专利名称：润滑油多级自动油水分离系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种润滑油多级自动油水分离系统及其控制方法。
背景技术：
限动齿条稀油润滑系统为敞开式润滑系统，由分布在齿条床身两侧的16个固定油嘴，用4bar左右的压力喷向运动的上下支撑轮和侧轮。因为限动系统与连轧高压水临近，高压水直接喷向齿条箱，造成水、氧化铁皮、粉尘、石墨等杂质混合进入润滑系统，油箱中很快混入杂质、冷却水等，造成油品乳化、起泡沫、粘度低、杂质多等致命的污染。为保证润滑精度，每天必须更换新的润滑油(壳牌)并清洗油箱，润滑系统中，由于冷却水的混入致使润滑油不能再循环利用，既造成资源的浪费，大大增加了生产成本。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供润滑油多级自动油水分离系统及其控制方法，该系统重点解决油水分离，使油液中的水含量达标，同时对其中的固体颗粒、铁磁性微粒及空气等污染物加以排除、彻底净化，使油液性能达到设备润滑的要求。还提供一种所述多级自动油水分离系统的控制方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种润滑油多级自动油水分离系统，其中润滑油多级自动油水分离系统结构是包括有回油油箱、精沉油箱、循环油箱、过滤器、管路加热器、真空罐、精过滤器、成品油箱以及PLC控制柜，所述回油油箱依次连接精沉油箱、循环油箱、粗过滤器、管路加热器、真空罐、精过滤器、成品油箱，并与PLC控制柜电连接组成该系统，在精过滤器与循环油箱之间设有不合格油液的返回管路。
在回油油箱中内设隔板，隔板的下边留有大致100mm高的缝口，将回油油箱分为溢水腔和溢油腔，在所述回油油箱的注油口装有滤篮，滤篮中设有多块磁过滤板。
所述滤篮是60目/in的不锈钢回油网篮。
同时提供一种所述润滑油多级自动油水分离系统的控制方法，该方法包括以下步骤①油液沉积过滤在回油油箱中的油液，由于水的比重大在油的下面，通过回油油箱溢水腔流走，而油通过溢油腔流入回油油箱注油口，通过滤篮滤除氧化铁皮等杂质，并用永磁块吸附混入的铁削，由于油的比重小浮于水面，滤除大多数水，沉积分离后的油液通过回油油箱的注油口进入精沉油箱中。
②油液沉积脱水用泵将处理好的油液抽入精沉油箱中，将油液静止沉积24小时，进一步沉积除水。在静止沉积过程中精沉油箱中电接点温度计将温度指标转换为数字信号传输至PLC控制柜。由PLC控制柜控制精沉油箱的电加热器进行加温到至少50℃，适当的温度可加速油水的分离，进一步滤除一定杂质和水分。
③油液加热精沉油箱中的油液经螺杆泵注入循环油箱中，进入循环油箱的油液经循环油箱的粗过滤器，经管路加热器加热，由PLC控制柜控制管路加热器对油液加温到至少50℃，加速油水的分离，滤除大于等于20um的固体颗粒污染物后，注入真空罐中。
④油液的真空处理油液流经管路加热器加热后进入真空罐内，真空分离利用的是在有一定真空度的情况下，水的沸点低于正常大气压。进行除水处理后，将真空度维持在0.55左右，温度保持在至少80℃左右，将混合在油中的水分进行完全分离，进行除水处理后，进入精过滤器后，得到10um的油液。
⑤油液检验精过滤器7内的油液经油品检验合格的油液，注入成品油箱中，经油品检验不合格的油液，经精过滤器对不合格的油液经返回管路，再流回循环油箱，进行再一次的循环净化。
