形式会发出油液在经过真空泵抽吸出正空管，最终遇到冷 凝器凝结成水，最终从润滑油中完全脱去。 真空单元 真空单元主要包括真空泵和真空罐两个部分。真空罐的容积主要通过油液的单位流量来确定的，由于先开始经过两及旋流器的脱水作用。 由于第一级旋流其的入口子直径是 20二级旋流电场则是第一级溢流出来的油液再次通过第二级旋流电场的作用脱水。故而可以想象到单位时间内油买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 液的流量并不大，现在我们假设一个小时通油液的流量为 30L/h，由于一般理论上真空罐的体积应该是单位时间内流量的 3，取真空的容积为 150 了 L，假设此真空罐的的长度为 1000过计算知道真空罐的内径约为 43于真空罐的内部有网孔斜板和喷淋器等，也会占据真空罐的一部分体积，所以此时我们选择真空罐的内径为 50 真空罐壁厚的选择，由于真空罐在正常工作的过程中一般受到的是外部大气压的作用向里的压力罐体的这种特殊结构使得它承受向里压力的能力远远大于它承受向外压力的能力，由于用于脱水作用故而材料选择不锈钢。经查表知道不锈钢的抗压应力强度为远大于一个大气压，处于安全考虑我们选择真空罐壁的厚度为 8空罐内部有带有网孔的斜板和喷淋器。 空泵的选型 真空泵 主要是连续不断地抽出真空罐内的空气，以保证真空罐内处于低压状态， 抽气速率应大于进油速率。真空泵按工作原理可分为 :气体输送泵和气体捕集泵。气体输送泵一般有：往复式真空泵、旋片式真空泵、定片式真空泵等；气体捕集泵包括 :吸附泵和低温泵。本次设计选择的是 2气速率为 15L/S，功率为 限压力为 泵选型 常用的油泵按结构分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵三种。齿轮泵主要用以低压系统，对油液的污染不敏感；叶片泵输出流量均匀、脉动小、噪声小、但吸油的特性不好、对油污 染敏感；柱塞泵易得到高精度的配合、泄露小、容积效率高、和叶片泵一起用于高压系统中，对油液污染也敏感。因此本设备中选择的是齿轮泵。 热的确定 正常工作时油温一般在 80度以下，结合饱和蒸汽压与温度的关系，。此时水的生发温度是 70 摄氏度，而油液能够够保持其正常的理化性能。因而油液需要加热到 60于还把比较高的地方，还需要适当的提高增加热温度。 滤器 过滤器的精打用可以处理的杂质的最小粒径来表示，一般分为粗过滤器、普买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 通过滤器、经过滤器和超精 过滤器四种，本设备中使用的是粗过滤器和经过滤器两种，因为油液中可能会有铁屑等得存在，所以本次设计中主要用的是磁性过滤器。 凝器的选择 由于水在真空罐内不沸腾被真空泵以水蒸气的形式抽走，欠佳令凝气的目的就是为了让水蒸气能够快速的液化，利于对水蒸气的收集。本设备中冷凝器主要就是利用风扇来使得水蒸气降温液化。 路的设计 使用管道把选好型的各个管路设备连接好，本设计中选择的管路主要有内径为20305三种管路，他们之间使用法兰、过度椎管、弯头等连接，弯道处主要是用焊接 管路。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 总结 本次设计主要是对一及旋流器和旋流电场结构的设计，由于目前目前液 人也未曾接触到旋流器方面的知识，使得自己开始不能很快速的进入设计的环节，花大量的时间在旋流器理论的学习上。其次，液 得目前这方面的理论研究也比较落后，远远落后于，固 于设计理论的缺陷以及不觉被进行试验的条件，所以不能具体的去优化几个重要参数的的设定。 由于本次的设计没 有具体定量的理论和实际实验数据的支撑，具有一定的探索性，参数都是根据资料上边类似试验得出的比较几个重要参数的研究只能做到定性的去分析，不能定量的给出分离效果和参数之间的具体关系，使得本次设计的遇到了很大的困难。本次设计过程中，大量的时间花在旋流器理论方面的学习。即便是这样，由于液 然不能比较精确的设计出比较合格的旋流器，只能借鉴别人的实验结果和优化模型来结合本次设计的实际需要来设计了第一级旋流器和旋流电场。 通过本次的设计使得自己对旋流器有了更加升入的了解，同时在设 计的过程中把自己所学的理论知识能很好的得到应用，不仅提升了自己的机械素养，而且也锻炼了一种遇到新问题要敢于自己去面对并且能够通过努力最终解决问题。虽然本次设计的旋流器和旋流电场的结构以及参数不一定具有参考价值，但是通过这些的设计让我学会了要通过思考去发现问题并最终解决问题，这样自己的能力也就在不知道不觉中得到了提升。本次设计的结束，也标志着自己的大学生活已经临近尾声，虽然有些不舍，但又比较兴奋，因为马上就要真正踏入社会去机械行业里边迎接新的挑战去了，有更多的机会可以在实践中学习。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 致 谢 首先 感谢我的父母，二十多年来对我的养育，是在你们的养育之下让我能够顺利的一步一步完成学业到最后大学毕业；其次感谢我的母校，感谢母校这四年来为我创造的学习调节和提供的各种便利；再次诚挚地感谢大学四年向我传授知识的各位老师，在你们的教育和指导下我不断的进步，逐步完成学业，如果没有你们我是不可能这么顺利完成大学学业的；然后感谢亲爱的同学们四年来的热情帮助，让我快乐而充实的的度过我人生中最美好和值得回忆的四年。 再次感谢四年来所有帮助过我的老师和同学！谢谢你们！ 此致 敬礼 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 参考文献 1 徐高洋 , 陆明 . 船用废润滑油的再生 J. 中国资源综合利用 , 2003, 12: 14 2 浅谈水力旋流器的工作原理和影响的参数 . 3 庞学诗 国石油出版社， 2010,12. 4 梁政，王进全，任连城，李联明 石油工业出版社 . 5 常向东，周明来，邓松圣 2001,4； 206 高学任除油水力旋流 器结构尺寸筛选试验研究 J化工机械， 2001，28(1)： 5 8 7 倪玲英溢流口直径对原油预分水旋流器性能的影响 J石油机械， 2001，29(2)： 8 9 8 苗青，袁惠新，袁小林 江南大学机械工学院， 2005年第 24卷第 9期 10639 贺凤云，孙岩，王秀莲 大庆石油学院学报 2008， 4,5210 倪林英 油气田地面工程，第 19卷 6期（ 2000,11） . 11 欧阳丽虎，水力旋流器在 中海油的应用于研究 期， 18812 孙伟香，液 油田地面工程第 19卷第五期 . 13 鲁家驹，旋流分离技术的县长与前景 卷 . 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