循环时间的控制，事先根据轧制钢管节奏的时间设定，到达一定时间后，若成品油箱液位满信号达到时，系统将继续循环净化，同时发出成品油箱满的报警。
本发明的有益效益是该系统使用前的6月、7月最多耗油350桶/月，每桶油的价格为2700元，最高峰时每月油耗费用为90多万元。该装置投入使用后每月油耗已降至50～80桶/月，除耗电及滤材费用外，现每月节约油耗费用为50～60万元。每天减少外排污染油约15桶油，减少了水处理油的污染程度，周边的环境有了明显的好转，同时，提升了整个生产工艺过程的自动化程度，也进一步提高了生产效率。
图1为本发明的油水分离系统结构示意图。
图中1、回油油箱 2、精沉油箱 3、循环油箱4、粗过滤器 5、管路加热器6、真空罐7、精过滤器 8、成品油箱 9、PLC控制柜具体实施方式
结合附图及实施例对本发明的润滑油多级自动油水分离系统及其控制方法加以说明。
对润滑设备的油路进行改造，将回油管路分成两部分一部分是杂质多污染大的，不能直接返回油箱使用的；另一部分是清洁无污染，可以直接回油箱重新使用的。
如图1所示，本发明的润滑油多级自动油水分离系统结构是包括有回油油箱1、精沉油箱2、循环油箱3、粗过滤器4、管路加热器5、真空罐6、精过滤器7、成品油箱8以及PLC控制柜9，所述回油油箱1依次连接精沉油箱2、循环油箱3、粗过滤器4、管路加热器5、真空罐6、精过滤器7、成品油箱8，并与PLC控制柜9电连接组成该系统，在精过滤器7与循环油箱3之间设有不合格油液的返回管路。图1中的虚线为PLC控制柜9与该系统各部分的电路连线。
在回油油箱1中内设隔板，隔板的下边留有大致100mm高的缝口，将回油油箱1分为溢水腔和溢油腔。在所述回油油箱1的注油口装有滤篮，滤篮中设有多块磁过滤板。所述滤篮是60目/in的不锈钢回油网篮。通过回油网篮作粗过滤器，用60目/in的不锈钢网篮除去大于0.315mm的固体颗粒。磁过滤板用90多块永久磁铁制作的，用来除去油中所混入的铁等磁性物质。当磁过滤板上沾有油污时，可取出并清理干净，然后可以继续使用。
从限动齿条回油系统中来的油水混合液进入回油油箱1，所述回油油箱1中沉积分离后的油液通过PLC控制柜9控制螺杆泵抽入精沉油箱2，进入精沉油箱2中的油液沉积脱水，进入循环油箱3的注油口，循环油箱3中的油液经粗过滤器4粗过滤、管路加热器5加热，由PLC控制柜9控制管路加热器5对油液加温到加速油水分离的温度后，进入真空罐6真空净化处理，经精过滤器7进入成品油箱8的阀门打开，合格油液进入成品油箱8。经精过滤器7对不合格的油液经返回管路回到循环油箱3。如此反复，直至油液检验合格，达到完全使用的要求。
该润滑油多级自动油水分离系统的控制方法，包括以下步骤①油液沉积过滤在回油油箱1中的油液，由于水的比重大在油的下面，通过回油油箱1溢水腔流走，而油通过溢油腔流入回油油箱1注油口，通过滤篮滤除氧化铁皮等杂质，并用永磁块吸附混入的铁削，由于油的比重小浮于水面，滤除大多数水，沉积分离后的油液通过回油油箱1的注油口进入精沉油箱2中。
②油液沉积脱水用泵将处理好的油液抽入精沉油箱2中，将油液静止沉积24小时，进一步沉积除水。在静止沉积过程中精沉油箱2中电接点温度计将温度指标转换为数字信号传输至PLC控制柜9。由PLC控制柜8控制精沉油箱2的电加热器进行加温到至少50℃，适当的温度可加速油水的分离，进一步滤除一定杂质和水分。
③油液加热精沉油箱2中的油液经螺杆泵注入循环油箱3中，进入循环油箱3的油液经循环油箱3的粗过滤器4，经管路加热器5加热，由PLC控制柜9控制管路加热器5对油液加温到至少50℃，加速油水的分离，滤除大于等于20um的固体颗粒污染物后，注入真空罐6中。
④油液的真空处理油液流经管路加热器5加热后进入真空罐6内，真空分离利用的是在有一定真空度的情况下，水的沸点低于正常大气压。进行除水处理后，将真空度维持在0.55左右，温度保持在至少80℃左右，将混合在油中的水分进行完全分离，进行除水处理后，进入精过滤器7后，得到10um的油液。
⑤油液检验精过滤器7内的油液经油品检验合格的油液，注入成品油箱8中，经油品检验不合格的油液，经精过滤器7对不合格的油液经返回管路，再流回循环油箱3，进行再一次的循环净化。循环时间的控制，事先根据轧制钢管节奏的时间设定，到达一定时间后，若成品油箱8液位满信号达到时，系统将继续循环净化，同时发出成品油箱满的报警。
成品油箱是净油系统的最后一道工序，用以沉积和存放经过了油水分离，精沉分离，过滤器，真空分离等工序的合格的可循环利用的油品。有着衔接的作用。当系统缺油时应首先考虑加入处理过后的成品油，但是，每隔一段时间需要补充一定量新油，保持润滑油的粘度和正常消耗。
该系统的PLC控制柜9采用变频及PLC自控技术操作控制，分为自动和手动两种方式。
手动主要用于系统的调试及维修；自动则是指在正常工作状态下的运行控制。
该系统的启动、停止及频率依靠PLC控制柜9程序自动完成，通过可编程序改变模拟电流输入值来改变系统的输出功率，进而达到变频的目的。
手动与自动都是通过控制面板的触摸屏控制的，包括登录、选择运行方式、润滑油多级自动油水分离系统及其控制方法泵的启停、报警参数设置(运行时间、泵的频率等)、各阀门的开关等等。
本发明的润滑油多级自动油水分离系统及其控制方法效益计算根据原油品费用改造前月润滑油消耗量为20桶/天*30天＝600桶原月消耗600桶*3000元＝180万元/月，原年消耗180万*12月＝2160万改造后油品费用改造后润滑油月消耗量40桶*3000元＝12万年消耗12万*12月＝144万元 滤芯消耗3万*12月＝36万元电力消耗80度*24小时*365天*1.2＝84万备件及设备磨损消耗80万元人力成本消耗3万元年创效益2160万-144万-36万-84万-80万-3万＝1800万从计算可以看出，整套系统对于节能降耗有着重大意义，对于降低成本、提高效益、增强企业竞争力也有着极大的促进作用。
通过实施该技术，不仅彻底改变了PQF机组限动床身前端被污染的润滑油品被迫外排，环境污染、油品浪费、轧钢成本居高不下的状况，每月还可节约润滑油耗费用约为50～60万元，达到了环境保护和降低成本的双重效果。
在该技术中，提出了利用油水的浮力不同，初步将大量的游离水和大的杂质颗粒分离出来，利用较高温度会使液体的活跃程度较强的原理，在沉积过滤阶段将杂质和水充分分离，在真空状态下，利用油水沸点的不同的原理将油水分离的方案。该项目的另一特点是利用了现代的变频及PLC自控技术，达到了流量的连续自动控制目的，达到了同时滤油滤水的双重目的。
本发明同时适用于对大量重度污染乳化油品环境处理，该技术是一个切实可行的新方案。
权利要求
1.一种润滑油多级自动油水分离系统，其特征是润滑油多级自动油水分离系统结构是包括有回油油箱(1)、精沉油箱(2)、循环油箱(3)、过滤器(4)、管路加热器(5)、真空罐(6)、精过滤器(7)、成品油箱(8)以及PLC控制柜(9)，所述回油油箱(1)依次连接精沉油箱(2)、循环油箱(3)、粗过滤器(4)、管路加热器(5)、真空罐(6)、精过滤器(7)、成品油箱(8)，并与PLC控制柜(9)电连接组成该系统，在精过滤器(7)与循环油箱(3)之间设有不合格油液的返回管路。
2.根据权利要求1所述的润滑油多级自动油水分离系统，其特征是在回油油箱(1)中内设隔板，隔板的下边留有大致100mm高的缝口，将回油油箱(1)分为溢水腔和溢油腔，在所述回油油箱(1)的注油口装有滤篮，滤篮中设有多块磁过滤板。
3.根据权利要求2所述的润滑油多级自动油水分离系统，其特征是所述滤篮是60目/in的不锈钢回油网篮。
4.一种所述润滑油多级自动油水分离系统的控制方法，该方法包括以下步骤①油液沉积过滤在回油油箱1中的油液，由于水的比重大在油的下面，通过回油油箱1溢水腔流走，而油通过溢油腔流入回油油箱1注油口，通过滤篮滤除氧化铁皮等杂质，并用永磁块吸附混入的铁削，由于油的比重小浮于水面，滤除大多数水，沉积分离后的油液通过回油油箱1的注油口进入精沉油箱2中。②油液沉积脱水用泵将处理好的油液抽入精沉油箱2中，将油液静止沉积24小时，进一步沉积除水。在静止沉积过程中精沉油箱2中电接点温度计将温度指标转换为数字信号传输至PLC控制柜9。由PLC控制柜9控制精沉油箱2的电加热器进行加温到至少50℃，适当的温度可加速油水的分离，进一步滤除一定杂质和水分。③油液加热精沉油箱2中的油液经螺杆泵注入循环油箱3中，进入循环油箱3的油液经循环油箱3的粗过滤器4，经管路加热器5加热，由PLC控制柜9控制管路加热器5对油液加温到至少50℃，加速油水的分离，滤除大于等于20um的固体颗粒污染物后，注入真空罐6中。④油液的真空处理油液流经管路加热器5加热后进入真空罐6内，真空分离利用的是在有一定真空度的情况下，水的沸点低于正常大气压。进行除水处理后，将真空度维持在0.55左右，温度保持至少在80℃左右，进行除水处理后，进入精过滤器7后，得到10um的油液。⑤油液检验精过滤器7内的油液经油品检验合格的油液，注入成品油箱8中，经油品检验不合格的油液，经精过滤器7对不合格的油液经返回管路，再流回循环油箱3，进行再一次的循环净化；循环时间的控制，事先根据轧制钢管节奏的时间设定，到达一定时间后，若成品油箱(8)液位满信号达到时，系统将继续循环净化，同时发出成品油箱满的报警。
全文摘要
本发明提供一种润滑油多级自动油水分离系统，润滑油多级自动油水分离系统结构是包括有回油油箱，所述回油油箱依次连接精沉油箱、循环油箱、粗过滤器、管路加热器、真空罐、精过滤器、成品油箱，并与PLC控制柜电连接组成该系统，在精过滤器与循环油箱之间设有不合格油液的返回管路。同时，提供一种所述润滑油多级自动油水分离系统的控制方法。本发明的有益效益是该系统装置投入使用后每月油耗已降至50～80桶/月，除耗电及滤材费用外，现每月节约油耗费用为50～60万元。每天减少外排污染油约15桶油，减少了水处理油的污染程度，周边的环境有了明显的好转，同时，提升了整个生产工艺过程的自动化程度，也进一步提高了生产效率。
文档编号C10M175/00GK101036844SQ20071005668
公开日2007年9月19日 申请日期2007年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者马绍辉, 赵恩利, 李金 , 宋坚, 范立生, 刘千民, 苏志强, 李建湘, 朱彤, 曹树海, 王华山, 沈文娟 申请人:天津钢管集团有限公司